Особенности реализации системного и программного ПО

Рис. 1. Классификация прикладного программного обеспечения

Инструментальные  программные средства общего назначения

     Несмотря  на широкие возможности использования  компьютеров для обработки самой  разной информации, самыми популярными являются программы, предназначенные для работы с текстами – текстовые редакторы и издательские системы. Текстовыми редакторами называют программы для ввода, обработки, хранения и печатания текстовой информации в удобном для пользователя виде. Эксперты оценивают использование компьютера в качестве печатающей машинки в 80%.

Большую популярность приобрели программы  обработки графической информации. Компьютерная графика в настоящее  время является одной из самых  динамично развивающихся областей программного обеспечения. Она включает в себя ввод, обработку и вывод графической информации - чертежей, рисунков, картин, текстов и т.д. - средствами компьютерной техники. Различные типы графических систем позволяют быстро строить изображения, вводить иллюстрации с помощью сканера или видеокамеры, создавать анимационные ролики.

     Графические редакторы позволяют пользоваться различным инструментарием художника, стандартными библиотеками изображений, наборами стандартных шрифтов, редактированием изображений, копированием и перемещением фрагментов по страницам экрана и др. Для выполнения расчетов и дальнейшей обработки числовой информации существуют специальные программы - электронные таблицы. В процессе деятельности любого специалиста часто требуется представить результаты работы в виде таблиц, где одна часть полей занята исходными данными, а другая -. результатами вычислений и графического анализа. Характерными для них является большой объем перерабатываемой информации, необходимость многократных расчетов при изменении исходных данных. Автоматизацией подобной рутинной работы и занимаются электронные таблицы.

     Одним из наиболее перспективных направлений  развития вычислительной техники является создание специальных аппаратных средств  для хранения гигантских массивов информационных данных, и последующей нечисловой обработки их -поиска и сортировки. Для компьютерной обработки подобных баз данных используют системы управления базами данных. СУБД - это набор средств программного обеспечения, необходимых для создания, обработки и вывода записей баз данных. Различают несколько типов СУБД: иерархические, сетевые, реляционные. При работе с СУБД выделяют несколько последовательных этапов:

• проектирование базы данных;
• создание структуры базы данных;
• заполнение базы данных;
• просмотр и редактирование базы данных;
• сортировку базы данных;
• поиск необходимой записи;
• выборку информации;
• создание отчетов.

     Как правило, большинство популярных систем управления базами данных поддерживают эти этапы и предоставляют  удобный инструментарий для их реализации.

     Желание объединить функции различных прикладных программ в единую систему привело  к созданию интегрированных систем. Универсальные интегрированные системы разрабатывались по принципу единой системы, содержащей в качестве элементов текстовые и графические редакторы, электронные таблицы и систему управления базами данных. Примеры: Framework, Works, Мастер. Современная концепция интеграции программных средств - кооперация отдельных прикладных программных систем по типу широко известного пакета MicroSoft Office. Сами системы, входящие в пакет, являются независимыми, более того, они сами представляют локально интегрированный пакет, поскольку помимо основной своей задачи поддерживают функции других систем. Например, текстовый редактор Word обладает возможностью манипулировать с электронными таблицами и базами данных, а в электронной таблице Excel встроен мощный текстовый редактор. Для сопряжения информационных данных из различных программных систем в них предусматривают импорт-экспортную систему обмена с перекодировкой форматов представления данных.

Инструментальные  программные средства специального назначения

     Разработчики  создают специальные программные  системы целевого назначения для  специалистов в некоторой предметной области. Такие программы называют авторскими инструментальными системами. Авторская система представляет интегрированную среду с заданной интерфейсной оболочкой, которую пользователь может наполнить информационным содержанием своей предметной области.

     Экспертная  система - это программа, которая ведет себя подобно эксперту в некоторой узкой прикладной области. Экспертные системы призваны решать задачи с неопределенностью и неполными исходными данными, требующие для своего решения экспертных знаний.

     Кроме того, эти системы должны уметь  объяснять свое поведение и свое решение.

     Принципиальным  отличием экспертных систем от других программ является их адаптивность, т.е. изменчивость в процессе самообучения.

Принято выделять в экспертных системах три  основных модуля:

• модуль базы знаний;
• модуль логического вывода;
• интерфейс с пользователем.

     Экспертные  системы, являющиеся основой искусственного интеллекта, получили широкое распространение в науке (классификация животных и растений по видам, химический анализ), в медицине (постановка диагноза, анализ электрокардиограмм, определение методов лечения), в технике (поиск неисправностей в технических устройствах, слежение за полетом космических кораблей и спутников), в политологии и социологии, криминалистике, лингвистике и т.д.

     В последнее время широкую популярность получили программы обработки гипертекстовой информации. Гипертекст – это форма  организации текстового материала не в линейной последовательности, а в форме указании возможных переходов (ссылок), связей между отдельными его фрагментами. В обычном тексте используется обычный линейный принцип размещения информации и доступ к нему осуществляется последовательно. В гипертекстовых системах информация напоминает текст энциклопедии, и доступ к любому выделенному фрагменту текста осуществляется произвольно по ссылке. Организация информации в гипертекстовой форме используется при создании справочных пособий, словарей, контекстной помощи (Help) в прикладных программах.

     Расширение  концепции гипертекста на графическую  и звуковую информацию приводит к  понятию гипермедиа. Идеи гипермедиа получили распространение в сетевых технологиях, в частности в Интернет-технологиях. Технология WWW (World Wide Web) позволила структурировать громадные мировые информационные ресурсы посредством гипертекстовых ссылок. Появились программные средства, позволяющие создавать подобные Web-странички. Стали развиваться механизмы поиска нужной информации в лабиринте информационных потоков. Популярными поисковыми средствами в Интернет являются Yahoo, AltaVista, Magellan, Rambler и др.

     Мультимедиа (multimedia) - это взаимодействие визуальных и аудиоэффектов под управлением интерактивного программного обеспечения. Появление и широкое распространение компакт-дисков (CD-ROM) сделало эффективным использование мультимедиа в рекламной и информационной службе, сетевых телекоммуникационных технологиях,обучении.

     Мультимедийные  игровые и обучающие системы начинают вытеснять традиционные “бумажные библиотеки”. Сегодня в библиотеках CD-ROM можно “гулять” по музеям, Московскому Кремлю и т.д. с помощью “электронного путеводителя”.

Программные средства профессионального  уровня

     Каждая  прикладная программа этой группы ориентируются на достаточно узкую предметную область, но проникает в нее максимально глубоко. Так функционируют АСНИ - автоматизированные системы научных исследований, каждая из которых “привязана” к определенной области науки, САПР - системы автоматизированного проектирования, каждая из которых также работает в узкой области, АСУ - автоматизированные системы управления (которых в 60 - 70 годах были разработаны тысячи).

     Наконец, еще раз подчеркнем не только условность предложенной выше классификации, но и наличие пересечений. Так, каждую конкретную экспертную систему вполне можно отнести к ППО профессионального уровня; принцип гипертекста реализован в ряде авторских систем и т.д.

Организация “меню” в программных  системах

     Прикладные  программы нацелены на широкий круг пользователей (непрограммистов) и предполагают диалоговый режим работы человека с компьютером. Широкой популярностью пользуются программы, обладающие дружественным интерфейсом, т.е. таким, который не требует от пользователя больших усилий в работе со всеми необходимыми периферийными устройствами, специальных настроек компьютера и обладает удобной системой управления и диалога.

     Интерактивный режим в прикладных программах осуществляется по двум принципам: “смотри и выбирай” и “подтверждай то, что я делаю”. Программы не утрачивают работоспособности при ошибках пользователя, позволяют легко и безболезненно исправлять ошибочные действия путем их отмены, а также обращаться в любой момент к контекстной помощи. Все принципы дружественного интерфейса реализуются специальной системой интерактивного (диалогового) общения компьютерной программы и пользователя, называемой “пользовательским меню” или просто “меню”.

     “Меню”  представляет набор команд, указаний и данных, который в любой момент доступен пользователю для выбора дальнейшего действия. Указатель (курсор) имеет возможность циклически сканировать меню и управляется клавишами со стрелками и/или манипулятором “мышь”. Выбор команды осуществляется установкой курсора на его пункт и нажатием клавиши ввода <Enter>, или указанием стрелки “мыши” и двойным щелчком ее клавиши. Более быстрый выбор команды может быть осуществлен нажатием специальных клавиш или их комбинацией. Как правило, в них участвуют клавиши с буквой, с которой начинается название команды. По своей организации меню представляет иерархическую структуру с системой вложенных подменю (“выплывающие”, “ниспадающие”, “оконные” и пр.) с возможностью возврата из любого пункта в главное (основное) меню.

     Меню  бывает текстовым и/или графическим с комментариями по каждому своему пункту. Прикладные программы дополнительно имеют функциональное клавишное меню для быстрого выполнения каких-либо команд (“горячие клавиши” -“hot key”). Например, функциональная клавиша F1 чаще используется для экстренного вызова справочной информации (Help - помощь), клавиша F2 - для сохранения данных во внешней памяти.

     Фирмы-разработчики программных средств организуют программные меню по своим стандартам и единообразно. Так, например, фирма  “Борланд” практикует свой фирменный интерфейс, который легко распознается всеми программистами и пользователями, работающими в системах программирования Турбо: Турбо-Паскаль, Турбо-Бейсик, Турбо-Си и т.п. (см. выше рис.2.10). В верхней части экрана дисплея в Турбо-программах помещается горизонтально главное меню, каждый пункт которого может иметь ниспадающее подменю. В нижней части помещаются команды для функциональных клавиш (“горячие” клавиши), рядом - строка статуса, которая дает комментарии к выбираемым командам меню и некоторые параметры состояния прикладной программы.

     Таким образом, меню - это некоторый перечень команд (функций), которые имеются  в распоряжении пользователя на различных  этапах работы с программной системой.

     Исторически первым видом “меню” можно считать  перечень команд в виде пронумерованного списка возможных функций

Например:

1 - редактирование  текста;

2-трансляция  программы;

3 - выход.

     Оставалось  лишь выбрать режим путем нажатия  клавиши с его номером и  клавиши <Ввод>.

     Другой  вариант такого меню - ненумерованный список команд, в котором выбор нужной команды осуществляется нажатием клавиши с первой буквой ее имени.

Например:

Редактирование  текста;

Трансляция программ;

Выход.

     Еще один схожий способ, бывший ранее популярным - наличие справа или слева от списка стрелки, движение которой по вертикали управляется клавишами ↓ и ↑. Установив стрелку против нужной строки и нажав клавишу <Ввод>, осуществляем выбор нужной команды.

Например:

Редактирование  текста;

Трансляция программ; <=