ЛЕКЦИЯ 2. Лекция 2 Аппаратное и программное обеспечение иттехнологий Аппаратное обеспечение иттехнологий Программное обеспечение ит технологий 1 Аппаратное обеспечение иттехнологий
 Скачать 0.98 Mb.
|
|
Мультимедиа — это оснащение компьютера звуковой картой, колонками (наушниками) и CD-ROM- или DVD-приводом, благодаря чему можно слу- шать музыку, а также смотреть видеоклипы и видеофильмы прямо с ком- пакт-диска. Например, монитор, оснащенный колонками, называют мультимедийным. Практически все выпускаемые ПК в последние годы оснащены звуковой кар- той и CD-ROM, но мультимедийными считаются только имеющие компьютерные уши-колонки. Для нормального использования мультимедиа нужна качественная зву- ковая карта. Широкое распространение получили звуковые стереокарты Sound Blaster сингапурской фирмы Creative Labs, из-за чего звуковые карты часто называют саундбластерами. Любая современная звуковая плата может использовать, да обычно и ис- пользует несколько способов воспроизведения звука. Простейшим является преобразование оцифрованного сигнала в непрерывный. Цифровые выбор- ки реального звукового сигнала в памяти компьютера обычно хранятся в ви- де WAV-файлов. Другой способ воспроизведения звука заключается в его синтезе. Когда на синтезатор поступает некоторая управляющая информация, то на ее ос- 28 нове формируется соответствующий выходной сигнал. В настоящее время применяются две основные формы синтеза звукового сигнала: с использо- ванием частотной модуляции (FM-синтез) и с применением таблицы волн — так называемый табличный, или WT-синтез. В последнем случае звучание приближается к естественному. Синтезатор и другие устройства делают звук «живым». Получение стереоэффекта далеко не предел в стремлении к естествен- ному звучанию. Одним из путей достижения этого стремления стала техно- логия объемного, или трехмерного (3D), звучания, названного так по ана- логии с трехмерным изображением. На ряде системных плат компьютеров уже интегрирована звуковая плата. Качественное полноформатное видео на компьютере осуществляется с помощью технологии MPEG (Moving Picture Exprerts Group). Широкое распространение сейчас получили мультимедиа-акселера- торы, которые не только ускоряют обычные графические операции, но и мо- гут выполнять обработку видеоданных. Обычно под мультимедиа-акселера- торами понимают совокупность программно-аппаратных средств, объединя- ющих базовые возможности графических акселераторов с одной или нес- колькими функциями мультимедиа. Последние требуют, как правило, уста- новки в компьютер дополнительных устройств. Несомненно, революционным стало появление так называемых 3D — трехмерных мультимедиа-акселераторов. Благодаря им пользо- ватель при работе с Windows получает фотореалистичное трехмерное изоб- ражение, быструю двухмерную графику и «живое» видео. Эти акселераторы обеспечивают разрешение 1 024 × 768 точек при одновременном воспроизве- дении 65 тыс. и более цветов, но, что самое главное, — по скорости видео- изображение полностью соответствует реальному действию. Акустические системы (динамики или колонки) являются неотъемлемой частью звуковой платы, если только вы не предпочитаете слушать музыку через головные телефоны (наушники). В настоящее время существуют две основные разновидности акустических систем: со встроенным выходным усилителем (так называемые активные системы) и без него (пассивные сис- темы). Если пассивные системы подключают только к соответствующему вы- ходу звуковой платы, то для активных необходим дополнительный источник энергии. В качестве такого источника может выступать либо батарея гальва- 29 нических элементов, либо блок питания, который, в свою очередь, бывает как встраиваемым, так и внешним. Кроме регуляторов громкости активные системы имеют обычно и эквалайзер. Объемный звук, большой экран, красивое видео — все это позволяет ис- пользовать мультимедийный компьютер для создания кинотеатра на дому! Технические средства презентаций. Что улучшает процесс восприятия информации? Конечно же, использование зрительных образов. Технические средства презентаций способны расширить возможности самого красноречи- вого оратора, ведь наглядно и эффектно преподнесенный материал лучше запоминается. В качестве технических средств презентаций используются графопроек- торы, слайд-проекторы и видеопроекторы. Графопроекторы — это оптические устройства, проецирующие информа- цию с прозрачной пленки. Технология очень проста: пленка с информацией кладется на специ- альную линзу, подсвечивается и проецируется на экран. Изготовить пленку может практически любой принтер, поддерживающий режим вывода ин- формации на пленку. Слайд-проекторы представляют собой устройства для проецирования стандартных слайдов размером 24 × 36 мм. Удобно использовать слайд-про- екторы с дистанционным инфракрасным управлением. Видеопроекторы — это сложные электронно-оптические устройства, про- ецирующие видеосигнал на экран. Источником данных может служить телевизор, видеокамера, видеомагни- тофон или информация из ПК. На деловых мероприятиях часто используют- ся мультимедийные проекторы, снабженные достаточно мощными динами- ками (до 6 Вт). Управлять проецируемым изображением можно с помощью расположенных на передней панели кнопок или пультом дистанционного уп- равления. Портативные проекторы весят совсем немного — 1,5 … 2,5 кг. Устройства защиты электропитания. Причиной многих неполадок в ра- боте компьютера являются перепады напряжения в электрической сети. Ска- чок напряжения может вывести из строя модем, жесткий диск, принтер и лю- бое другое внутреннее или внешнее устройство. Достаточно эффективно 30 с этими задачами справляются современные источники бесперебойного пи- тания и сетевые фильтры (пилоты). Для уменьшения вероятности возникновения неприятностей из-за пе- репадов напряжения в электросети электропитание на компьютер и перифе- рийные устройства лучше подавать через сетевой фильтр. При слишком большом скачке напряжения фильтр может перегореть, поэтому желательно выбирать устройство с индикатором исправности. Он покажет, что фильтр получил «смертельную дозу» и его нужно заменить. И если с грозой и молнией вместе с высокочастотными помехами и по- нижением напряжения в розетках успешно справится сетевой фильтр, то от полного «провала» в подаче электроэнергии компьютер спасет только источник бесперебойного питания, обеспечивающий более высокий уровень защиты. Советы практика При отсутствии напряжения в электросети источник бесперебойного пи- тания подает звуковой сигнал и переключается на аккумуляторное ба- тарейное питание. Энергии батарей хватает, как правило, чтобы сохранить рабочие файлы, закрыть приложения и корректно выключить систему. 31 2.2 Программное обеспечение ИТ-технологий • 2.2.1. Назначение и классификация программного обеспе- чения • 2.2.2. Системное программное обеспечение • 2.2.3. Инструментальное программное обеспечение • 2.2.4. Прикладное программное обеспечение • 2.2.5. Использование прикладных программ в различных об- ластях человеческой деятельности 2.2.1. Назначение и классификация программного обеспечения Современному компьютеру никак нельзя обойтись без ПО — «души» компьютера, ведь без программ он представляет собой просто груду железа. Именно программы определяют возможности компьютера: сможет ли он про- водить финансовые расчеты или позволит рисовать проектные чертежи и схемы. Большинство программ правильнее было бы называть программными продуктами, ведь зачастую на их создание требуется не меньше затрат, чем на производство самого компьютера. Советы практика Существуют бесплатные и условно-бесплатные программы, распростра- няемые на условиях небольшой оплаты зарегистрированного пользователя. Часто бесплатно используются так называемые бета-версии программ, когда пользователи испытывают программы на предмет обнаружения ошибок. В самом общем плане ПО для вычислительной техники может быть раз- делено на системное, инструментальное и прикладное. Системное ПО организует процесс обработки информации в компьюте- ре и обеспечивает нормальную рабочую среду для прикладных программ. Оно настолько тесно связано с аппаратными средствами, что его иногда счи- 32 тают частью компьютера. Это ОС и различные программные модули, расши- ряющие их функции (системные программы-«утилиты», драйверы перифе- рийных устройств). Инструментальное ПО предназначено для создания программных про- дуктов в любой области, включая системные программы. В настоящее время для создания программных продуктов используются мощные системы визу- ального программирования, которые включают в себя обширные библиотеки стандартных программ, специальные средства отладки и тестирования. Без применения этих программных средств невозможно создать такие сложные программные продукты, как ОС семейства Windows, имеющие несколько миллионов строк программного кода. Прикладное ПО непосредственно нацелено на решение професси- ональных задач, снижение трудоемкости и повышение эффективности ра- боты пользователя в различных областях человеческой деятельности. Эти программы позволяют практически полностью автоматизировать задачи, ре- шаемые пользователем. Программы этой группы очень разнообразны: от простых программ обработки текстовой информации до мощных изда- тельских систем; от решения простых вычислительных задач до мощных профессиональных систем математических расчетов; от бухгалтерских прог- рамм, автоматизирующих ведение журнала хозяйственных операций не- большой фирмы, до программ разработки систем управления экономически- ми объектами и сложных систем массового обслуживания (продажа желез- нодорожных и авиабилетов, бронирование мест в гостиницах); от программ, позволяющих нарисовать простенький чертеж, до полной автоматизации создания трехмерных конструкторских проектов. Это интересно Лавлейс Огаста Ада Кинг (1815 — 1852), леди Байрон — графиня, ан- глийский математик. Именно Аду Лавлейс называют первым программистом, так как она создала первую программу для вычислительной машины своего современника Чарлза Бэббиджа. Леди Лавлейс обладала аналитическим складом ума, и ее чрезвычайно заинтересовала аналитическая машина Бэб- биджа. Ей принадлежит идея использовать аналитическую машину для ре- шения уравнений Бернулли. 33 Ада Лавлейс в 1843 г. перевела и аннотировала статью итальянского ма- тематика и инженера Луиджи Федерико Менабриа «Элементы аналитичес- кой машины Чарлза Бэббиджа». Здесь реализовано ее гениальное предви- дение о предназначении компьютера. То, что сегодня вошло в нашу жизнь, — многофункциональный инструмент для решения огромного ко- личества прикладных задач, Ада разглядела в далеких 1840-х гг.! Она сфор- мулировала, зачем человеку нужен компьютер: «Разработка и пакетная об- работка любых функций… Машина — механизм выражения любой неопре- деленной функции любой степени общности и сложности». Она разглядела в машине то, о чем боялся думать сам изобретатель: «Суть и предназна- чение машины изменятся от того, какую информацию мы в нее вложим. Ма- шина сможет писать музыку, рисовать картины и покажет науке такие пути, которые мы никогда и нигде не видели». 2.2.2. Системное программное обеспечение Системное ПО предназначено для управления компьютером, организа- ции решения задач и взаимодействия пользователя с аппаратными средс- твами компьютера. В состав системного ПО входят ОС, сервисное ПО (обо- лочки, утилиты, антивирусные средства) и программы технического обслу- живания (тестовые программы, программы контроля). Операционная система — это комплекс специальных программных средств, предназначенных для управления загрузкой компьютера, запуском и выполнением других пользовательских программ, а также для планиро- вания и управления вычислительными ресурсами ПК. Операционная система обеспечивает управление процессом обработки информации и взаимодействие между аппаратными средствами и пользо- вателем. Одной из важнейших функций ОС является автоматизация процессов ввода-вывода информации, управления выполнением прикладных задач, ре- шаемых пользователем. Операционная система загружает нужную прог- рамму в память ПК и следит за ходом ее выполнения; анализирует ситуации, препятствующие нормальным вычислениям, и дает указания о том, что не- обходимо сделать, если возникли трудности. 34 Наиболее популярны следующие ОС: семейство программ Microsoft Windows ( рис. 2.13), MacOS, Linux, FreeDOS, UNIX и др. Рис. 2.13. Сайт фирмы Microsoft — создателя ОС Microsoft Windows Сервисное программное обеспечение — это совокупность программных продуктов, предоставляющих пользователю дополнительные услуги в ра- боте с компьютером и расширяющих возможности ОС. Программы-оболочки, являющиеся надстройкой над ОС, называют- ся операционными оболочками. Утилиты предоставляют пользователю дополнительные услуги, в основном по обслуживанию дисков и файловой системы компьютера. Программные средства антивирусной защиты обеспечивают диагностику (обнаружение) и лечение (нейтрализацию) компьютерных вирусов. Эти прог- раммы могут нанести большой ущерб как пользователю, так и компьютерной системе. Под программами технического обслуживания понимается совокуп- ность программно-аппаратных средств для диагностики и обнаружения оши- бок в процессе работы компьютера или вычислительной системы в целом. 35 2.2.3. Инструментальное программное обеспечение Программы данного класса тесно связаны с языками программирования, которые проделали значительный путь развития одновременно с аппаратны- ми средствами вычислительной техники. В настоящее время инструмен- тальное программное обеспечение существует в виде систем программи- рования. Система программирования — это комплекс средств, включающих в себя входной язык программирования, транслятор, машинный язык, библиотеки стандартных программ, средства отладки оттранслированных программ и компоновки их в единое целое. Это интересно Первые программы (для ЭВМ первого поколения) писались в машинных кодах. Это было очень трудоемким процессом, который сопровождался большим количеством ошибок. Затем были созданы системы условных обоз- начений для записи команд, которые стали называть языками программи- рования, и разработаны специальные программы для перевода этих обозна- чений в машинные коды. Текст программы, написанный на языке программирования, называет- ся исходным текстом. Программы-переводчики исходного текста в ма- шинные коды называются трансляторами языков программирования. Эти программы подразделяются на компиляторы и интерпретаторы. Компи- лятор транслирует сразу весь исходный текст программы в машинный код. Интерпретатор осуществляет пошаговую трансляцию и немедленное выполнение операторов исходной программы. Особое место в системе программирования занимают ассемблеры, пред- ставляющие собой комплекс, состоящий из входного языка программирова- ния ассемблера и ассемблера-компилятора. Этот язык требует высокой ква- лификации программиста, хотя сам процесс программирования на ассем- блере называют низко-уровневым программированием, а сам язык ассем- блера — языком низкого уровня, так как он близок к программированию в ма- шинных кодах. 36 В исходных текстах программ на языках высокого уровня каждой команде соответствует несколько машинных команд или целая подпрограмма. К этим языкам относятся Pascal, C, FORTRAN, BASIC и др. Широкое применение в программировании нашли визуальные средства разработки программ, позволяющие использовать при создании экранных форм готовые «полуфабрикаты» объектов, поэтому сейчас в программи- ровании используют не просто реализацию какого-либо языка, а разрабаты- вают программные продукты в определенных системах программирования (например С, VisualBasic). Разработка ПО представляет собой многоэтапный процесс проектирова- ния и программирования. 2.2.4. Прикладное программное обеспечение Общие сведения. Прикладное ПО предназначено для разработки и вы- полнения конкретных задач (приложений) пользователя. Это наиболее мно- гочисленный класс ПО. Прикладное ПО работает под управлением системного ПО, в частности ОС. Прикладные программы являются мощным инструментом автомати- зации решаемых пользователем задач и практически полностью освобожда- ют его от необходимости знать, как выполняет компьютер те или иные фун- кции и процедуры по обработке информации. В состав прикладного ПО входят пакеты прикладных программ (ППП) раз- личного назначения и рабочие программы пользователя. Различают следующие типы прикладных программ: общего назначения (универсальные), проблемно-ориентированные, для глобальных сетей и ор- ганизации (администрирования) вычислительного процесса. Прикладные программы общего назначения. Эти прикладные программы являются универсальными. К ним относятся: ▪ текстовые и графические редакторы; ▪ издательские системы; ▪ электронные таблицы; ▪ СУБД; 37 ▪ интегрированные пакеты; ▪ пакеты case-технологии; ▪ экспертные системы и системы искусственного интеллекта. Редактором называется программное средство, предназначенное для создания и изменения текстов, документов, графических данных и иллюс- траций. Редакторы по своим функциональным возможностям можно под- разделить на текстовые, графические и издательские системы. Текстовые редакторы используются для обработки текстовой информа- ции. Они выполняют в основном следующие функции: запись текста в файл; вставка, удаление, замена символов, строк и фрагментов текста; проверка орфографии; оформление текста различными шрифтами; выравнивание тек- ста; подготовка оглавлений, разбиение текста на страницы; поиск и замена слов и выражений; включение в текст несложных иллюстраций; печать тек- ста. Чаще всего используются следующие текстовые редакторы и процессо- ры: Блокнот, WordPad, Microsoft Word, Corel WordPerfect, Lotus WordPro, OpenWriter/StarWriter. Текстовый редактор Microsoft Word на сегодняшний день является наибо- лее мощным и распространенным средством работы с текстовыми докумен- тами в офисной практике, а также одной из главных составляющих мощного интегрированного программного пакета Microsoft Office. Графические редакторы предназначены для обработки графических до- кументов, включая диаграммы, иллюстрации, чертежи, таблицы. Такие прог- раммные продукты играют важную роль в научных исследованиях, изда- тельском деле, автоматизации инженерных и проектно-конструкторских ра- бот, дизайнерских разработках, компьютерной анимации. Существует два типа графических редакторов: для работы с растровыми и векторными изображениями. При масштабировании рисунок в векторном редакторе не теряет своего качества: компьютер высчитывает необходимые параметры, производя простейшие математические операции. Adobe Photoshop — самый мощный инструмент для обработки растровых изображений. В области проектно-конструкторских работ широкое применение нашел графический пакет AutoCAD. Это мощная программная среда для автомати- 38 зированного проектирования, включающая в себя средства для создания и редактирования сложных графических объектов, прежде всего в промыш- ленных приложениях. |