Прикладное программное обеспечение

 

Содержание лекции:

- прикладное программное обеспечение; пакеты прикладных программ; издательские системы; системы оптического распознавания текста; системы управления базами данных; интеллектуальные и экспертные системы.

 

Цель лекции:

- изучить распространенные прикладные программы и их назначение.

 

Прикладное программное обеспечение предназначено для решения пользовательских задач. Ключевым понятием здесь является пакет прикладных программ. Различают следующие типы пакетов прикладных программ: общего назначения, методо-ориентированные, проблемно-ориентированные.

К прикладному программному обеспечению относятся сер­висные программные средства, которые служат для организа­ции удобной рабочей среды пользователя, а также для выполне­ния вспомогательных функций (информационные менеджеры, переводчики и т. д.). В настоящее время существует множество программных про­дуктов, обеспечивающих информационные технологии автомати­зации офиса. К ним относятся: текстовые процессоры, табличныепроцессоры, системы управления базами данных, электронная почта, компьютерные конференции, ви­деотекст, электронный календарь, а также специализированные программы управленчес­кой деятельности: ведение документов, контроль исполнения при­казов и т. д. (например, пакет офисных приложений MS Office, предлагаемый корпорацией Microsoft).

Основу большинства электронных изданий, как и печатных изданий, составляет текстовый материал, который может подготавливаться в текстовых редакторах или программных пакетах верстки и оформляться в соответствии с требованиями, предъявляемыми к печатным изданиям. Поскольку такие издания могут подготавливаться в различной программной среде, для воспроизведения электронного документа необходима именно эта среда или другая, но программно и информационно совместимая с ней.

Фирма Adobe Systems предложила свой подход к решению проблемы программно-информационной совместимости электронных изданий. В качестве стандартного текстового формата выбран формат разметки текста PDF, т.к. практически в каждой программе текстовых редакторов или пакетов верстки имеются трансляторы формата документа, созданного в определенной программе в формат PDF. Поэтому любой электронный документ можно представить в едином виде и осуществить его просмотр в программе Adobe Acrobat.

В некоторых электронных документах текстовый материал используется в качестве комментария к графическим или анимационным элементам электронных изданий.  К таким изданиям относят гиперграфические и мультимедийные издания.

Исходный текстовый материал электронного издания может подготавли-ваться традиционными способами: с помощью клавиатурного набора, скани-рования текстовых блоков исходного документа с последующим распознаванием символов в среде соответствующих программ распознавания текста, переноса на компьютер с помощью магнитных носителей, передачи по сети и т. д.

Для автоматизации подготовки электронных документов созданы специальные программы: Macromedia Dreamweaver, Microsoft FrontPage, Adobe PageMill, Claris Home Page, SoftQuad, HotMetal Pro, Symatec Visual Page, NetObject Fusion и т.д.

Помимо текста в состав электронных документов могут быть включены и другие элементы, например, полутоновые и цветные иллюстрации, которые представляются в виде растровой или векторной графики.

Растровые изображения (например, фотография) строятся по дискретным точкам – пикселям, количество которых зависит от разрешающей способности монитора и видеоадаптера ПК. Растровые изображения можно создавать и редактировать в программах растровой графики типа Adobe PhotoShop, CorelPhotoPaint, MS Paint и других.

Векторная графика (например, художественные и технические иллюстрации) описывает объекты с помощью математических выражений. Векторные изображения не зависят от разрешения. Они требуют меньшего объема памяти при хранении, чем растровые, и могут масштабироваться без потери качества. Создавать и редактировать векторную графику можно в программах векторной графики Corel Draw, Adobe Illustrator, FreeHand.

В гипертекстовых HTML-документах обычно используется растровая графика. PDF-документы могут включать в себя оба типа графики. Кроме растровой и векторной графики в электронных публикациях могут содержаться:

- анимационная графика (наиболее популярны анимационные пакеты Macromedia Flash, Macromedia, Director Hyper Method, Unlead Gif Animator,3D-Studio и другие);

- видеоинформация (комплексную обработку информации обеспечивают Adobe Premiere, Unlead Media Studio Pro и другие);

- аудиоинформация (для обработки цифрового звука применяются Cool Editor, Sound Forge, Samplitude, Software Audio Workshop).

Наиболее распространенным способом получения электронного изображения является сканирование. Различают ручные, листовые, планшетные, проекционные и барабанные сканеры. Наибольшее распространение получили планшетные сканеры. Важнейшими характеристиками сканера являются физическое разрешение и глубина цвета.

В число лучших систем оптического распознавания текста по праву входят программы FineReader и CuneiForm. Они имеют достаточно простой русскоязычный интерфейс и поставляются с любым сканером, приобретенным у официального дилера. Если же предстоит работать с текстами на иных языках, кроме русского и основных европейских, то лучше использовать полные версии OCR-программ, поставляемых со сканерами фирм Primax и Hewlett Packard. Для подготовки же электронных изданий можно использовать любую доступную специальную программу, например, Macromedia Dreamweaver, MicrosoftFrontPage или Adobe PageMaker.

Задача распознавания информации состоит в том, чтобы преобразовать отсканированное изображение в текст, сохранив при этом оформление страницы. Прежде чем приступить к распознаванию текста, необходимо установить основные параметры распознавания: язык распознавания, тип печати распознанного текста и тип страницы. Редактор FineReader поддерживает распознавание как одноязычных, так и многоязычных (например, англо-французских) документов. Для большинства текстов тип печати определяется автоматически. Одна из возможностей текстового редактора FineReader – это встроенная проверка орфографии, которая позволяет находить неуверенно распознанные слова, находить орфографические ошибки, добавлять неизвестные системе FineReader слова в словарь. Результаты распознавания можно сохранить в файл, передать во внешнее приложение, не сохраняя на диск, скопировать в буфер обмена или отправить по электронной почте.

В настоящее время большое распространение получили программные средства, обеспечивающие создание, использование и управление базами данных. 

По принципу хранения данных все базы данных разделяются на три основных типа: иерархические, сетевые, реляционные. Для успешной работы с ними нужны программные средства, которые обеспечивали бы доступ к необходимой информации, внесение каких-либо изменений в базу данных и другие действия с данными. Для решения этой задачи используют системы управления базами данных (СУБД). Все СУБД делятся на две группы: локальные (dBase, FoxPro, MSAccess) и сетевые (InterBase, Oracle, MS SQL Server).

Основные функции СУБД: определение данных (описание структуры баз данных), обработка данных и управление данными.

Любая СУБД позволяет выполнять четыре основные операции с данными:

- добавлять в таблицу одну или несколько записей;

- удалять из таблицы одну или несколько записей;

- обновлять значения некоторых полей в одной или нескольких записях;

- находить записи, удовлетворяющие заданному  условию.

Под управлением данными обычно понимают защиту данных от несанкционированного доступа, поддержку многопользовательского режима работы с данными и обеспечение целостности и согласованности данных. Защита от несанкционированного доступа обычно позволяет каждому пользователю видеть и изменять только те данные, которые ему разрешено видеть или менять. Средства, обеспечивающие многопользовательскую работу, не позволяют нескольким пользователям одновременно изменять одни и те же данные. Средства обеспечения целостности и согласованности данных не дают выполнять такие изменения, после которых данные могут оказаться несогласованными.

Технология баз данных используется во множестве приложений. Некоторые из них предназначены для единственного пользователя с единственнымкомпьютером, другие используются рабочими группами через локальную сеть, третьи служат сотням пользователей и содержат триллионы данных. В последнее время технология баз данных применяется в сочетании с Интернет-технологией для поддержки мультимедийных приложений в открытых и закрытых сетях.

Microsoft Access является настольной СУБД реляционного типа, которая имеет все необходимые средства для выполнения перечисленных выше функций СУБД. Достоинством Microsoft Access является то, что она имеет простой графический интерфейс, который позволяет не только создавать собственную базу данных, но и разрабатывать простые и сложные приложения.

Среди современных прикладных программ особое место занимают  интеллектуальные компьютерные системы. Технология таких систем является одним из направлений новой области исследования, которая получила наименование искусственного интеллекта (Artificial Intelligence - AI). К области искусственного интеллекта относится создание программ порождения и проверки гипотез. Разделить процесс проверки гипотез на отдельные эксперименты - это искусство, которое исследователь постигает как в результате специального обучения, так и на собственном опыте. Основные усилия в этой области предпринимаются в направлении эмуляции мышления человека.

Из общей концепции искусственного интеллекта выросла теория экспертных систем. Экспертная система может полностью взять на себя функции, выполнение которых обычно требует привлечения опыта человека-специалиста, или играть роль ассистента для человека, принимающего решение. Правильное распределение функций между человеком и машиной является одним из ключевых условий высокой эффективности внедрения экспертных систем. Исследования в этой области сконцентрированы на разработке и внедрении компьютерных программ, способных эмулировать те области деятельности человека, которые требуют мышления, определенного мастерства и накопленного опыта. К ним относятся задачи принятия решений, распознавания образов и понимания человеческого языка.

Экспертная система отличается от прочих прикладных программ наличием двух признаков: моделирует не столько физическую природу определенной проблемной области, сколько механизм мышления человека применительно к решению задач проблемной области; система, помимо выполнения вычислительных операций, формирует определенные соображения и выводы, основываясь на тех знаниях, которыми она располагает. Знания в системе представлены на некотором специальном языке и хранятся отдельно от собственно программного кода, который и формирует выводы и соображения, называемый базой знаний. В качестве синонима понятия «экспертная система» используется термин система, основанная на знаниях.

Итак, экспертная система содержит знания в определенной предметной области, накопленные в результате практической деятельности человека, и использует их для решения проблем, специфичных для этой области, что отличает ее от прочих, «традиционных» систем. Процесс создания экспертной системы называют инженерией знаний (knowledge engineering).

Дополнительную информацию можно получить в [1, 2, 5, 11-18, 35-43].

 

ЛЕКЦИЯ № 6