Контрольные вопросы

1. Почему вычислительные системы называются интерактивными?

2. В чем заключается различие жесткой и агрегированной структур графических станций?

3. Какая архитектура графической станции наиболее широко распространена?

4. Какие графические устройства используются в графических станциях и для каких целей?

17.3. Программное обеспечение и графические приложения

Для работы вычислительной системы необходимы три основных компонента:

• аппаратные устройства, соединенные друг с другом шинами передачи данных и согласующими устройствами (интерфейсами, контроллерами);

• операционные системы (аппаратные или программные средства для управления работой вычислительной системы);

• прикладные программы.

Для работы аппаратного комплекса необходима управляющая система. Такими управляющими системами и являются операционные системы, развитие которых происходило следующим образом.

Сначала операционные системы создавались под жесткую структуру, и, следовательно, вычислительная система могла решать только одну задачу, которая целиком помещалась в оперативную память. Операционная система строилась на аппаратном уровне и содержала небольшую программную часть.

По мере роста объема решаемых задач (например, графических) возникла необходимость быстрого обмена данными между оперативной памятью и внешними накопителями (магнитными лентами, дисками). Так появилась дисковая операционная система — DOS, у которой имелись новые функции, усложнявшие ее.

Однако принцип решения оставался прежний, т.е. можно было решать только одну задачу, которая вызывала операционную систему и получала из нее необходимые функции управления. При этом операционная система имела право прервать ход решения задачи только в аварийном случае.

Далее, с увеличением быстродействия и появлением возможности записи и считывания больших объемов данных началась разработка многозадачных и многопользовательских вычислительных систем. В таких системах несколько пользователей могли решать множество задач, не мешая друг другу. Это обеспечивала операционная система. Изменился и подход к решению задач: теперь операционная система могла прервать решение в любой момент, сохраняя все необходимые данные. Программная часть операционной системы значительно выросла. Так появилась операционная система Windows.

В настоящее время операционная система содержит и аппаратные (BIOS), и программные средства, причем программные средства составляют большую часть системы. Это связано с необходимостью быстро изменять компоненты операционной системы при замене аппаратных устройств. Работа аппаратных средств согласуется с помощью программных средств — драйверов, которые входят в состав операционной системы. Операционные системы содержат большое число служебных и сервисных программ, в том числе программы связи, программы работы с текстами, графикой и звуком.

Однако, несмотря на богатый сервис операционных систем, основной функцией вычислительного комплекса остается решение прикладных программ.

Необходимо отметить, что прикладные программы обязательно должны быть согласованы с аппаратурой и операционными системами вычислительных комплексов. Попытки создания прикладных программ, работающих с разными типами устройств и видами операционных систем, имеют мало успехов.

Прикладные программы можно подразделить на два вида:

• одиночные задачи, которые создаются и решаются один раз и являются уникальными. Такие задачи часто возникают в научных исследованиях;

• приложения, которые могут решать множество задач в определенной области и часто используются в повседневной деятельности широкого круга пользователей.

К наиболее сложным с точки зрения набора функций и методики решения задач относятся графические приложения. Результатом работы графических приложений могут быть графические документы в моно- и стереоизображении: чертежи, схемы, географические и другие карты, картины, фотографии, видеофильмы.

Графические приложения ориентируются на определенные классы задач:

• автоматизированное проектирование изделий;

• обработка фотографий, видеофильмов;

• моделирование объемных динамических сцен — анимация.

Большинство приложений разрабатывается с трансляцией на

различные языки. Основной язык корпоративных международных версий — английский с трансляцией на различные языки мира. Международные графические приложения, используемые в нашей стране, дополняются библиотеками государственных и отраслевых стандартов России.

Графические приложения, как и любой программный продукт, постоянно обновляются и имеют много версий.

Графическое приложение — это объемный дорогостоящий программный продукт, поэтому каждая фирма разрабатывает основное ядро графического приложения и расширяет его по модульному принципу для различных разделов области применения. Например, существуют модули проектирования: механических деталей, печатных плат, базовых конструкций, электрических кабельных соединений и т.д. Все эти и другие модули входят в систему проектирования электронных изделий. Естественно, цена такой вычислительной системы растет по мере увеличения числа модулей. Стоимость программного обеспечения большинства подобных систем превосходит стоимость аппаратуры в десятки раз.

Наибольший интерес при проектировании изделий вызывают графические приложения, ориентированные на сквозное проектирование, которые содержат модули проектирования чертежно- конструкторской документации, технологической документации и анализа инженерных расчетов. Преимущество таких систем — получение полного комплекта документации, необходимого для изготовления изделия.

Сравнить существующие в настоящее время графические приложения по качественным показателям достаточно сложно, так как они ориентированы на определенные аппаратуру, операционные системы и различные классы задач.

При выборе и покупке графического приложения необходимо учитывать множество показателей, основными из которых являются:

• стоимость;

• быстродействие;

• число и вид решаемых задач;

• возможность подключения дополнительных графических устройств;

• открытость системы (возможность наращивания дополнительных аппаратных и программных модулей);

• простота освоения;

• удобство пользования;

• наличие сложных автоматических функций (библиотеки);

• скорость ввода и вывода графической информации;

• совместимость с имеющейся вычислительной техникой;

• возможность работы в компьютерных сетях.