Программное обеспечение компьютера

Для корректной работы аппаратного обеспечения необходима установка специальных программ, которые называются драйверами. Драйвер позволяет операционной системе распознать и правильно использовать установленное устройство.

Необходимо также понимать, что драйвер – это узкоспециализированная программа, которая предназначена для строго определенного типа аппаратных устройств и может быть установлена только в той операционной системе, для которой она предназначена. Поэтому при использовании драйвера, не соответствующего установленному устройству, или в другой операционной системе можно нанести вред компьютеру.

Обычно в комплект поставки любого устройства входит диск с драйверами и программным обеспечением для работы.

В большинстве случаев аппаратные средства комплектуются программами установки драйверов. Программа, устанавливающая необходимые файлы, обычно называется Setup или Install. В таком случае необходимо запустить данную программу и следовать ее инструкциям.

Если устанавливаемое устройство поддерживает технологию Plug&Play, то Microsoft Windows автоматически его обнаружит и выдаст инструкции Мастера Установки.

При установке устройства, не поддерживающего технологию Plug&Play, вам придется выполнить запуск мастера вручную. Для этого в папке Мой Компьютер необходимо выбрать папку Панель управления. Нажатие на иконке Добавить новое оборудование запустит Мастер Установки. Следуйте инструкциям мастера.

♦ Прикладные программы.

1) Интегрированные системы. Рядовой пользователь персонального компьютера обычно использует всего несколько программ. И, как правило, набор этот совершенно стандартен: текстовый редактор, электронные таблицы, система управления базами данных, средства деловой графики и телекоммуникационный пакет. Поэтому естественно желание фирм, выпускающих перечисленные программы, объединить их в единый пакет, компоненты которого имели бы общее оформление, возможно, общие программные модули и библиотеки и были, по возможности, совместимы по формату данных, что обеспечивало бы тесное взаимодействие составных частей.

Основной задачей интегрированных систем является не интеграция нескольких приложений в одну суперпрограмму, а объединение отдельных программ в прикладной пакет. Так, первоначально задуманная для работы в среде DOS программа MS Works превратилась в мощный комплекс Microsoft Office, предоставляющий несомненно больший набор возможностей, но содержащий те же основные компоненты, что и его предшественник. Интегрированная система Office for Windows от фирмы Microsoft фактически состоит из отдельных компонентов: текстового редактора Word for Windows, табличного процессора Excel, презентационного пакета PowerPoint; системы электронной почты MS Outlook; системы управления базами данных MS Access.

Вершиной развития концепции интегрированных пакетов можно считать и идею оболочки Microsoft Windows, где приложения связаны общим буфером обмена и возможностью переноса объектов (Object Linking and Embedding, OLE).

2) Коммуникационные программы. Коммуникационные программы предназначены для создания информационной связи между компьютерами. Для работы коммуникационных программ требуется правильное подключение и настройка (задание начальных параметров) конкретного модема и программы.

Одним из основных применений коммуникационных программ является использование их в электронной почте – системе пересылки сообщений между пользователями вычислительной сети.

Кроме того, с помощью коммуникационных программ можно подключиться к глобальным информационным сетям (в частности, к наиболее популярной – Internet).

3) Математические программы. К настоящему моменту разработано уже огромное количество методов для численного решения задач, встречающихся в реальной жизни, прежде всего, – задач, сводящихся к математическим: решению уравнений и систем уравнений, линейных и нелинейных, обыкновенных, дифференциальных и др. Этим методам посвящены тома специальной литературы, и если возникает необходимость, можно написать программу для поиска решения или постановки численного эксперимента.

Но если необходимо получить приблизительный ответ в течение пары минут, да еще человеку, не знакомому с языками программирования и численными методами, то следует обратиться к программам, превращающим компьютер в специалиста по прикладной математике. Спектр таких программ довольно широк – от простых типа Eureka, Derive или TkSolver Plus до мощных систем Maple от Waterloo Maple Inc., Mathcad от MathSoft Inc., Mathematica от Wolfram Research Inc. или Macsyma от Macsyma Inc., работающих с выражениями в аналитическом виде и пр.

С развитием сети Интернет стали возможными так называемые расчеты в Сети. Этот сервис имеет большое значение как для инженерных и научных организаций, так и для рядовых пользователей. Для этого компании-производители создают специальные математические серверы. Пользователь вводит данные в специальную форму на Web-странице и посылает их на сервер, на котором установлена математическая программа. Сервер обрабатывает данные и посылает результат назад пользователю.

Одновременно возрастает количество публикаций в Сети технических документов, содержащих математические формулы. Для подготовки таких публикаций потребовались соответствующие изменения в математических программах. Поскольку подавляющее большинство документов в Сети представлено в формате HTML, последние версии большинства серьезных математических пакетов имеют возможность экспортировать свои документы в этот формат. Однако HTML не способен форматировать математические выражения с их специальными обозначениями, и математические выражения приходится вставлять в документ HTML в виде графических файлов.

Второй метод, который становится все более популярным, – публиковать информацию в переносимом формате PDF фирмы Adobe. Эти файлы могут быть созданы сканированием бумажных документов или при использовании специальных драйверов печати в системе Windows и могут при небольшом объеме включать текст, цветные диаграммы и формулы.

Наконец, третий подход состоит в разработке специального языка разметки, который поддерживал бы форматирование математических текстов. Язык разметки MathML использует комплексный массив меток для форматирования математических выражений, передаваемых через Сеть почти с той же эффективностью, что и текст.

4) Музыкальные и звуковые редакторы. Подобно тому, как текстовые редакторы нужны для подготовки текстовых документов, а графические – для создания иллюстраций и проч., музыкальные редакторы позволяют записать музыкальное произведение или фрагмент обычными нотами на нотных линейках с соблюдением всех правил нотной грамоты, ввести необходимые комментарии, слова песни, название произведения, расставить буквенные обозначения аккордов – словом, сделать все необходимое для подготовки оригинал-макета нотной партитуры типографского качества.

Редакторы позволяют не только записать партитуру, но и озвучить, используя арсенал музыкальных инструментов. Можно сделать и наоборот: представить проигранный фрагмент в виде нотной записи. Эти функции присущи классу программ, называемых секвенсорами.

Программы позволяют легко менять темп исполнения и транспонировать произведение. Для редактирования высоты звучания ноты ее достаточно передвинуть мышкой на нужную линейку.

Звуковые редакторы нужны для подготовки фонограммы к фильму или концерту, для записи на аудиодиск, для рекламных целей и т. д. Главная их задача – «свести» отдельные фрагменты и каналы (голоса) в один файл. При этом каналы могут быть записаны в разных форматах. Работа с редактором похожа на склейку магнитной ленты из разных кусочков. При этом можно слегка «подтянуть» вокал, если он не попадает по тону в аккомпанемент, чуть-чуть изменить длительность звучания без ущерба для тональности. Переход между соседними участками можно сделать плавным, постепенно убирая уровень одного и вводя другой, чтобы не было слышно щелчков и треска. Звуковые редакторы позволяют применить систему шумоподавления, частотные фильтры (эквалайзер), эффект эха, имитировать звучание в различных помещениях и т. д. Современная техника позволяет придать приличное звучание практически любому исполнителю, взявшему в руки микрофон.

Наиболее мощными программами обработки звуковых файлов являются Sound Forge (Sonic Foundry, Inc.) и WaveLab (Steinberg GmbH). Для монтажа звуковых файлов используется программа Session Software (Digidesign) и другие.

5) Мультимедиапрограммы. К такому виду программ относятся различные обучающие программы, справочники. Многие компании одним из направлений своей деятельности выбирают разработку обучающих программ. Существует много фирм, занимающихся изготовлением таких программ. Например, «1С» – «1С:Репетитор». Активно продвигает свои обучающие программы и энциклопедии компания «Кирилл и Мефодий». Это перспективное средство обучения, задействующее зрительную память.

6) Программы для создания презентаций. Создатели этих программ с каждой новой версией расширяют спектр доступных им средств. Презентационные пакеты для Windows рассчитаны на использование мультимедиа-возможностей. Эти программы допускают удобный импорт видео и звуковых файлов, в них предусмотрены средства анимации (движения объектов).

Часто для создания презентаций используется программа PowerPoint, которая входит в состав пакета Microsoft Office. Она проста в использовании, включает обучающую программу, готовые образцы презентаций, хорошие средства работы с текстом и эффективную систему помощи. В качестве средства отображения презентации можно использовать проецирование на экран через проектор.

7) Издательские системы. Настольная издательская система (НИС) предназначена для подготовки оригинал-макетов печатной продукции. При этом осуществляется верстка (оформление и размещение) подготовленного к публикации материала. НИС не предполагает создания исходных материалов для печати, для этого удобнее использовать текстовые процессоры для набора текста и графические пакеты для создания иллюстраций. Поскольку НИС предназначена для работ, связанных с полиграфией, ее использование предполагает знание пользователем правил оформления публикаций.

К такому типу программ относится, например, PageMaker – популярная программа с многочисленными функциями, позволяющая удобно работать с журнальными и газетными многостраничными публикациями. Программа содержит большое количество функций по оформлению публикаций, многие полезные функции добавлены в этот пакет с помощью дополнительных утилит (вспомогательных программ).

8) Программы автоматизации работы с документами. Необходимость таких программ обусловлена экономией времени и удобством использования.

К такому типу программ относятся различные программы – распознаватели текста, например, OCR CuneiForm – система оптического распознавания российской компании Cognitive Technologies, обеспечивает быстрое и высококачественное преобразование бумажных документов (со сканера или факс-модема) и электронных графических файлов в редактируемый текст.

Программа FineReader российской компании ABBYY, ведущего производителя ПО в области машинного зрения и прикладной лингвистики, также представляет собой программу оптического распознавания текста. Она «просматривает» отсканированное изображение текста, сортирует собственно текст, таблицы и картинки, идентифицирует все буквы и «собирает» текст воедино. В идеале должна получиться точно такая же страница, что и на бумаге, но в электронном виде. Считается лучшей программой для распознавания текстов.

9) Программы для работы в Интернет. Можно смело утверждать, что Microsoft Internet Explorer в настоящее время является браузером номер один в мире. С его помощью можно легко просматривать страницы Интернета. Современная версия Internet Explorer позволяет настраивать инструменты для работы в Интернете по своему вкусу – выбрать почтовый клиент, календарь, редактор HTML, используемые по умолчанию и т. д.

10) Программы планирования и организации работы. С помощью персонального компьютера можно организовать работу делового человека или целой организации. С этой целью часто используются интегрированные пакеты, упрощающие подготовку документов, ведение статистики и пр. Кроме того, существуют специальные пакеты программ, разработанные в целях облегчения планирования и организации работ и финансов. Их можно разделить на три группы.

Органайзеры (organizers), или планировщики (sсhedulers). Назначение этих программ очевидно из внешнего вида их интерфейса – это интеллектуальная записная книжка, объединяющая ежедневник, телефонный справочник и все, что пользователь сам захочет внести на электронные «страницы». К примеру, они поддерживают функции календаря (или, если угодно, – будильника на неделю, месяц или год) и напоминают при необходимости о важных событиях или планах. Деятельность целого коллектива также может быть организована и спланирована через сеть с помощью коллективных органайзеров (MS Sсhedule+).

Программы планирования проектов (Symantec TimeLine, Microsoft Project и т. д.). Эти программы предназначены для организации работ и управления предприятием. С помощью таких программ можно составлять расписание работ (строить timeline), устанавливать связи между этапами работы с учетом сроков и баланса ресурсов (оборудования, материалов, трудозатрат и т. д.), оптимизировать расходование средств.

Широкое применение получили программы, упрощающие работу с финансами, как личные, так и автоматизирующие финансовую деятельность предприятия.

11) Программы для работы с графикой. Компьютерная графика появилась достаточно давно – уже в 1960-х годах существовали полноценные программы работы с графикой. Сегодня принято пользоваться терминами «компьютерная графика» (КГ) и «компьютерная анимация» (КА). Понятие «компьютерная графика» включает все виды работ со статическими векторными и растровыми изображениями, «компьютерная анимация» имеет дело с динамически изменяющимися двумерными и трехмерными изображениями. Объединить графику и анимацию дает возможность аббревиатура КГиА.

Векторные и растровые изображения. По своей структуре изображения могут быть растровыми и векторными. Например, сканер при считывании разбивает изображение на множество мелких элементов (пикселей) и формирует из них растровую картинку. Пиксель представляет собой наименьший адресуемый элемент растрового изображения. Если картинка имеет разрешение 800x600, то эти числа отражают количество пикселей по горизонтали (800) и по вертикали (600). Чем больше количество пикселей в изображении, тем лучше его разрешение на экране и на печати. Но этот способ представления изображения не подходит для тех случаев, когда возникает необходимость в масштабировании изображения в больших пределах.

Этого недостатка лишены векторные изображения, у которых размер любого элемента может быть изменен вплоть «до бесконечности». Но такую картинку невозможно получить путем сканирования, поскольку каждый ее элемент строится с помощью математических описаний объектов (так называемых примитивов), в качестве которых могут выступать линии, дуги, окружности и т. п. Также для каждого примитива существует ряд параметров, определяющих цвет, толщину линии и т. д. Векторная графика создается с помощью специальных программных средств типа CorelDRAW, Adobe Illustrator. Также этот формат изображения используется практически во всех программах САПР (P-CAD, AutoCAD и т. д.). Фактически векторное изображение существует в виде набора математических формул, описывающих элементы изображения. И, наконец, векторная графика не зависит от разрешающей способности аппаратных средств, что позволяет легко изменять размеры статических изображений без потери общего количества видимых элементов изображения, ясности и четкости их границ при выводе на экран монитора или на печатающее устройство.

Двумерная и трехмерная анимация, создаваемая как традиционными (без использования вычислительных средств), так и компьютерными методами, основана на одном и том же принципе: если ряд статичных изображений показать в достаточно быстром темпе, то человеческий глаз свяжет их вместе и примет за непрерывное движение. Для того, чтобы несколько изображений объекта были восприняты глазом как плавное движение этого объекта, может хватить скорости 8 компьютерных экранов в секунду. В отличие от традиционной целлулоидной анимации, где каждый кадр рисуется вручную, в компьютерной 2D-анимации часть рутинной работы берет на себя программа. Можно, например, задать движение по траектории (программа создаст соответствующие промежуточные кадры) или плавно изменить палитру в течение нескольких кадров (например, постепенно затемнить изображение или убрать часть цветов).

Трехмерная анимация по технологии напоминает кукольную: вы создаете каркасы объектов, накладываете на них материалы, компонуете все это в единую сцену, устанавливаете освещение и камеру, а затем задаете количество кадров в фильме и движение предметов. Посмотреть происходящее можно с помощью камеры, которая тоже может двигаться. Движение объектов в трехмерном пространстве задается по траекториям, ключевым кадрам и с помощью формул, связывающих движение частей сложных конструкций. Подобрав нужное движение, освещение и материалы, вы запускаете процесс визуализации. В течение некоторого времени компьютер просчитывает все необходимые кадры и выдает вам готовый фильм. Недостаток, следующий из такой техники создания изображения, – это чрезмерная гладкость форм и поверхностей и некоторая механистичность движения объектов.

12) Системы автоматизации проектирования САПР. Системы автоматизированного проектирования (САПР), называемые в английском переводе CAD-системами (Computer Aided Design), применяются для решения разнообразных инженерных и конструкторских задач. К наиболее популярным следует отнести систему AutoCAD, используемую для подготовки чертежей, а также системы для проектирования электронных устройств – OrCAD и P-CAD.

Применение САПР-технологий позволяет сократить время на выполнение проекта и выпуск изделий, уменьшить возможные ошибки, повысить качество конструкторской документации, а при использовании программно-управляемого оборудования – готовить необходимые для этого данные в нужном формате. Полный спектр задач, решаемых с помощью САПР, чрезвычайно богат, и программ, предназначенных для этого, разработано достаточно много.

Для эффективной работы с программами САПР лучше применять монитор с большим размером экрана.

13) Системы автоматизации управления предприятиями. Это программные комплексы, основанные на принципах модульной структуры. Набор функциональных модулей образует систему формирования документов (фронт-офис) и их обработки (бэк-офис). Эти модули содержат информацию обо всех внешних и внутренних операциях предприятия, хранят ее в специальном хранилище данных, а также формируют бухгалтерскую и управленческую отчетность, должны предусматривать автоматическое рабочее место (АРМ) администратора системы, который осуществляет взаимодействие фронт- и бэк-офиса.

Существуют программы для автоматизации работы гостиничных комплексов, программы бухгалтерского учета, которые подойдут для предприятия любого вида деятельности и формы собственности.

14) Системы управления базами данных. База данных – совокупность данных, организованных по определенным правилам, предусматривающим общие принципы описания, хранения и манипулирования данными, независимо от прикладных программ. СУБД – комплекс программ и языковых средств для создания, ведения и использования БД. Часто для работы с БД используются не СУБД, а созданные с их помощью информационные системы, которые обеспечивают работу с информацией, регламентируя доступ к структуре БД.

СУБД – одни из наиболее распространенных программных продуктов. Они различаются скоростью обработки данных (выполнения запросов, поиска в таблицах), возможностями хранения различных типов данных, способами поддержания целостности и непротиворечивости данных в таблицах. Основное отличие между СУБД заключается в реализации модели данных БД. FoxPro – также одна из первых СУБД, до сих пор остающаяся популярной, отличается большой скоростью обработки данных. Paradox – мощная СУБД, созданная фирмой Borland, обладает высокой интеграцией со средствами разработки приложений этой фирмы. Clarion – интегрированная среда разработчика, позволяет быстро создавать различные приложения, в том числе и БД, MS Access также предназначена для создания и обработки БД.

Однако при взаимодействии нескольких пользователей применение указанных СУБД неэффективно. Здесь следует реализовать схему «клиент-сервер», когда данные хранятся на сервере, а к ним осуществляются запросы из приложений различных клиентов. Для обработки большого количества данных на сервере используются более мощные СУБД – Oracle, Interbase, Microsoft SQL Server.

Это обеспечивает возможность использования всех преимуществ графического интерфейса, повышение качества печати, большую интеграцию с другими программными продуктами. Следует отметить, что большинство СУБД имеют практически одинаковые возможности создания БД и обработки данных.

15) Словари и программы перевода. Считается, что история машинного перевода началась с эксперимента, проведенного в Джорджтаунском университете США в 1954 году. Впервые текст, который состоял из нескольких фраз на русском языке, был переведен на английский с помощью ЭВМ. Сегодня в разных странах известно не менее сотни коммерческих систем машинного перевода, эксперементальные же исчисляются тысячами. При этом не менее десятка систем работают с русским языком.

Существуют два основных подхода к проблеме машинного перевода текста. Во-первых, модель «большого словаря со сложной структурой», которая заложена в большинство современных программ-переводчиков. Во-вторых, менее известная модель «смысл-текст», которая выглядит многообещающе, но пока что не реализована ни в одном коммерческом продукте.

ПК позволяет осуществлять как перевод фрагментов текста с помощью программ-переводчиков, так и перевод встретившегося в тексте незнакомого слова, используя резидентные словари. В свою очередь, программы-переводчики содержат обычно несколько словарей различной тематики и позволяют осуществлять их выбор в зависимости от вида переводимых текстов. Кроме того, пользователи имеют возможность пополнять словари. Современные системы перевода контролируют стиль и синтаксис обрабатываемых материалов.

К числу широко известных программ перевода следует отнести решения российской компании «ПроМТ» – различные варианты программ PROMT.

16) Экспертные системы. В таких областях деятельности, как медицина, геология, неразрушающий контроль качества продукции в промышленности и др., специалисты-эксперты принимают важные решения, которые иногда определяют успех всей работы: ставят диагноз, определяют месторождения, отбраковывают продукцию. Правильность принимаемых решений зависит от квалификации эксперта – его умения правильно проанализировать имеющуюся информацию.

По мере развития вычислительной техники возникла идея заложить знания специалистов в компьютер и использовать его в качестве электронного эксперта.

Для реализации этой идеи важно правильно определить, в какой форме лучше хранить знания эксперта и как ими пользоваться. Желательно хранить знания в форме, способствующей общению специалистов по профилю с компьютером. Важно обеспечить правильное применение знаний, позволяющее сформулировать достоверные выводы на основе иногда противоречивой исходной информации. С этой целью был создан электронный эксперт – экспертная система.

Специальная группа по экспертным системам Британского компьютерного сообщества предложила формальное определение экспертной системы «как результат создания в компьютере основанной на знаниях компонента, соответствующего навыку эксперта, в такой форме, которая позволяет системе дать разумный совет или принять разумное решение о функции обработки данных». Желательно, чтобы система по требованию могла объяснить свою линию рассуждения в виде, который был бы понятен тому, кто задал вопрос. Такие свойства обеспечиваются определенным методом программирования с использованием правил.

Экспертная система – система, обеспечивающая принятие решения по исходной информации на основе базы знаний, хранящей знания экспертов, путем применения машины вывода, позволяющей интерпретировать знания. Желательно, чтобы система имела блок для пополнения базы знаний. Кроме того, большим плюсом является наличие блока объяснения, показывающего с помощью каких рассуждений системой был получен результат в понятном человеку виде.

Таким образом, у полностью оформленной экспертной системы присутствуют четыре основных блока:

oбаза знаний;

oмашина вывода;

oмодуль извлечения знаний;

oсистема объяснения принятых решений.

Хотя система, основанная на знаниях, может обойтись без блоков 3 и 4, истинно экспертная система обязана иметь их все.

17) Электронные таблицы. Табличные процессоры (ТП) включают много удобных и простых возможностей по оформлению данных: выделение цветом фона и символов, использование различных шрифтов. Все это делает информацию в ЭТ удобной для восприятия и понимания пользователем. Кроме того, имеется возможность представить табличную информацию в виде графиков и диаграмм. Это позволяет при создании и оформлении документа ограничится лишь электронными таблицами.

ТП предоставляет также возможность распечатать всю или часть ЭТ, предварительно просмотрев ее.

♦ Сервисные программы.