Введение в предмет. Понятие ППП

1. Введение в предмет. Понятие ППП

Лекция 1

2. Общая информация

48 часов: 16 ч. лекций + 32 ч. практик
Форма контроля: зачет (60-100 баллов)
Текущий контроль:
Тесты на лекциях
Практические задания
Бонусы:
Посещаемость лекций, практических занятий,
выполнение домашних заданий
Промежуточный контроль:
Тест, решение задачи

3. Общая информация

Автомат:
= текущий контроль + бонусы
Зачет/пересдача:
= 0,6 * текущий контроль +
+ 0,4 * промежуточный контроль +
+ бонусы

4. План

1. Основные понятия и определения;
2. Классификация программного
обеспечения;
3. Особенности ППП;
4. Примеры современных прикладных
пакетов.

5. Основные понятия и определения

Информационная
система
(ИС)
—
организационно упорядоченная совокупность
документов
(массивов
документов)
и
информационных технологий, в том числе с
использованием
средств
вычислительной
техники и связи, реализующих информационные
процессы.

6. Основные понятия и определения

Автоматизированная
(информационная)
система (АС) — совокупность программных и
аппаратных средств, предназначенных для
хранения и/или управления данными и
информацией и производства вычислений и
управляемая человеком-оператором (в этом
главное отличие автоматизированной системы от
автоматической).

7. Основные понятия и определения

Многоуровневое представление ИС — модель
представления информационной системы в виде
совокупности взаимосвязанных уровней, разделенных по
функциональному назначению (рис. 1).

8. Основные понятия и определения

Аппаратное обеспечение ИС — комплекс
электронных, электрических и механических
устройств, входящих в состав информационной
системы или сети.
Программное
обеспечение
(ПО)
—
совокупность
программ
и
данных,
предназначенных для решения определенного
круга задач и хранящиеся на машинных
носителях.

9. Основные понятия и определения

Программа
—
последовательность
формализованных инструкций, представляющих
алгоритм решения некоторой задачи и
предназначенная для исполнения устройством
управления
вычислительной
машины.
Инструкции программы записываются при
помощи машинного кода или специальных языков
программирования.

10. Основные понятия и определения

Программист — специалист, занимающийся разработкой и
проверкой программ. Различают системных и прикладных
программистов.
Пользователь — человек, принимающий участие в управлении
объектами и системами некоторой предметной области и
являющийся составным элементом автоматизированной системы.
Прикладное
программное
обеспечение
—
программное
обеспечение, ориентированное на конечного пользователя и
предназначенное для решения пользовательских задач. Прикладное
ПО состоит из:
- отдельных прикладных программ и пакетов прикладных программ,
предназначенных для решения различных задач пользователей;
- автоматизированных систем, созданных на основе этих пакетов.

11. Основные понятия и определения

Пакет прикладных программ — комплект
программ, предназначенных для решения задач
из определенной проблемной области.

12. Классификация программного обеспечения

Commercial Software — коммерческое (с ограниченными лицензией
возможностями на использование), разрабатываемое для получения
прибыли.
Freeware — свободное ПО, распространяемое без ограничений на
использование, модификацию и распространение.
Shareware — условно-бесплатное ПО, с частичными ограничениями
при работе в ознакомительном режиме (например, определенное
количество запусков программы).
Abandonware — «заброшенное» ПО, поддержка которого
непосредственным разработчиком прекращена, но продолжается
третьими лицами (например, партнерами или энтузиастами).
Adware — ПО, в код которого включены рекламные материалы.
Такое ПО распространяется бесплатно, но для отключения
рекламных блоков необходима оплата.
Careware — «благотворительное» ПО, оплату за которое разработчик
(или распространитель) просит переводить на благотворительные
нужды.

13. Классификация программного обеспечения

При классификации программного обеспечения по назначению в
качестве критерия используют уровень представления ИС, на который
ориентирована та или иная программа. Соответственно выделяют
следующие классы ПО:
Системное ПО — решает задачи общего управления и поддержания
работоспособности системы в целом. К этому классу относят
операционные системы, менеджеры загрузки, драйверы устройств,
программные кодеки, утилиты и программные средства защиты
информации.
Инструментальное ПО включает средства разработки (трансляторы,
отладчики, интегрированные среды, различные SDK и т.п.) и
системы управления базами данных (СУБД).
Прикладное ПО — предназначено для решения прикладных задач
конечными пользователями.

14. Классификация программного обеспечения

Прикладное ПО — самый обширный класс программ, в рамках которого
возможна дальнейшая классификация, например по предметным
областям. В этом случае группировочным признаком является класс
задач, решаемых программой.
Пакеты общего назначения поддерживают компьютерные технологии
конечных пользователей и включают текстовые и табличные процессоры
(редакторы), графические редакторы, системы управления базами
данных
(СУБД),
пакеты
программ
мультимедиа,
пакеты
демонстрационной графики.
Текстовые процессоры (редакторы) позволяют готовить текстовые
документы, которые могут включать и таблицы, и рисунки, и
диаграммы. Примеры: MS Word, Блокнот, WordPad.
Табличные процессоры (типичный пример - MS Excel) позволяют
обрабатывать большие объемы числовой информации (не исключая
при этом обычную символьную), формируя из данных таблицы.

15. Классификация программного обеспечения

Графические редакторы позволяют генерировать различные
изобразительные объекты. Они делятся на 2 класса - растровой и
векторной графики - в зависимости от того, какое внутреннее
представление этих объектов в них поддерживается. Примерами
редакторов этого класса являются: Adobe Photoshop, Aldus Photo
Styler, Picture Publisher, Photo Works Plus.
Редакторы векторной графики используются для профессиональной
работы, связанной с технической и художественной иллюстрацией с
последующей цветной печатью. Они занимают промежуточное место
между САПР и настольными издательскими системами. Примерами
графических редакторов этого класса являются Corel Draw, Adobe
Illustrator, Aldus Free Hand, Professional Draw.

16. Классификация программного обеспечения

Системы управления базами данных (СУБД) используются для
автоматизации процедур создания, хранения и извлечения
электронных данных. Различаются способом организации данных,
форматом, языком формирования запросов на операции с данными.
Типичными примерами являются MS Access, Oracle, Paradox.
Пакеты программ мультимедиа используются для отображения
(воспроизведения) и обработки аудио- и видеоинформации.
Включают, в частности, пакеты Director for Windows, Multimedia
Viewer Kit, NEC MultiSpin.
Пакеты демонстрационной графики - это конструкторы
графических образов деловой информации, призванные в наглядной
и динамической форме представлять результаты некоторых
аналитических исследований. Примеры таких пакетов: Power Point,
Harvard Graphics, WordPerfect Presentation

17. Классификация программного обеспечения

Офисные пакеты обеспечивают организационное управление
деятельностью офиса.
1) органайзеры для управления проектами. используются для
сетевого планирования и управления проектами. К ним относятся
Time Line, MS Project, CА - Super Project;
2) органайзеры для организации деятельности отдельного человека.
Это электронные секретари, в частности, Lotus Organizer, ACTI.

18. Классификация программного обеспечения

Программы для распознавания символов используются для
перевода графических изображений букв и цифр в ASCII-коды этих
символов. Применяются в сканерах. Примерами таких пакетов
являются Fine Reader, Cunie Form, Tiger, Omni Page.
Настольные издательские системы применяются для
профессиональной издательской деятельности. Позволяют
осуществлять электронную верстку широкого спектра основных
типов документов типа информационного бюллетеня, цветной
брошюры, каталога, справочника. Примерами таких пакетов
являются: Corel Ventura, Page Maker, QuarkXPress, Frame Maker, MS
Publisher, Page Plus, Compu Work Publisher.

19. Классификация программного обеспечения

Системы автоматизации проектирования (САПР) используются в
работе конструкторов и технологов, связанных с разработкой
чертежей, схем, диаграмм, т.е. с обработкой графических
изображений. Реализуют функции: коллективная работа в сети;
экспорт - импорт файлов различных форматов; масштабирование
объектов; группировка объектов, передвижение, растяжка, поворот,
разрезание, изменение размеров, работа со слоями; перерисовка;
управление файлами; использование чертежных инструментов,
позволяющих рисовать кривые, эллипсы, линии произвольной
формы, многоугольники и т.п.; работа с цветом; автоматизация
отдельных процедур с использованием встроенного макроязыка.
Примерами пакетов этого класса являются: AutoCAD (AutoDesk),
DesignCAD, Grafic CAD Professional, DrawBase, Microstation,
TurboCAD.
Проблемно-ориентированные пакеты используются в тех
предметных областях, для которых возможна типизация функций
управления, структур данных и алгоритмов обработки.

20. Классификация программного обеспечения

Типичным примером является программ 1С:, позволяющая
автоматизировать решение задач управления предприятием,
например, 1С:Бухгалтерия, 1С: Предприятие, 1С: Кадры и т.д. К
пакетам этого класса относятся и программы, реализующие
дистанционное обучение, например пакет SunRav_BookOffice для
создания и работы с электронным учебником.
Инструментарий технологии программирования - совокупность
программ, обеспечивающих технологию разработки, отладки и
внедрения программных продуктов. Инструментарий технологии
программирования делится на два больших класса
инструментальных средств: для создания отдельных приложений
(программ) и для создания информационных систем и технологий.

21. Классификация программного обеспечения

Средства для создания отдельных приложений включают
локальные средства (языки программирования, системы
программирования, инструментальные среды пользователя) и
интегрированные среды разработки программ, основное назначение
которых - повышение производительности труда программистов за
счет автоматизации создания кодов программ, обеспечивающих
интерфейс пользователя графического типа, а также автоматизации
разработки запросов и отчетов (например, Delphi).
Экспертные системы впервые появились в области медицины.

22. Классификация программного обеспечения

Интеллектуальные пакеты прикладных программ позволяют,
аналогично экспертным системам, предварительно создавать базу
знаний, включающую совокупность знаний из той или иной области
деятельности человека, а затем решать практические задачи с
привлечением этих знаний.

23. Классификация программного обеспечения

В зависимости от степени интеграции многочисленные
прикладные программные средства можно
классифицировать следующим образом:
- отдельные прикладные программы;
- библиотеки прикладных программ;
- пакеты прикладных программ;
- интегрированные программные системы.

24. Классификация программного обеспечения

Отдельная прикладная программа пишется, как
правило, на некотором высокоуровневом языке
программирования (Pascal, Basic и т.п.) и
предназначается для решения конкретной
прикладной задачи.
Библиотека представляет собой набор отдельных
программ, каждая из которых решает некоторую
прикладную задачу или выполняет определенные
вспомогательные функции (управление памятью,
обмен с внешними устройствами и т.п.).

25. Классификация программного обеспечения

Пакет прикладных программ (ППП) — это
комплекс
взаимосвязанных
программ,
ориентированный на решение определенного
класса задач.
Интегрированная программная система — это
комплекс программ, элементами которого
являются различные пакеты и библиотеки
программ.

26. Особенности ППП

Ориентация на решение класса задач. Одной из главных
особенностей является ориентация ППП не на отдельную
задачу, а на некоторый класс задач, в том числе и
специфичных, из определенной предметной области.
Наличие языковых средств. Другой особенностью ППП
является наличие в его составе специализированных
языковых средств, позволяющих расширить число задач,
решаемых пакетом или адаптировать пакет под
конкретные нужды.
Примерами входных языков ППП являются VBA в пакете MS Office,
AutoLISP/VisualLISP в Autodesk AutoCAD, StarBasic в OpenOffice.org.

27. Особенности ППП

Единообразие работы с компонентами пакета. Еще одна
особенность ППП состоит в наличии специальных
системных средств, обеспечивавших унифицированную
работу с компонентами. К их числу относятся
специализированные
банки
данных,
средства
информационного обеспечения, средства взаимодействия
пакета
с
операционной
системой,
типовой
пользовательский интерфейс и т.п.

28. Примеры современных прикладных пакетов

Пакет MatLab
MatLab (сокращение от англ. «Matrix Laboratory»)
— пакет прикладных программ для решения задач
технических вычислений, и язык
программирования, используемый в этом пакете. По
данным фирмы-разработчика, более 1000000
инженерных и научных работников используют
этот пакет, который работает на большинстве
современных операционных систем, включая
GNU/Linux, Mac OS, Solaris и Microsoft Windows.

29. Пакет MatLab

Язык MatLab
MATLAB как язык программирования был разработан Кливом
Моулером (англ. Cleve Moler) в конце 1970-х годов. Целью
разработки служила задача использования программных
математических библиотек Linpack и EISPACK без необходимости
изучения языка Фортран. Акцент был сделан на матричные
алгоритмы.
Программы, написанные на MATLAB, бывают двух типов —
функции и скрипты. Функции имеют входные и выходные
аргументы, а также собственное рабочее пространство для хранения
промежуточных результатов вычислений и переменных. Скрипты же
используют общее рабочее пространство. Как скрипты, так и
функции не компилируются в машинный код, а сохраняются в виде
текстовых файлов. Существует также возможность сохранять так
называемые pre-parsed программы — функции и скрипты,
приведенные в вид, удобный для машинного исполнения и, как
следствие, более быстрые по сравнению с обычными.

30. Пакет MatLab

Системное обеспечение
Язык MATLAB является высокоуровневым интерпретируемым
языком программирования, включающим основанные на матрицах
структуры данных, широкий спектр функций, интегрированную
среду разработки, объектно-ориентированные возможности и
интерфейсы к программам, написанным на других языках
программирования. Имеются интерфейсы для получения доступа к
внешним данным, клиентам и серверам, общающимся через
технологии Component Object Model (COM) или Dynamic Data
Exchange (DDE), а также периферийным устройствам, которые
взаимодействуют напрямую с MATLAB. Многие из этих
возможностей известны под названием MATLAB API.

31. Пакет MatLab

Встроенная среда разработки позволяет создавать
графические интерфейсы пользователя с различными
элементами управления, такими как кнопки, поля ввода и
другими. С помощью компонента MATLAB Compiler эти
графические интерфейсы могут быть преобразованы в
самостоятельные приложения.
Для MATLAB имеется возможность создавать
специальные наборы инструментов (англ. toolbox),
расширяющие его функциональность. Наборы
инструментов представляют собой коллекции функций,
написанных на языке MATLAB для решения
определенного класса задач.

32. Пакет MatLab

Прикладное обеспечение
MATLAB предоставляет удобные средства для разработки
алгоритмов, включая высокоуровневые с использованием концепций
объектно-ориентированного программирования
MATLAB предоставляет пользователю большое количество
(несколько сотен) функций для анализа данных, покрывающие
практически все области математики, в частности:
Матрицы и линейная алгебра — алгебра матриц, линейные
уравнения, собственные значения и вектора, сингулярности,
факторизация матриц и другие.
Многочлены и интерполяция — корни многочленов, операции над
многочленами и их дифференцирование, интерполяция и
экстраполяция кривых и другие.

33. Пакет MatLab

Математическая статистика и анализ данных — статистические
функции, статистическая регрессия, цифровая фильтрация, быстрое
преобразование Фурье и другие.
Обработка данных — набор специальных функций, включая
построение графиков, оптимизацию, поиск нулей, численное
интегрирование (в квадратурах) и другие.
Дифференциальные уравнения — решение дифференциальных и
дифференциально-алгебраических уравнений, дифференциальных
уравнений с запаздыванием, уравнений с ограничениями, уравнений
в частных производных и другие.
Разреженные матрицы — специальный класс данных пакета
MATLAB, использующийся в специализированных приложениях.

34. Пакет MatLab

В составе пакета имеется большое количество
функций для построения графиков, в том числе
трехмерных, визуального анализа данных и
создания анимированных роликов, функции для
создания алгоритмов для микроконтроллеров и
других приложений.