Программное обеспечение. Лекция 3

1.

Лекция 3.
Программное обеспечение
Программное обеспечение – совокупность машинных
программ, необходимых для осуществления полного
комплекса
задач
компьютерного
проектирования.
Программное
обеспечение
включает
компоненты
прикладного, системного и инструментального назначения.
Прикладная программа — это любая конкретная
программа, способствующая решению какой-либо задачи в
пределах данной проблемной области. Прикладные
программы могут носить специализированный и общий
характер, например, обеспечивать составление и печатание
документов и т.п

2.

Системное программное обеспечение (System Software) совокупность программ и программных комплексов для обеспечения
работы компьютера и сетей ЭВМ. Оно состоит из базового программного
обеспечения, которое, как правило, поставляется вместе с компьютером, и
сервисного программного обеспечения, которое может быть приобретено
дополнительно.
В базовое программное обеспечение входят:
- операционная система;
- операционные оболочки (текстовые и графические);
- сетевая операционная система.
Операционная система— это комплекс взаимосвязанных системных
программ, назначение которого — организовать взаимодействие
пользователя с компьютером и выполнение всех других программ.
Операционная система компьютера содержит:
файловую систему;
драйверы внешних устройств (Программы специального типа,
ориентированные на управление внешними устройствами);
процессор командного языка (позволяет выполнить стандартные
действия – обращение к каталогу, разметку внешних носителей, запуск
программ и др., а также выполняет функцию поддержки взаимодействия с
пользователями).

3.

Инструментальное программное обеспечение предназначено для
автоматизации
разработки
новых
программ
на
языке
программирования.
Программные средства образуются из:
• программ
(последовательность
команд,
написанных
на
алгоритмическом языке, которые должны быть выполнены компьютером
для решения прикладной задачи или функции) ;
• программных модулей (описывает некоторую элементарную функцию
и обычно используется для конструирования ППП);
• пакетов прикладных программ (ППП) - совокупность программ и
модулей, предназначенных для решения какой-либо локальной задачи;
технологических линий проектирования - совокупность ППП,
предназначенных
для
выпуска
законченной
проектно-сметной
документации ;
• программных систем (совокупность взаимосвязанных системных и
прикладных программ, программных модулей и ППП ).

4.

Распространенные типы прикладных программ
общего назначения:
Текстовые процессоры – программы для работы с
документами
(текстами),
позволяющие
компоновать,
редактировать тексты при создании пользовательского
документа. Признанными лидерами здесь являются Adobe
InCopy, ChiWriter, MS WORD, OpenOffice.org , PolyEdit 5.0,
AbiWord, WordPad, WordPerfect
Электронные таблицы (табличные процессоры) – пакеты,
предназначенные
для
обработки
табличным
образом
организованных данных. Эти пакеты позволяют выполнять
разнообразные вычисления, строить графики, управлять
форматом ввода-вывода данных, компоновать данные, проводить
аналитические исследования и т.п. Наиболее популярными
являются MS Excel, SuperCalc, Abacus, Lotus 1-2-3,
OpenOffice.org Calc, Quattro Pro, Numbers, Gnumeric.

5.

Настольные издательские системы (НИС) – программы для
профессиональной издательской деятельности, позволяющие
осуществлять электронную верстку основных типов документов,
например, информационного бюллетеня, краткой цветной брошюры
и объемного каталога или торговой заявки, справочника. Наиболее
популярными из них являются: Adobe InDesign, QuarkXPress, Corel
Ventura, Adobe Acrobat, Frame Maker, Microsoft Publisher, PagePlus.
Adobe Acrobat
Adobe Acrobat – это совокупность продуктов, предназначенных для
создания и управления документами PDF. Программа позволяет
создавать многостраничные документы, формы, презентации и
многое другое. Современные технологии предусматривают вставку в
PDF анимации, аудио- и видеофайлов.

6.

Программа позволяет создавать PDF файлы из текстовых и
графических файлов, объединять несколько отдельных файлов в
страницы, редактировать PDF, добавлять надписи, вставлять
комментарии, сканировать изображения

7.

Adobe InDesign
Это профессиональный продукт, предназначенный для создания
макета и верстки любых печатных или Интернет изданий. Имеет
встроенный графический редактор, позволяет совместно работать с
другими программными продуктами Adobe.

8.

Графические редакторы позволяют создавать и редактировать
картинки на экране компьютера. Наиболее распространенные
графические редакторы:
Microsoft Paint — многофункциональный, довольно простой в
использовании растровый графический редактор компании
Microsoft, входящий в состав всех операционных систем Widows/
Adobe
Photoshop
многофункциональный
графический
редактор. В основном работает с растровыми изображениями,
однако имеет некоторые векторные инструменты.
Adobe Illustrator – векторный графический редактор,
используемый
в
основном
дизайнерами.
Основное
предназначение программы – это разработка макетов печатной
продукции для ее дальнейшей публикации. Основной его
недостаток – плохой перевод из растровых изображений в
векторные.

9.

CorelDraw (Современное название - CorelDRAW Graphics Suite) –
векторный графический редактор, в состав которого также входит
редактор растровой графики Corel PHOTO-PAINT и другие
программы — например, для захвата изображений с экрана — Corel
CAPTURE. Программа векторизации растровой графики Corel
TRACE до 12 версии входила в пакет как самостоятельная
программа.
Системы деловой и научной графики позволяют наглядно
представлять на экране различные данные и зависимости.
Назначение научной графики - наглядное изображение объектов
научных исследований, графическая обработка результатов расчетов,
проведение
вычислительных
экспериментов
с
наглядным
представлением их результатов (MathCAD).
Системы деловой графики дают возможность выводить на экран
различные виды графиков и диаграмм ( гистограммы, круговые и
секторные диаграммы и т.д. ),
демонстрирующих различные
плановые или статистические показатели.

10.

11.

Пакеты презентационной графики являются конструкторами
графических образов деловой информации, т. е. своеобразного
видео-шоу, призванного в наглядной и динамичной форме
представить результаты некоторого аналитического исследования.
Пакеты позволяют создавать почти все виды диаграмм т.е.
извлекать данные для графиков из табличных процессоров.
Основной элемент этих программ слайд, который может быть
создан с нуля или можно воспользоваться готовым шаблоном
дизайна. В слайд могут быть вставлены различные изображения и
текст, к которым возможно применение различных эффектов.
Такие пакеты, обычно имеют специальные инструменты для
обработки изображений и текста.
К наиболее популярным программам этого типа относятся MS
Power Point, Harvard Graphics, WordPerfect Presentation, Freelance
Graphics 2.0.

12.

Системы управления базами данных (СУБД) позволяют
управлять большими информационными массивами – базами
данных. Наиболее простые системы этого вида позволяют
обрабатывать на компьютере один массив информации,
например персональную картотеку. Они обеспечивают ввод,
поиск, сортировку записи, составление отчетов и т.д.
Системы автоматизированного проектирования ( САПР )
позволяют осуществлять черчение и конструирование различных
механизмов с помощью компьютера (Autodesk AutoCAD,
Ziglerinformatics CADdy, Nemetschek Allplan Systems –
AllPlan),
современные
САПР
содержат
возможность
осуществления 3D моделирования, визуализации и анимации .

13.

Системы 3D компьютерной графики
Специалисты говорят, что существует 2 метода создания
пространственных объектов: 3D моделирование и цифровое
моделирование (скульптинг).
3D моделирование для создания пространственной модели
использует линии, формы и векторы, т.е.формализованные методы.
В скульптинге для создания модели необходим художественный
талант поскольку он представляет собой органическое
моделирование и действительно позволяет создавать свободные
формы с нуля, работать с текстурами, а также добавлять цифровую
живопись.
Для моделирования пространственных объектов, связанных
архитектурой, дизайном, техникой используют системы 3D
моделирования, самыми распространенными из которых являются
Google SketchUp, 3D MAX.

14.

Интегрированные системы – сочетают в себе возможности
системы управления базами данных, табличного процессора,
текстового редактора, системы деловой графики, а иногда и другие
возможности.
Примером таких систем являются системы, построенные на
концепции BIM-технологии. BIM (Building Information Model) это вся имеющая числовое описание и нужным образом
организованная информация об объекте, используемая как на
стадии проектирования и строительства здания, так и в период его
эксплуатации и даже сноса. В России ТИМ (технология
информационного моделирования)
В отличие от традиционных систем компьютерного
проектирования, создающих геометрические образы, результатом
информационного моделирования здания обычно является
объектно-ориентированная цифровая модель как всего
объекта, так и процесса его строительства (ArchiCAD, Revit).

15.

Autodesk 3ds Max — это один из самых мощных 3D-редакторов,
которому под силу решать самые разнообразные задачи.
Основное направление программы — 3D-моделирование —
моделирование на основе примитивов, сплайнов, полигональное
моделирование, NURBS-кривые для моделирования сложных
органических форм и так далее. 3D-визуализация — программа
интегрирована с мощными системами рендеринга, такими как VRay, Mental Ray, Arnold , Corona и многими другими.
Функция анимации позволяет качественно оживить сцену. Помимо
настройки анимации объектов, можно создавать всевозможные
эффекты на основе движения частиц: дым, дождь, огонь,
симуляцию ткани и многое другое.
3ds Max используется при 3D-моделировании, визуализации
и презентации архитектурных сооружений, дизайне, 3Dмоделировании и визуализации интерьеров, 3D-моделировании
мебели и предметов интерьера, в киноиндустрии и спецэффектах,
в рекламе — создание рекламных роликов, Веб-дизайне,
и сайтостроении, в Геймдеве — локации и персонажи для
компьютерных игр.

16.

Autodesk 3ds Max — это один из самых мощных 3D-редакторов,
которому под силу решать самые разнообразные задачи.
Основное направление программы — 3D-моделирование —
моделирование на основе примитивов, сплайнов, полигональное
моделирование, NURBS-кривые для моделирования сложных
органических форм и так далее. 3D-визуализация — программа
интегрирована с мощными системами рендеринга, такими как VRay, Mental Ray, Arnold , Corona и многими другими.
Функция анимации позволяет качественно оживить сцену. Помимо
настройки анимации объектов, можно создавать всевозможные
эффекты на основе движения частиц: дым, дождь, огонь, симуляцию
ткани и многое другое.
3ds Max используется при 3D-моделировании, визуализации
и презентации архитектурных сооружений, дизайне, 3Dмоделировании и визуализации интерьеров, 3D-моделировании
мебели и предметов интерьера, в киноиндустрии и спецэффектах,
в рекламе — создание рекламных роликов, Веб-дизайне,
и сайтостроении, в Геймдеве — локации и персонажи для
компьютерных игр.

17.

Sculptris – простая в использовании программа для 3Dскульптинга,
разработанная
Pixologic,
позволяющая
художнику сфокусироваться на создании 3D скульптур.
Роль рук скульптора в Sculptris, как и во всех аналогичных
программах, выполняют виртуальные кисти. В программе можно
использовать кисти с различными профилями и разной силы.
Левая кнопка мыши выдавливает, то есть, наращивает
поверхность, правая – деформирует, создавая вдавленные
области. Тип виртуальной кисти, которую выбирает художник
для работы, можно легко определить по рисунку на кнопках
выбора профиля – изображения на значках показывают характер
деформации поверхности при использовании того или иного
инструмента. Область, на которую воздействует виртуальная
кисть, выделяется цветом на поверхности модели. Сам характер
воздействия для каждой кисти можно настроить – установить
жесткость, указать радиус. (бесплатная)

18.

19.

Zbrush— это приложение для 3d скульптинга, также
разработанное американской компанией Pixologic, которое сочетает
в себе 3D-моделирование, текстурирование и рисование. Оно
считается одним из лучших и самых популярных программ
для
создания
3D-моделей.
ZBrush
не
использует
никаких CAD программ для создания своих моделей. Вместо этого
он использует технологию «3D пикселей», которая сходна
с технологией изготовления скульптур. Каждый пиксель, который
называется «pixol», содержит информацию о глубине, ориентации,
материале и значении цвета, что делает ZBrush очень удобным
в использовании программы для моделирования и текстурирования.
Zbrush имеет множество сложных функций и инструментов, которые
предлагают большую свободу при проектировании. Они
обеспечивают большую глубину и возможности настройки для всего,
от скульптуры и кистей, до материалов и рендеринга, поэтому
он и стал отраслевым стандартом для высокодетализированного
цифрового
искусства
в
области
кино,
компьютерных
игр и иллюстраций. (Стоимость 895$)

20.

Blender
—
это
бесплатное
программное
обеспечение
для трехмерного моделирования и анимации с открытым исходным
кодом, разработанное Blender Foundation. Он может обеспечить 3Dмоделирование, такелаж, анимацию, симуляцию, рендеринг,
композитинг, отслеживание движения, редактирование видео
и создание игр.

21.

22.

Лингвистическое обеспечение
Лингвистическое обеспечение – совокупность языков
проектирования, включая термины и определения, правила
формализации естественного языка, методы сжатия и
развертывания текстов, необходимые для автоматизированного
проектирования.
Языки проектирования предназначены для представления и
преобразования описаний в процессе автоматизированного
проектирования, основными объектами описаний в САПР
являются: задание на проектирование, проектные процедуры и
операции, проектные решения (промежуточные, конечные,
типовые) и проектные документы. Языки должны обладать
качествами универсальных языков программирования в
представлении данных и действиями над ними и иметь
проблемную ориентацию в построении языковых конструкций,
привычных проектировщику.

23.

Выделяется 3 типа языков программирования:
Машинно-ориентированные – связаны с конкретным
компьютером или семейством компьютеров. Программы,
выполненные на них, как правило, не могут использоваться на
ВМ других типов. Важнейшим моментом развития
программирования стало применение метода библиотечных
программ и операторного метода программирования, которые
позволили
расчленить
и
формализовать
процесс
программирования.
Алгоритмические языки ( algorithmic language) - не
зависящие
от
архитектуры
компьютера
языки
программирования для отражения структуры алгоритма
(Паскаль, Фортран, Бейсик и др.);
Процедурно-ориентированные (procedure - oriented language)
- языки программирования, где имеется возможность
описания
программы
как
совокупности
процедур

24.

Проблемно-ориентированные языки (universal programming
language) - языки программирования, предназначенные для
решения задач определенного класса (Лисп, РПГ, Симула и
др.);
Интегрированные системы программирования.
По месту в процессе автоматизированного проектирования
различают языки входные, внутренние, промежуточные,
выходные, сопровождения и управления.
Входные языки предназначены для задания исходной
информации об объектах и целях проектирования и
представляют собой совокупность языков описания объектов
(ЯОО) и языков описания задания (ЯОЗ).
Для задач анализа и оптимизации это, как правило,
обычные профессиональные языки описания объекта и
исходные параметры задачи, а для задач описания процесса –
это специальные процедурные языки – языки моделирования.

25.

Внутренние и промежуточные языки предназначены для
представления информации на определенных стадиях ее
обработки в компьютере. Это языки, например, графического
ввода данных, графического документирования, архива чертежей
и т.п.
Выходные языки предназначены для представления результатов
проектирования. Для архитектурного проектирования это, как
правило, языки графической подсистемы.
Языки сопровождения и управления – служат
непосредственного общения пользователя и компьютера.
для
По связи с процедурно-ориентированными языками
программирования
различают
автономные
и
расширяющиеся языки.

26.

Автономные
языки
имеют
собственные
грамматики,
соответствующий транслятор и могут применяться независимо от
других языков программирования (например, AutoLISP, встроенный
в AutoCAD).
Расширяющиеся языки строятся на основе грамматики другого
языка и являются его проблемно-ориентированным дополнением
(Система CADdy имеет встроенный язык, построенных на базе
C++).
По оперативности языки разделяют на диалоговые и пассивные.
Диалоговые языки обеспечивают взаимодействие проектировщика
с компьютером на основе взаимного обмена сообщениями в
реальном масштабе времени.
Пассивные языки позволяют задавать входные данные и
последовательность проектных операций в виде некоторого
символического описания с последующей трансляцией этих
описаний и выполнением в режиме пакетной обработки (в
автоматическом режиме).