Слайд 1ЛЕКЦИЯ №2
ПРОГРАММНЫЕ СРЕДСТВА РЕАЛИЗАЦИИ ИНФОРМАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ
Слайд 2План:
Категории программ.
Операционная система.
Порядок загрузки операционной системы.
Разновидности операционных систем
Прикладное программное обеспечение:
компьютерная
графика;
служебные программы и мультимедиа;
автоматическое распознавание текста.
Слайд 3§1. Категории программ
Информация, с которой работает ЭВМ,
делится на два принципиально разных типа:
Программы - набор инструкций
(команд) для выполнения конкретного действия.
Данные – это информация, которую обрабатывают программы.
Слайд 4Все программы можно разделить на 3 группы:
Системные программы – являются
основными, т.к. обеспечивают работу по управлению машиной. (операционные системы)
Прикладные программы
– предназначены для оформления информации. (офисные программы)
Инструментальные программы – являются инструментом создания всех видов программного обеспечения. (системы программирования)
Набор системных программ, предназначенных для управления всеми устройствами ВМ, а так же для организации взаимодействия машины и пользователя называется – операционная система.
Слайд 5§2. Операционная система
Операционная система (ОС) – первая и самая главная
программа, благодаря которой становится возможным общение между компьютером и человеком.
Она хранится на жёстком диске в виде системных файлов, а после включения питания автоматически переписывается (загружается) в оперативную память, где остаётся всё время, пока машина находится в работе.
загрузка
Слайд 6«ОС» - это буфер-передатчик между компьютерным «железом» и программами, т.е.
принимает на себя сигналы-команды, которые посылают другие программы, и «переводит»
их на понятный машине язык.
«ОС» управляет всеми подключенными к компьютеру устройствами, обеспечивая доступ к ним другим программам.
Наконец, третья задача «ОС» – обеспечить удобство работы с компьютером для человека-пользователя.
Задачи операционной системы
Слайд 7Таким образом, каждая ОС состоит как минимум из трёх обязательных
частей.
Первая – ядро, «переводчик» с программного языка на язык машинных
кодов.
Вторая – специализированные программки для управления различными устройствами, входящими в состав компьютера (это драйверы устройств, системные библиотеки и т. д.).
Третья часть – интерфейс, удобная оболочка, с которой общается пользователь. Своего рода красивая обёртка, в которую упаковано скучное и не интересное для пользователя ядро.
Слайд 8В зависимости от набора системных программ, существуют различные операционные системы.
однопользовательские
и многопользовательские
однозадачные и многозадачные
16-разрядные и 32-разрядные
с текстовым интерфейсом и
графическим интерфейсом
для домашнего пользователя и для управления сетью
Слайд 9§3. Порядок загрузки операционной системы
При включении электропитания начинает работать программа
BIOS (Базовая система ввода-вывода). Программа BIOS - является встроенной в
компьютер, т.е. находится в постоянной памяти компьютера (ПЗУ).
BIOS содержит тестирующую программу, которая на первом этапе осуществляет проверку работы основных устройств ПК.
На втором этапе тестирования BIOS выводит на экран сведения о готовности оперативной памяти, наличии клавиатуры, жёстких дисков и других внешних устройств.
Слайд 10Далее BIOS обращается к диску и вызывает блок начальной загрузки.
Блок
начальной загрузки (Boot Record) – это очень короткая программа, находящаяся
в первом секторе каждого диска с операционной системой.
Функция этой программы заключается в считывании в ОЗУ системных файлов ядра OC, которые называются IO.SYS и MSDOS.SYS.
Файл IO.SYS представляет собой дополнение к BIOS
Файл MSDOS.SYS называют модулем обработки прерываний.
Слайд 11Командный процессор - command. com
Следующий загружаемый в ОЗУ файл командный
процессор. Он обрабатывает команды, вводимые пользователем.
Некоторые команды пользователя командный процессор
выполняет сам. Такие команды называются внутренними.
Для выполнения остальных внешних команд пользователя командный процессор будет искать на дисках программу с соответствующим именем и если найдёт, то вызовет её в оперативную память и передаст ей управление. По окончании работы программы командный процессор удалит её из ОЗУ.
Слайд 12Файл конфигурации (Config.sys) – задаёт параметры начальной настройки системы, содержит
список программ управляющих внешними устройствами.
Файл автоматического запуска (Autoexec.bat) – загружается
вслед за Config.sys и включает в себя команды запуска некоторых программ.
Слайд 13Последние обязательные группы программ, загружаемые в оперативную память:
Утилиты – небольшие
вспомо-гательные программы, предназна-ченные для обслуживания и улучшения работы компьютера.
Драйверы устройств
– это специальные программы, предназна-ченные для обслуживания периферийных устройств. Загружаются в ОЗУ при загрузке ОС, их имена указываются в специальном файле Сonfig.sys. Такая схема облегчает добавление новых устройств и позволяет делать это, не затрагивая системные файлы
Слайд 14§4 Разновидности операционных систем
DOS (Дисковая Операционная Система)
16-разрядная, однозадачная, с текстовым
интерфейсом операционная система. DOS до сих пор установлена на компьютерах
в качестве составляющей ядра некоторых версий Windows.
WINDOWS (окна)
Многозадачная, с графическим интерфейсом, унифицированным для всех программ.
4.1 Операционные системы корпорации Microsoft
Слайд 15Преимущества ОС WINDOWS:
Имеет единый пользовательский интерфейс (унифицирован для всех программ)
Многозадачная
ОС (одновременное выполнение нескольких программ, переключение с одной задачи на
другую, управление приоритетами выполняемых программ)
Имеет средства обмена данными:
буфер обмена данных (одна программа помещает данные, другая использует)
динамический обмен данными (одна программа использует данные созданные другой программой и сохраняет в другом формате)
механизм связи и внедрения объектов
Поддерживает масштабируемые и стилизованные шрифты
Поддерживает мультимедиа и любые периферийные устройства
Слайд 16Особенности различных версий Windows
1. Windows 3.1/3.11
16-разрядная ОС. Фактически представляла из
себя лишь графическую оболочку, надстройку над установленной на компьютере ОС
DOS. Поддерживает работу в локальной сети и мультимедиа. Отличалась редкой неустойчивостью, частыми ”зависаниями” и большим количеством ошибок.
Слайд 17 2. Windows NT (Windows New Technology)
32-разрядная, сверхстабильная, надёжная
система, рассчитанная на работу в локальных сетях. Каждой задаче или
программе, данная операционная система выделяет свою долю адресного пространства оперативной памяти и системных ресурсов, что позволяет системе избежать конфликтов.
Windows 95
Впервые Windows превратилась из графической надстройки для DOS в полноценную операционную систему, хотя в качестве ядра используется 16-разрядные модули DOS. В эту операционную систему впервые был интегрирован программно-драйверный комплекс DirectX, предоставляющий приложениям Windows прямой доступ к аппаратным устройствам ПК – звуковой карте, видеоплате и т. д.
Слайд 184. Windows 98
Отличия Windows 98
от Windows 95:
Полностью интегрирована со средой
Интернет;
Расширенны возможности управления интерфейсом;
Совместима с новыми комплектующими (портом AGP, шиной
USB, новыми моделями видеокарт, материнских плат, модемов и т. д.);
Содержит утилиту конвертации файловой системы FAT16 в версию FAT32.
5. Windows 2000
Стабильное, полностью 32-разрядное ядро Windows NT одетое в удобную оболочку Windows 98.
Выпущена в нескольких вариантах: в серверном (Server), для установки на управляющий компьютер сети, и клиентском (Professional) – для рабочих станций.
Недостаток - высокая требовательность к ресурсам компьютера.
Слайд 196. Windows ME (Millennium Edition)
Первая ОС для домашних ПК, отказавшаяся
от поддержки режима MS DOS и ряда программ для него.
В
наборе стандартных программ появился комплекс Windows Restore, предоставляющий пользователю возможность восстановления предыдущих конфигураций Windows в случае неудачной установки каких-либо программ.
7. Windows СЕ
Предназначена для установки на «карманные» компьютеры (palmtop). В данной ОС интегрированы все необходимые приложения для работы с мини-компьютером – простой текстовый редактор, записная книжка, электронная таблица и система электронной почты.
Слайд 208. Windows XP (experience)
Отличия от предыдущих Windows:
Полностью настраиваемый интерфейс
Меню «Пуск»
выводит только те программы, которыми вы часто пользуетесь.
В панели управления
все пиктограммы распределены по группам.
Поддержка записи CD-R и CD-RW дисков на уровне самой ОС.
Встроенная система распознавания голосовых команд и голосового ввода данных.
Требует не меньше 128Мбайт оперативной памяти, процессора с частотой 700-800 МГц и около 1 Гбайт дискового пространства
Слайд 214.2. Альтернативные операционные системы
BeOS (Be Inc.) – устойчивая, многозадачная. Низкие
требования к аппаратной платформе ПК. BeOS работает быстрее Windows. Уживается
с другими операционными системами.
РС-DOS 2000 (IBM) имеет усовершенствованную систему оптимизации памяти и сжатия дисков. РС-DOS 2000 весьма популярен в ряде консервативных стран Западной Европы.
MacOS (Apple) предназначена для компьютеров типа Macintosh. Первая операционная система, предложившая пользователю удобства графического интерфейса. MacOS стабильная, удобная, рационально использует ресурсы компьютера.
Слайд 22UNIX - универсальная ОС высшее достижение в мире системного программного
обеспечения. Главным аспектом UNIX является управление большой компью-терной сетью. Эта
ОС и тесно связанный с ней язык программирования Си являются основой для разработки сложных профессиональных программных продуктов самого разного назначения – как системных, так и прикладных.
В операционной системе UNIX реализована наиболее развитая многоуровневая файловая структура. UNIX - многозадачная, много-пользовательская, 32-разрядная система.
Слайд 23Различают всего три вида компьютерной графики.
растровая графика
векторная графика
фрактальная графика
Они отличаются принципами формирования изображения при отображении на
экране монитора или при печати на бумаге.
3
§5. Прикладное программное обеспечение
5.1. Компьютерная графика
Слайд 24Растровая графика
Основным элементом растрового изображения является точка. Если изображение экранное,
то эта точка называется пикселем.
Количество точек растра зави-сит от размера
и разрешения изображения. Разрешение измеряется в точках на дюйм (dpi).
точка
Слайд 25 НЕДОСТАТКИ:
Большие объемы данных.
В растровой графике линии рассматриваются как
комбинации точек. Для каждой точки линии отводится одна или несколько
ячеек памяти. Соответственно, чем длиннее растровая линия, тем больше памяти она занимает.
Невозможность увеличения изображения для рассмотрения деталей.
Поскольку изображение состоит из точек, то увеличение изображения приводит только к тому, что эти точки становятся крупнее. Более того, увеличение количества точек растра визуально искажает иллюстрацию и делает ее грубой. Этот эффект называется пикселизацией.
Слайд 26Векторная графика
В векторной графике основным элементом изображения является линия (при
этом не важно, прямая это линия или кривая).
Линия — это
элементарный объект векторной графики. Все, что есть в векторной иллюстрации, состоит из линий.
В векторной графике объем памяти, занимаемый линией, не зависит от размеров линии, поскольку линия представляется в виде нескольких параметров. Что бы мы ни делали с этой линией, меняются только ее параметры, хранящиеся в ячейках памяти. Количество же ячеек остается неизменным для любой линии.
Линия
Слайд 27СВОЙСТВА ЛИНИИ:
Форма линии
Толщина линии
Цвет линии
Характер линии (сплошная, пунктирная
и т.п.)
Свойство заполнения (обладают замкнутые линии)
Простейшая незамкнутая линия, имеет
две вершины, которые называются узлами. Узлы тоже имеют свойства, от которых зависит, как выглядит вершина линии и, как две линии сопрягаются между собой.
Слайд 28Элементарные объекты векторной графики
Слайд 29Понятие о фрактальной графике
Фрактальная графика — вычисляемая.
Никакие объекты в памяти
компьютера не хранятся. Изображение строится по системе уравнений, поэтому ничего,
кроме формул, хранить не надо. Изменив коэффициенты в уравнениях, можно получить совершенно другую картинку.
Слайд 315.2. Служебные программы
Служебные программы позволяют:
ликвидировать фрагментацию диска и повысить быстродействие
(Дефрагментация диска);
провести диагностику логической структуры диска и проверить его физическую
поверхность (Проверка диска);
проконтролировать важнейшие параметры, определяющие работу операционной системы (Системный монитор);
сжать файлы на диске (Уплотнение диска);
выполнять регулярную архивацию файлов (Архивация данных).
Слайд 33Мультимедиа – это соединение в единый комплекс информации различной природы
текстовой, графической, звуковой, видео.
Использование в одном документе звуковых комментариев, музыкальных
произведений, теле и видео сюжетов, которые записываются в файлах различных форматов, несет огромные возможности.
5.3. Мультимедиа
Слайд 34Мультимедиа имеет несколько направлений развития:
Энциклопедии, справочники, бизнес-приложения;
Обучающие, образовательные, развивающие и
игровые программы;
Музыкальные редакторы, средства создания видеофильмов, домашние музыкальные студии;
Трехмерное моделирование,
создание алгоритмов расчета сложных поверхностей и анимационных пакетов;
Видеоконференции, презентации;
Приложения для изучения языков.
Слайд 355.4. Программы автоматического распознавания текста.
Основным методом перевода бумажных документов в
электронную форму является сканирование.
Определение.
Сканирование — это технологи-ческий процесс, в результате
которого создается графический образ бумажного документа.
Слайд 36Существует несколько разных видов сканеров, но в их основе лежит
один и тот же принцип.
Документ освещается светом от специального источника,
а отраженный свет воспринимается светочувствительным элементом.
Минимальный элемент изображения интерпретируется сканером как цветная (или серая) точка.
Таким образом, в результате сканирования документа создается графический файл, в котором хранится растровое изображение исходного документа. Количество точек определяется как размером изображения, так и разрешением сканера.
Слайд 37Таким образом, с точки зрения компьютера, документ после сканирования превращается
в набор разноцветных точек, а вовсе не в текстовый документ.
Поэтому встаёт проблема распознавания текста в составе точечного графического изображения, которая решается с помощью специальных программных средств, называемых средствами распознавания образов.
Слайд 38Распознавание текста происходит путем сравнения обнаруженных конфигураций точек со стандартным
образцом (эталоном, хранящимся в памяти компьютера).
Раньше такие программы опирались на
специально разработанные шрифты.
Современные программы вполне могут справляться с различными шрифтами без перенастройки. Многие распознают даже рукописный текст.
Слайд 39Программы распознавания текстов должны выполнять следующие операции:
1. Сканирование;
2. Сегментация;
3. Распознавание;
4. Проверка орфографии;
5. Сохранение.
Наиболее широко известна и распространена
программа, способная распознавать текст, напечатанный на русском языке:
Fine Reader (АВВУУ)
Слайд 42Fine Reader обеспечивает высокое качество распознавания и удобство применения. Она
позволяет объединять сканирование и распознавание в одну операцию.
Существуют различ-ные версии
Fine Reader. Самая простая модификация постав-ляется бесплатно вместе со сканером.
Профессиональная версия Fine Reader Pro может грамотно обработать таблицы и изображения, читать штрих-коды, добавлять в базу данных новые языки.
Слайд 43Самая мощная и дорогостоящая версия - Fine Reader Office
Может распознавать
любые бланки и формы. Поддерживает почти 200 языков распознавания, в
числе которых можно найти экзотические и древние языки и даже некоторые языки программирования (Basic, C/C++, COBOL, Фортран, Паскаль). Стоимость программы Fine Reader можно считать её недостатком.