1.3.1.2 Прикладное по

Прикладное программное обеспечение служит для решения конкретных практических задач той предметной области, в которой работает пользователь, поэтому отличается большим разнообразием.

В него входят:

• отдельные программы, разработанные как самим пользователем, так и сторонними лицами для решения несложных задач;

• пакеты прикладных программ (ППП) как совокупность совместимых программ для решения задач определенного класса. Совместимость программ, составляющих ППП, означает возможность их взаимного использования с помощью собственного языка управления, общность структуры управляющих данных и используемых информационных массивов.

По функциональному назначению ППП можно разделить на три большие категории:

• офисные ППП;

• проблемно-ориентированные ППП;

• методо-ориентированные ППП,

Офисные ППП часто называют прикладными программами общего применения, так как многие их них используются как в домашних компьютерах, так и в офисах. Существует даже термин «рынок программных продуктов SOHO (Small Office–Home Office)». Рассмотрим несколько примеров.

1. Среди представителей ППП этого направления, в первую очередь следует назвать текстовые процессоры, или текстовые редакторы – пакеты прикладных программ для подготовки текстовых документов; предоставляют возможности автоматического форматирования документов, вставки рисованных объектов, графики, формул, составления оглавлений и указателей, проверки орфографии, шрифтового оформления, подготовки шаблонов документов и т.п. (см. п.1.3.3).

Примеры: MS Word, Corel Word Perfect, ChiWriter (American Cybernetics), ЛЕКСИКОН (Е. Веселов, затем компания Арсеналъ) и др. В среде Linux это OpenOffice.org Writer.

Развитием данного направления программных продуктов являются настольные издательские системы. Данный класс программ включает ППП, обеспечивающие информационную технологию компьютерной издательской деятельности: форматирование и редактирование текстов; автоматическую разбивку текста на страницы; создание заголовков; компьютерную верстку печатной страницы; монтирование графики и многостраничных цветных иллюстраций и т.п.

Примеры: Corel Ventura, Adobe PageMaker, MS Publisher, Quark Xpress.

2. Графические редакторы предназначены для обработки графических документов, включая иллюстрации, фотографии, диаграммы, чертежи, схемы.

Примеры: MS Paint, MS PhotoDraw, Adobe Photoshop, Adobe PhotoPaint – растровые графические редакторы, предназначенные для формирования различных цветных, в т.ч. многослойных, изображений, импорта изображений со сканеров и цифровых фотоаппаратов; поддерживают различные графические форматы, обеспечивают возможность цветовыделения, конверсии RGB/CMYK, фильтрации, использования различных спецэффектов. К векторным графическим редакторам относятся Adobe Illustrator, Corel Draw, Macromedia Freehand, 3D Studio Max (AutoDesk) ⁵. В среде Linux это OpenOffice.org Draw, Gimp, Qcad.

Также можно отметить редакторы VISIO Pro (VISIO International), SmartDraw (SmartDraw Software Inc.), предназначенные для создания всевозможных логических, электронных, теплотехнических и иных схем и организационных диаграмм, деловой и технической графики, а также дизайна интерьеров.

3. Средства презентационной графики – специализированные программы, предназначенные для подготовки мультимедиа-презентаций (слайд-фильмов), состоящих из нескольких слайдов, на которых размещаются рисунки, таблицы, графики, диаграммы, текстовая информация. Их показ может сопровождаться звуковыми эффектами, анимацией и помогает докладчику нагляднее донести свои мысли до аудитории. Кроме того, с помощью этих программ можно готовить 35-мм слайды, «прозрачки», Web-страницы для размещения в сети Интернет.

Примеры: MS Power Point, Adobe Persuasion, Lotus Freelance Graphics, Gold Disk Astound, Novell Presentations, Super Show & Tell (Midsoft), Harvard Graphics (SPC). В среде Linux это OpenOffice.org Impress.

4. Табличные процессоры (электронные таблицы) – предназначены для хранения данных в двумерной табличной форме и работы с этими данными: вычисления по формулам, в том числе с использованием встроенных формул; решение различных задач оптимизации, статистическая обработка данных, построение диаграмм и графиков, создание простых баз данных и т.д. (см. п.1.3.4)

Примеры: MS Excel, Lotus 1-2-3 (Lotus Development), Quattro Pro (Novell), SuperCalc (Computer Associates). В среде Linux это OpenOffice.org Calc.

5. Системы управления базами данных (СУБД), обеспечивающие организацию и хранение локальных баз данных на автономно работающих компьютерах, либо централизованное хранение баз данных на файл-серверах и сетевой доступ к ним.

В современных СУБД содержатся элементы CASE-технологии процесса проектирования, в частности:

• визуализирована схема баз данных, позволяющая пользователю в диалоговом режиме создавать таблицы, формы, запросы, отчеты и макросы;

• осуществлена автоматическая поддержка целостности баз данных при различных видах обработки (включение, удаление или модификация данных баз данных);

• предоставляются так называемые мастера, автоматизирующие процесс проектирования (режим «конструктор») – мастер таблиц, мастер форм, мастер отчетов, построитель меню и т.д.;

• наличие собственного языка программирования.

Все это свидетельствует о расширении функциональных возможностей СУБД как инструментального средства для создания приложений.

Примеры: MS Access, Clipper (Nantucket), MS Visual FoxPro, Paradox (Borland), MS SQL Server, Oracle Internet Application Server.

6. Органайзеры (планировщики, личные информационные секретари) – программное обеспечение для планирования рабочего времени, планирование бюджета, учета расходов, составления протоколов встреч, расписаний, ведения записной и телефонной книжки, приема электронных сообщений.

В состав программ органайзеров входят: калькулятор, записная книжка, часы, календарь и т.п. Наиболее часто подобное программное обеспечение разрабатывается для ноутбуков, персональных компьютеров блокнотного типа. Их интерфейс часто оформлен в виде записной книжки.

Примеры: Lotus Organizer, PrimaSoft Address Organizer, MS Money, MS Outlook, Daily Journal (FormalSoft Inc.), Any Time (Individual Software Inc.) и многие другие.

7. Коммуникационные ППП предназначены для организации взаимодействия пользователя с удаленными абонентами или информационными ресурсами сети.

В условиях развития глобальной информационной сети Internet появился новый класс программного обеспечения – браузеры, средства создания WWW-страниц (см. п. 1.4). Они различаются возможностями поддержки языка HTML и его разновидностей, использованием цвета при оформлении фона, текста, форматирование текста, использованием графических форматов изображений, таблиц, фонового звука, мультипликации и т.п.

Примеры: MS Internet Explorer, Netscape Navigator (Netscape Communication), Opera (Opera Software), Mozilla (The Mozilla Organization).

Электронная почта также становится обязательным компонентом офисных ППП. Наиболее широко распространенные ППП электронной почты: MS Outlook Express; MS Exchange; The Bat! (RITLabs); Eudora Pro (Qualcomm).

Они различаются платформами, на которых работают (DOS, Windows 3.x, Windows 95, Windows NT, Macintosh), ценой и условиями распространения, поддерживаемыми протоколами связи (SMTP клиент – для отправки писем, SMTP сервер – для приема писем, POP3 – для чтения почтовых ящиков на других компьютерах, NNTP – для чтения и отправки писем в телеконференции USENET, UUCP – для передачи и приема писем, используя модем или протокол TCP/IP), интерфейсом с сетями. Электронная почта обеспечивает шифрование передаваемой информации, факсимиле подписи, проверку орфографии на любом из языков, управление сообщениями по электронной почте (оповещение о новой почте, организация почтовых ящиков, поиск, цитирование корреспонденции и т.п.).

8. Интегрированные офисные пакеты – набор нескольких программных продуктов, функционально дополняющих друг друга, поддерживающих единые информационные технологии, реализованные на общей вычислительной и операционной платформе.

Наиболее распространены интегрированные пакеты, компонентами которых являются:

• текстовый редактор;

• табличный процессор;

• органайзер;

• средства поддержки электронной почты;

• программы создания презентаций;

• графический редактор

• СУБД.

Компоненты интегрированных пакетов могут работать изолированно друг от друга, но основные достоинства интегрированных пакетов проявляются при их разумном сочетании друг с другом. Пользователи интегрированных пакетов имеют унифицированный для различных компонентов интерфейс, тем самым обеспечивается относительная легкость процесса их освоения.

Отличительными особенностями данного класса программных средств являются:

• полнота информационных технологий для конечных пользователей;

• однотипный интерфейс конечного пользователя для всех программ, входящих в состав интегрированного пакета – общие команды в меню, стандартные пиктограммы одних и тех же функций (сохранение на диске, печать, проверка орфографии, шрифтовые оформления и т.п.), стандартное построение и работа с диалоговыми окнами и др.;

• общий сервис для программ интегрированного пакета (например, словарь и средства орфографии для проверки правописания, построитель диаграмм, конверт данных и др.);

• легкость обмена и ссылок на объекты, созданные программами интегрированного пакета (применяется два метода: DDE – динамический обмен данными и OLE – динамическая компоновка объектами), единообразный перенос объектов (метод drag-and-drop);

• наличие единой языковой платформы для разработки макрокоманд, пользовательских программ (Visual Basic for Applications компании Microsoft; PerfectScript фирмы Corel, LotusScript фирмы Lotus);

• возможность создания документов, интегрирующих в себе возможности различных программ, входящих в состав интегрированного пакета.

Интегрированные пакеты эффективны и при групповой работе в сети многих пользователей. Так, из прикладной программы, в которой находится пользователь, можно отправить документ и файлы данных другому пользователю, при этом поддерживаются стандарты передачи данных в виде объектов по сети или через электронную почту.

Примеры: MS Office, MS Works, (все – Microsoft), Lotus Smartsuite (Lotus), Perfect Office (Novell), Star Office, OpenOffice.org (Sun Microsystems), Claris Works (Claris Inc.).

Что, например, включает в себя MS Office 2003? Кроме хорошо известных приложений Word, Excel, PowerPoint, Access, Outlook в него входит Publisher (создание полиграфических макетов изданий самого различного характера: красочных проспектов, рекламных брошюр, листовок, бюллетеней и т.п.), PhotoDraw (графический редактор с коллекцией картинок и фотографий), FrontPage (создание Web-узла, публикация и сопровождение файлов на Web-сервере), Business Contact Manager (Диспетчер бизнес-контактов для ведения ежедневного делового учета).

9. Лингвистические ППП предназначены для обработки текста. Это:

• программы-переводчики, предназначенные для создания подстрочника исходного текста на указанном языке;

• словари орфографии, используемые при проверке текстов;

• программы для распознавания считанной сканерами информации и преобразования в текстовое представление (OCR –программы⁶).

Примеры.

1) Профессиональная система перевода текстов PROMT (ранее Stylus) компании ПРОМТ. Она предоставляет все необходимые инструменты для работы по переводу файлов, содержимого буфера, отдельных слов и фраз, встраивает функции перевода в MS Office, в MS Internet Explorer, в Adobe Reader. Обширные коллекции специализированных словарей, разработанные компанией ПРОМТ, и возможность пополнения словарной базы пользователем в процессе работы позволяют получить качественный перевод текстов практически любой тематики с английского, немецкого, французского, итальянского языков на русский и наоборот.

2) Система электронных словарей ABBYY Lingvo (ABBYY Software House). Осуществляет перевод слов и словосочетаний с экрана и клавиатуры с массой вариантов и перекрестных ссылок. В последних версиях есть голосовые возможности.

3) Система оптического распознавания текста, полученного при сканировании FineReader (ABBYY Software House). Основные этапы работы программы: непосредственно сканирование, сегментирование (разбивка на блоки), распознавание текста, проверка орфографии, передача результата (текста, картинки и т.д.) в приложения. Последние версии программы умеют распознавать более 150 языков, штрих-коды, многоколоночный текст с картинками и таблицами с сохранением оформления документа, проводить пакетную обработку документов и распределенную обработку пакетов в сети. Результаты распознавания сохраняются в форматах HTML, PDF, RTF, DOC, XLS, DBF, CSV, TXT.

Основной конкурент этой системы на российском рынке – ППП CuneiForm (Cognitive Technologies) .

4) Система проверки орфографии и грамматики ОРФО (Информатик). Осуществляет проверку текстов на основных европейских языках в MS Office. Пакет встроен в русскоязычный ППП MS Word.

Проблемно-ориентированные ППП – это самый представительный класс программных средств, внутри которого проводится классификация по разным признакам:

• типам предметных областей;

• информационным системам;

• функциям и комплексам задач, реализуемым программным способом, и др.

Для некоторых предметных областей возможна типизация функций управления, структуры данных и алгоритмов обработки. Это вызвало разработку значительного числа ППП одинакового функционального назначения и, таким образом, создало рынок программных продуктов.

Например, в предметной области «Экономика и финансы» широко известны отечественные программные средства:

• ППП комплексного автоматизированного бухгалтерского учета (1С: Бухгалтерия, ИнфоБухгалтер (Информатик), Инотек-Бухгалтер (Инотек НТ), БЭСТ (Интеллект-Сервис));

• ППП анализа финансового состояния предприятия (Аналитик (ИНЭК), БЭСТ-Ф (Интеллект-Сервис), 1С:АФС);

• ППП управления персоналом (кадровый и табельный учет) (АиТ – Управление персоналом; 1С: Зарплата и Кадры);

• ППП складского учета и управления материальными запасами (1С: Торговля и Склад; ФОЛИО WinСклад);

• ППП комплексной автоматизации управления различными предприятиями (БОСС (АйТи), ПАРУС, ГАЛАКТИКА, 1С:Предприятие.

В области правового законодательства известны информационно-справочные системы:

• Консультант Плюс. Состоит из блоков: федеральное законодательство; региональное законодательство; международное право; бухучет, налогообложение, финансы и кредит; судебная практика; медицина и фармацевтика; деловая документация.

• ГАРАНТ. Состоит из пяти блоков правовой информации (нормативные акты, международные договоры, судебная и арбитражная практика, комментарии к законодательству, проекты законов) и три блока экономической информации (бизнес-справки, формы документов и налоговый календарь).

• Кодекс. Содержит правовые акты федерального законодательства и законодательства регионов России, собрание судебной и арбитражной практики, документы международного права, примерные формы правовых и деловых документов, комментарии, статьи, консультации юристов и аудиторов, словари юридических и бухгалтерских терминов, электронные версии печатных изданий.

В области создания мультимедийных приложений (обучающие программы, тренажеры, игры, мультимедийные энциклопедические издания, музыкальные диски, путеводители, видеофильмы, виртуальные музеи и картинные галереи и т.п.) ⁷ известны ППП, обеспечивающие создание, редактирование и воспроизведение мультимедийных продуктов: MS Windows MediaPlayer, Winamp (Nullsoft), QuickTime Pro (Apple Computer), Adobe Systems Premiere, Pinnacle Systems Studio DV, Ulead Video Studio.

Например, мультимедийная технология QuickTime Pro 5 обладает следующими возможностями:

• воспроизведение аудио- и видеоданных;

• просмотр неподвижных изображений;

• просмотр потоковых данных;

• создание, редактирование, сохранение и экспорт видео, аудио и графики;

• сжатие видео- и аудиоданных с помощью новейших кодеков;

• создание слайд-шоу;

• конвертирование графических изображений в различные форматы;

• воспроизведение видеороликов в полноэкранном режиме;

• позволяет использовать MIDI-инструменты для редактирования и синтеза звука;

• просмотр мультимедиа-данных с Web-страниц и сохранение этих данных в формате ролика QuickTime и многое другое.

Основные тенденции в области развития проблемно-ориентированных программных средств следующие:

• создание программных комплексов в виде автоматизированных рабочих мест (АРМ);

• создание интегрированных систем управления предметной областью на базе вычислительных сетей, объединяющих АРМы в единый программный комплекс с архитектурой клиент-сервер;

• организация данных больших информационных систем в виде распределенной базы данных на сети ЭВМ;

• использование простых языковых средств конечного пользователя для запросов к базе данных;

• настройка функций обработки силами конечных пользователей (без участия программистов);

• защита программ и данных от несанкционированного доступа (парольная защита на уровне функций, режимов работы, данных).

Для подобного класса программ предъявляются высокие требования к оперативности обработки данных, велики объемы хранимой информации, что обуславливает повышенные требования к средствам администрирования данных БД (актуализации, копирования, обеспечения производительности обработки данных). Очень важно для данного класса программных продуктов наличие дружественного интерфейса для конечных пользователей.

Методо-ориентированные ППП – программные продукты, обеспечивающие независимо от предметной области и функций информационных систем, разнообразные методы обработки данных и решения задач.

Методы статистической обработки и анализа данных (описательная статистика, регрессионный анализ, обработка экспериментальных данных, прогнозирование значений социально-экономических показателей и т.п.) имеют возрастающее применение. Поэтому, кстати, их реализовывают и в популярных офисных пакетах (MS Word, MS Excel). Вместе с тем растет необходимость в использовании специализированных программных средств статистической обработки, обеспечивающих высокую точность и многообразие статистических методов: SAS (SAS), Statistica (StatSoft), Systat (SPSS), StatView (Abacus Concepts).

На базе методов сетевого планирования оформилось новое направление программных средств – управление проектами, пользователями которых являются менеджеры проектов. С помощью этих ППП можно анализировать и сравнивать финансовые и технико-экономические показатели предприятий, инвестиционных проектов, составлять бизнес-планы, планировать производственную деятельность.

Примеры: MS Project; TimeLine (Symantec), Project Manager (SoftKey Multimedia), Project Expert, Marketing Expert, Sales Expert (все – Pro Invest Consulting).

Потребность в автоматизации сложных математических расчетов привела к необходимости создания мощных математических пакетов.

Например, MathCAD (MathSoft) объединяет динамичный интерфейс документа электронной таблицы с интерфейсом режима точного отображения (WYSIWYG⁸) текстового процессора (рис. 1.15) Вычислительные способности MathCAD простираются от сложения столбца чисел к оценке интегралов и производных, решения систем уравнений и задач оптимизации. Существует удобная система визуализации результатов, хорошо организованная система подсказок-«шпаргалок», своя наглядная система программирования

Другие примеры: MathLab (MathWorks); Mathematica (Wolfram Research).

Для поддержания работы конструкторов, технологов, связанных с разработкой чертежей и схем (в том числе электронных), дизайнеров, занимающихся графическим моделированием и конструированием, предназначены ППП автоматизированного проектирования (Computer Aided Design, CAD – программы).

Рис. 1.15 – Рабочий лист MathCAD 2000 Pro

Отличительной особенностью этого класса программных продуктов являются высокие требования к технической части системы обработки данных, наличие библиотек встроенных функций, библиотек стандартных элементов (темплетов⁹) чертежей объектов, интерфейсов с графическими системами и базами данных.

Примеры: AutoCAD, AutoDesk WorkCentre (обе - AutoDesk); Arena (AutoVision), Electronic Workbench (Interactive Image Technologies), КОМПАС-5 (АО «Аскон»), T-FLEX CAD (АО «ТопСистемы»).

Еще один вид методо-ориентированных программных продуктов – системы искусственного интеллекта. Основная задача: реализация отдельных функций интеллекта человека, моделирование процесса его мышления. Основными компонентами систем искусственного интеллекта являются база знаний, интеллектуальный интерфейс с пользователем и программа формирования логических выводов. Их разработка идет по следующим направлениям:

• программы-оболочки для создания экспертных систем путем наполнения баз знаний и правил логического вывода;

• готовые экспертные системы для принятия решений в рамках определенных предметных областей;

• системы управления базами знаний для поддержания семантических моделей;

• системы анализа и распознавания речи и др.

Как правило, интеллектуальный интерфейс включает:

• диалоговый процессор на естественном языке;

• планировщик, преобразующий описание задачи в программу решения на основе информации базы знаний;

• монитор, осуществляющий управление компонентами интерфейса.

Работа пользователя заключается в подготовке максимального числа примеров, включающих в себя совокупность входных данных по предметной области и соответствующих им ответов. В процессе обучения ИИС оптимизирует свою внутреннюю структуру, чтобы добиться наилучшего совпадения с введенными данными и рассчитать выходы.

Примеры: нейросетевой пакет BrainMaker (California Scientific Software); на основе введенных данных он проводит анализ цикличности, анализ корреляции данных, анализ чувствительности процесса и т.п.; используется для прогнозов биржевых и рыночных тенденций, прогнозов финансовых показателей, оценки кредитных и проектных рисков, прогнозирования фьючерсов, анализа рынков ценных бумаг; ППП SIMER (Институт программных систем РАН) – предназначен для создания моделей (баз знаний) в плохо структурированных областях (медицинская диагностика, юриспруденция, военное дело, социология, демография).