Тема 3. Программные средства реализации информационных процессов.

Программное обеспечение является принципиально важной частью информационной системы, построенной на основе компьютеров. Именно в нем заложены алгоритмы, обеспечивающие автоматизацию обработки информации.

Программа (program) - упорядоченная последовательность команд компьютера для решения задачи.

Программное обеспечение (software) - совокупность программ обработки данных и необходимых для их эксплуатации документов.

Все программное обеспечение (ПО) разделяется на системное и прикладное.

Системное ПО (System Software) – это программы и комплексы программ, являющиеся общими для всех, кто совместно использует технические средства компьютера, и применяемые как для автоматизации разработки (создания) новых программ, так и для организации выполнения программ существующих.

Системное ПО делится на пять групп:

1. Операционные системы (ОС).

2. Системы управления файлами.

3. Интерфейсные оболочки для взаимодействия пользователя с ОС и программные среды.

4. Системы программирования.

5. Утилиты.

Под операционной системой (ОС) понимают комплекс управляющих и обрабатывающих программ, который, с одной стороны, выступает как интерфейс (интерфейс – это комплекс спецификаций, определяющих конкретный способ взаимодействия пользователя с компьютером) между аппаратурой компьютера и пользователем с его задачами, а с другой – предназначен для наиболее эффективного использования ресурсов вычислительной системы и организации надежных вычислений.

Назначение системы управления файлами – организация более удобного доступа к данным, организованным как файлы. Именно благодаря системе управления файлами вместо низкоуровневого доступа к данным с указанием конкретных физических адресов нужной нам записи используется логический доступ с указанием имени файла и записи в нем.

Для удобства взаимодействия с ОС могут использоваться дополнительные интерфейсные оболочки. Их основное назначение - либо расширить возможности по управлению ОС, либо изменить встроенные в систему возможности.

Система программирования состоит из следующих компонент: транслятор с соответствующего языка, библиотеки подпро­грамм, редакторы, компоновщики и отладчики.

Под утилитами понимают специальные системные программы, с помощью которых можно как обслуживать саму операционную систему, так и
подготавливать для работы носители данных, выполнять перекодирование
данных, осуществлять оптимизацию размещения данных на носителе и про­изводить некоторые другие работы, связанные с обслуживанием вычислитель­ной системы.

Прикладные программы предназначены для того, чтобы обеспечить применение вычислительной техники в различных сферах деятельности человека. Поэтому этот класс программ представляет наибольший интерес для массового пользователя компьютеров.

Из-за огромного разнообразия прикладного ПО существует множество вариантов его классификации. Рассмотрим наиболее общую классификацию прикладных программ. Разделим данное ПО на 2 больших класса:

1. ПС общего назначения. К таким относятся программы, обеспечивающие выполнение наиболее часто используемых, универсальных задач (текстовые редакторы, табличные процессоры, графические редакторы, СУБД и т.д.).

2. ПС профессионального уровня. Программы этого класса ориентируются на достаточно узкую предметную область, но проникают в нее достаточно глубоко (издательские системы, САПР - системы автоматизированного проектирования, программы 3D-графики, программы видеомонтажа, нотные редакторы, АСУ - автоматизированные системы управления и т.д.).

Каждый класс разбивается на многочисленные подклассы.

1. Офисное ПО

Помимо рассмотренных программных средств, возникает много трудно классифицируемого по способам применения ПО. Многие из них роднит среда их применения - в делопроизводстве, в различных аспектах управления мелкими и средними предприятиями. Эти программы можно назвать офисными. Сюда можно отнести следующие виды программ:

2. Средства обработки текстовой информации.

3. Средства табличной обработки информации

4. Системы управления базами данных

Средства разработки презентаций и публикаций

o Автоматизация ввода информации в компьютер

o Автоматизация перевода документов

При выполнении разнообразной работы на компьютере обычно не обходятся без использования компьютерной графики. В каждой более или менее серьезной программе имеются средства работы с графическими объектами.

Несмотря на то, что для работы с компьютерной графикой существует множество классов ПО, различают обычно три вида компьютерной графики, которые отличаются принципами формирования изображения при отображении на экране монитора или при печати на бумаге.

Растровая графика. Применяется при разработке электронных и полиграфических изданий. Иллюстрации, выполненные средствами растровой графики чаще всего попадают в компьютер с помощью сканера или фото- и видеокамер и обрабатываются компьютерными программами.

Основным элементов растрового изображения является точка. Если изображение экранное, то эта точка называется пикселем. В зависимости от того, какое графическое разрешение экрана используется операционной системой, на экране могут размещаться изображения, имеющие 640х480, 800х600, 1024х768 и более пикселей.

С размером изображения непосредственно связано его разрешение, которое измеряется в точках на дюйм(dots per inch - dpi)(1 дюйм = 25,4 мм). Полиграфическая печать полноцветного изображения требует разрешения не менее 200-300 dpi.

Основным недостатком растровых изображений является невозможность их увеличения для рассмотрения деталей. При увеличении изображения точки становятся крупнее и искажают рисунок. Этот эффект называется пикселизацией.

Векторная графика. Основным элементом в векторной графике является линия. Линия - это элементарный объект векторной графики. Все объекты в изображении состоят из линий. Например, объект четырехугольник можно рассматривать как четыре связанные линии, а объект куб - как двенадцать связанных линий или как шесть связанных четырехугольников. Из-за такого подхода векторную графику часто называют объектно-ориентированной графикой.

Как и все объекты, линии имеют свойства: форма, толщина, цвет, тип. Замкнутые линии имеют свойство заполнения цветом, текстурой, картой. Простейшая линия, если она не замкнута, имеет две вершины, которые называются узлами. Узлы также имеют свойства, от которых зависит, как выглядит вершина линии и как две линии сопрягаются между собой.

Так как все изображения выводятся на экран в виде точек, то перед выводом векторных изображений программа производит вычисление координат экранных точек в изображении объекта, поэтому векторную графику иногда называют вычисляемой.

Фрактальная графика в общем строится на основе вычислений, что и векторная. Но в отличие от нее никакие объекты в памяти компьютера не хранятся. Изображение строится по уравнению, поэтому в памяти хранится только формула. Изменяя коэффициенты в уравнении, можно получить совершенно другое изображение.

Литература: [1], с. 37-49; [2], с. 150-171.