Лекция №2. Современное программное обеспечение

План:

1. Категории программ.
2. Операционная система.
3. Составные части операционных систем.
4. Операционные системы Windows.
5. Альтернативные операционные системы.
6. Служебные программы и мультимедиа.
7. Программы автоматического распознавания текста.
8. Компьютерная графика.

1. Категории программ.

Информация, с которой работает ЭВМ, делится на два принципиально разных типа –

Данные – это информация, которую обрабатывают программы.

Программы – набор инструкций (команд) для выполнения конкретного действия.

Все программы можно разделить на три группы –

Системные – являются основными, т.к. обеспечивают эффективную работу аппаратуры компьютера.

Инструментальные – являются инструментом создания всех видов программного обеспечения.

Прикладные – предназначены для решения задач в конкретной области применения информационных технологий обработки данных.

Системные программы –

• Операционные системы – комплекс программ, обеспечивающих автоматизацию доступа к аппаратным и программным ресурсам компьютера;

• Операционные оболочки – дополнительные программы, предназначенные для повышения удобства управления работой операционных систем;

• Утилиты;

• Драйверы;

• Программы-архиваторы – служат для создания архивных копий важных программ и наборов данных;

• Антивирусные программы.

Инструментальные программы –

• Трансляторы – переводящие текст программы с различных алгоритмических языков на машинный язык.

• Связывающие процессоры (или Линкеры – от англ. Link связывать) – позволяют объединять отдельные части программ в единое целое.

• Отладчики – помогают обнаружить и устранить ошибки при написании программ.

• Интегрированные среды – объединяющие все перечисленные программы в единую, удобную для разработки программ систему.

Прикладные программы –

• Текстовые редакторы и процессоры;

• Графические редакторы;

• Электронные таблицы;

• Базы данных и СУБД;

• Бухгалтерские и финансовые программы;

• Переводчики и электронные словари;

• Персональные менеджеры или органайзеры;

• Образовательные, обучающие программы и мультимедийные энциклопедии;

• Мультимедийные программы;

• Системы документооборота – содержат инструменты планирования и управления, автоматизации финансово-хозяйственной деятельности («СКАТ», «Парус», «Ефрат»);

• Игровые и развлекательные программы.

2. Операционная система.

Операционная система – набор системных программ, предназначенных для управления всеми устройствами ВМ, а так же для организации взаимодействия машины и пользователя, называется – операционной системой. Операционная система – хранится на жестком диске в виде системных файлов, а после включения питания автоматически переписывается (загружается) в оперативную память, где остается все время, пока машина находится в работе.

Основные функции ОС –

1. Обеспечение нескольких видов интерфейса:

ü Аппаратно-программного;

ü Программного;

ü Пользовательского (между пользователем и программно-аппаратными средствами).

2. Организация и хранение информации на внешних носителях информации.

Каждая ОС состоит как минимум из трёх обязательных частей –

Ядро – «переводчик» с программного языка на язык машинных кодов.

Специализированные программы – для управления различными устройствами, входящими в состав компьютера (драйверы устройств, системные библиотеки и т. д.).

Интерфейс – удобная оболочка, с которой общается пользователь.

Операционные системы делятся –

• однозадачные и многозадачные;

• однопользовательские и многопользовательские;

• 16-разрыдные (MSDOS, Windows 3.X), 32-разрядные (DOSWIN32,Windows NT/2000/XP) и 64-разрядные (Windows 2003/Vista, MacOS X 10.4.6);

• с текстовым и графическим интерфейсом;

• домашней, корпоративной или профессиональной редакции.

Интерфейс пользователя

Совокупность стандартных соглашений, методов и правил взаимодействия пользователя с той или иной программной системой называется пользовательским интерфейсом.

1. Текстовый – используется в MS DOS и некоторых других ОС; взаимодействие происходит в виде диалога, обычно занимает на экране одну строку, называемую командной строкой, а интерфейс – интерфейсом командной строки.

2. Табличный – указание или выбор команды или ее элементы представлены в готовой таблице, и не нужен ввод с клавиатуры.

3. Графический – использование условных значков, закрепленных за различными действиями или устройствами, используется в Windows 2000/XP/2003/Vista; Mac OSX 10.4.X; Linux; *BSD; Solaris; NewOS и др.

3. Составные части операционных систем

Составные части DOS

ü Базовая система ввода-вывода (BIOS);

ü Блок начальной загрузки (Boot Record);

ü Дисковые файлы – IO.SYS и MSDOS.SYS;

ü Командный процессор Command.com;

ü Файл конфигурации Config.sys;

ü Файл автоматического запуска Autoexec.bat;

ü Утилиты;

ü Драйверы.

Базовая система ввода-вывода (BIOS) – является встроенной в компьютер, т.е. находится в постоянной памяти (ПЗУ), начинает работать при включении электропитания, содержит тестирующую программу.

Функции BIOS –

• проверка работы основных устройств ПK и вывод сведений о готовности оперативной памяти, наличии клавиатуры, жестких дисков и других устройств;

• поиск и вызов блока начальной загрузки;

• обслуживание системных вызовов компьютера (прерываний).

Блок начальной загрузки (Boot Record) –очень короткая программа, находящаяся в первом секторе каждого диска с операционной системой.

Функция Boot Record –

считывание в ОЗУ двух системных файлов IO.SYS и MSDOS.SYS.

IO.SYS – модуль расширения BIOS, определяет перечень внешних устройств (драйверов), подключаемых к компьютеру; завершает загрузку в память DOS;

MSDOS.SYS – модуль обработки прерываний, предназначен для обеспечения работы файловой системы, устройств ввода-вывода информации; завершения программ; преждевременного прерывания программ; обработки ошибок.

Функции командного процессора Command.com

ü Прием и обработка команд, вводимых с клавиатуры или получаемых из командного файла;

ü Выполнение внутренних (встроенных) команд;

ü Загрузка в память и выполнение внешних программ и утилит DOS;

ü Вывод на экран диагностических сообщений;

ü Запуск файла Autoexec.bat при загрузке машины.

Файл конфигурации Config.sys – файл установки текущей конфигурации оборудования компьютера и режимов его работы. Содержит указания какие драйверы внешних устройств необходимо загрузить в ОЗУ. Выполняется при начальной загрузке DOS, ее модулем IO.SYS.

Файл автоматического запуска Autoexec.bat – командный файл, который ОС ищет при запуске, в нем записываются команды, выполняющиеся при начале работы ПК. Они осуществля-ют необходимую настройку ОС, задают удобное для работы окружение, программу-оболочку ОС.

Утилиты – небольшие программы, выполняющие разнообразные вспомогательные функции по управлению работой аппаратных средств, по повышению эффективности их работы, проверки работоспособности, обслуживания и настройки.

Драйверы – специальные программы, предназначенные для обслуживания периферийных устройств (клавиатура, мышь, монитор, принтер, дисководы и т.д.).

4. Операционные системы Windows

Преимущества Windows

ü Единый пользовательский интерфейс и набор общих системных библиотек (унифицирован для всех программ);

ü Многозадачность (одновременное выполнение нескольких программ, переключение с одной задачи на другую, управление приоритетами выполняемых программ);

ü Совместимость с DOS-приложениями;

ü Средства обмена данными:

û буфер обмена данных (одна программа помещает данные, другая использует);

û динамический обмен данными (одна программа использует данные созданные другой программой и сохраняет в другом формате);

û механизм связи и внедрения объектов;

û поддержка масштабируемых шрифтов;

ü Удобство поддержки устройств (достаточно установить драйвер любого устройства);

ü Поддержка мультимедиа.

MSDOS (Дисковая Операционная Система) –

16- и 32- разрядная, однозадачная, с текстовым интерфейсом операционная система. DOS до сих пор установлена на компьютерах в качестве составляющей ядра некоторых версий Windows.

Windows XP (Whistler) «experience»

Отличия от предыдущих Windows:

• Полностью настраиваемый интерфейс

• Меню «Пуск» выводит только те программы, которыми вы часто пользуетесь.

• В панели управления все пиктограммы распределены по группам.

• Поддержка записи CD-R и CD-RW дисков на уровне самой ОС.

• Встроенная система распознавания голосовых команд и голосового ввода данных.

• Требует не меньше 64Мбайт оперативной памяти, процессора с частотой 600-700 МГц и около 1.75 Гбайт дискового пространства

Windows Vista (Windows NT6.0)

• Графическая подсистема Aero;

• Защита компьютера с помощью BitLocker;

• Инсталляция сразу в графическом режиме;

• Более гибкий менеджер томов;

• Управление компьютером голосом;

• Использование технологии ReadyBoost для ускорения работы компьютера за счет использования флэш-драйва в качестве виртуальной памяти для файла подкачки;

• Поддержка гибридных носителей;

• Использование чипа TPM (модуль доверительных вычислений для аппаратного шифрования и защиты личных данных;

• Требует 6Гб места на жестком диске, 64Мб видеокарта с DirectX 8.0, а также нe менее 1,5ГГц процессор 32 битный с 512Мб ОЗУ или 2,0ГГц процессор 64 битный с 1024Мб ОЗУ.

Windows Mobile и Windows Pocket PC

Предназначены для установки на «карманные» компьютеры (PDA) и смартфоны. В данных ОС интегрированы все необходимые приложения для работы с миникомпьютером –

ü простой текстовый редактор;

ü записная книжка;

ü электронная таблица;

ü система электронной почты;

ü возможность дополнения закаченными на внутренний жесткий диск программами.

5. Альтернативные операционные системы.

BeOS (Be Inc.) – устойчивая, многозадачная. Низкие требования к аппаратной платформе ПК. BeOS работает быстрее Windows. Уживается с другими операционными системами.

NewOS – гибрид UNIX и BeOS. Мощная и не требовательная к железу система совместила скорость BeOS и мощь UNIX. Автор – бывший разработчик BeOS.

РС-DOS2000 (IBM) – имеет усовершенствованную систему оптимизации памяти и сжатия дисков. РС-DOS 2000 весьма популярен в ряде консервативных стран Западной Европы.

OpenSolaris (Sun) – операционная система серверов и суперкомпьютеров компании Sun для процессоров UltraSPARC. Встроенная поддержка Java 64bit Edition и других программных продуктов

MacOSX (Apple) предназначена для компьютеров типа Macintosh. Первая операционная система, предложившая пользователю удобства графического интерфейса. MacOSX стабильная, удобная, рационально использует ресурсы компьютера. Сегодня Macintosh и MacOSX в основном используют в процессе подготовки бумажной продукции – книг, иллюстрированных журналов, газет.

Linux – универсальная ОС. Главным аспектом Linux является гибкостью возможностей. Эта ОС и тесно связанный с ней язык программирования (С/С++) являются основой для разработки сложных профессиональных программных продуктов самого разного назначения – как системных, так и прикладных. В операционной системе Linux реализована наиболее развитая многоуровневая файловая структура(виртуальная файловая система). Linux – многозадачная, многопользовательская, 32- и 64- разрядная система.

6. Служебные программы

ü Активация Windows.

ü Ликвидация фрагментации диска и повышение быстродействия (дефрагментация диска).

ü Проведение диагностики логической структуры диска и проверка его физической поверхности (проверка диска).

ü Контроль важнейших параметров, определяющих работу ОС (системный монитор).

ü Выполнение регулярной архивации файлов (архивация данных).

Мультимедиа – это соединение в единый комплекс информации различной природы (текстовой, графической, звуковой, видео).

Мультимедиа имеет несколько направлений развития

ü Энциклопедии, справочники, бизнес-приложения, видеоконференции, презентации, графические программы.

ü Обучающие, образовательные, приложения для изучения языков, развивающие и игровые программы.

ü Музыкальные редакторы, средства создания видеофильмов, компьютерной графики, домашние музыкальные студии.

ü Трехмерное моделирование, создание алгоритмов расчета сложных поверхностей и анимационных пакетов.

7. Программы автоматического распознавания текста

Автоматизация ввода информации в компьютер

Сканирование – технологический процесс, в результате которого создается графический образ бумажного документа. Минимальный элемент изображения интерпретируется сканером как цветная (или серая) точка и в файле хранится растровое изображение исходного документа, количество точек определяется размером изображения и разрешением сканера.

Автоматическое распознавание текста

Отсканированное изображение документа не является текстовым, а лишь набором разноцветных точек. Распознавание текста производится с помощью специальных программных средств – средств распознавания образов.

Программы распознавания текстов

должны выполнять следующие операции:

1. Сканирование.
2. Сегментация.
3. Распознавание.
4. Проверка орфографии.
5. Сохранение.

Наиболее широко известными и распространенными являются программы Fine Reader (АВВУУ) и Cunei Form (Coginitive). Fine Reader обеспечивает высокое качество распознавания и удобство применения, позволяет объединять сканирование и распознавание в одну операцию.

Существуют различные версии Fine Reader:

ü Простая модификация поставляется со сканером.

ü Профессиональная Fine Reader Pro может грамотно обработать таблицы и изображения, читать штрих-коды, добавлять в базу данных новые языки.

ü Самая мощная и дорогая Fine Reader Corporate может распознавать любые бланки и формы.

Fine Reader поддерживает почти 200 языков распознавания (в том числе экзотические, древние и некоторые языки программирования).

Программа Cunei Form содержит гораздо меньше функциональных возможностей и поддерживает всего 20 языков, и предлагает только полезные и необходимые услуги.

8. Компьютерная графика

В зависимости от способа формирования изображения различают три вида компьютерной графики –

ü растровая;

ü векторная;

ü фрактальная.

Отдельно рассматривается трех мерная (3D) графика, изучающая приемы и методы построения объемных моделей объектов в виртуальном пространстве.

Существуют программы, сочетающие растровую, векторную и частично фрактальную графики. Например, программа GIMP (см. рисунок).

Растровая графика

Основным элементом изображения является точка, если изображение экранное, то она называется пикселем.

В зависимости от графического разрешения экрана можно разместить изображения, имеющие 640x480, 800x600, 1024x768 и более пикселей. С размером изображения связано его разрешение, измеряемое в точках на дюйм (dpi).

Растровую графику применяют при разработке электронных и полиграфических изданий, для обработки готовых изображений, требующих высокой точности в передаче цвета и полутонов.

Программные средства растровой графики – Adobe Photoshop, Corel PhotoPaint, Microsoft Imaging и др.

Недостатки растровой графики –

ü Большие объемы данных.

ü Невозможность увеличения изображения для рассмотрения деталей. Увеличение точек растра визуально искажает иллюстрацию, этот эффект называется пикселизацией (кроме профессиональных версий).

Векторная графика

Основным элементом изображения является линия. Линия – элементарный объект векторной графики, всё, что есть в векторной иллюстрации, состоит из линий. Свойства линии –

ü форма (прямая, кривая);

ü толщина;

ü цвет;

ü характер линии (сплошная, пунктирная,…).

Замкнутые линии имеют свойство заполнения. Внутренняя область замкнутого контура м.б. заполнена цветом, текстурой, картой.

Простейшая линия, если она не замкнута, имеет две вершины, называемые узлами.

Векторную графику используют для создания иллюстраций, реже для ее обработки. Такие средства используют в рекламных агентствах, дизайнерских бюро, редакциях и издательствах. Оформительские работы, основанные на применении шрифтов и простейших геометрических элементов, решаются средствами векторной графики намного проще.

Программные средства векторной графики – Adobe Illustrator, Corel Draw и др.

Фрактальная графика

Предназначена для автоматической генерации изображений. Основана на математических вычислениях. Базовым элементом является математическая формула. Изображение строится по уравнению (или системе уравнений), изменив коэффициенты в уравнении, можно получить совершенно другую картину.

Создание фрактальных художественных композиций состоит не в рисовании или оформлении, а в программировании. Фрактальную графику используют в развлекательных программах.

Трехмерная графика

Используется в научных расчетах, инженерном проектировании, компьютерном моделировании физических объектов.

Программные средства – 3D Studio Max, Corel Bryсe, Maya.

Дата добавления: 2014-01-07