Тема 2. Программные средства реализации информационных процессов.

Программное обеспечение – набор программ, позволяющих обеспечить работу компьютера, обработку с его помощью информации и разработку новых программ.

Программное обеспечение (ПО) является неотъемлемой частью любой компьютерной системы. Классификация ПО представлена на рис. 1.

Дадим некоторые определения.

Программа – набор команд, приводящих в действие устройства компьютера.

Команда (оператор) – элементарная инструкция, предписывающая процессору выполнить ту или иную операцию над данными.

Базовое ПО – набор программ, обеспечивающий работоспособность компьютерных систем.

Прикладное ПО – набор программ, предназначенных для обработки информации в различных сферах деятельности.

Системы программирования или инструментальные среды разработки (СП) – это система программных средств, используемая программистами для разработки программного обеспечения (ПО).

Программное обеспечение разрабатывается программистами. Затем проводится его тестирование с целью выявления ошибок и недоработок. После тестирования первая версия программного продукта попадает на рынок. Однако, несмотря на тестирование, в процессе эксплуатации выявляются ошибки и недоработки. Разработчик устраняет недостатки и выпускает вторую модификацию программы. Модификаций может быть несколько. Если выясняется, что программа требует существенной переработки, то разработчик готовит новую версию программы.

Версия программы – вариант программы, существенно отличающийся от предыдущего. Версия обозначается первым числом после названия.

Модификация программы – вариант программы, отличающийся от предыдущего незначительными доработками. Модификация обозначается числом после номера версии и отделяется от нее точкой.

Рис. 1. Классификация программного обеспечения

Например: DOS 6.22 (шестая версия и 22-я модификация).

Служебное программное обеспечение (СПО)

СПО программы, находящиеся в ПЗУ и выполняющие служебные функции: загрузку операционной системы в оперативную память и тестирование устройств компьютера.

Драйвер устройства – программа, обеспечивающая взаимодействие прикладной программы с конкретным устройством.

Операционные системы

Обязательной частью базового ПО являются операционные системы.

Операционная система – это базовый комплекс компьютерных программ, обеспечивающий интерфейс с пользователем, управление аппаратными средствами компьютера, работу с файлами, ввод и вывод данных, а также выполнение прикладных программ и утилит.

Рассмотрим наиболее распространенные операционные системы.

MS DOS разработана фирмой Microsoft в 1981 году. Широко применялась вплоть до 1995 года. Предназначена для настольных ПК. Основное достоинство – компактность. Компактность или малый объем программы позволяет работать на устаревших компьютерах.

Недостатки:

Однозадачная, однопрограммная ОС. DOS изначально была рассчитана на оперативную память в 640 Кб. Когда ОП стала значительно больше, DOS не могла управлять ею эффективно.

DOS создавалась для 16-разрядных процессоров, а когда процессоры стали 32-разрядными, их преимущества слабо реализовывались.

DOS имеет командный тип диалога. Для перехода к дружественному интерфейсу потребовалось создание специальных программных оболочек типа Norton Commander, Windows 3.xx. На каком-то этапе стало ясно, что нужна новая ОС, которая вобрала бы в себя и графический интерфейс, и другие усовершенствования. Такая ОС была создана в 1995 году и названа Windows 95.

Windows 95 предназначена для широкого круга пользователей.

Достоинства: дружественный интерфейс, совместимость приложений (свойство программ, позволяющее легко передавать данные из одной программы в другую), многозадачность (позволяет одновременно работать с несколькими программами). ОС 32 – разрядная.

Ограничения. Windows 95 требует значительно бóльших ресурсов, чем DOS (оперативная память больше 16 Мб, дисковое пространство не менее 100 Мб). Устойчивость системы ниже, чем у DOS, возможны сбои в работе.

Windows 98 – развитие линии Windows 95. Устранены некоторые ошибки. Большая устойчивость и быстродействие. Ориентация на Интернет, включен в состав браузер Internet Explorer. Поддержка новых устройств: цифровые фото- и видеокамеры, цифровые плееры и т. д. Требует еще бóльших ресурсов, чем Windows 95.

Windows Mellennium (ME) 2000 г.

Усовершенствована система безопасности (введены точки возврата), устранена строка команд DOS.

Ресурсов требует в три раза больше, чем Windows 98 (500 Мб).

Линейка профессиональных ОС

Windows NT (1993 г.) – профессиональная ОС, предназначенная для создания корпоративной информационной системы (КИС) предприятия по технологии «клиент-сервер». 32-разрядная, сетевая.

Основное достоинство – надежность, стабильность и защищенность.

Технология «клиент-сервер» предполагает наличие в информационной системе предприятия мощных управляющих компьютеров – серверов и подключенных к ним автоматизированных рабочих мест специалистов (АРМов) – клиентов.

Технология «клиент-сервер» позволяет решать следующие задачи, необходимые для КИС:

Защита информации от несанкционированного доступа и вирусных атак.

Рациональное использование ресурсов (коллективное пользование базой данных, принтерами и другими дорогостоящими устройствами.

Обеспечение высокой устойчивости работы, отсутствие аварийных остановок.

Ограничения. Создание и эксплуатация КИС требует наличия высококвалифицированного и высокооплачиваемого персонала.

Windows 2000 (новое название Windows NT 5.0)

Планировалось внедрение на домашние ПК. Для этого на NT надели привычный для широкого пользователя интерфейс Windows 98, улучшили мультимедиа и игровые возможности. Но Windows 2000 в дом не пошла.

Windows XP (experience – опытность) 2001 г.

Улучшен интерфейс, запись CD сделан на уровне самой ОС. Версия оказалась очень удачной, широко используется до сих пор, хотя разработчик прекращает ее поддержку в 2014 году.

Windows Vista. Неудачная версия.

Две ветви ОС: для широкого пользователя и профессиональные слились.

Windows 95\98

Windows XP\Vista\7\8

Windows NT\2000\

В 2013 году фирма Microsoft предлагает последнюю версию ОС Windows 8.1. Основное отличие от предыдущих версий заключается в учете возможностей сенсорных экранов планшетных компьютеров.

ОС альтернативные семейству Windows

Unix (60-е годы)

Unix – семейство профессиональных ОС, предназначенных для управления корпоративными информационными системами.

При разработке главной целью были стабильность и надежность работы. Никаких «рюшечек».

Достоинства: совместимость (программы должны работать на всех Unix-системах, переносимость с компьютера на компьютер, настраиваемость под конкретную компьютерную систему.

Одна из особенностей – многотерминальный режим работы, когда один компьютер управляет рядом терминалов, состоящих из мониторов и клавиатур.

Linux (1991 г.)

Разработчик – Линус Торвальдс (дипломный проект).

Linux – семейство свободно распространяемых операционных систем с открытым кодом.

Достоинства:

Открытая архитектура означает, что ядро системы распространяется в виде исходных текстов, что позволяет любому программисту совершенствовать систему и подстраивать ее под свою задачу. Ядро не связано с оболочкой, что позволяет легко менять оболочки.

Недостатки: Работа с Linux требует некоторой квалификации программиста, либо приобретения коммерческих дистрибутивов. Набор прикладных программ не столь велик как для Windows.

Одна из версий Linux – Lindows позволяет работать не только с программами для Linux, но и с программами для Windows.

В Китае Linux – официальная ОС для госучреждений.

ОС МАС устанавливается на компьютеры фирмы Аррle Computers, которые широко применяются в издательском деле.

Для того чтобы лучше представить функции операционной системы, рассмотрим упрощенную схему работы ПК. При включении ПК процессор начинает выполнять программу, записанную в ПЗУ. Согласно этой программе происходит тестирование устройств компьютера и загрузка операционной системы с жесткого диска в оперативную память. Если неполадок нет, то на экране появляется приглашение ОС для пользователя: для Windows – рабочий стол.

Система приходит в режим ожидания команды пользователя. Если происходит сбой (неисправность), ОС выдает соответствующее сообщение на экран.

Пользователь вводит команду, выбирая ее из меню, или активизирует графический объект.

Электрический сигнал с клавиатуры или манипулятора преобразуется в команду с уникальным номером. Согласно этой команде процессор начинает выполнение соответствующей программы ОС. Завершив выполнение программы, компьютерная система вновь переходит в режим ожидания.

Если в момент отдачи команды пользователем процессор выполнял какую-либо программу, то он прерывает ее выполнение, запоминает ее параметры, необходимые для возобновления работы, а после отработки команды пользователя продолжает ее выполнение.

Каждая команда пользователя вызывает длинную цепь команд ОС. Например, при запуске программы определяется ее местонахождение на диске, включается двигатель перемещения магнитной головки, происходит поиск соответствующего файла, считывание информации, преобразование ее в сигналы, управляющие свечением пикселов на мониторе, и т. д. Одна команда пользователя преобразуется в тысячи машинных команд. Все это делает операционная система.

Файловые системы

Файловая система определяет способ, которым ОС выполняет операции с файлами, хранящимися на жестком диске.

ОС семейства NT (2000, ХР, 7) используют файловую систему NTFS, а Windows 98 – FAT32.

Linux – EXT2

OS/2 – HPFS

FreeBSD – UFS.

Сервисные системы (утилиты)

Сервисные системы – это программы, предназначенные для предоставления пользователю дополнительных возможностей.

Эти программы еще называют утилитами (от английского utility – полезный).

Рассмотрим наиболее распространенные сервисные системы.

В первую очередь следует упомянуть пакеты утилит или программы для обслуживания и настройки компьютера. Norton Utilities – один из самых известных пакетов. Такая сервисная система имеет следующие функции:

Антивирусная защита.

Чистка системы от ненужных файлов и программ.

Восстановление системы после сбоя.

Восстановление удаленных данных.

Проверка состояния дисков и исправление ошибок. Дефрагментация дисков.

Полное информирование о характеристиках компьютера, драйверов и программ.

Пользователи нередко пользуются отдельными утилитами, и одни из наиболее популярных – это антивирусные программы.

Антивирусные программы предназначены для борьбы с компьютерными вирусами. Компьютерный вирус – программа, выполняющая несанкционированные действия в компьютерной системе. Вирусы могут нарушать работоспособность системы.

В России самые популярные антивирусные программы – Антивирус Касперского (KAV) и Dr. Web.

Антивирус Касперского состоит из следующих модулей:

Scanner – проверяет диски на вирусы.

Monitor – автоматически проверяет все запускаемые файлы и документы.

Инспектор – отлавливает неизвестные вирусы за счет контроля за изменением размера файлов.

Проверка почты – проверяет сообщения электронной почты.

Зараженные файлы могут либо лечиться, либо уничтожаться. База антивируса Касперского содержит информацию более чем о 50 тыс. вирусах, обновляется через Интернет. Стоимость базового комплекта 980 р. (2008 г.).

В последнее время на рынке активно рекламируются «антишпионские пакеты», защищающие пользователя от любого несанкционированного доступа к его информации.

В век компьютерных коммуникаций трудно обойтись без архиваторов.

Архиватор – программа, уменьшающая размер файла.

При передаче информации по сети пользователь обычно платит за объем передаваемой информации. Архиваторы позволяют сжимать текстовые файлы более чем в 10 раз, следовательно, и платить за передачу архивированного файла придется в 10 раз меньше, чем за обычный. Сжимаются также и файлы других форматов – графические, аудио-, видео-.

Наиболее популярные архиваторы для текстовых документов WinRAR и ZIP.

Следующая группа утилит – вьюверы – программы для просмотра графики. Проблема заключается в том, что форматов графических файлов достаточно много. Один из самых популярных вьюверов ACDSee распознает 50 форматов.

Ну и, наконец, к утилитам можно отнести многочисленные проигрыватели мультимедиа файлов (плееры), такие как компактный WinAmp или поддерживающий объемное звучание (до 6 колонок) Power DVD Player.

Функционально ориентированные программы

Функционально ориентированные программы (ФОП) – программы, предназначенные для выполнения какой-либо широко используемой функции обработки информации.

Особенность ФОП заключается в том, что эти программы используются очень широким кругом пользователей, вне зависимости от их профессии. Примером таких программ могут служить так называемые «офисные программы», то есть программы, предназначенные для автоматизации работы с документами. С документами работают все специалисты.

Нередко функционально ориентированные программы объединяют в интегрированные пакеты.

Интегрированные пакеты программ (ИПП) – набор программ, объединенных единообразным интерфейсом и совместимостью.

Единообразный интерфейс значительно облегчает процесс освоения новой программы из пакета, а совместимость позволяет передавать данные из одной программы в другую с помощью простой стандартной процедуры.

Пример интегрированного пакета программ – Microsoft Office.

Таблица 1

Виды ФОП

№

Функция

ФОП

1

Создание текстовых документов

Текстовые процессоры (редакторы)

2

Создание и редактирование графических изображений

Графические редакторы

3

Обработка числовых данных

Электронные таблицы

4

Создание электронной картотеки

Информационно-поисковые системы, СУБД

5

Подготовка наглядных материалов для выступлений, слайдфильмов

Презентационные программы

6

Отправление и получение корреспонденции с помощью электронной почты, связь через Интернет (соц. Сети, Skype, ICQ…)

Коммуникационные программы

7

Поиск информации в Интернете

Браузеры

8

Перевод с одного языка на другой

Программы автоматического перевода

Таблица 2

Основные программы MICROSOFT OFFICE

Вид программы

Название программы

1

Текстовый процессор

Word

2

Электронная таблица

Excel

3

СУБД

Access

4

Презентационная программа

Power Point

Следует отметить, что сама операционная система Windows включает в себя ИПП, так как в нее входят такие ФОП, как текстовый редактор (Блокнот), графический редактор (Paint), Калькулятор.

Рассмотрим наиболее популярные ФОП.

Текстовые процессоры (редакторы)  специальные программы, предназначенные для работы с документами (текстами) и позволяющие набирать текст, редактировать и производить верстку.

Текстовые редакторы изначально предназначались для создания несложных текстовых документов и позволяли производить набор текста, некоторые операции верстки, сохранять и распечатывать документ. Современные текстовые процессоры позволяют работать не только с текстовым, но и графическим материалом, приближаясь по возможностям к профессиональным издательским системам. Одним из самых популярных сейчас текстовых процессоров можно назвать Word.

Переход к электронной технологии создания документов резко повышает производительность труда.

Достоинства электронной технологии подготовки документов:

На стадии набора. Использование систем распознавания образов (CunieForm, FineReader) позволяет перейти к безнаборной технологии, если оригинал имеет полиграфическое качество. Использование макрокоманд также в некоторых случаях ускоряет процесс набора. Макрокоманда позволяет запомнить часто повторяющийся фрагмент текста (фамилия, название организации и т. д.) и вставлять его в текст нажатием комбинации клавиш. Дальнейшие перспективы безнаборных технологий связаны с применением систем распознавания речи, которые сейчас активно разрабатываются.

На этапе проверки текста эффективно использовать программы проверки правописания. Программа подчеркивает сомнительные места в тексте, может предлагать верный вариант.

На этапе правки – отсутствие второго, третьего и более наборов текста. Набор текста осуществляется только один раз.

На этапе верстки – отсутствие набора и ручного монтажа. Верстка производится одним специалистом, на одном рабочем месте, в едином технологическом процессе.

На этапе печати оригинал-макет выводится на лазерном принтере в течение нескольких секунд вместо многочасовых операций по изготовлению его фотоспособом.

Электронные таблицы

Электронные таблицы – программы, предназначенные для обработки числовых данных и представления результатов в наглядном виде.

На экране монитора электронная таблица имеет вид обычной таблицы, состоящей из строк и столбцов. На пересечении строки и столбца находится ячейка – основной элемент таблицы. Каждая ячейка имеет адрес. В ячейку можно вводить данные разного типа: текстовые, числовые, формульные, графические и другие.

Введение в ячейку формулы, включающей константы и адреса ячеек с исходными данными, приводит к автоматической обработке данных.

Основным достоинством таблицы является то, что синтаксис написания формул аналогичен естественному математическому языку. Поэтому пользователю не требуется изучения специальных языков программирования, а достаточно знаний, полученных в средней школе.

Очень полезна библиотека стандартных формул: математических, текстовые, логические и других. Приведу пример любимой функции разработчиков федерального теста:

=ЕСЛИ(F2>250;"Зачислить";"Отказать")

что означает: если содержимое ячейки А1 больше или равно 250, то в текущую ячейку будет записано "Зачислить", иначе – "Отказать").

Кроме возможности проведения расчетов, электронные таблицы позволяют просто и наглядно представлять данные в виде графиков, диаграмм, гистограмм, а также готовить отчеты, состоящие из текста, графики и числовых данных.

Одной из самых популярных электронных таблиц в настоящее время является MS Excel.

Информационно-поисковые системы

Информационная система – система, предназначенная для хранения, поиска, распространения, передачи и представления информации, в основе которой лежит база данных.

Информационно-поисковая система (ИПС) – пакет программ, включающий в себя базы данных и систему управления базами данных (СУБД).

ИПС предназначена для создания базы данных, хранения и быстрого поиска информации.

База данных – электронный документ, содержащий информацию, упорядоченную таким образом, чтобы можно было делать выборки из нее согласно условиям запросов.

В настоящее время наиболее распространены реляционные базы данных.

Реляционная база данных представляет собой множество взаимосвязанных двумерных таблиц –реляционных таблиц, называемых такжеотношениями, в каждой из которых содержатся сведения об одной сущности автоматизируемой предметной области.

База данных аналогична традиционной картотеке и состоит из записей.

Базу данных можно представить в виде таблицы, строки в которой представляют собой записи, а столбцы – поля.

Запись – набор характеристик объекта, аналог карточки из картотеки.

Поле содержит описание одной из характеристик объекта (например, наименование товара). Поле – это столбец в таблице.

Хранение информации в картотеке удобно тем, что карточки могут сортироваться по разным характеристикам, что ускоряет выборку нужной информации.

Основные объекты базы данных: запросы, формы и отчеты.

Запрос – это основной инструмент выборки, обновления и обработки данных в таблице базы данных. Обычно это таблица в электронном виде.

Формы – это средство диалога пользователя с базой данных. Чаще всего используется для ввода данных в базу данных.

Отчет – выходной документ БД, предназначенный для печати. Обычно это таблица для печати на бумаге.

Основными достоинствами электронной базы данных по сравнению с традиционной картотекой являются:

Несравненно более высокая скорость автоматизированного поиска информации по запросам любой сложности.

Компактность БД, отсутствие дублирования информации.

Развитые системы подготовки отчетов на основе выборок.

Система управления базами данных (СУБД) – программа, предназначенная для создания и редактирования базы данных. Она позволяет создавать, редактировать БД, организовывать выборку информации согласно запросам, сортировать информацию, формировать отчеты, выводить информацию на внешние устройства (экран, принтер) и другие операции.

Разработкой ИПС ранее занимались программисты, поскольку это требовало изучения специальных языков. Современные СУБД типа Access позволяют любому пользователю разработать личную базу данных. Услуги профессиональных разработчиков необходимы при создании сложных корпоративных сетевых ИПС.

Профессионально ориентированные программы

Профессионально ориентированные программы (ПОП) – это программы, которые предназначены для обработки информации в той или иной сфере профессиональной деятельности. Они могут также называться проблемно ориентированными программами.

Так, бухгалтеры работают со специальными бухгалтерскими программами, банковские служащие с программами для обработки банковской информации, математики тоже имеют свои специализированные программы и т. д. В последние годы в России наиболее активно новые информационные технологии внедрялись в банках, в бухгалтерское и издательское дело. Это связано с тем, что именно в этих областях деятельности можно быстро достичь наибольшего эффекта от применения компьютеров.

Рассмотрим программы, предназначенные для издательской деятельности. На этапе набора текста используются текстовые редакторы. Хотя такие текстовые редакторы, как Word, используются в профессиональной работе, мы их относим скорее к функционально ориентированным программам в силу их очень широкого применения. К профессиональным редакторам можно отнести программы, позволяющие создавать и редактировать научные тексты, такие как TeX, MachCAD, Mathematica для математиков, есть аналогичные программы для химиков. В последние годы широкое распространение получили безнаборные технологии. Текст не набирается, а вводится в компьютер с помощью сканирования с листа и распознавания символов. Программы оптического распознавания текстов (FineReader и CuneForm) значительно повышают производительность при вводе текста. В настоящее время активно ведутся разработки программ распознавания речи. Создание эффективных программ распознавания речи позволило бы решить проблему набора гигантского массива текстов, существующую в настоящее время.

Набранный текст подвергается редактированию и коррекции. Для редактирования можно использовать обычные текстовые редакторы, а для поиска и исправления ошибок удобно использовать как программы, встроенные в современные текстовые редакторы (например, такая программа есть в Word), так и специализированные программы типа ОРФО или Lingvo. Эти программы позволяют выявить и исправить как орфографические, так и синтаксические ошибки. Следует, однако, не забывать, что нельзя полностью доверяться автоматической проверке, поскольку она происходит формально, без анализа смысла. Если в результате набора получается неверное слово, но оно есть в электронном словаре, то оно считается верным. Такого рода ошибки часто встречаются после распознавания текстов (например, вместо МВТУ – МВД, вместо работа – пехота, опрос свиней и т. д.). Поэтому после автоматической коррекции обязательно должна быть традиционная вычитка текста.

Издания кроме текстов часто содержат иллюстративный материал, рисунки, фотографии. Для создания графического материала и его редактирования используют графические пакеты программ, такие как CorelDRAW, Adobe Photoshop, Adobe Illustrator. Эти программы, имея огромную библиотеку различных рисунков, позволяют художнику-оформителю создавать собственные рисунки, линейки, подложки, орнаменты, логотипы, буквицы, заставки, а также обрабатывать фотоматериалы, создавать комбинированные графические объекты.

Подготовленные текстовые и графические материалы поступают на компьютерное макетирование (верстку). Верстка есть процесс придания тексту и графике набора полиграфических форматов (размещение на полосе, размеры рисунков, шрифты заголовков, подписей и основного текста и т. д.). Такие программы, позволяющие изготовить оригинал-макет издания, называются издательскими пакетами программ. В нашей стране наибольшую популярность получили программы: PageMaker, QuarkXpress, CorelVentura, InDesign. Программа CorelVentura ориентирована на верстку книжных изданий. PageMaker удобна для подготовки изданий с графически сложным макетом: газет, журналов, рекламных листов. Эти программы используются для профессиональной разработки оригинал-макетов изданий.

Филологи и журналисты используют в своей работе программы автоматического перевода с одного языка на другой, такие как Stylus.

В тележурналистике широко применяются программы, позволяющие разрабатывать, монтировать и редактировать видеосюжеты, рекламные ролики, такие как 3D Studio, Adobe Premiere и другие.

В конструкторской деятельности применяют системы автоматизированного проектирования (САПР).

В профессиональной деятельности специалисты пользуются услугами экспертных систем, разработанных на основе искусственного интеллекта.

Искусственный интеллект – совокупность технологий, моделирующих деятельность мозга, а также позволяющих компьютерными средствами воспроизвести процессы, которые у человека являются результатом его мыслительной деятельности.

Примером таких технологий могут служить шахматные программы, достигшие такого совершенства, что чемпион мира по шахматам проиграл партию компьютеру.

Исследования в области искусственного интеллекта привели к интеллектуализации интерфейсов компьютерных программ, которая выражается в мощной системе поддержки пользователя в виде подсказок, пояснений, обучающих программ, исправления ошибок. Дальнейшим шагом в этом направлении можно считать создание интеллектуальных роботов, способных автономно совершать операции по достижению целей, поставленных человеком. Примером может служить бортовой компьютер на космическом корабле. Информация о внешней среде поступает от многочисленных датчиков (оптических, акустических, гироскопических и других). Эта информация обрабатывается, и компьютер принимает решения по ориентации станции, поддержанию параметров атмосферы и т. д.)

Наибольшее применение получили экспертные системы.

Экспертные системы – специальные программы, аккумулирующие знания о предметной области и позволяющие осуществлять распознавание и диагностику процессов в сложных системах, принимать решения, формулировать планы действий, выдвигать и проверять гипотезы, выявлять закономерности в результатах наблюдений, осуществлять логические выводы. Основу экспертной системы составляет база знаний.

Примером простой экспертной системы могут служить программы проверки правописания. Эти программы содержат не только словарь, но правила русского языка. Программа ищет ошибки в тексте, выделяет их визуально и предлагает варианты исправления. Более сложные экспертные системы разрабатываются в медицине. Они помогают врачу анализировать симптомы болезни и ставить диагноз.

Исследования в области искусственного интеллекта потребовали детального изучения понятия знания, отличие его от данных. Знания активны, они позволяют получать новые знания. Возникли такие понятия как базы знаний, инженерия знаний. Были предложены различные модели знаний: семантические сети, фреймы, логические языки. В семантических сетях знания состоят из понятий и отношений между ними, в рамках модели фреймов предполагается, что на любое представление об объекте можно наложить рамку (фрейм). При этом фреймы бывают двух видов: фреймы-описания и ролевые фреймы. Фреймы описания соответствуют понятиям, а ролевые фреймы описывают их отношения. Множество таких рамок создает основу фреймовой системы. Логические модели знаний – основа человеческих рассуждений и умозаключений, которые могут быть описаны логическими исчислениями. Логические исчисления могут быть представлены в виде формул.

Использование интеллектуальных, и особенно экспертных, систем призвано привести к росту профессиональной культуры, поскольку знания квалифицированных экспертов будут доступны широкому кругу специалистов.

Системы программирования

Системы программирования или инструментальная среда разработки (СП) – это система программных средств, используемая программистами для разработки программного обеспечения (ПО).

Для того чтобы понять, что входит в СП, следует рассмотреть технологию разработки программ.

Анализ, проектирование и алгоритмизация задачи. Вначале программист разрабатывает алгоритм решения задачи (алгоритм – последовательность действий, приводящих к решению задачи).

Кодирование алгоритма. После того как алгоритм разработан, он описывается (кодируется) на языке программирования с помощью текстового редактора.

Трансляция программы. Процессор компьютера «не понимает» алгоритмических языков, так как он воспринимает только команды машинного языка, состоящие из последовательности нулей и единиц. На заре компьютерной эры программисты так и писали программы в машинных кодах. Однако поскольку это очень трудоемкая работа, были изобретены языки программирования. Языки программирования высокого уровня многократно ускорили процесс написания программ, но потребовался перевод программы, написанной на таком языке, в машинные коды. К счастью, такой перевод может делать сам компьютер с помощью специальной программы. Итак, после написания программы она переводится на машинный язык с помощью специальной программы – транслятора. Трансляторы бывают двух типов: интерпретаторы и компиляторы. В результате получается файл, который называется объектным модулем.

Компоновка программы. Для того чтобы программа заработала, необходимо внести в нее части, настраивающие ее на работу с конкретной операционной системой, особенностями ее обмена данными с клавиатурой, монитором, диском, оперативной памятью и т. д. Это делает специальная программа – редактор связей (компоновщик). Редактор связей берет из специальной системной библиотеки все необходимые для работы блоки (программы) и в файле с расширением exe «склеивает» исполняемую программу из объектного модуля и этих блоков. В результате получается готовая исполняемая программа.

Тестирование программы. Далее проверяется работа программы с помощью специально разработанных тестов, выявляются ошибки, они исправляются. Этот процесс называется отладкой программы.

Таким образом, система программирования включает в себя следующие основные компоненты:

1. Текстовый редактор.

2. Транслятор.

3. Редактор связей (компоновщик).

6. Документирование программы.

СП позволяет писать, редактировать, отлаживать и запускать программы на их выполнение в едином технологическом процессе.