19. Прикладное программное обеспечение. Системы общего назначения, примеры.

Прикладное программное обеспечение – это комплекс программных средств и документации к ним, предназначенных для решения сравнительно узких классов задач в конкретных предметных областях, рассчитанных на определенного потребителя: научно-технических, экономических, инженерных, конструкторских и других специальных задач в различных сферах человеческой деятельности.Оно включает в себя текстовые, графические, музыкальные редакторы, игры, электронные таблицы, математические пакеты и т.д., которые служат для создания документов, рисунков, для обработки табличных данных и массивов информации, для различных расчетов и игр. Примеры важнейших прикладных программ: Word, Excel,Works, Лексикон, Paint Brush, AutoCad.Прикладные программы делятся на программы общего назначения и специального назначения:

Программы общего назначения:

· текстовые и графические редакторы

· системы управления базами данных

· табличные процессоры

· коммуникационные (сетевые) программы

· компьютерные игры

Программы специального назначения:

· бухгалтерские пакеты

· системы автоматизированного проектирования

· экспертные системы

· программы для проведения сложных математических расчетов

· многие другие программы для профессиональной деятельности

20. Прикладное программное обеспечение. Офисные системы. САПР. Системы искусственного интеллекта. Справочные системы.

Прикладно́е програ́ммное обеспе́чение (прикладное ПО, прикладные программы) — программы, предназначенные для выполнения определенных пользовательских задач и рассчитанные на непосредственное взаимодействие с пользователем. В отличие от прикладного, системное программное обеспечение (операционная система) используется для обеспечения работы компьютера самого по себе и выполнения прикладных программ.

Офисные системы:Важной частью современной рабочей станции являются так называемые “офисные” средства обработки информации. В дистрибутиве HomePC Edition™ к таким средствам относятся:Gnumeric— инструмент для создания и обработки электронных таблиц, поддерживающий форматы MS Excel и Lotus 1-2-3.Офисный пакет koffice, включающий текстовый процессор с поддержкой формата MS Word, электронные таблицы с поддержкой формата MS ExcelМощный текстовый процессор LyX, позволяющий набирать и форматировать текст обычным образом и сохранять результаты в различных форматах, среди которых— LaTeX, HTML, PostScript, PDF.Наиболее мощной из представленных офисных систем является OpenOffice™. Он наиболее корректно работает с форматами MS Office™.

Система автоматизации проектных работ (САПР) или CAD (англ. Computer-Aided Design) — организационно-техническая система, предназначенная для выполнения проектной деятельности с применением вычислительной техники, позволяющая создавать конструкторскую и/или технологическую документацию.Обычно охватывает создание геометрических моделей изделия (твердотельных, трехмерных, составных), а также генерацию чертежей изделия и их сопровождение. Следует отметить, что русский термин «САПР» по отношению к промышленным системам имеет более широкое толкование, чем «CAD» — он включает в себя как CAD, так и элементы CAM (Computer-aided manufacturing), а иногда и элементы CAE (Computer-aided engineering).

Компоненты САПР:

Математическое обеспечение САПР — математические модели, методики и способы их получения.Лингвистическое обеспечение САПР.Техническое обеспечение САПР — устройства ввода, обработки и вывода данных, средства поддержки архива проектных решений, устройства передачи данных.Информационное обеспечение САПР — информационная база САПР, автоматизированные банки данных, системы управления базами данных (СУБД).Программное обеспечение САПР.Программные компоненты САПР (примером может служить Геометрический решатель САПР).Методическое обеспечение.Организационное обеспечение

СИСТЕМЫ ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА- технические системы, воспроизводящие отдельные аспекты человеческого интеллекта, воплощенные в компьютерных программах посредством специальных логических систем. Искусственный интеллект как самостоятельное научное направление появился во второй половине ХХ в. Во многом это было связано с развитием кибернетики, которая изучает управление и связь в сложных системах, в том числе управление (а также самоуправление, самоорганизацию) такой системы как человек. Управление связано с принятием решений на основе анализа, сравнения, переработки информации, выдвижением предположений, доказательством правильности гипотез, т.е. с теми операциями, которые традиционно относятся к области интеллектуальной деятельности. Исследования в области ИИ развиваются по двум основным направлениям. Это связано с тем, что ответить на вопрос, что такое интеллектуальная система, можно двояко.

С одной стороны, систему можно считать интеллектуальной, если процесс ее "рассуждений", способы формирования разумного поведения подобны естественному мышлению. В этом случае искусст- венный интеллект создается на основе скрупулезного изучения и моделирования принципов и конкретных особенностей функционирования биологических объектов.

С другой стороны, систему можно считать интеллектуальной, если достигнутый ею результат подобен результату, который в тех же условиях получает человек, т.е. хорошо совпадает поведение искусственно созданных и естественных интеллектуальных систем. Что касается внутренних механизмов формирования поведения, то разработчик ИИ вовсе не должен копировать особенности "живых аналогов".

Самой сложной биологической системой, выполняющей разнообразные функции по переработке сигналов и управлению, издавна признана нервная система. Многие ее особенности связаны со структурными особенностями нервных клеток - нейронов и нейронной сетью, поэтому они нередко являются объектами моделирования в исследованиях в области искусственного интеллекта.

Кора больших полушарий головного мозга человека содержит около 14 млрд. нейронов, образующих сложнейшее переплетение связей. Устройство и законы функционирования самого нейрона также очень сложны, что позволяет использовать для его описания только упрощенные модели. Такие модели носят название нейроноподобных сетей. Используются они для построения систем управления различными робототехническими устройствами. Нейроноподобные сети являются устройствами параллельной обработки информации и имеют преимущества при построении систем, предназначенных для работы в реальном масштабе времени.

Пример. Первый в нашей стране транспортный робот ТАИР с сетевой системой управления был построен еще в 1975 г. Он мог целенаправленно двигаться в естественной среде (в парке), объезжать препятствия, избегать опасные места, поддерживать внутренние параметры в заданных пределах. При этом достигал цели с минимальными энергетическими и временные затратами. Нейроноподобная сеть, составляющая основу управления, содержала 100 узлов и отвечала за шесть видов деятельности: распознавание и оценку ситуации, решения, маневры верхнего и нижнего уровня, элементарные двигательные действия. Исследования ТАИРа и его "последователя" лабораторного робота МАЛЫШ, обладаю-щий более развитой системой технического зрения и нейроноподобной сетью, обрабатывающей данные восприятия, стали основой построения промышленного транспортного робота широкого назначения ГРУЗ-2Т.

21.Файлы, атрибуты. Формирование имен файлов. Типы файлов, их значение. Имена носителей данных. Корневая папка. Путь к файлу.

Файловая система - это часть операционной системы, назначение которой состоит в том, чтобы  организовать эффективную работу с данными, хранящимися во внешней памяти и обеспечить пользователю удобный интерфейс при работе с этими данными. Организовать хранение информации на  магнитном диске непросто.  Это требует хорошего знания устройства контроллера диска, особенностей работы с его регистрами и.т. д. (этим обычно занимается компонент системы ввода-вывода ОС, называемый драйвером диска). Для того чтобы избавить пользователя компьютера от сложностей взаимодействия с аппаратурой и была придумана ясная абстрактная модель файловой системы. Операции записи или чтения файла концептуально проще, чем  низкоуровневые операции работы с устройствами. 

Типы и атрибуты файлов

Важный аспект дизайна файловой системы и ОС - следует ли поддерживать и распознавать типы файлов. Если да, то это может помочь правильному функционированию ОС, например не допустить вывода на принтер бинарного файла.  К типам файлов, поддерживаемых современными ОС, относят регулярные (обычные) файлы и директории. Обычные (регулярные) файлы содержат пользовательскую информацию. Директории (справочники, каталоги) - системные файлы,  поддерживающие структуру файловой системы. В каталоге содержится перечень файлов, входящих в него, и устанавливается соответствие между файлами и их характеристиками (атрибутами). Мы будем рассматривать директории ниже.  Напомним, что хотя внутри подсистемы управления файлами обычный файл представляется в виде набора блоков внешней памяти, для пользователей обеспечивается представление файла в виде линейной последовательности байтов. Такое представление позволяет использовать абстракцию файла при работе с внешними устройствами, при организации межпроцессных взаимодействий и т.д.  Поэтому, иногда к файлам приписывают другие объекты ОС, например, специальные символьные файлы и специальные блочные файлы, именованные каналы и сокеты, имеющие  файловый интерфейс. Эти объекты рассмотрены в других разделах данного курса.  Далее, главным образом, речь пойдет об обычных файлах.  Обычные (или регулярные) файлы реально представляют собой набор блоков (возможно, пустой) на устройстве внешней памяти, на котором поддерживается файловая система. Такие файлы могут содержать как текстовую информацию (обычно в формате ASCII), так и произвольную двоичную информацию.  Обычные регулярные файлы бывают  - ASCII и бинарные.  ASCII файлы  содержат строки текста, которые  можно распечатать, увидеть на экране или редактировать обычным текстовым редактором.  Другой тип файлов – бинарные файлы, означает, что это не ASCII файлы. Обычно они имеют некоторую  внутреннюю  структуру. Например, выполнимый Unix файл имеет пять секций: заголовок, текст, данные, биты реаллокации и символьную таблицу. ОС выполняет  файл, только если он имеет нужный формат.   Другим примером бинарного файла может быть архивный файл.  Типизация файлов не слишком строгая.  Обычно прикладные программы, работающие с файлами, распознают тип файла по его имени в соответствии с общепринятыми соглашениями. Например, файлы с расширениями .c, .pas, .txt – ASCII файлы, файлы с расширениями .exe – выполнимые, файлы с расширениями .obj, .zip – бинарные и т.д.  Помимо имени  ОС часто  связывают  с каждым файлом и  другую информацию, например дату модификации, размер и т.д.  Эти другие характеристики файлов  называются атрибутами.  Список атрибутов может варьироваться от одной ОС к другой.  Он может включать: атрибуты защиты, пароль, имя создателя, флаги  скрытости, архивности, системности, бинарности, тип доступа, длину записи, позицию ключа, время, дату, размер  и т.д.  Эта информация обычно хранится в структуре директорий (см. раздел реализация директорий) или других структурах, обеспечивающих доступ к данным файла. 

Имена файлов

Файлы – абстрактные объекты. Они предоставляют пользователям возможность сохранять информацию, скрывая от него детали того, как и где она хранится и то, как диски в действительности работают. Вероятно, одна из наиболее важных характеристик любого абстрактного механизма – способ именования объектов, которыми он управляет. Когда процесс создает файл, он дает файлу имя. После завершения процесса файл продолжает существовать и через свое имя может быть доступен другим процессам. Многие ОС поддерживают имена из двух частей (имя+расширение), например progr.c(файл, содержащий текст программы на языке Си) или autoexec.bat (файл, содержащий команды интерпретатора командного языка).  Тип расширения файла позволяет ОС организовать работу с ним различных  прикладных  программ в соответствии  с  заранее оговоренными соглашениями. Обычно ОС накладывают некоторые ограничения, как на используемые в имени символы, так и на длину имени.  Например, в ОС Unix учитывается регистр при вводе имени  файла (case sensitive), а в MS-DOS – нет.  В популярной файловой системе FAT длина имен ограничивается известной схемой 8.3 (8 символов - собственно имя, 3 символа - расширение имени). Современные файловые системы, как правило, поддерживают более удобные для пользователя длинные символьные имена файлов.  Так, в соответствии со стандартом POSIX,  в ОС UNIX  допускаются имена длиной до 255 символов, та же самая длина устанавливается для имен файлов и в ОС  Windows NT для файловой системы NTFS.

Для использования информации, хранимой в  файлах, она должна быть считана в память компьютера. Есть несколько способов доступа к файлам.   Ранние ОС давали только один способ доступа – последовательный (модель ленты).  Записи считывались в порядке поступления.  Текущая позиция считывания могла быть возвращена к началу файла (rewind).   Вместе с магнитными барабанами и дисками появились файлы с прямым (random) доступом.    Для специфицирования  места, с которого надо начинать чтение  используются два способа:  с начала, или с текущей позиции, которую  дает операция seek. Последовательный доступ базируется на модели ленты и работает как на устройствах последовательного доступа, так и прямого. Это наиболее общая модель. Организация прямого доступа существенна для многих приложений, например, для систем управления базами данных. Не все системы поддерживают оба (последовательный и прямой) метода доступа.  Последовательный доступ легко эмулировать  при помощи  прямого, однако реализация прямого доступа через последовательный была бы очень неэффективной. Помимо прямого и последовательного существуют и другие методы доступа. Обычно они включают конструирование индекса файла и базируются на прямом методе доступа.  Для поиска записи вначале происходит обращение к индексу,  где находится указатель на нужную запись. Предположим, что имеется большой файл, содержащий  разнообразные сведения о студентах, состоящих из записей с несколькими полями, и возникает задача организации быстрого поиска по одному из полей, например по фамилии студента. 

22.Растровая графика, основные понятия, прикладные программы. Растровое изображение — изображение, представляющее собой сетку пикселей или цветных точек (обычно прямоугольную) на мониторе, бумаге и других отображающих устройствах и материалах.

+ Растровые редакторы являются наилучшим средством обработки фотографий и рисунков, т.к. обеспечивают высокую точность передачи градаций цветов и полутонов.

- Изображения, создаваемые в растровых программах, всегда занимают много памяти. По этой причине информация в файлах растрового формата хранится, как правило, в сжатом виде.

Растровые изображения невозможно увеличивать для уточнения деталей. Так как изображение состоит из точек, то увеличение приводит к тому, что точки становятся крупнее, что визуально искажает иллюстрацию. Этот эффект называется пикселизацией

Применяется для обработки фотоизображений, художественной графике, реставрационных работ, работ со сканером. Графические редакторы, в которых используется растровая графика: Paint,PhotoShop