Прикладной программный интерфейс реферат
Обновлено: 05.07.2024
Представление информатики как научной дисциплины связано с рассмотрением проблем организации вычислений и обработки информации с помощью ЭВМ и внутри ЭВМ, а также принципов организации и работы машинных интеллектуальных систем (систем искусственного интеллекта) на ЭВМ.
Изучение принципов обработки информации и организации вычислений проводится на примерах решения экономических задач, при этом решение задач доводится до получения результатов на ЭВМ путем составления калькуляций, баз данных и программ с параллельным анализом и доказательством правильности получаемых результатов.
Решение задач в определенной проблемной области можно решить с помощью прикладных программ. При проведении сложных математических вычислений можно использовать функции программы Excel. О прикладном программном обеспечении и функциях Excel я и хочу написать в своей контрольной работе.
1. Прикладное программное обеспечение. Офисные системы. САПР
1.1. Прикладно́е програ́ммное обеспе́чение
Прикладно́е програ́ммное обеспе́чение (прикладное ПО, прикладные программы) — программы, предназначенные для выполнения определенных пользовательских задач и рассчитанные на непосредственное взаимодействие с пользователем. В отличие от прикладного, системное программное обеспечение (операционная система) используется для обеспечения работы компьютера самого по себе и выполнения прикладных программ.
Если в качестве простой аналогии рассматривать операционную систему как корпус, мотор, шасси, колёса и другие компоненты автомобиля (те детали которые позволяют автомобилю ехать), то роль прикладных программ будут играть рулевое управление, сиденья, приборная панель, кондиционер и т. п., то есть те части которые позволяют нам использовать автомобиль в целях передвижения в нём и разнообразные дополнительные опции, повышающие удобство этого использования. Аналогично автомобилю, которым невозможно пользоваться без руля, разве что только для обогрева помещения, так и компьютер без прикладного ПО практически бесполезен, можно из него сделать разве что файл-сервер или принт-сервер.
В некоторых типах встроенных систем прикладное и системное программное обеспечение может быть практически неразделимо, как, например, в случае ПО для видеомагнитофонов или микроволновых печей.
Прикладное программное обеспечение - программное обеспечение, состоящее из: - отдельных прикладных программ и пакетов прикладных программ, предназначенных для решения различных задач пользователей; - автоматизированных систем, созданных на основе этих (пакетов) прикладных программ.
1.1.1. Менеджер загрузок
1.1.2. Архиваторы 7-Zip
Архиватор 7-Zip — архиватор с высокой степенью сжатия. Поддерживает ZIP, 7z, RAR, CAB, GZIP, BZIP2 и TAR архивы. Степень сжатия для ZIP формата на 2-10 % выше, чем у PKZip/WinZip. Высокая скорость. Есть версия для командной строки и плагин для FAR Manager, который позволяет работать с архивами без внешних архиваторов.
WinRar — один из известнейших архиваторов, поддерживающий большое количество архивов. Прост в использовании, обладает высокой степенью сжатия файлов. Имеет возможность создавать самораспаковывающиеся архивы (SFX), добавлять информацию для восстановления, комментарий, блокировать архивы от изменений, а также разбивать архив на несколько томов (т.е. с возможностью создавать тома любого размера).
1.1.3. Плееры видео-файлов
Плееры видео-файлов — это программы, с помощью которых можно проигрывать wav, avi, mid, но и mp3, qt, avs, wms, wmf, wmv, wma, aiff и другие форматы.
В последнее время все большее распространение получает DivX — технология видеозаписи, позволяющая практически без потери качества получать видео-файлы значительно меньшего размера, чем DVD.
Один из лидеров среди плееров, поддерживающих DivX. Хорошее качество воспроизведения, умение масштабировать изображение, небольшая нагрузка на процессор, поддержка субтитров, возможность просмотра фильма на нескольких языках — вот основные черты этого проигрывателя. И об интерфейсе: он прост, понятен и допускает свое изменение с помощью скинов.
Универсальный проигрыватель музыкальных и видео-файлов, риппер, конвертер и т.д., в общем, все в одном комплекте. Программа поддерживает практически все музыкальные форматы (т.е. MP3, MP2, WAV, MID, REAL AUDIO/VIDEO, S3M, MOD, MPG, AVI, MOV, Video/Audio CD, RealPlayer G2 и некоторые другие форматы мультимедийных файлов). Позволяет записывать аудио-компакт-диски или копировать их содержимое на жесткий диск ПК, а также накладывать на композиции различные эффекты. Программа поддерживает синхронизацию для караоке, имеется эквалайзер, конвертер форматов, редактор тэгов, кроссфейдинг, субтитры и т.д.
Для общения в сети ICQ, помимо стандартных программ ICQ и Icq Lite, существует большое количество ICQ-клиентов. Каждый клиент рассчитан на конкретного пользователя и имеет свои особенности, достоинства и недостатки. Для пользователей, которые любят простоту, но в то же время ценят удобство, можно порекомендовать использовать &RQ или Miranda. Это наиболее популярные клиенты.
Важной частью современной рабочей станции являются так называемые “офисные” средства обработки информации. В дистрибутиве HomePC Edition™ к таким средствам относятся:
· Gnumeric— инструмент для создания и обработки электронных таблиц, поддерживающий форматы MS Excel и Lotus 1-2-3
· Офисный пакет koffice, включающий текстовый процессор с поддержкой формата MS Word, электронные таблицы с поддержкой формата MS Excel
· Мощный текстовый процессор LyX, позволяющий набирать и форматировать текст обычным образом и сохранять результаты в различных форматах, среди которых— LaTeX, HTML, PostScript, PDF.
Перекодировка текстовых файлов осуществляется программой iconv из пакета glibc. Например:
Для просмотра документов в форматах PDF и PS удобна программа gv.
Несомненно, для многих окажется полезным англо-русский электронный словарь (словарь Мюллера).
Деталь в процессе разработки
Система автоматизации проектных работ (САПР) или CAD (англ. Computer-Aided Design) — организационно-техническая система, предназначенная для выполнения проектной деятельности с применением вычислительной техники, позволяющая создавать конструкторскую и/или технологическую документацию.
· Математическое обеспечение САПР — математические модели, методики и способы их получения
· Лингвистическое обеспечение САПР
· Техническое обеспечение САПР — устройства ввода, обработки и вывода данных, средства поддержки архива проектных решений, устройства передачи данных
· Информационное обеспечение САПР — информационная база САПР, автоматизированные банки данных, системы управления базами данных (СУБД)
· Программное обеспечение САПР
· Программные компоненты САПР (примером может служить Геометрический решатель САПР)
AutoCAD 2006, запущенный под Windows XP. Загружен чертёж, устанавливаемый в качестве примера.
AutoCAD — 2-х и 3-х мерная система автоматизированного проектирования и черчения компании Autodesk. Семейство продуктов AutoCAD является одним из наиболее распространённых САПР в мире.
Компания Autodesk занимается разработкой системы автоматизированного проектирования AutoCAD более 20-ти лет. За это время были созданы тысячи дополнений и специализированные решения от сторонних фирм и самой компании Autodesk. На данный момент в мире насчитывается около шести миллионов пользователей AutoCAD.
Bocad-3D — одна из первых 3D-CAD программ для проектирования металлоконструкций, которая развивается уже более 30 лет.
Данная система проектирования позволяет конструктору в кратчайшие сроки и с большой точностью выполнять очень сложные проекты зданий и сооружений. После создания 3D-модели, простановка номеров позиций, создание чертежей и спецификаций происходит в автоматическом режиме, что уменьшает количество ошибок при получении конечного результата. Большое количество интерфейсов позволяет передавать данные из программы в другие приложения (DXF(2D&3D), DWG, DBF, XML, PDMS, SDNF, SDS/2.. и т. д.) Интерфейс DSTV предоставляет пользователям возможность получения файлов для станков ЧПУ.
CATIA — система автоматизированного проектирования (САПР) французской фирмы Dassault Systèmes. CATIA V1 была анонсировна в 1981 году.
В настоящий момент в мире используются две версии - V4 и V5, которые значительно отличаются между собой. CATIA V4 была анонсирована в 1993 году и создавалась для Unix-подобных операционных систем, CATIA V5 была анонсирована в 1998 году и это первая из версий, которая может работать под управлением Microsoft Windows. По заверению Dassault Systèmes CATIA V5 была воссоздана с "нуля" и воплотила в себе передовые технологии САПР конца 20-го века - начала 21-го века.
Основными конкурентами являются NX (Unigraphics) и Pro/ENGINEER.
Electric VLSI Design System — САПР, используемая для разработки электрических схем и проектирования топологии печатных плат. Помимо прочего, это удобный инструмент для использования языков описания аппаратуры, таких как VHDL и Verilog.
Electric являлся open-source проектом в течение многих лет, и сейчас он легко доступен через FSF (Free Software Foundation).
Electric VLSI — система автоматизированного проектирования сверхбольших интегральных схем (СБИС). При помощи Electric можно разрабатывать интегральные МОП и биполярные схемы, печатные платы или схемы любого типа. Electric имеет множество стилей редактирования, включающих планирование, схематику, иллюстрации, архитектурное проектирование. Electric может взаимодействовать с различными спецификациями и форматами файлов как VHDL, CIF, GDS II. Наиболее ценная встроенная в Electric возможность — это система привязок, которая даёт возможность осуществлять проектирование сверху вниз с соблюдением целостности всех соединений.
SolidWorks — продукт компании SolidWorks Corporation, программа предназначенная для трехмерного проектирования САПР и работает под управлением Microsoft Windows. Разработана как альтернатива для двухмерных программ САПР.
Приобрела популярность благодаря простому интерфейсу.
Программа появилась в 1993 году и составила конкуренцию таким продуктам как AutoCAD и Autodesk Mechanical Desktop, SDRC I-DEAS (сегодня Unigraphics NX) и Pro/ENGINEER.
Главная задача программы — предоставить пользователю мощность трехмерной САПР системы по цене системы двухмерного САПР.
Продукт T-FLEX CAD — полнофункциональная система автоматизированного проектирования, обладающая современными средствами разработки проектов любой сложности. Система объединяет параметрические возможности трехмерного моделирования со средствами создания и оформления конструкторской документации. T-FLEX CAD разработан российской компанией Топ Системы.
Для создания продуктов конструкторской деятельности компания Топ Системы предлагает пять систем, которые позволяют охватить различные уровни автоматизации конструкторских работ различных подразделений предприятия:
- T-FLEX CAD LT — автоматизация черчения
- T-FLEX CAD 2D — автоматизация проектирования
- T-FLEX CAD 3D SE — подготовка чертежей по 3D моделям
- T-FLEX CAD 3D — трехмерное моделирование
- T-FLEX CAD Viewer — бесплатная программа для просмотра и печати 2D чертежей T-FLEX.
Российский программный комплекс T-FLEX CAD/CAM/CAE/CAPP/PDM, — набор современных программных средств для решения задач технической подготовки производства любой сложности в различных отраслях промышленности. Комплекс объединяет системы для конструкторского и технологического проектирования, модули подготовки управляющих программ для станков с ЧПУ и инженерных расчетов. Все программы комплекса функционируют на единой информационной платформе системы технического документооборота и ведения состава изделий.
Программный комплекс T-FLEX CAD/CAM/CAE/CAPP/PDM включает в себя:
Конструкторская подготовка производства:
- T-FLEX CAD 3D — трёхмерное параметрическое твердотельное моделирование
- T-FLEX CAD 2D — параметрическое черчение и моделирование
- T-FLEX CAD LT — автоматизация черчения
- T-FLEX CAD 3D SE — подготовка чертежей по 3D моделям
Библиотеки — библиотеки параметрических элементов
- T-FLEX печатные платы — конвертор из электронных САПР
Технологическая подготовка производства:
- T-FLEX технология — проектирование технологических процессов
- T-FLEX нормирование — техническое нормирование
- T-FLEX ЧПУ — подготовка программ для станков с ЧПУ
- T-FLEX NC Tracer — имитация процесса обработки деталей
- T-FLEX Анализ — конечно элементный анализ
- T-FLEX Динамика — динамический анализ механических систем
- T-FLEX Расчёты — зубчатые передачи
- T-FLEX/ Пружины — конструирование упругих элементов
- T-FLEX/ ИС — инженерный справочник
- T-FLEX/ Раскрой — оптимизация раскроя листового материала
- T-FLEX/ Штампы — проектирование оснастки штампов
- T-FLEX/ Пресс-формы — проектирование оснастки пресс-форм
- T-FLEX DOCs — управление проектами и документооборотом.
Система КОМПАС разработана российской компанией АСКОН. Существует в двух версиях: КОМПАС-График и КОМПАС-3D, соответственно предназначенных для плоского черчения и трехмерного проектирования.
КОМПАС-График может использоваться как полностью интегрированный в КОМПАС-3D модуль работы с чертежами и эскизами, так и в качестве самостоятельного продукта, полностью закрывающего задачи 2D-проектирования и выпуска документации.
Система ориентирована на полную поддержку стандартов ЕСКД. КОМПАС-График автоматически генерирует ассоциативные виды трехмерных моделей (в том числе разрезы, сечения, местные разрезы, местные виды, виды по стрелке, виды с разрывом). Все они ассоциированы с моделью: изменения в модели приводят к изменению изображения на чертеже.
Стандартные виды автоматически строятся в проекционной связи. Данные в основной надписи чертежа (обозначение, наименование, масса) синхронизируются с данными из трехмерной модели.
Существует большое количество дополнительных библиотек к системе КОМПАС, автоматизирующих различные специализированные задачи.
1.3.9.FreeCAD (A-S. Koh's)
FreeCAD — cвободная САПР, подходящая для обучения компьютерному графическому проектированию. Особенностью FreeCAD является наличие средств моделирования движения. Написана на языке Smalltalk.
Не стоит путать данный продукт с другим, имеющим такое же название — FreeCAD’ом, разрабатываемым Юргеном Райгелем (факт совпадения названий не очень ясен с точки зрения лицензирования, но понятен с точки зрения семантики — оба являются свободными САПР).
1.3.10.FreeCAD (Juergen Riegel's)
FreeCAD — открытая САПР.
(Следует отметить, что имеет место ещё один программный продукт имеющий название FreeCAD, его разработчик — Aik-Siong Koh, и он не связан с FreeCAD’ом Юргена Райгеля.)
QCad Community Edition — простая 2-мерная САПР с открытым кодом, которая пригодна для черчения архитектурных планов. Работает под Windows, MacOS X и на *nix системах. Она весьма успешно применяется в таких странах, как Тайвань. Некоторые тайваньские компании приняли ее в качестве стандартного решения.
Выпуск бесплатной для личного использования версии QCad Community Edition следует спустя несколько месяцев после профессиональной версии. К примеру, последняя версия Community Edition — 2.0.5.0, в то время как профессиональной — 2.1.3.2. Одна пользовательская лицензия на профессиональную версию стоит $33. Вы можете загрузить демоверсию Professional Edition и использовать ее без ограничений в функциональности 100 часов.
QCad предоставляет инструменты для черчения точек, прямых, дуг, окружностей, эллипсов, ломаных, NURBS-кривых, текста, размеров, штриховки и сплошной заливки. Он также может работать с растровыми изображениями и имеет множество других инструментов. Командная строка расположена под главным окном, в ней вы можете контролировать ход черчения.
С другой стороны, QCad не поддерживает DWG-файлы, которые используются в AutoCAD.
BRL-CAD — Кроссплатформенный САПР с открытым кодом. Она представляет из себя мощный 3D САПР для моделирования составных объёмных тел (CSG). BRL-CAD включает в себя интерактивный геометрический редактор, параллельную лучевую трассировку (дословный перевод), поддержку для просчета (rendering) и геометрического анализа. Продукт BRL-CAD разрабатывается более 20 лет и используется вооруженными милами США. Весь проект распространяется в исходном коде. Работает на платформах BSD, IRIX, Linux, MacOS X, Solaris и Windows.
2.Функции Excel и их аргументы
2.1.Основы использования функций Excel
Функции – это встроенные формулы Excel, с помощью которых проводятся сложные математические вычисления. Например, если у вас есть таблица из тысяча чисел и вам необходимо найти среди них максимальное, то сделать это вручную весьма не просто. Excel поможет в этом. Для выполнения этой задачи можно применять функцию МАКС. Всего в Excel более 450 встроенных функций, которые, если вы знаете, какую из них применять, помогут сэкономить немалое количество часов рабочего времени, которое пришлось бы потратить на создание собственных формул. Кроме возможности использования огромного числа готовых функций, при необходимости можно создавать собственные функции, выполняющие именно ваши повседневные задачи.
Раздел: Информатика, программирование
Количество знаков с пробелами: 28431
Количество таблиц: 1
Количество изображений: 0
(системного) программного обеспечения - через операционную систему.
Операционная система предоставляет интерфейсы и для выполняющихся
Интерфейс - совокупность технических, программных и методических
(протоколов, правил, соглашений) средств сопряжения в вычислительной
системе пользователей с устройствами и программами, а также устройств с
Интерфейс - в широком смысле слова, это способ (стандарт)
взаимодействия между объектами. Интерфейс в техническом смысле слова
задаёт параметры, процедуры и характеристики взаимодействия объектов.
Интерфейс пользователя - набор методов взаимодействия
компьютерной программы и пользователя этой программы.
Программный интерфейс - набор методов для взаимодействия между
Физический интерфейс - способ взаимодействия физических
устройств. Чаще всего речь идёт о компьютерных портах.
Пользовательский интерфейс - это совокупность программных и
аппаратных средств, обеспечивающих взаимодействие пользователя с
компьютером. Основу такого взаимодействия составляют диалог и. Под
диалогом в данном случае понимают регламентированный обмен
информацией между человеком и компьютером, осуществляемый в реальном
масштабе врем ени и направленный на совместное решение конкретной
задачи. Каждый диалог состоит из отдельных процессов ввода / вывода,
которые физически обеспечивают связь пользователя и компьютера. Обмен
Рисунок 1. Взаимодействие пользователя с компьютером
В ответ пользователь получает подсказки или справки;
Интерфейс пользователя компьютерного приложения включает:
средства отображения информации, отображаемую информацию,
диалоги, взаимодействие и транзакции между пользователем и
поддержку принятия решений в конкретной предметной области;
порядок использования программы и документацию на неё.
Пользовательский интерфейс (ПИ) часто понимают только как
внешний вид программы. Однако на деле пользователь воспринимает через
него всю программу в целом, а значит, такое понимание является слишком
узким. В действительности ПИ объединяет в себе все элементы и
компоненты программы, которые способны оказывать влияние на
взаимодействие пользователя с программным обеспечением (ПО).
Это не только экран, который видит пользователь. К этим элементам
набор задач пользователя, которые он решает при помощи системы;
используемая системой метафора (например, рабочий стол в MS
средства отображения информации, отображаемая информация и
диалоги, взаимодействие и транзакции между пользователем и
поддержка принятия решений в конкретной предметной области;
порядок использования программы и документация на нее.
Интерфейс - это, преж де всего, набор правил. Как любые правила, их
можно обобщить, собрать в "кодекс", сгруппировать по общем у признаку.
Таким образом, мы пришли к понятию "вид интерфейса" как объединение по
схожести способов взаимодействия человека и компьютеров. Вкратце можно
предложить следующую схематическую классификацию различных
1) Командный интерфейс. Командный интерфейс называется так по
тому, что в этом виде интерфейса человек подает "команды" компьютеру, а
компьютер их выполняет и выдает результат человеку. Командный
интерфейс реализован в виде пакетной технологии и технологии командной
2) WIMP - интерфейс (Window - окно, Image - образ, Menu - меню,
Pointer - указатель). Характерной особенностью этого вида интерфейса
является то, что диалог с пользователем ведется не с помощью команд, а с
помощью графических образов - меню, окон, других элементов. Хотя и в
этом интерфейсе подаются команды машине, но это делается
"опосредственно", через графические образы. Этот вид интерфейса
реализован на двух уровнях технологий: простой графический интерфейс и
3) SILK - интерфейс (Speech - речь, Image - образ, Language - язык,
Knowlege - знание). Этот вид интерфейса наиболее приближен к обычной,
человеческой форме общения. В рамках этого интерфейса идет обычный
"разговор" человека и компьютера. При этом компьютер находит для себя
команды, анализируя человеческую речь и находя в ней ключевые ф разы.
Результат выполнения команд он также преобразует в понятную человеку
форму. Этот вид интерфейса наиболее требователен к аппаратным ресурсам
компьютера, и поэтому его применяют в основном для военных целей.
Пакетная т ехнология. Исторически этот вид технологии поя вился
первым. Она существовала уже на релейных машинах Зюса и Цюзе
(Германия, 1937 год). Идея ее проста: на вход компьютера подается
последовательность символов, в которых по определенным правилам
указывается последовательность запущенных на выполнение программ.
После выполнения очередной программы запускается следующая и т.д.
Машина по определенным правилам находит для себя команды и данные. В
качестве этой последовательности может выступать, например, перф олента,
стопка перфокарт, последовательность нажатия клавиш электрической
на перфоратор, алфавитно-цифровое печатающее устройство (АЦПУ), ленту
пишущей машинки. Такая м ашина п редставляет собой "черный ящик"
(точнее "белый шкаф"), в который постоянно подается информация и которая
также постоянно "информирует" мир о своем состоянии (см. рисунок 1)
Человек здесь имеет малое влияние на работу машины - он м ожет лишь
приостановить работу машины, сменить программу и вновь запустить ЭВМ .
Впоследствии, когда машины стали помощнее и могли обслуживать сразу
нескольких пользователей, вечное ожидание пользователей типа: "Я послал
данные машине. Жду, что она ответит. И ответит ли вообще? " - стало, мягко
говоря, надоедать. К тому же вычислительные центры, вслед за газетами,
стали вторым крупным "производителем" макулатуры. Поэтому с
появлением алфавитно-цифровых дисплеев началась эра по-настоящему
Технология командной строки. При этой технологии в качестве
единственного способа ввода информации от человека к компьютеру служит
клавиатура, а компьютер выводит информацию человеку с помощью
алфавитно-цифрового дисплея (монитора). Эту комбинацию (монитор +
клавиатура) стали называть терм иналом, или консолью. Команды
набираются в командной строке. Командная строка представляет собой
символ приглашения и мигающий прямоугольник - курсор. При нажатии
клавиши на месте курсора появляются символы, а сам курсор смещается
вправо. Это очень похоже на набор команды на пишущей машинке. Однако,
в отличие от нее, буквы отображаются на дисплее, а не на бумаге, и
неправильно набранный симво л можно стереть. Команда заканчивается
нажатием клавиши E nter (или Return) После этого осуществляется переход в
Операционная система всегда выступает как интерфейс между аппаратурой машины и пользователем с его задачами. Под интерфейсами операционных систем понимают специальные системные и прикладные программные интерфейсы, предназначенные для выполнения ниже перечисленных задач.
1. Управление процессами, которое включает в себя следующий набор основных функций:
– запуск, приостановка и снятие процесса с выполнения;
– задание или изменение приоритета процесса;
– взаимодействие процессов между собой (механизмы семафоров, мьютексов и т.п.);
– удаленный вызов процедур (подпрограмм).
2. Управление памятью, которое включает в себя следующий набор основных функций:
– запрос на выделение блока памяти;
– освобождение блока памяти;
– изменение параметров блока памяти (например, память может быть заблокирована процессом либо предоставлена в общий доступ);
– отображение файлов на память (имеется не во всех системах).
3. Управление вводом-выводом, которое включает в себя запросы на управление виртуальными устройствами ввода-вывода, файловые операции (запросы к системе управления файлами на создание, изменение и удаление данных, организованных в файлы).
Выше отмечены основные наборы функций, которые выполняются ОС по соответствующим запросам от процессов. Что касается пользовательского интерфейса операционной системы, то он реализуется с помощью специальных программных модулей, которые принимают его команды на соответствующем языке (возможно, с использованием графического интерфейса) и транслируют их в обычные вызовы в соответствии с основным интерфейсом системы. Обычно эти модули называют интерпретатором команд. Получив от пользователя команду, такой модуль после лексического и синтаксического анализа либо сам выполняет действие, либо (что случается чаще) обращается к другим модулям ОС, используя механизм прикладного программного интерфейса API.
Обращения к операционной системе в соответствии с имеющимся API может осуществляться как посредством вызова подпрограммы с передачей ей необходимых параметров, так и через механизм программных прерываний. Выбор метода реализации вызовов функций API должен определяться архитектурой платформы.
В большинстве ОС используется метод вызова подпрограмм. В этом случае вызов сначала передается в модуль API (например, это может быть библиотека времени выполнения – RTL, Run Time Library), который и перенаправляет вызов соответствующим обработчикам программных прерываний, входящим в состав ОС. Использование механизма прерываний вызвано, главным образом, тем, что при этом процессор переводится в режим супервизора.
Программный интерфейс API включает в себя не только сами функции, но и соглашения об их использовании, которые регламентируются операционной системой, архитектурой целевой вычислительной системы и системой программирования.
Существует несколько вариантов реализации API:
- реализация на уровне ОС;
- реализация на уровне системы программирования;
- реализация на уровне внешней библиотеки процедур и функций.
Система программирования в каждом из этих вариантов предоставляет разработчику средства для подключения функций API к исходному коду программы и организации их вызовов. Объектный код функций API подключается к результирующей программе компоновщиком при необходимости.
При реализации функций API на уровне ОС за их выполнение ответственность несет ОС. Объектный код, выполняющий функции, либо непосредственно входит в состав ОС (или даже ядра ОС), либо поставляется в составе динамически загружаемых библиотек, разработанных для данной ОС. Система программирования ответственна только за то, чтобы организовать интерфейс для вызова этого кода. В таком варианте результирующая программа обращается непосредственно к ОС. Поэтому достигается наибольшая эффективность выполнения функций API по сравнению со всеми другими вариантами реализации API. Недостатком организации API по такой схеме является практически полное отсутствие переносимости не только кода результирующей программы, но и кода исходной программы. Программа, созданная для одной архитектуры ВМ, не сможет исполняться на ВМ другой архитектуры даже после того, как ее объектный код будет полностью перестроен. Чаще всего система программирования не сможет выполнить перестроение исходного кода для новой архитектуры ВМ, поскольку многие функции API, ориентированные на определенную ОС, будут в новой архитектуре просто отсутствовать. Таким образом, в данной схеме для переноса прикладной программы с одной целевой вычислительной системы на другую будет требоваться изменение исходного кода программы.
Если функции API реализуются на уровне системы программирования, они предоставляются пользователю в виде библиотеки функций соответствующего языка программирования (обычно речь идет о библиотеке RTL, которая включает в себя стандартные программы, поставляемые системой программирования на этапе компиляции). Эффективность функций API в таком варианте будет несколько ниже, чем при непосредственном обращении к функциям ОС, так как для выполнения многих функций API библиотека RTL языка программирования должна все равно выполнять обращения к функциям ОС. Однако переносимость исходного кода программы в таком варианте будет самой высокой, поскольку синтаксис и семантика всех функций будут строго регламентированы в стандарте соответствующего языка программирования. Они зависят от языка и не зависят от архитектуры целевой вычислительной системы. Поэтому для выполнения прикладной программы на новой архитектуре достаточно заново построить код результирующей программы с помощью соответствующей системы программирования.
При реализации функций API с помощью внешних библиотек они предоставляются пользователю в виде библиотеки процедур и функций, созданной сторонним разработчиком. Причем разработчиком такой библиотеки может выступать тот же самый производитель. Система программирования ответственна только за то, чтобы подключить объектный код библиотеки к результирующей программе. Причем внешняя библиотека может быть и динамически загружаемой (то есть загружаемой во время выполнения программы). С точки зрения эффективности выполнения этот метод реализации API имеет самые низкие результаты, поскольку внешняя библиотека обращается как к функциям ОС, так и к функциям RTL языка программирования. Только при очень высоком качестве внешней библиотеки ее эффективность становится сравнимой с библиотекой RTL. Если говорить о переносимости исходного кода, то здесь существует только одно требование – используемая внешняя библиотека должна быть доступна в любой из архитектур, на которые ориентирована прикладная программа. Тогда удается достигнуть переносимости. Это возможно, если используемая библиотека удовлетворяет какому-то принятому стандарту, а система программирования поддерживает этот стандарт.
Резюме
Основными принципами построения современных эффективных операционных систем являются принципы модульности, генерируемости, функциональной избыточности, виртуализации, независимости выполняемых программ от внешних устройств, совместимости с другими ОС, открытости, легкой наращиваемости, мобильности (переносимости на другие аппаратные платформы), обеспечения надежной безопасности.
При модульном построении в ОС выделяется некоторая часть важных программных модулей, которые для более эффективной организации вычислительного процесса должны постоянно находиться в оперативной памяти. Эту часть ОС называют ядром операционной системы. Помимо программных модулей, входящих в состав ядра и постоянно располагающихся в оперативной памяти, может быть множество других системных программных модулей, которые загружаются в оперативную память только при необходимости, а в случае отсутствия свободного пространства могут быть замещены другими подобными модулями. Такие модули получили название транзитных или диск-резидентных.
Операционные системы прошли длительный путь развития и совершенствования своей архитектуры от монолитных систем до хорошо структурированных модульных систем, способных к развитию, расширению и легкому переносу на новые платформы. Монолитная ОС представляет собой набор процедур, каждая из которых имеет определенный интерфейс и может вызывать любую другую процедуру для выполнения некоторой нужной для нее полезной работы. При построении монолитной системы все отдельные процедуры связываются вместе в единый объектный файл.
Обобщением предыдущего подхода является организация ОС как иерархии уровней. Уровни образуются группами функций операционной системы, таких как файловая система, управление процессами и устройствами и т.п. Каждый уровень может взаимодействовать только со своим непосредственным соседом – выше- или нижележащим уровнем. Процессы передают запросы вверх и вниз по этим уровням. Такой структурный подход также воспринимается как монолитный. На смену монолитному подходу пришла модель клиент-сервер и тесно связанная с ней концепция микроядра.
Технология микроядер заложила основы модульных систем, способных развиваться регулярным образом. Благодаря наличию четко определенных интерфейсов возможна постепенная эволюция и расширение ОС.
Достижению целей легкой расширяемости ОС в наибольшей степени соответствует объектно-ориентированный подход, при котором каждый программный компонент является функционально изолированным от других.
Модульность операционных систем нового поколения позволяет намного легче реализовать поддержку множественных прикладных сред, которые обеспечивают совместимость (на двоичном уровне) конкретной ОС с приложениями, написанными для других ОС и процессоров.
Под интерфейсами операционных систем понимают специальные системные и прикладные программные интерфейсы, предназначенные для управления процессами, памятью и вводом-выводом. Для использования прикладными программами системных ресурсов ОС и реализуемых ею функций предназначен прикладной программный интерфейс API, который может быть реализован на уровне ОС, на уровне системы программирования или на уровне внешней библиотеки процедур и функций.
Контрольные вопросы и задания
1. Перечислите основные принципы построения операционных систем.
2. Опишите принцип модульностипостроения ОС.
3. Охарактеризуйте принцип генерируемости ОС.
4. Какие преимущества дает реализация принципа функциональной избыточности?
5. Изложите основные положения принципа виртуализации.
6. В чем заключается принцип независимости программ от внешних устройств?
7. Что дает на практике построение ОС с учетом принципа совместимости?
8. Покажите практическое значение принципа переносимости ОС.
9. Опишите принципы обеспечения безопасности.
10. Перечислите и охарактеризуйте основные структурные модели, применяемые при проектировании ОС.
11. Для выполнения каких задач предназначены системные и прикладные программные интерфейсы?
12. Какие возможности предоставляют разработчику программного обеспечения функции прикладного программного интерфейса?
13. Опишите основные варианты реализации функций прикладного программного интерфейса, укажите их достоинства и недостатки.
- Для учеников 1-11 классов и дошкольников
- Бесплатные сертификаты учителям и участникам
Классификация прикладного программирования
Классификация прикладного программного обеспечения 4
Программные приложения общего назначения 6
Прикладное программное обеспечение специального назначения 8
Прикладное программное обеспечение профессионального назначения 9
Список используемой литературы 11
Возможности современного ПК столь велики, что все большее число людей находят ему применение в своей работе, учебе, быту. Важнейшим качеством современного компьютера является его "дружественность" по отношению к пользователю. Общение человека с компьютером стало простым, наглядным, понятным. Компьютер сам подсказывает пользователю, что нужно делать в той или иной ситуации, помогает выходить из затруднительных положений. Это возможно благодаря программному обеспечению компьютера.
Прикладные программы предназначены для того, чтобы обеспечить применение вычислительной техники в различных сферах деятельности человека.
Помимо создания новых программных продуктов разработчики прикладных программ большие усилия тратят на совершенствование и модернизацию популярных систем, создание их новых версий.
Новые версии, как правило, поддерживают старые, сохраняя преемственность, и включают в себя базовый минимум (стандарт) возможностей.
Понятие прикладного программирования
Прикладное программирование — это написание программ, которые предназначены для реализации конкретных задач и предполагают взаимообмен с пользователями.
Прикладные программы могут использоваться автономно или в составе программных комплексов или пакетов. Прикладное ПО - программы, непосредственно обеспечивающие выполнение необходимых работ на ПК: редактирование текстовых документов, создание рисунков или картинок, создание электронных таблиц и т.д.
Пакеты прикладных программ - это система программ, которые по сфере применения делятся на проблемно - ориентированные, пакеты общего назначения и интегрированные пакеты. Современные интегрированные пакеты содержат до пяти функциональных компонентов: тестовый и табличный процессор, СУБД, графический редактор, телекоммуникационные средства.
К прикладному ПО, например, относятся:
Комплект офисных приложений MS OFFICE Бухгалтерские системы
Финансовые аналитические системы
Интегрированные пакеты делопроизводства
CAD - системы (системы автоматизированного проектирования)
Редакторы HTML или Web - редакторы
Браузеры - средства просмотра Web - страниц
Экспертные системы и т.д.
Классификация прикладного программного обеспечения
Все прикладные программы делятся на следующие типы, представленные на рисунке ниже:
Программные приложения общего назначения
Программные средства общего предназначения применяются для разрешения проблем общего плана во всех областях деятельности людей. Они соединяют в себе наиболее часто применяемые пользователями программы, такие как редакторы текстов, табличные редакторы, информационные базы и так далее. К приложениям, работающим с текстами, можно отнести редакторы текстов и текстовые процессоры. Грань между этими программами носит достаточно условный характер. Редакторы текстов, к примеру, NotePad, разработанный компанией Microsoft, могут осуществлять базовые редакторские функции, а именно, занесение текста, его коррекция, действия с его фрагментами, выполнение операции его сохранения. Текстовые процессоры, такие как, к примеру, Word компании Microsoft, помимо этих возможностей, способны к разнообразному оформлению, а другие программы этого класса могут формировать документацию, которая предназначена для отображения на компьютере в формате электронного документа, а не в виде бумажной распечатки.
Издательские системы способны автоматизировать операции вёрстки изданий полиграфии. Их отличает более широкий набор средств управления взаимодействием текстовых зон со страничными параметрами и объектами графики, но они обладают меньшим инструментальным набором, позволяющим автоматизировать ввод и корректировку текста. Их применение обосновано для документов, прошедших обработку в текстовом процессоре и графическом редакторе. Самыми популярными издательскими пакетами считаются: Adobe PageMaker, QuarkXPress, Microsoft Publisher, Corel Ventura.
Популярным прикладным программным приложением так же являются электронные таблицы. Главным предназначением электронных таблиц является работа с разными видами информации в табличной форме, к примеру, финансовая, бухгалтерская отчётность и другая документация этой сферы, мелкие инженерные расчёты. Наиболее известными программами этого типа являются Excel компании Microsoft, Lotus фирмы Lotus. Главным достоинством электронных таблиц по сравнению с текстовыми процессорами, в которых также возможно задавать таблицы и выполнять незначительные вычисления, является то обстоятельство, что содержимое выбранных ячеек можно менять в автоматическом режиме, согласно изменений содержимого других. То есть, это означает возможность функциональной зависимости ячеек. Помимо этого, табличные процессоры способны вести маленькие информационные базы данных и визуально отображать данные в табличном формате, то есть имеют инструменты сопровождения таблиц.
Далее рассмотрим системы управления базами данных (СУБД). Приложения данного класса, к примеру, Access компании Microsoft, дают возможность использования структурированных данных большого объёма. Обычно это базы данных с табличной структурой. СУБД служат для выполнения в автоматизированном режиме операций формирования, сохранения и извлечения данных в электронном виде. Очень много известных в разных областях деятельности людей информационных и справочных программных комплексов выполнены с применением инструментария СУБД. Используют базы данных, как правило, следующие категории людей:
Специалисты в области проектирования структур сохранения информационных данных.
Обычные пользователи, которые заполняют базы данных.
Структурная организация простых баз данных похожа на структуру обычных таблиц. Отдельные записи являются строками, а отдельные поля являются столбцами. Информационные свойства в столбцах могут иметь отличия, зависящие от их типа. То есть, поля в базе данных отражают не только общий формат таблицы, но и свойства данной информационной группы.
Системами работы с графикой являются прикладные программы, которые предназначены для обработки графических изображений. К этому типу можно отнести программы редактирования графики в растровой и векторной форме, приложения для работы с трёхмерными графическими изображениями (редакторы 3D). Растровые программы редактирования применяют для формирования изображений растры, то есть наборы точек, которые обладают своим цветом и уровнем яркости. В таких редакторах хорошо выполнять обработку фотографий и предметов, которые имеют плавные градации цвета. Однако следует заметить, что изменение масштаба подобных изображений, как правило, делает качество хуже. Когда сокращается число точек, то расплываются маленькие детали и подписи. Пиксельная прибавка ведёт к понижению уровня резкости и яркости изображения, поскольку новые точки должны получать оттенки, являющиеся серединой среди двух или более пограничных цветов.
Безусловно лидирует в этом классе прикладных программ приложение Adobe Photoshop. Основным инструментарием, предназначенным для работы с растровыми изображениями в операционной системе Windows, является редактор графики Paint.
Прикладное программное обеспечение специального назначения
ППО специального назначения – совокупность программ для решения более узких задач различных предметных областей.
Экспертные системы стали дальнейшим развитием СУБД и предназначаются для анализа данных, которые хранятся в базах знаний (заменяют специалиста-эксперта). СУБД производят операции манипулирования данными, а экспертные системы проводят логический анализ данных, оснащены функциями самообучения. Наиболее известны: MYCIN (медицина), ACES (военное дело), ACE (электроника), CODES (информатика), DENDRAL (химия), PROSPECTOR (геология), РЕМОРАМА (торговля). Экспертные системы в основном используются работниками, которые занимаются диагностикой, конструированием, планированием и управлением.
Настольные издательские системы, которые используются для электронной верстки печатной продукции (газеты, журналы, книги, буклеты). Используются работниками типографий, редакций журналов и газет, издательств, а также работниками рекламных агентств. Среди программ QuarkXPress, Adobe InDesign, Adobe FrameMaker, Corel Ventura, MS Publisher (чаще используется как программа общего назначения).
Серверные СУБД используются администраторами баз данных для управления созданием и работой с базами данных информационных систем. К ним относятся mySQL, MS SQL Server, Oracle Database.
Видеоредакторы (системы видеомонтажа):
Профессиональные (Adobe Premiere Pro, Grass Valley Ediu, Sony Vegas Pro);
Аудиоредакторы (системы аудиомонтажа):
Профессиональные – предназначены для записи музыкальных файлов, создания фонограмм для радио, озвучивания фильмов, компьютерных игр, реставрации старых фонограмм (Adobe Audition, Sony Sound Forge. Audacity и др.);
Прикладное программное обеспечение профессионального назначения
Прикладное программное обеспечение профессионального назначения решает узкие задачи профессионального характера в различных предметных областях.
Профессиональное ПО в настоящее время все чаще используются в различных сферах жизнедеятельности и отделились в отдельную группу (раньше профессиональные программы входили в перечень специального ПО). К нему относятся бухгалтерские системы, автоматизированные системы управления, автоматизированные системы научных исследований и мн.др.
Системы автоматизированного проектирования (САПР, CAD/CAM/CAE) используются для автоматизации процесса разработки чертежей, схем, 3D-моделей, конструкторской документации. Используются инженерами-конструкторами, архитекторами. Известны программы Компас, AutoCAD, ZwCAD, BtoCAD и др.
Геоинформационные системы (ГИС):
Универсальные и специализированные, с помощью которых можно создавать, редактировать и проводить анализ электронных географических карт, осуществлять поиск информации об объектах карт: городах, дорогах, зданиях, улицах, реках, рельефе, среднегодовой температуре. Используются ГИС-специалистами, ГИС-операторами, инженерами-картографами, геологами, геодезистами, гидрологами, метеорологами (MapInfo, ArcGIS, Arcview, GeoServer, GRASS, Полигон, Панорама, ГИС Метео);
Информационно-справочные используются непрофессионалами для просмотра карт города и окрестностей, для поиска организаций, маршрутов транспорта, поиска проезда по городу. К ним относят 2ГИС.
Интегрированные системы делопроизводства используют делопроизводители для поддержания полного цикла документа в учреждении: от создания документов, организации движения и учёта документов до хранения документов (программы Дело, LanDocs, Золушка, Гран-Док и др.).
Бухгалтерские системы используются для ведения бухгалтерского и налогового учета.
В данной работе было рассмотрено, что представляет собой прикладное программное обеспечение. В отдельности было проанализированы: программные приложения общего назначения, прикладное программное обеспечение специального назначения, прикладное программное обеспечение профессионального назначения.
Прикладные программы предназначены для того, чтобы обеспечить применение вычислительной техники в различных сферах деятельности человека. Помимо создания новых программных продуктов разработчики прикладных программ большие усилия тратят на совершенствование и модернизацию популярных систем, создание их новых версий. Новые версии, как правило, поддерживают старые, сохраняя преемственность, и включают в себя базовый минимум (стандарт) возможностей.
Читайте также: