Тема 1.2. Основные компоненты ППП

Особенности пакета прикладных программ

Одной из главных особенностей является ориентация ППП не на отдельную задачу, а на некоторый класс задач, включающий и специфические задачи предметной области. Отсюда следует необходимость, модульной организации ППП как основного технологического принципа его конструирования. Суть этого принципа состоит в оформлении общих фрагментов используемых алгоритмов в виде самостоятельных модулей. Решение сформулированной пользователем задачи осуществляется некоторой "цепочкой" таких модулей.Другой особенностью ППП является наличие в его составе специализированных языковых средств, обеспечивающих удобную работу пользователя с пакетом. Как правило, развитый пакет обладает несколькими входными языками, ориентированными на выполнение различных функций и различные типы пользователей. Язык может предназначаться для формулировки исходной задачи, описания алгоритма решения и начальных данных, организации доступа и поддержания базы данных или информационной базы ППП, разработки программных модулей, описания модели предметной области, управления процессом решения в диалоговом режиме и других целей.Еще одна особенность ППП состоит в наличии специальных системных средств, обеспечивавших принятую в предметной области дисциплину работы. К их числу относятся специализированные банки данных, средства информационного обеспечения, средства взаимодействия пакета с операционной системой и т. п.

Основные компоненты ППП:

1.Входные языки представляют собой средство общения пользователя с пакетом. Развитый пакет может обладать несколькими входными языками, предназначенными для выполнения различных функций и ориентированными на различные типы пользователей.

Входные языки отражают объем и качество предоставляемых пакетом средств, а также удобство их использования. Таким образом, с точки зрения конечного пользователя именно входной язык является основным показателем возможностей ППП.В качестве входных языков могут использоваться как универсальные, так и специализированные языки программирования.2.Предметное обеспечение представляет собой компонент пакета, отражающий особенности конкретной предметной области. Предметное обеспечение включает:· программные модули, реализующие алгоритмы (или их отдельные фрагменты) решения прикладных задач;· средства сборки программ из отдельных модулей.3.Системное обеспечение представляет собой совокупность системных средств (программы, файлы, таблицы и т. д.), обеспечивающих определенную дисциплину работы пользователя при решении прикладных задач. По своей роли в составе ППП и выполняемым функциям системное обеспечение по существу является специализированной операционной системой, определяющей операционное окружение пакета. Несмотря на многообразие способов реализации системного обеспечения в рамках конкретных пакетных разработок, можно выделить его следующие основные компоненты:- монитор, управляющий процессом решения и взаимодействием всех компонентов ППП;- трансляторы с входных языков;- средства работы с данными;- средства информационного обеспечения, реализующие выдачу разнообразной справочной информации как по запросам пользователей (о структуре и возможностях ППП, о допущенных ошибках и т.д.), так и по запросам различных компонентов пакета (например, сведения о свойствах модулей предметного обеспечения, необходимые планировщику вычислений);- различные служебные программы, в том числе реализующие взаимодействие пакета с операционной системой (работа с внешней памятью, средства ввода/вывода, драйверы специализированных, внешних устройств и др.).В конкретном ППП, как правило, отсутствует четкое структурное разделение программ на предметное и системное обеспечение. Например, программа планирования вычислений может одновременно выполнять те или иные служебные функции (информационное обеспечение, связь с операционной системой и т. п.) и тем самым носиться как к предметному, так и к системному обеспечению. Кроме того, одни и те же программы в одном пакете могут относиться к предметному обеспечению, а в другом - к системному. Так, программы вывода графиков в рамках специализированного пакета машинной графики естественно отнести к предметному обеспечению. Однако те же программы следует считать служебными и относящимися к системному обеспечению, например, в пакете решения вычислительных задач.

Тема 1.3. Классификация ППП

Проблемно-ориентированные ППП – это самый представительный класс программных продуктов, внутри которого проводится классификация по разным признакам:

· Типам предметных областей;

· Информационным системам;

· Функциям и комплексам задач, реализуемых программным способом и др.

Для некоторых предметных областей возможно типизация функций управления, структуры данных и алгоритмов обработки. Это вызвало разработку значительного числа ППП одинакового функционального назначения и, таким образом, создало рынок программных продуктов, например:

· ППП автоматизированного бухгалтерского учета;

· ППП финансовой деятельности;

· ППП управления персоналом (кадровый учет);

· ППП управления материальными запасами;

· ППП управления производством;

· Банковские информационные системы.

Основные тенденции в области развития проблемно-ориентированных программных средств:

· Создание программных комплексов в виде автоматизированных рабочих мест (АРМ) управленческого персонала;

· Создание интегрированных систем управления предметной областью на базе вычислительных сетей, объединяющих АРМы в единый программный комплекс с архитектурой клиент-сервер;

· Организация данных больших ИС в виде распределенной базы данных на сети ЭВМ;

· Наличие простых языковых средств конечного пользователя для запросов к базе данных;

· Настройка функций обработки силами конечных пользователей (без участия программистов);

· Защита программ и данных от несанкционированного доступа (парольная защита на уровне функций, режимов работы, данных).

Для подобного класса программ высоки требования к оперативности обработки данных (например, пропускная способность для банковских систем должна составлять несколько сот транзакций в секунду), велики объемы хранимой информации, что обусловливает повышенные требования к средствам администрирования данных БД (актуализации, копирования, обеспечение производительности обработки данных). Наиболее важно для данного класса программных продуктов создание дружественного интерфейса для конечных пользователей. Данный класс программных продуктов весьма динамичен как по составу реализуемых ими функций, так и по используемому для их создания инструментарию разработчика. Со временем границы компьютеризации ИС, как правило, расширяются, что приводит к изменению функций существующих ППП.

ППП автоматизированного проектирования. Программы этого класса предназначены для поддержания работы конструкторов и технологов, занимающихся построением чертежей, схем, диаграмм, графическим модулированием и конструированием, созданием библиотеки стандартных элементов чертежей и их многократным использованием, созданием демонстрационных иллюстраций и мультфильмов.

Пакеты САПР обладают набором инструментальных средств, обеспечивающих реализацию следующих основных функций:

· Коллективная работа в сети пользователей с пакетом;

· Экспорт-импорт файлов всевозможных форматов;

· Масштабирование объектов;

· Управление объектами в части их группировки, передвижения с растяжкой, поворота, разрезание, изменение размеров, работа со слоями;

· Перерисовка (фоновая, ручная, прерываемая);

· Управление файлами в части библиотек и каталогов чертежей;

· Использование разнообразных чертежных инструментов, позволяющих рисовать кривые, эллипсы, произвольной формы линии, многоугольники и т.п.,

· Использование библиотеки символов, выполнение надписей и т.д.

· Работа с цветом;

· Автоматизация отдельных процедур с использованием встроенного макроязыка.

Отличительной особенностью этого класса программных продуктов являются высокие требования к технической части системы обработки данных, наличие библиотек встроенных функций, объектов, интерфейсов с графическими системами и базами данных.

ППП общего назначения. Данных класс содержит широкий перечень программных продуктов, поддерживающих преимущественно информационные технологии конечных пользователей. Кроме конечных пользователей этими программными продуктами за счет встроенных средств технологии программирования могут пользоваться и программисты для создания усложненных программ обработки данных.

Представители данного класса программных продуктов:

1.Настольные системы управления базами данных (СУБД), обеспечивающие организацию и хранение локальных баз данных на автономно работающих компьютерах либо централизованное хранение баз данных на файл-сервере и сетевой доступ к ним. Многие существующие экономические, информационно-справочные, банковские, программные комплексы реализованы с использованием инструментальных средств СУБД.

В настоящее время наиболее широко представлены реляционные СУБД для персональных компьютеров, осуществляющие:

· Работу с базой данных через экранные формы;

· Организацию запросов на поиск данных с помощью специальных языков запросов высокого уровня;

· Генерацию отчетов различной структуры данных с подведением промежуточных и окончательных итогов;

· Вычислительную обработку путем выполнения встроенных функций, программ, написанных с использованием языков программирования и макропрограмм.

Пользовательские приложения (прикладные программы), функционирующие в среде СУБД, создаются по типу меню работы конечного пользователя, каждая команда которого обеспечивает автоматизированное выполнение определенной функции. В современных СУБД (например, в СУБД Access) содержатся элементы CASE-технологии проектирования, в частности:

- визуализирована схема баз данных;

- осуществлена автоматическая поддержка целостности баз данных при различных видах обработки (включение, удаление или модификация данных баз данных);

- предоставляются так называемые "мастера", обеспечивающие поддержку процесса проектирования (режим "конструктор") – "мастер таблиц", "мастер форм", "мастер отчётов", "построитель меню" и т. п.;

- созданы для широкого использования прототипы (шаблоны) структур баз данных, форм, отчетов и т.д.

Всё это свидетельствует о расширении функциональных возможностей СУБД как инструментального средства для создания приложений.

Для различных классов компьютеров и операционных средств разработано множество СУБД, отличающихся по способу организации данных, формату данных, языку формирования запросов. Наиболее распространенными пакетами являются Paradox, Microsoft Access, dBase, FoxPro.

2.Серверы баз данных – успешно развивающийся вид программного обеспечения, предназначенный для создания и использования при работе в сети интегрированных баз данных в архитектуре клиент-сервер.

Многопользовательские СУБД (типа Paradox, Access, FoxPro) в сетевом варианте обработки данных хранят информацию на файл-сервере – специально выделенном компьютере в централизованном виде, всю обработку (хранение, поиск, извлечение и передачу данных клиенту) данных выполняют самостоятельно, одновременно обеспечивая данными большое число пользователей сети.

Общим для различных видов серверов баз данных является использование реляционного языка SQL для реализации запросов к данным.

Большинство серверов баз данных может использовать одновременно несколько платформ (Windows NT, Unix, OS/2), поддерживает широкий спектр протоколов передачи данных (IPX, TCP/IP).

Самой большой проблемой применения серверов баз данных являются обеспечение целостности (непротиворечивости) баз данных, решение вопроса, связанного с дублированием (тиражированием) данных по узлам сети и их синхронным обновлением.

3.Генераторы (серверы отчетов) - самостоятельное направление развития программных средств, обеспечивающих реализацию запросов и формирование отчетов в печатном или экранном виде в условиях сети с архитектурой клиент-сервер. Сервер отчетов подключается к серверу баз данных, используя все уровни передач и драйверы сервера баз данных. Серверы отчетов включают:

· Программы планирования – учет времени для формирования отчетов по требованию пользователей, составление расписания выдачи и распространение отчетов по сети;

· Программы управления очередью запросов на формирование отчетов;

· Программы ведения словаря пользователей для разграничения доступа к сформированным отчетам;

· Программы ведения архива отчетов.

Подготовленные отчеты рассылаются клиентам по электронной почте или с помощью другого транспортного агента. Серверы отчетов поддерживают разнородные платформы, тем самым они эффективно работают в неоднородных вычислительных сетях.

4.Текстовые процессоры – автоматическое форматирование документов, вставка рисованных объектов и графики, составление оглавления и указателей, проверка орфографии, шрифтовое оформление, подготовка шаблонов документов.

Признанными лидерами в части текстовых процессоров являются MS Word, WordPerfect, AmiPro.

5.Табличный процессор – пакеты программ, предназначенные для обработки табличным образом организованных данных. Пользователь имеет возможность с помощью средств пакета осуществлять разнообразные вычисления, строить графики, управлять форматом ввода-вывода данных, компоновать данные, проводить аналитические исследования и т.п.

В настоящее время наиболее популярными и эффективными пакетами данного класса являются Excel, Quattro Pro.

6.Средства презентационной графики – специализированные программы, предназначенные для создания изображений и их показа на экране, подготовки слайд-фильмов, мультфильмов, видеофильмов, их редактирования, определения порядка следования изображений.

Презентация может включать показ диаграмм и графиков, все программы презентационной графики условно делятся на программы для подготовки слайд-шоу, программы для подготовки мультимедиа-презентации.

Для работы этих программ необходимы также наличие специализированного оборудования – жидкокристаллической проекционной панели, которая просвечивается проектором для вывода изображения на экран, видеотехника.

Презентация требует предварительного составления плана показа. Для каждого слайда выполняется проектирование: определяются содержание слайда, размер, состав элементов, способы их оформления и т.п. Данные для использования в слайдах можно как готовить вручную, так и получать в результате обмена из других программных систем.

Примеры: Power Point, Premier.

7.Интегрированные пакеты – набор нескольких программных продуктов, функционально дополняющих друг друга, поддерживающих единые ИТ, реализованные на общей вычислительной и операционной платформе.

Наиболее распространенные интегрированные пакеты, компонентами которых являются:

· СУБД;

· Текстовый редактор;

· Табличный процессор;

· Органайзер;

· Средства поддержки электронной почты;

· Программы создания презентаций; графический редактор.

Компоненты интегрированных пакетов проявляются при их разумном сочетании друг с другом. Пользователи интегрированных пакетов имеют унифицированный для различных компонентов интерфейс, тем самым обеспечивается относительная легкость процесса их освоения.

Отличительными особенностями данного класса программных средств являются:

1. Полнота информационных технологий для конечных пользователей;

2. Однотипный интерфейс конечного пользователя для всех программ, входящих в состав интегрированного пакета – общие команды в меню, стандартные пиктограммы одних и тех же функций (сохранение на диске, печать, проверка орфографии, шрифтовые оформления и т.п.), стандартное построение и работа с диалоговыми окнами и др.

3. Общий сервис для программ интегрированного пакета (например, словарь и средства орфографии для проверки правописания, построитель диаграмм, конвертер данных и др.);

4. Легкость обмена и ссылок на объекты, созданные программами интегрированного пакета (применяется два метода: DDE - динамический обмен данными и OLE - динамическая компоновка объектами), единообразный перенос объектов.

5. Наличие единой языковой платформы для разработки макрокоманд, пользовательских программ;

6. Возможность создания документов, интегрирующих в себя возможности различных программ, входящих в состав интегрированного пакета.

Интегрированные пакеты эффективны и при групповой работе в сети многих пользователей. Так, из прикладной программы, в которой находится пользователь, можно отправить документы и файлы данных другому пользователю, при этом поддерживаются стандарты передачи данных в виде объектов по сети или через электронную почту.

Примеры: MS Office, Open Office, Borland Office, Lotus Notes.

Методо-ориентированные ППП. Данный класс включает в себя программные продукты, обеспечивающие независимо от предметной области и функций ИС математические, статистические и другие методы решения задач.

Наиболее распространенны методы математического программирования, решения дифференциальных уравнений, имитационного моделирования, исследования операций.

Методы статистической обработки и анализа данных (описательная статистика, регрессионный анализ, прогнозирование значений технико-экономических показателей и т.п.) имеют всевозрастающее применение. Так, современные табличные процессоры значительно расширили набор встроенных функций, реализующих статистическую обработку, предлагают ИТ статистического анализа. Вместе с тем необходимость в использовании специализированных программных средств статистической обработки, обеспечивающих высокую точность и многообразие статистических методов, также растет.

На базе методов сетевого планирования с экономическими показателями проекта, формированием отчетов различного вида оформилось новое направление программных средств – управление проектами, пользователями этих программ являются менеджеры проектов.

Примеры: Maple, Mathematica, Matlab.

Офисные ППП. Данный класс программных продуктов охватывает программы, обеспечивающие организационное управление деятельностью офиса:

1.Органайзеры (планировщики) – программное обеспечение для планирования рабочего времени, составления протоколов встреч, расписаний, ведения записной и телефонной книжки.

В состав программ органайзеров входят: калькулятор, записная книжка, часы, календарь и др. Наиболее часто подобное программное обеспечение разрабатывается для ноутбуков, персональных компьютеров блокнотного типа.

Примеры: Lotus Organizer, TimeLine.

2.Программы-переводчики, средства проверки орфографии и распознавания текста включают:

· Программы-переводчики, предназначенные для создания подстрочника исходного текста на указанном языке;

· Словари орфографии, используемые при проверке текста;

· Словари синонимов, используемые для стилевой правки текстов;

· Программы для распознавания считанной сканерами информации и преобразования в текстовое представление. К ним относятся:

- ППП OCR Cunei Form 2.0 – обеспечивает распознавание смешанных русско-английских текстов, в формате RTF сохраняется как текст, так и иллюстрации;

- ППП OCR Tiger – шрифтовая обучаемая система распознавания русского языка с возможностью автоматического выбора шрифта из библиотеки, обеспечивает многостраничный ввод текстов;

- ППП Stylus Lingvo Office – реализует весь цикл «от листа до листа» – с помощью сканера осуществляется считывание текстового изображения, находящегося на печатном листе;

- FineReader осуществляет распознавание оптических образов и запись считанной информации в текстовом виде;

- Stylus for Windows выполняет перевод на указанный язык;

- корректор орфографии Lingvo Corrector и резидентный словарь Lingvo осуществляет проверку и правку. Результат перевода представляется в формате текстового редактора Word for Windows.

3.Коммуникационные ППП – предназначены для организации взаимодействия с удаленными абонентами или информационными ресурсами сети.

В условиях развития глобальной информационной сети Internet появился новый класс ПО – браузеры, средства создания WWW-страниц. Они различаются возможностями поддержки языка HTML, использованием цвета при оформлении фона, текста, форматированием текста, использованием графических форматов изображений, таблиц, фонового звука, мультипликации и т.п.

Большинство браузеров используют язык Java. Электронная почта также становится обязательным компонентом офисных ППП. Электронная почта должна обеспечивать шифрование передаваемой информации, факсимиле подписи, проверку орфографии на любом из языков, управление сообщениями по электронной почте (оповещение о новой почте, организация почтовых ящиков, поиск, цитирование корреспонденции и т. д.).

Настольные издательские системы. Данный класс программ включает программы, обеспечивающие ИТ компьютерной издательской деятельности:

· Формирование и редактирование текстов;

· Автоматическую разбивку текста на страницы;

· Создание заголовков;

· Компьютерную верстку печатной страницы;

· Монтирование графики;

· Подготовку иллюстраций и др.

Издательские системы применяются при создании печатной продукции: для оформления журналов и книг, красочных рекламных буклетов и при выполнении прочих задач, решение которых невозможно или трудновыполнимо при использовании обычных текстовых редакторов. Издательские системы позволяют готовить к печати и печатать на высококачественных лазерных принтерах, а также выводить на фотонаборные автоматы сложные документы, требующие высокого качества Печати. В зависимости от вида подготавливаемого документа целесообразно использовать различные типы издательских систем.

Для создания материалов небольшого объема с иллюстрациями, диаграммами, графиками, с использованием в тексте различных красочных шрифтов удобны системы, обычно применяемые для подготовки небольших журналов и газет. Примером такой системы может послужить Aldus PageMaker.

Другой тип издательских систем подходит для создания крупных, объемных документов, например, книг. Одной из распространенных систем подобного типа является Ventura Publisher.

Издательские системы любого типа используются в основном для осуществления такой важной операции, как верстка. Это понятие означает разбивку текста по страницам определенного формата, вставку рисунков, оформление различных участков текста соответствующими шрифтами и т. п. Для осуществления верстки издательские системы оптимально подходят. Однако при этом в удобстве набора и редактирования текста они уступают текстовым редакторам. Поэтому процесс подготовки к печати сложных документов обычно состоит из двух этапов: набор текста в текстовом редакторе и последующее оформление с помощью издательской системы.

Среди множества полезных функций, которыми обладают издательские системы, можно выделить следующие: использование огромного количества различных видов шрифтов, которые отображаются на экране так же, как и при печати; широкие возможности при редактировании изображений, наборе формул, вставке таблиц и пр. Пример: Corel Ventura.

Программные средства мультимедиа. Этот класс программных продуктов является относительно новым, он сформировался в связи с изменением среды обработки данных, появлением лазерных дисков высокой плотности записи с хорошими техническими параметрами по доступным ценам, расширением состава периферийного оборудования, подключаемого к ПК, развитием сетевой технологии, появлением региональных и глобальных информационных сетей, располагающих мощными информационными ресурсами. Основное назначение программных продуктов мультимедиа – создание и использование аудио- и видеоинформации для расширения информационного пространства пользователя.

Программные продукты мультимедиа заняли лидирующее положение на рынке в сфере библиотечного информационного обслуживания, процессе обучения, организации досуга. Базы данных компьютерных изображений произведений искусства, библиотеки звуковых записей и будут составлять основу для прикладных обучающих систем, компьютерных игр, библиотечных каталогов и фондов.

Системы искусственного интеллекта. Данный класс программных продуктов реализует отдельные функции интеллекта человека. Основными компонентами систем искусственного интеллекта являются база знаний, интеллектуальный интерфейс с пользователем и программа формирования логических выводов. Их разработка идет по следующим направлениям:

1. Программы-оболочки для создания экспертных систем путем наполнения баз знаний и правил логического вывода;

2. Готовые экспертные системы для принятия решений в рамках определенных предметных областей;

3. Системы управления базами знаний для поддержания семантических моделей (процедурной, семантической сети, фреймовой, продукционной и др.);

4. Системы анализа и распознавания речи др.

Как правило, интеллектуальный интерфейс включает:

1. Диалоговый процессор на естественном языке;

2. Планировщик, преобразующий описание задачи в программу решения на основе информации базы знаний;

3. Монитор, осуществляющий управление компонентами интерфейса.

Многие специалисты в соответствии со своими должностными обязанностями заняты составлением различных аналитических материалов (справок, обзоров и других подобных документов). Кроме того, специалисты принимают ответственные решения, последствия которых важны для всего управленческого процесса. Чтобы сделать выполнение этих функций более быстрым, эффективным и легким, используются экспертные системы.

Назначение экспертных систем — помочь сотрудникам выполнять качественный анализ исходных данных в определенной области и принимать обоснованные и взвешенные решения.

Экспертные системы представляют собой особый класс автоматизированных информационных систем, которые проводят анализ, выполняют классификацию, ставят диагноз и выдают консультации. Они воспроизводят при анализе схему рассуждений человека-эксперта - рассуждения, опирающиеся на неформальные правила, используемые в целях повышения эффективности решения конкретной задачи.

Экспертные системы не только выполняют необходимые функции, но и на каждом шаге могут объяснить пользователю причину той или иной рекомендации и последовательность анализа. Широкое использование экспертных систем в зарубежных странах объясняется тем фактом, что аналитические задачи решаются компьютером не хуже, чем человеком, а в ряде случаев надежнее и быстрее. В отличие от человека, у экспертных систем нет предубеждений, они не делают поспешных выводов, не поддаются влиянию внешних факторов. Такие системы работают методично, систематизировано, рассматривая все детали, выбирая оптимальную альтернативу из всех возможных. Несомненным преимуществом экспертных систем является и то, что содержащиеся в них знания сохраняются навсегда, как бы обширны они не были.

Раздел 2. Текстовые редакторы

Дата добавления: 2014-10-23