Пакеты которые включают текстовые и табличные процессоры графические редакторы системы управления
Прикладное (специальное) программное обеспечение предназначено для обеспечения решения профессиональных задач в различных сферах человеческой деятельности (редактирование текстов, создание таблиц, рисование картинок и др.)
Прикладные программы разработаны программистами таким образом, чтобы пользователь комфортно мог выполнять определённые действия за компьютером, не имея при этом чрезмерно больших навыков и специальных знаний в области программирования. Разработаны и используются десятки, сотни различных прикладных программ. Например, имеются программные обеспечения, предназначенные для использования в различных областях деятельности человека: сельское хозяйство, автомобилестроение, финансовая деятельность, медицинская отрасль, издательское дело, архитектура и т. д.
Прикладные программы объединяются в так называемые пакеты, «пакет прикладных программ». Пакет прикладных программ (ППП) – это наиболее известные инструментальные программные средства, такие, как текстовые редакторы, графические редакторы, электронные таблицы, системы управления базами данных и др. Самый популярный ППП – Microsoft Office. Основное назначение пакетов прикладных программ – максимальное упрощение процедуры общения пользователя с ЭВМ.
Текстовые редакторы (процессоры)
Табличные процессоры (Электронные таблицы)
Почти в любой области деятельности человека возникает необходимость производить различные математические расчёты. Очень часто необходимо предоставить числовые данные в виде таблицы, это более удобно и наглядно для последующей работы с числами.
Для проведения расчётов в компьютере были разработаны пакеты прикладных программ под названием электронная таблица (ЭТ) (табличный процессор). С появлением электронных таблиц работа ускорилась и стала более удобной.
Первая программа в виде электронной таблицы под названием VisiCalc была разработана в 1979 году американским студентом Д. Бриклином. Название VisiCalc от Visible Calculator (наглядный калькулятор).
Электронные таблицы (табличные процессоры) - это компьютерные программы, имеющий вид таблицы, в ячейках которых могут находиться данные различных типов: тексты, даты, формулы, числа и т. д. В первую очередь они предназначены для работы экономистов, бухгалтеров, инженеров, научных работников, менеджеров, т.е. всех тех, кому приходится работать с большими массивами числовой информации.
В 1982 году были созданы электронные таблицы: Lotus 1, 2, 3. Это была уже более совершенная программы с большим набором инструментов и большими возможностями. В последующем были разработаны программы Multiplan, SuperCalc, QuatroPro.
Наиболее известной и удобной электронной таблицей в настоящее время считают электронную таблицу MS Excel, которая была создана в 1987 году фирмой Microsoft. Эта программа имела большие возможности по сравнению с предыдущими, и упростило работу пользователей с электронными таблицами. Основная задача этих программ заключается в создании электронной таблицы, используя которую, можно легко и быстро ввести математическую формулу, произвести обработку числовой информации. Кроме того, MS Excel позволяет сохранить в определённых ячейках полученные результаты, скопировать, или перенести информацию из одной ячейки в другую.
Графические редакторы
Машинная (компьютерная) графика является одним из самых ярких и наглядных представлений информации в различных сферах деятельности человека. Впервые о компьютерной графике заговорили в 1951 году. Инженер компьютерной лаборатории (США) Джей У. Форрестер продемонстрировал впервые на экране монитора написанный небольшой текст. В 1963 году А. Сазерленд использовал световое перо. В эти годы были сделаны первые шаги по созданию трёхмерных изображений.
Машинная графика - это комплекс аппаратных и программных средств имеющий целью создания, хранения, обработки и наглядного представления графической информации с помощью компьютера.
Она широко применяется почти во всех отраслях промышленности, она необходима: конструкторам; архитекторам; дизайнерам; модельерам; медицинским работникам; создателям рекламы; создателям компьютерных игр и т. д. Создаваемые при помощи компьютера модели могут описывать что угодно – молекулы и магнитные поля, висячие мосты и сверхзвуковые самолёты. Хирурги с помощью компьютерной графики отрабатывают пластические операции, проверяя правильность выбранных решений и анализируя полученные результаты ещё до начала операции. С помощью компьютерной графики создают рисунок будущего искусственного сустава, а затем на станке, под управлением компьютера изготавливается сам протез сустава.
Создавать всевозможные, удивительные рисунки на экране монитора можно с помощью графического редактора. Наиболее простой графический редактор - Paint, более мощные пакеты программ - CorelDraw, Photo Paint, Adobe PhotoShop и др.
Графический редактор – это программа, служащая для создания графических изображений, обработки и их просмотра. Основные задачи программы «графический редактор» - обеспечить создание изображений, их редактирование, сохранение во внешней памяти (ВЗУ), получение копий на бумаге, киноплёнке и т.д. При работе с изображением различают растровую и векторную графику.
Растровая графика на экране монитора будет представлена в виде сетки, или растра, с множеством разноцветных точек – пикселей. Любой графический объект воспринимается компьютером, как набор пикселей. Пиксель – точечный элемент на экране дисплея. Информация о каждом пикселе хранится в специальной области ОЗУ – видеопамяти. Назначение видеопамяти – хранить видеоизображение.
Графические редакторы Paint, Adobe Photoshop использует растровую графику. В текстовом редакторе MS Word применяется векторная графика при создании различных автофигур, линий, овалов. Векторная графика используется в программе CorelDraw.
Системные программы
Системное (общее) программное обеспечение необходимо для управления ресурсами компьютера и их распределения между разными потребителями, для организации и контроля вычислительного процесса, для выполнения пользовательских программ и предоставления пользователю набора различных услуг (тестирование и подготовка оборудования к работе, создание архивных копий используемой информации и др.)
Операционная система – это набор программ, которые постоянно, в процессе работы компьютера, обеспечивают целостное функционирование всех устройств компьютера, поддерживает связь с программным обеспечением, с внутренней и внешней памятью.
Самая первая операционная система была разработана Дмином Амдалом в 1954 году для ЭВМ IBM 704. Все популярные ОС были созданы в Соединённых Штатах Америки.
Операционная система управляет всеми устройствами компьютера, запускает программы, предоставляет пользователю доступ и работу с магнитными накопителями, выводит данные на принтер и многое другое. От установки ОС в компьютере зависит производительность его работы. Операционная система является той программой, которая запускается каждый раз, как только пользователь включает ЭВМ в сеть.
ОС, может работать не с какими угодно командами, а только с теми, которые ей известны. Если программа будет создана в одной операционной системе, то в другой операционной системе она работать не будет. В этом случае говорят о программной несовместимости компьютера. Вот почему одной из причин широкого распространения ПК IBM PC было то, что многие фирмы стремились установить в своих компьютерах ту же операционную систему, что и в компьютерах фирмы IBM, т. е. чтобы они были совместимы с компьютерами IBM PC.
По числу выполняемых задач ОС делятся на однозадачные и многозадачные. Однозадачные ОС позволяют управлять ресурсами машины в пределах одной строго определённой задачи. Пользователю приходится ждать окончания задачи или прервать её, прежде чем приступить к другой задаче (примером является MS-DOS). Многозадачная ОС способна одновременно выполнять несколько не связанных между собой программ (операционная система UNIX, OS/2, Windows 95, 98, XP и др.).
Программы - оболочки
Программы - оболочки (файловые менеджеры) позволяют облегчить работу пользователя в MS-DOS. Они упрощают работу пользователя с файлами и каталогами. Наиболее популярные программы оболочки: Norton Commander, Norton Navigator, Volkov Commander, Victoria и др. Самая популярная, и широко известная программа, с которой работают большинство пользователей, является программа оболочка Norton Commander (NC). NС, была разработана американской фирмой Peter Norton Computing в 1982 году. Работая в Norton Commander, можно управлять компьютером, и работать с программами при помощи функциональных клавиш(F1–F10).
Драйверы
Драйверы (англ. driver – управлять, управляющая программа) расширяют возможность операционной системы. Это специально созданные программы, расширяющие возможности операционной системы по управлению обслуживания имеющихся внешних устройств компьютера.
Обычно в компьютере установлены программы-драйверы, которые поддерживают связь пользователя с периферийным оборудованием: клавиатурой, мышью, дисплеем, принтером, сканером и т. д. Драйверы загружаются в память компьютера в момент загрузки операционной системы; их имена указываются в специальном файле (config.sys). Каждый драйвер должен учитывать специфику работы внешнего устройства. Значит, каждому внешнему устройству должен соответствовать свой драйвер. Для управления внешними устройствами используются встроенные в компьютер и устанавливаемые драйверы. Встроенные драйверы обеспечивают работу компьютера со стандартным обязательным оборудованием (клавиатура, монитор, НГМД и НЖМД).
Устанавливаемые драйверы обеспечивают связь с принтером, со сканером и т. д. Если, например, устанавливается новая модель принтера в ПК, то необходимо для него установить свой драйвер, что бы компьютер мог воспринимать его. Значит, программы-драйвера обеспечивают управление внешними устройствами.
Утилиты
Утилиты дополняют возможности операционных систем. Большей частью утилиты поставляются отдельно от операционной системы. Утилиты (вспомогательные программы) – это программы предоставляющие возможность пользователю более комфортно работать с компьютером.
К утилитам относятся программы – русификаторы.
Русификатор – это программа, приспосабливающая другую программу для работы с русскими буквами. Кроме того, русификатор настраивает операционную систему для корректной обработки русских букв, преобразование их из прописных букв в строчные и обратно.
В третью группу утилит входят программы – архиваторы. Архиваторы предназначены для упаковки файлов на диске путём сжатия информации в них. Сжать можно один или несколько файлов. Затем они помещаются в архивный файл (архив). Используется упаковка файлов с целью обеспечения более компактного размещения информации на диске. Работать, т. е. запускать, просматривать содержимое с упакованными файлами, нельзя. Их вначале необходимо разархивировать (распаковать).
Программы, которые осуществляют упаковку и распаковку файлов называются программами – архиваторами. Наиболее часто используются программы – архиваторы: ARJ, WinZip, WinRar и др.
На схеме ниже представлена программная конфигурация компьютера:
По схеме видно, что программное обеспечение (ПО) состоит из нескольких уровней. Базовое ПО сосредоточено в микросхеме ПЗУ. Этот комплекс программ называется базовой системой ввода – вывода (BIOS). Система BIOS содержит программы, необходимые для проверки компьютера при его запуске, а также программы, необходимые для обслуживания прерываний процессора, поступающих от контроллеров системной платы.
Отдельным классом программ являются языки программирования. На сегодняшний день существуют тысячи языков программирования.
Языки (системы) программирования - это инструмент для программиста. Они позволяют разрабатывать, вводить в компьютер, отлаживать, и исполнять программы, используя машинные языки (языки программирования). Системы программирования обеспечивают создание новых программ для компьютера.
В 1952 году американец А. Э. Гленн для облегчения работы с ЭВМ «Марк-1» впервые разработал машинный язык под названием «Автокод». Автокод позволял пользоваться программисту в программах математическими формулами. Первые программисты исполняли роль посредников между человеком и ЭВМ. Они контролировали доступ к новым, популярным и немного загадочным машинам.
Работа программистов сложная и ответственная. Цена их ошибок может быть весьма высокой. (Это может подтвердить случай с космическим аппаратом «Фобос-1», с которым было неожиданно потеряна связь, и тем самым перечёркнут весь комплекс намеченных исследований. Это произошло вследствие одной пропущенной буквы в программе. Ошибка привела к потере верной ориентации аппарата в пространстве. Солнечные батареи стали получать меньше энергии, необходимой в первую очередь для работы передатчика. Все попытки устранить последствия ошибки положительных результатов не дали. В 1962 году в США из-за пропуска дефиса в программе пришлось подорвать космическую ракету, стартовавшую с мыса Кеннеди к Венере. Такая, казалось бы «мелочь», обошлась стране – 17,5 млн. долларов.)
Языки программирования – это специально разработанные искусственные языки, которые предназначены для записи алгоритмов, исполнение которых поручается ЭВМ. Языков программирования, как и естественных языков человеческого общения, насчитывается несколько сотен. С помощью языков программирования происходит общение человека с компьютером. Каждый язык программирования имеет свой алфавит, действуют чёткие правила образования слов и фраз на этом языке. Для каждого языка разработана система записи определённых команд, имеется свой набор служебных слов, свои правила написания на алгоритмических языках. Если машинный язык предназначен, например, экономистам, то в его словаре много терминов, которыми пользуются бухгалтеры, но нет слов, в которых нуждаются биологи или архитекторы.
Чаще всего используются несколько десятков наиболее удачных и удобных языков программирования.
- Бейсик – был разработан профессорами Дартмутского колледжа Дж. Кемени и Т. Курцом. В 1964 году (BASIC – универсальный символьный код для начинающих). Это самый популярный язык программирования и общения с ЭВМ среди начинающих пользователей.
- Фортран - является первым и одним из распространённых языков программирования в 50 – 60 годах прошлого века. Он более сложный язык программирования, чем Бейсик. Создан был группой программистов фирмы IBM в 1956 году. Название Фортран происходит от сокращённых слов: ФОРмулярный и ТРАНслятор, т. е. переводчик формул. Он специально предназначался для работы с формулами, используемыми в математике и других научно-технических дисциплинах.
- Алгол, создан в 1958 году (ALGOL, означает алгоритмический язык.). Этот язык предназначен для записи алгоритмов, которые строятся в виде последовательности процедур, применяемых для решения поставленной задачи. Используют его в исследовательских и научно-технических расчётах, при программировании вычислительных задач в математике, физике и т. д.
- Паскаль (Pascal) получил своё название в честь французского математика Блеза Паскаля. Он так же является популярным языком и его, как и язык Бейсик, изучают в школах, различных учебных заведениях. Создан он был в 1969 году швейцарским учёным Никлаусом Виртом в Цюрихе. Он прост и доступен для обучения приёмам программирования.
- Ада. Был создан в 1979 году, его назвали в честь Агаты Ады Лавлейс, математика и писателя XIX в., дочери великого английского поэта лорда Байрона. Её заслуженно называют первым программистом, составив алгоритм и программу вычисления чисел Бернулли. Она внесла большой вклад в описание Аналитической машины Чарльза Бэббиджа.
- Кобол (Cobol, сокращённое английское слово, означает – язык, ориентированный на обработку коммерческой информации). Это универсальный язык, предназначенный для бизнеса. Был разработан специалистами фирмы IBM в 1960 году.
- Лисп (LISP – обработка списков), это более ограниченный язык для логического программирования. Разработан был математиком Дж. Маккарти (США) в 60-х годах. Язык Лиспа оказался полезен в опытах искусственного интеллекта (ИИ).
- Пролог (PROLOG – программирование в логике) был создан в 1972 году во Франции для логического программирования. Этот язык принят в качестве рабочего языка для ЭВМ пятого и шестого поколения. Пролог это язык доказательств, который хорошо подходит для задач, связанных с манипулированием знаниями.
- Лого. В 60-х годах под руководством профессора математики Сеймура Пейперта был разработан язык Лого (что, по-гречески означает – слово). Учёный был убеждён, что для учеников начальных классов сложно овладеть языком Бейсик. И он создал на основе языка Лиспа, язык Лого. По инициативе Пейперта, в язык было добавлено понятие черепашки. Сначала использовалась механическая черепашка, ползущая по полу, а затем её условное изображение было представлено на экране дисплея, это для детей придавало языку притягательность. Лого является языком обучения детей понятиям математики, геометрии, программирования.
(Языки программирования помогают учёным проводить исследования и открытия. В 1985 году программисты, используя три языка: Си, Форт и язык ассемблера, предоставили возможности всему миру впервые увидеть океанский лайнер «Титаник», который затонул около 100 лет назад в водах Атлантического океана. Изображения затонувшего корабля передавалось в цифровом виде по глубоководному кабелю с подводного аппарата «Арго», находящегося на глубине 4 км, на исследовательское судно «Кнорр», которое находилось на поверхности океана. Прожекторы, видеокамеры и другая техника, установленная на борту «Арго», управлялась несколькими компьютерами, каждый из которых был запрограммирован на своём машинном языке. Компьютер на борту судна «Кнорр» был запрограммирован на языке «Си». Связь между ними осуществлялась с помощью программ обработки изображений и управления видеокамерами, написанных на трёх машинных языках).
Необходимо отметить, что огромное разнообразие языков программирования только помогает программистам создавать различные программы. Не существует самого лучшего языка программирования, как и не существует и самого лучшего естественного языка, на которых говорят люди, живущие на земле. Выбор языка программирования должен определяться целями его предполагаемого применения.
Многообразие систем программирования связано с бесконечно большим количеством возможных вычислительных задач. Для одних задач лучше подходят одни языки программирования, для других – другие. Даже для задач одного класса, в зависимости от размера алгоритма, какие-то языки могут быть эффективны более или менее, а какие – то неприменимы вообще. Для языков программирования существует своя классификация. До недавнего времени использовалось, в основном, структурное программирование (языки Basic, Pascal), которое основано на модульной структуре программного продукта и типовых управляющих структурах алгоритмов обработки данных различных программных модулей. Такие языки еще называют алгоритмическими или процедурными. В настоящее время лидерство переходит к объектно – ориентированным технологиям в области программирования. Программный продукт, созданный с помощью инструментальных средств объектно – ориентированного программирования (например, Visual Basic), содержит объекты с характерными свойствами, для которых разработан графический интерфейс пользователя.
Текстовый редактор - это программа, используемая специально для ввода и редактирования текстовых данных [15].
Такими данными могут быть программа или какой-нибудь документ или даже книга. Текст для редактирования выводиться на экран и пользователь может его изменять.
Функции текстовых редакторов:
1) редактирование строк текста;
2) возможность использования различных шрифтов символов;
3) копирование и перенос части текста с одного места на другое или из одного документа в другой;
4) контекстный поиск и замена частей текста;
5) задание произвольных межстрочных промежутков;
6) автоматический перенос слов на новую строку;
7) автоматическая нумерация страниц;
8) обработка и нумерация сносок;
9) выравнивание краев абзаца;
10) создание таблиц и построение диаграмм;
11) проверка правописания слов и подбор синонимов;
12) построение оглавлений и предметных указателей;
13) распечатка подготовленного текста на принтере в нужном числе экземпляров и т.п[15].
Возможности текстовых редакторов начинаются от программ, необходимых для подготовки небольших документов простой структуры, до программ для набора, оформления и полной подготовки к типографскому изданию книг и журналов.
Самый известный текстовый редактор - Microsoft Word.
Графический редактор — это программа, предназначенная для автоматизации процессов построения на экране дисплея графических изображений. Предоставляет возможности рисования линий, кривых, раскраски областей экрана, создания надписей различными шрифтами и т.д[15].
Большинство редакторов могут обрабатывать изображения, которые получены с помощью сканеров и выводят картинки так, чтобы они могли быть включены в документ, подготовленный с помощью простого текстового редактора.
Многие редакторы позволяют получать изображения трёхмерных объектов, их сечений, разворотов, каркасных моделей и т.п.
Самый известный графический редактор это Corel DRAW, имеет в себе функции для создания публикаций и инструменты для редактирования графики и трёхмерного моделирования.
Табличный процессор — это комплекс взаимосвязанных программ, предназначенный для обработки электронных таблиц. [15]
Электронная таблица — это компьютерный эквивалент обычной таблицы, состоящей из строк и граф, на пересечении которых располагаются клетки, в которых содержится числовая информация, формулы или текст[15].
База данных - это один или несколько файлов данных, предназначенных для хранения, изменения и обработки больших объемов взаимосвязанной информации [15].
Базы данных используются под управлением систем управления базами данных (СУБД).
Система управления базами данных (СУБД) - это система программного обеспечения, позволяющая обрабатывать обращения к базе данных, поступающие от прикладных программ конечных пользователей [15].
Для того чтобы объединить большие объемы информации ,обрабатывать их, отсортировать, сделать выборки по определённым критериям и т.п. нужны опять же наши СУБД.
В настоящее время СУБД позволяют включать в них помимо текстовой и графической информации, также звуковые фрагменты и даже видеоклипы.
Для того чтобы создать новые базы данных можно не применять программирование а использовать простые функции.
- полноту и непротиворечивость данных
- удобный доступ к ним.
- Популярные СУБД — FoxPro, Access for Windows, Paradox.
Графические, текстовые редакторы, табличные процессоры и СУБД успешно вошли в жизнь человека и гораздо упростили ее. Почти у каждого пользователя компьютер оснащен Microsoft Word или другой альтернативой.
Табличный редактор —прикладная программа для решения вычислительных задач (экономических, бухгалтерских, инженерных, статистических) на больших массивах данных, представляемых в табличной форме. Наиболее известны табличные редакторы Excel фирмы Microsoft, Lotus 1,2,3 и Quattro Pro фирмы Novell, Equate фирмы Holostost, QuickFigure Pro фирмы Pelican Ware, Лексикон XL 5.0 фирмы Арсенал.
Изначально табличные редакторы позволяли обрабатывать исключительно двухмерные таблицы с числовыми данными, но затем появились продукты, которые могли работать с текстом, графическими и другие мультимедийными элементами. Инструментарий электронных таблиц включает математические функции, позволяющие вести сложные статистические, финансовые расчеты. Идею электронных таблиц впервые сформулировал американский ученый Ричард Маттессич, опубликовав в 1961 году исследование Budgeting Models and System Simulation. Концепция дополнили в 1970 году Пардо и Ландау, подавшие заявку на получение патента (U.S. Patent no. 4,398,249). Патентное ведомство отклонило заявку, но авторы через суд добились отмены этого решения. В 1979 году Дэн Бриклин и Боб Френкстон разработали программу VisiCalc. Этот табличный редактор для компьютера Apple II превратил персональный компьютер из игрушки в массовый инструмент для бизнеса.
Табличные процессоры – это специальный комплекс программ для управления электронной таблицей. Электронная таблица (ЭТ) – компьютерный эквивалент обычной таблицы, в клетках (ячейках) которой записаны данные различных типов: текст, даты, формулы, числа.
Использование табличных процессоров целесообразно в тех случаях, когда:
· числа, с которыми требуется работать при решении поставленной задачи, можно расположить в виде таблицы, т. е. в строках и графах;
· числа в одной строке или графе связаны с числами в других строках или графах и предполагается использование математических вычислений над данными таблицы;
· предполагается статистическая обработка данных; возможно частое изменение информации; отслеживается большое число показателей; предполагается изготовление нужного числа копий табличных документов.
Для начала стоит объяснить, что такое электронная таблица в более широком смысле.
Электронная таблица – это электронная матрица, разделенная на строки и столбцы, на пересечении которых образуются ячейки с уникальными именами. Ячейки являются основным элементом электронной таблицы, в которые могут вводиться данные и на которые можно ссылаться по именам ячеек. К данным относятся: числа, даты, время суток, текст или символьные данные и формулы.
Microsoft Excel - это программа, которая входит в пакет Microsoft Office и предназначена для подготовки и обработки электронных таблиц под управлением Windows.
Табличный процессор Excel предназначен для ввода, хранения, обсчета и выдачи больших объемов данных в виде, удобном для анализа и восприятия информации. Все данные хранятся и обрабатываются в виде «рабочей книги», в этом случае таблицы называются рабочими листами отдельных или связанных таблиц. Одна или несколько таблиц составляет книги. Листы можно удалять, добавлять или перемещать из одной рабочей книги с расширением "xls".
Сохранение и присвоение имени рабочей книге
При сохранении рабочей книги в Excel открывается окно диалога "Сохранение документа". В этом окне необходимо указать: имя файла, тип файла, выбрать диск и папку, в которой будет храниться рабочая книга. Таким образом, книга с входящими в нее рабочими листами сохраняется в папке на диске в виде отдельного файла с уникальным именем.
Открытие рабочей книги в Excel
Для открытия рабочей книги в Excel, надо выбрать команду Файл "Открыть" или щелкнуть на кнопке "Открыть" на стандартной панели инструментов. Excel выведет окно диалога "Открытие документа" в нем можно выделить требуемый файл и щелкнуть на кнопке Открыть.
Закрытие рабочей книги и выход из Excel
Для того, чтобы закрыть рабочую книгу в Excel, выберите команду Файл "Закрыть", в результате чего закроется рабочая книга. Для выхода из Excel необходимо выбрать команду Файл "Выход" или щелкнуть на кнопку закрыть в правой части строки заголовка окна приложения.
Также в Microsoft Excel можно вводить формулы.
Формула в электронных таблицах – это совокупность арифметических операций, адресов клеток и обращений к функциям. Формула имеет свой признак ( = ). Ввод формулы начинается с признака.
+ - сложение
- - вычитание
* - умножение
/ - деление
^ - возведение в степень
( ) - повышение приоритета операции
В соответствии с принципом программного управления любой компьютер можно рассматривать как совокупность аппаратной (или технической) и программной частей.
К настоящему моменту выделяют три вида программных продуктов:
1. системное, или общее, ПО;
2. пакеты прикладных программ(ППП);
3. инструментарий технологии программирования.
Системное программное обеспечение
Это совокупность программ для обеспечения работы компьютера и сетей ЭВМ. Часть этих программных средств изучается в лабораторном практикуме по информатике.
Данный класс программного обеспечения делится на следующие виды:
1. базовое ПО, содержащее операционные системы (ОС) и операционные оболочки;
2. сервисное ПО, или утилиты. Содержит программы диагностики работоспособности компьютера, антивирусные программы, программы обслуживания дисков, программы архивирования данных, программы обслуживания сетей.
Операционные системы используются для управления выполнением пользовательских программ, планирования и управления вычислительными и другими ресурсами ЭВМ. Это комплекс программ и данных, предназначенных для увеличения пропускной способности ЭВМ, расширения сферы ее применения, автоматизации подготовки прикладных программ к выполнению. ОС являются обязательной составляющей ПО любого компьютера, без чего он превращается в груду металла, пластика и электроники.
Наиболее популярными ОС для компьютеров класса IBM PC являются ОС семейства Windows’xx и MS DOS. Причем эти ОС не являются взаимоисключающими: они взаимодействуют в процессе функционирования компьютера и MS DOS, как правило, встроена в ОС Windows’xx. Сетевая ОС не имеет фундаментальных отличий от ОС автономного компьютера. Ее отличительной чертой являются развитые средства защиты от несанкционированного доступа, применяющие, в частности, идеи криптографического кодирования, рассмотренные ранее.
Операционные оболочки – это специальные программы, предназначенные для облегчения общения пользователя с командами ОС. Имеют текстовый и графический варианты интерфейса конечного пользователя. Примерами являются Norton Commander (NC) для ОС MS DOS, Far для ОС Windows’xx. В настоящий момент, когда операционные системы облагают высокоразвитым графическим интерфейсом (иконки Windows и т.п.) и имеют встроенные очень удобные средства для выполнения системных операций, наличие операционных оболочек скорее дань традиции, чем необходимость.
Пакеты прикладных программ
Это комплекс взаимосвязанных программ для решения задач определенного класса. Выделяются следующие виды ППП:
1. проблемно-ориентированные. Используются для тех проблемных областей, в которых возможна типизация функций управления, структур данных и алгоритмов обработки. Например, это ППП автоматизации бухучета, финансовой деятельности, управления персоналом и т.д.;
2. автоматизации проектирования (или САПР). Используются в работе конструкторов и технологов, связанных с разработкой чертежей, схем, диаграмм;
3. общего назначения. Поддерживают компьютерные технологии конечных пользователей и включают текстовые и табличные процессоры, графические редакторы, системы управления базами данных (СУБД);
4. офисные. Обеспечивают организационное управление деятельностью офиса. Включают органайзеры (записные и телефонные книжки, календари, презентации и т.д.), средства распознавания текста;
5. настольные издательские системы – более функционально мощные текстовые процессоры;
6. системы искусственного интеллекта. Используют в работе некоторые принципы обработки информации, свойственные человеку. Включают информационные системы, поддерживающие диалог на естественном языке; экспертные системы, позволяющие давать рекомендации пользователю в различных ситуациях; интеллектуальные пакеты прикладных программ, позволяющие решать прикладные задачи без программирования.
Пакеты общего назначения
Поддерживают компьютерные технологии конечных пользователей и включают текстовые и табличные процессоры (редакторы), графические редакторы, системы управления базами данных (СУБД), пакеты программ мультимедиа, пакеты демонстрационной графики.
Текстовые процессоры (редакторы) позволяют готовить текстовые документы, которые могут включать и таблицы, и рисунки, и диаграммы. Примером пакетов этого класса являются MS Word, Блокнот, WordPad. Перечень выполняемых функций, например MS Word, очень широк и изучается студентами в лабораторном практикуме по информатике.
Табличные процессоры (типичный пример - MS Excel) позволяют обрабатывать большие объемы числовой информации (не исключая при этом обычную символьную), формируя из данных таблицы. Можно сказать, что это очень мощные калькуляторы, хранящие в своей памяти огромные числовые массивы и позволяющие выполнять над ними различные арифметические и логические операции, формировать диаграммы и делать множество других операций, полезных для решения различных задач пользователя. Аналогично пакету MS Word, табличный процессор MS Excel изучается в лабораторном практикуме по информатике.
Графические редакторы позволяют генерировать различные изобразительные объекты. Они делятся на 2 класса - растровой и векторной графики - в зависимости от того, какое внутреннее представление этих объектов в них поддерживается. Редакторы растровой графики используются для работы с фотографиями. Они кодируют фотоизображения в цифровую форму и позволяют выполнять над ними различные редактирующие операции (выделение фрагментов, перемещение, вырезание, копирование и т.д.). Примерами редакторов этого класса являются: Adobe Photoshop, Aldus Photo Styler, Picture Publisher, Photo Works Plus. Редакторы векторной графики используются для профессиональной работы, связанной с технической и художественной иллюстрацией с последующей цветной печатью. Они занимают промежуточное место между САПР и настольными издательскими системами. Включают инструментарий для создания графического объекта; средства манипулирования объектами; средства обработки текста в части оформления и модификации параграфов, работы со шрифтами; средства вывода на печать и настройки цвета. Примерами графических редакторов этого класса являются Corel Draw, Adobe Illustrator, Aldus Free Hand, Professional Draw.
Системы управления базами данных (СУБД) используются для автоматизации процедур создания, хранения и извлечения электронных данных. Различаются способом организации данных, форматом, языком формирования запросов на операции с данными. типичными примерами являются MS Access, Oracle, Paradox.
Пакеты программ мультимедиа используются для отображения (воспроизведения) и обработки аудио- и видеоинформации. Включают, в частности, пакеты Director for Windows, Multimedia Viewer Kit, NEC MultiSpin.
Пакеты демонстрационной графики - это конструкторы графических образов деловой информации, призванные в наглядной и динамической форме представлять результаты некоторых аналитических исследований. последовательность работы с такими пакетами включает шаги: разработка общего плана представления, выбор шаблона для оформления элементов, формирование и импорт элементов (текст, графика, таблицы, диаграммы, звуковые эффекты, видеоклипы). Примеры таких пакетов: Power Point, Harvard Graphics, WordPerfect Presentations.
Программное обеспечение ЭВМ разделяют на общее или системное (general Software) и специальное или прикладное (application or special Software).
Общее ПО объединяет программные компоненты, обеспечивающие многоцелевое применение ЭВМ и мало зависящие от специфики вычислительных работ пользователей. Сюда входят программы, организующие вычислительный процесс в различных режимах работы машин, программы контроля работоспособности ЭВМ, диагностики и локализации неисправностей, программы контроля заданий пользователей, их проверки, отладки и т.д.
Общее ПО обычно поставляется потребителям комплектно с ЭВМ. Часть этого ПО может быть реализована в составе самого компьютера. Например, в ПЭВМ часть программ ОС и часть контролирующих тестов следует рассматривать как неотъемлемую часть этих машин.
Специальное ПО (СПО) содержит пакеты прикладных программ пользователей (ППП), обеспечивающие специфическое применение ЭВМ и ВС.
Прикладной программой называется программный продукт, предназначенный для решения конкретной задачи пользователя. Обычно прикладные программы объединяются в пакеты, что является необходимым атрибутом автоматизации труда каждого специалиста-прикладника. Комплексный характер автоматизации производственных процессов предопределяет многофункциональную обработку данных и объединение отдельных практических задач в ППП.
Специализация пакета определяется характером решаемых задач (пакеты для разработки экономических документов, рекламных роликов, планирования и др.) или необходимостью управления специальной техникой (управление сложными технологическими процессами, управление бортовыми системами кораблей, самолетов и т.п.). Такие специальные пакеты программ могут иcпользовать отдельные подразделения, службы, отделы учреждений, предприятий, фирм для разработки различных планов, проектов, документов, исследований. В некоторых случаях СПО может иметь очень сложную структуру, включающую библиотеки, каталоги, программы-диспетчеры и другие обслуживающие компоненты. Программы СПО разрабатываются с учетом интересов определенной группы пользователей, иногда даже по их заказам и при их непосредственном участии.
СПО ПЭВМ комплектуется в зависимости от места и роли автоматизированного рабочего места (АРМ) работника, использующего в своей деятельности компьютер. В ПО ПЭВМ обычно включают небольшое число пакетов программ (табличный процессор, текстовый редактор, система управления базами данных и др.). В последнее время наметилась тенденция к комплексированию и слиянию их в интегрированные программные продукты. Например, пакет MS Office фирмы Microsoft объединяет все перечисленные продукты.
Общее ПО включает в свой состав операционную систему (ОС), систему автоматизации программирования (САП), комплекс программ технического обслуживания (КПТО), пакеты программ, дополняющие возможности ОС (ППос) и систему документации (СД).
Операционная система служит для управления вычислительным процессом путем обеспечения его необходимыми ресурсами. Средства автоматизации программирования объединяют программные модули, обеспечивающие этапы подготовки задач к решению. Модули КПТО предназначены для проверки работоспособности вычислительного комплекса. Важной частью ПО является система документации, хотя она и не является программным продуктом. СД предназначается для изучения программных средств подсистем ПО, она определяет порядок их использования, устанавливает требования и правила разработки новых программных компонент и особенности их включения в состав ОПО или СПО.
По мере развития ЭВМ и ВС программное обеспечение постоянно усложняется по своей структуре и составу программных модулей. В настоящее время затраты на разработку и приобретение программных продуктов в несколько раз превышают стоимость технических средств (Hardware). Наиболее динамичное развитие оно получило в 80 - 85 годы, когда были выявлены закономерности управления вычислительными процессами в однопроцессорных (одномашинных) системах.
Программное обеспечение современных ЭВМ и ВС строится по иерархическому модульному принципу. Это обеспечивает возможность адаптации ЭВМ и ВС к конкретным условиям применения, открытость системы для расширения состава предоставляемых услуг, способность систем к совершенствованию, наращиванию мощности и т.д.
Программные модули ПО, относящиеся к различным подсистемам, представляют для пользователя своеобразную иерархию программных компонент, используемую им при решении своих задач
В ПО ЭВМ имеются две группы пакетов программ: пакеты прикладных программ (ППП) и пакеты, дополняющие возможности ОС (ППос). С развитием программного обеспечения ЭВМ наметилась тенденция к слиянию их в единые интегрированные пакеты. Например, операционная среда Windows может подключать и пакеты MS Office, объединяющие программы для работы экономиста-делопроизводителя. Однако, не всегда централизованные средства обработки удовлетворяют всем требованиям пользователей, поэтому многие ЭВМ, наряду с интегрированными пакетами, продолжают использовать и более эффективные специализированные ППП.
ППП - это комплекс программ, предназначенных для решения определенного класса задач пользователей. Сначала к ППП относили только готовые программы, которые регулярно использовал пользователь. Однако каждая рабочая программа постоянно совершенствуется, дополняется, модифицируется. Поэтому все чаще к ППП относят наряду с комплексом готовых программ и программную среду, оболочку, в которой создаются пользовательские программы. Программы вместе со средой значительно облегчают процессы подготовки и решения задач и во многих случаях не требуют от пользователя знаний специфических языков и процедур программирования.
ППП имеют известную обособленность. Они разрабатываются обычно независимо от других компонентов программного обеспечения. Некоторые ППП могут иметь сложную библиотечную структуру, собственные средства генерации и документацию. С появлением ПЭВМ широкое распространение получили следующие прикладные системы, обеспечивающие различные виды работ пользователей:
· системы обработки текстов (текстовые редакторы);
· системы обработки “электронных таблиц”;
· системы управления базами данных;
· системы “деловой графики”;
· прикладные системы более узкой ориентации ( организация вычислений, поддержка планирования, финансовые расчеты, системы автоматизации проектирования и др.).
Этот список ППП во многом отражает интересы пользователей и специфику применения их ПЭВМ на каждом рабочем месте.
Все больше вычислительные машины, и особенно ПЭВМ, используются для обработки информационных потоков. Использование информации (радио, телевидение, связь, документы и т.п.) необходимо в деятельности каждого человека, любой фирмы, производства, отрасли и страны в целом. Основным носителем информации является документ. Для работы с документами предназначаются первые три системы.
Практически каждый документ содержит текстовую часть. Для работы с текстом предназначаются текстовые редакторы (ТР) или процессоры (Word Processors) - WР. В настоящее время известны десятки и сотни WР, различающиеся направленностью, возможностями, сервисом, качеством формируемых документов. Независимо от назначения каждый редактор должен обеспечивать выполнение следующих процедур подготовки текста:
· редактирование текста (форматирование, поиск и замена данных, работа с фрагментами текста, подготовка к печати и др.);
· ведение архивов документов.
Самые простые редакторы встраиваются в многие пакеты, включая ППП и в ППос. Они имеют достаточно скромные характеристики. Примерами подобных WР являются: встроенный редактор командной строки DOS, редактор пакета Norton Commander и др.
Другие редакторы - редакторы широкого назначения, обычно используются автономно. Они получили большую признательность пользователей и используются повсеместно при отработке документов различной сложности от простейших справок до фундаментальных книг (Лексикон, Word, ChiWriter, MultiEdit и др.). Последние версии редакторов типа Word 7.0, Word 2000 for Windows предоставляют пользователям возможности настольной издательской системы.
Именно расширение функции текстовых редакторов в части форматирования позволяет считать их текстовыми процессорами.
Наиболее сложными редакторами являются ТР мощных издательских систем, предназначенных для оформления и полной подготовки к типографскому изданию книг, журналов, буклетов (Aldus PageMaker, Ventura Publisher). Они позволяют включать в текст фотографии, иллюстрации, графики, диаграммы; использовать различные шрифты; менять параметры текста, осуществлять перемещение фрагментов, изменять оформление документа, автоматизировать его верстку.
Системы обработки электронных таблиц или табличные процессоры предназначаются для работы с фактографическими документами. Этот вид документа представляет собой двумерные таблицы, как правило, заранее определенной формы, каждая клетка которой содержит значение некоторой характеристики объекта. Подобные документы являются наиболее распространенными в деятельности различных отделов, служб, предприятий и т.п. Примерами этих документов могут служить бухгалтерские ведомости, отчеты, планы, списки и прочее. Такие документы представляются в памяти ЭВМ в виде электронных таблиц.
Отдельные клетки таблиц содержат числовую или текстовую информацию. Числовые данные обычно подлежат математической обработке по определенным математическим зависимостям или графическому представлению. Универсальный характер отражения данных и большие возможности их преобразований способствовали развитию и распространению этого вида программного обеспечения. В деятельности многих фирм широко используются такие пакеты, как SuperCalc, Lotus 1-2-3, Quattro Pro, Excel.
Области применения табличных процессоров достаточно широки. Наиболее простые редакторы позволяют обрабатывать табличные данные по формулам, что очень важно при решении задач статистического анализа и при обработке экспериментальных данных. В более сложных процедурах моделирования и прогнозирования требуется решать задачи экстраполяции и интерполяции. Соответственно здесь должны использоваться редакторы с расширенными возможностями. Все табличные редакторы обеспечивают графическое представление данных. Для этого к ним подключают графические редакторы, обеспечивающие воспроизведение разнообразных графиков: круговых, столбиковых, линейных, трехмерных и т.д. Самые мощные редакторы имеют встроенные языки микропрограммирования, что позволяет их использовать в системах автоматизации проектирования и т.п.
Еще одной группой ППП являются системы управления базами данных (СУБД). Они появились, когда ЭВМ стали использоваться в контуре управления технологическими процессами и людскими коллективами. Разработка различных автоматизированных систем управления предполагает создание в памяти ЭВМ информационных моделей объектов управления - больших информационных массивов, получивших название базы данных.
База данных (БД) - это совокупность взаимосвязанных данных, хранящихся совместно в памяти ЭВМ. Каждая БД состоит из записей. Запись образует подмножество данных, служащих для описания единичного объекта. Например, фамилия, имя, отчество, год рождения, адрес, место работы, номер телефона могут составлять одну запись и характеризовать одного человека. Информационный массив может содержать записи по отдельным цехам, службам, отделам всего предприятия. Назначением БД является удовлетворение информационных потребностей пользователей. СУБД автоматизирует работу пользователей с хранящимися данными. Количество информационных массивов в БД и их объем зависит от сложности создаваемой автоматизированной системой. Ядро БД составляет информация, наиболее часто используемая в процессах управления. Согласно принципу В. Парето (итальянский экономист XIX века) 20% всей информации обеспечивает более 80% всех задач управления. Эта часть в первую очередь и подлежит автоматизации.
Достаточно мощные СУБД позволяют значительно автоматизировать процессы управления и удовлетворять до 90-95% потребностей управленческого аппарата. Одним из основных назначений СУБД является автоматизация документооборота. На основе хранящейся информации можно автоматически формировать любые стандартные документы. Дополнительно к этому СУБД позволяет обращаться к данным и с нестандартными запросами для получения каких-либо справок, обобщений. СУБД поддерживает диалоговый режим работы пользователей, в которых запросы данных и реакция системы побуждают к формированию более точных запросов и исследованию данных.
СУБД обеспечивают ввод, поиск, сортировку данных, составление отчетов. Они имеют возможность сопряжения с табличными процессорами для специфической обработки и графического представления данных. В настоящее время широко используются СУБД: FoxPro, Paradox, Clipper, Access и другие. Все они в свою очередь состоят из языковых и программных средств. Различие между ними состоит в предлагаемом сервисе и удобствах работы.
Графические редакторы (ГР) позволяют создавать и редактировать на экране компьютера различные рисунки, диаграммы, картинки. Своеобразие их построения заключается в том, что на экране информация представляется в виде точек, линий, окружностей, прямоугольников, кривых. Элементы рисунков могут использовать различное сочетание цветов, шрифтов, форматов. Допускается работа с фрагментами рисунков. Некоторые ППП имеют собственные встроенные графические редакторы. Они ориентированы на специфические режимы работы (графики, диаграммы). Некоторые редакторы допускают автономную работу, что очень важно в системах деловой и научной графики. Например, графический редактор Paint for Windows позволяет создавать фрагменты изображений и включать их в другие программные продукты.
По мере накопления опыта разработки и применения ППП, пользователи стали переходить к эксплуатации интегрированных систем, объединяющих наиболее часто используемые прикладные системы и пакеты. Сочетание различных видов обработки в рамках единой операционной среды создает дополнительные удобства пользователям. Упрощение общения достигается путем разработки “ дружественного” ПО путем подсказок, инструкций, предоставления вариантов действий и т.д. Фирмы - разработчики таких пакетов стараются сохранить в них единые принципы представления информации, управления и работы.
Интегрированные пакеты программ можно рассматривать как дальнейшую надстройку ОС, так как в них аккумулируются средства, определяющие специфику работы конкретного пользователя. В этом они становятся похожи на пакеты программ, дополняющие возможности ОС (ППос). Обычно ППос содержат средства общего характера. Например, ППос больших ЭВМ условно можно разделить на три группы:
· пакеты, обеспечивающие специфические режимы работы под управлением ОС (работа в многомашинных и многопроцессорных системах, работа в сети ЭВМ, реализация определенных режимов и т.д.). К этой же группе относятся и пакеты программ для управления специальными техническими средствами;
· ПП общего назначения для научно-технических расчетов, задач математического программирования и т.п.;
· ПП, ориентированные на применение ЭВМ в автоматизированных системах управления деятельностью предприятий и организаций. Данные пакеты включают программы обработки документов, программы формирования и обслуживания информационно-поисковых систем и т.п.
Читайте также: