Программное обеспечение
Для работы аппаратного комплекса необходима управляющая система. Такой управляющей системой является операционная система.
История развития операционных систем такова. Вначале операционная система создавалась под жесткую структуру, и вычислительная система могла решать только одну ту задачу, которая целиком помещалась в оперативную память. Операционная система строилась на аппаратном уровне и содержала небольшую программную часть, размещаемую в оперативной памяти.
По мере роста объема решаемой задачи (например, графическая), которая не помещалась в оперативную память, возникла необходимость быстрого обмена данными между оперативной памятью и внешними накопителями (магнитными лентами, дисками). Так появилась дисковая операционная система DOS. У операционной системы появились новые функции, которые усложнили операционную систему. Однако принцип решения задач остался прежний. Можно было решать только одну задачу. Решаемая задача вызывала операционной систему, получая из нее функции управления, необходимые для решения задачи. Операционная система не имела права прервать ход решения задачи, кроме аварийного случая.
Далее, в связи с увеличением быстродействия и возможности записи и чтения больших объемов данных, развитие вычислительных систем пошло по пути разработки многозадачных и многопользовательских вычислительных систем. В таких системах можно было нескольким пользователям решать много задач, не мешая, друг другу. Решение этих проблем легло на операционную систему. Изменился и принцип решения задач. Теперь решением задачи управляет операционная система. Она может прервать решение задачи 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. Программные средства операционной системы представляет собой большую часть всей операционной системы. Это связано с необходимостью быстро менять компоненты операционной системы при замене аппаратных устройств. Работа аппаратных средств согласуется операционной системы с помощью программных средств (драйверов), которые включаются в состав операционной системы. Операционные системы содержат большое число служебных и сервисных программ, включая программы связи и программы работы с текстами, графикой и звуком.
Графические приложения
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 видов операционных систем, имеют мало успехов, хотя и допускаются некоторые отклонения.
Прикладные программы можно разделить 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. Приложения часто используются в повседневной деятельности широкого круга пользователей.
К наиболее сложным приложениям с точки зрения набора функций и методики решения задач можно отнести графические приложения. Результатом работы графических приложений являются графические документы в моно и стерео изображении: чертежи, схемы, географические и другие карты, картины, фотографии, видеофильмы. Графические приложения ориентируются на определенные классы задач такие как:
автоматизированное проектирование изделий;
обработка фотографий, видеофильмов;
моделирование объемных динамических сцен (анимация).
Большинство приложений разрабатывается с трансляцией на различные языки. Корпоративные международные версии имеют основной язык английский и трансляции на различные языки мира. Международные графические приложения при использовании в России дополняются библиотеками государственных и отраслевых стандартов России.
Графические приложения, как и любой программный продукт, постоянно обновляются и имеют много версий.
Графическое приложение это объемный и дорогостоящий программный продукт, поэтому каждая фирма разрабатывает основное ядро графического приложения и расширяет его по модульному принципу для различных разделов области применения. Например, модуль проектирования механических деталей, модуль проектирования печатных плат, модуль проектирования базовых конструкций, модуль проектирования 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 модулей в системе. Для большинства подобных систем стоимость программного обеспечения превосходит стоимость аппаратуры в десятки раз.
Наибольший интерес для проектирования изделий представляют графические приложения, ориентированные на сквозное проектирование, т.е. содержат модули проектирования чертежно-конструкторской документации, проектирование технологической документации и анализ инженерных расчетов. Преимущество таких систем получение полного комплекта документации, необходимого для изготовления изделия.
Сравнить существующие в настоящее графические приложения по качественным показателям друг с другом весьма сложно, так как они ориентированы на определенную аппаратуру, операционные системы и различные классы задач.
При выборе и покупке графического приложения необходимо учесть множество показателей, где основные из них:
стоимость;
быстродействие;
число и вид решаемых задач;
возможность подключения дополнительных графических устройств;
открытость системы (наращивание дополнительных аппаратных и программных модулей);
простота освоения;
удобство пользования;
наличие сложных автоматических функций (библиотеки);
быстрый ввод и вывод графической информации;
совместимость с имеющейся вычислительной техникой;
возможность работы в компьютерных сетях.