Системы автоматизированного проектирования.

Предназначены для решения задач проектирования изделий или архитектурных сооружений. Имеют средства создания, редактирования и печати чертежей, моделирования сложных двух- и трехмерных объектов, позволяют выполнять сложные инженерные расчеты. Наиболее популярными программами данного класса являются разработки фирмы Autodesk.

ПО решения задач прикладной математики и статистики.

Реализуют методы прикладной математики (MatLab, Matematica и др.) и математической статистики (SPSS, Statistica и др.). Некоторые математические пакеты позволяют выполнять не только численное решение задач, но и символьные операции над формулами (дифференцирование, интегрирование, алгебраические преобразования).

ПО обработки графических, аудио- и видеоданных.

Программы данного класса позволяют просматривать/прослушивать, создавать, редактировать и осуществлять конвертацию форматов графических, аудио- и видеоданных. Существует множество программ для просмотра мультимедиа-данных. Наиболее распространенными и известными программами просмотра мультимедиа-файлов являются Windows Media Player (воспроизведение файлов любого типа), WinAmp (воспроизведение музыкальных файлов), Irfan View (просмотр графических файлов).

Создание мультимедиа-файлов возможно как в ручном режиме, так и автоматически, путем ввода в компьютер аналоговых данных и их оцифровки. Ручной ввод мультимедиа-данных осуществляется графическими и музыкальными редакторами, а автоматический - считыванием их со сканера и цифровых фотокамер (рисунки, фотографии), звуковоспроизводящей аппаратуры (аудиоданные), видеомагнитофона или видеокамеры (видеоданные) под управлением специальных программ, обеспечивающих ввод и оцифровку (если нужно) входящего сигнала.

Для обработки мультимедиа-данных также существует множество программ. Для работы с растровой графикой наиболее мощными пакетами являются Adobe Photoshop, Corel Photopaint, Gimp; для редактирования музыкальных файлов - Cool Edit и Sound Forge; для редактирования видео - Adobe Premiere и Pinnacle Studio.

Еще одной важной разновидностью ПО обработки мультимедиа-данных являются разнообразные программы конвертирования форматов. Конвертирование форматов графических данных обычно производится непосредственно графическими редакторами. Существует множество программ для конвертирования форматов музыкальных файлов. Одной из наиболее популярных программ конвертирования форматов видеоданных является свободно распространяемая программа VirtualDub.

ПО управления знаниями.

ПО управления знаниями - это широкий класс программных средств, реализующих функции искусственного интеллекта. Наиболее востребованными на текущий момент являются:

- системы аналитической обработки данных (OLAP-системы);

- системы “раскопки данных” (Data Mining);

OLAP-системы (OnLine Analitical Processing) предназначены для организации произвольных выборок из специально организованных массивов данных, группирования и визуализации выбранных данных в соответствии с указанными пользователем критериями и правилами. В отличие от СУБД, при их использовании пользователю не надо составлять запросы, поскольку здесь реализуются специальные интерфейсы манипулирования данными и настройки способов их представления. Простейшим примером OLAP-системы является средство “сводные таблицы” Excel. Однако существуют и более мощные инструменты организации выборок и визуализации данных. Они бывают необходимы для организации доступа к очень большим массивам данных, хранящимся в БД. Для ускорения доступа к очень большим БД, необходимые данные могут быть предварительно выбраны из БД и сгруппированы в так называемый “многомерный куб” - структуру, специально оптимизированную для выполнения анализа.

Data mining - это процесс автоматического выделения ранее неизвестной информации из больших баз данных. Системы Data mining позволяют автоматически формулировать гипотезы о наличии определенных взаимосвязей между данными. В основе систем Data Mining лежит математический аппарат, базирующийся на алгоритмах систем искусственного интеллекта (статистические методы, генетические алгоритмы, нейронные сети, алгоритмы распознавания образов и др.).

 

Системы программирования.

Система программирования - совокупность программных средств и методических материалов, обеспечивающих разработку и подготовку к выполнению программ на определенном языке программирования.

Основными компонентами системы программирования являются:

- описание языка программирования и правил составления программ на его основе;

- транслятор;

- библиотека стандартных подпрограмм;

- отладчик.

Интегрированная среда программирования (IDE - Integrated Developer System) помимо системы программирования включает:

- специализированный редактор текстов;

- средства проектирования пользовательского интерфейса;

- средства проектирования отчетов;

- дополнительные вспомогательные программы.

Язык программирования - система обозначений, используемых для описания данных и правил их обработки.

Технологический процесс разработки программ включает следующие этапы:

1. Общее описание задачи.

2. Проектирование структур данных.

3. Проектирование форм ввода исходных данных и способов обмена данными с другими программами.

4. Проектирование форм выходной информации.

5. Разработка алгоритмов обработки информации.

6. Написание исходного текста программы.

7. Построение исполняемого кода программы.

8. Отладка исполняемого кода.

Практически все этапы технологического процесса исполнения программ могут выполняться многократно.

Процесс преобразования исходного текста программы в исполняемый код называется трансляцией программы.

Трансляция - процесс преобразования исходного текста программы в код, приспособленный для исполнения на ЭВМ.

В зависимости от используемой системы программирования, трансляция может осуществляться по-разному. Различают системы программирования компилирующего и интерпретирующего типа.

В системах компилирующего типа программа сначала полностью транслируется в промежуточный код, а потом исполняется. В системах интерпретирующего типа каждый фрагмент программы сначала транслируется, а потом тут же исполняется.

Компилятор - программа, обеспечивающая перевод исходного текста программы в промежуточный двоичный код.

Это может быть машинный код, привязанный к конкретной программно-аппаратной платформе или промежуточный код, интерпретируемый исполнительной системой при выполнении программы в конкретной программно-аппаратной среде.

Например, компиляторы систем программирования Visual C++ и Delphi формируют машинный код в виде *.exe файла, который может непосредственно исполняться в среде Windows. Компилятор языка Java порождает так называемый промежуточный "байт-код", который не может непосредственно исполняться в среде ОС. Для его исполнения на компьютере должна быть установлена так называемая виртуальная машина Java.

Интерпретатор - программа, обеспечивающая пошаговую трансляцию и выполнение исходного текста программы или созданного на его основе промежуточного кода в среде конкретной программно-аппаратной платформы.

"Чистые" интерпретаторы выполняют пошаговую трансляцию и выполнение программы (JavaScript, qBasic, VBA).

Интерпретаторы псевдокода выполняют интерпретацию заранее составленного псевдокода (Java).

Некоторые системы программирования, например, Visual Basic позволяют выполнять программу как в режиме интерпретации, так и создавать исполняемые файлы.

Специализированное ППО.

Специализированное ППО предназначено для решения задач, возникающих в конкретной сфере человеческой деятельности. Сюда относится:

- ПО управления сложными техническими устройствами и технологическими процессами;

- ПО поддержки решения задач в конкретной предметной области.

ПО управления сложными техническими устройствами и технологическими процессами функционирует во многом автономно от воли человека, автоматически вырабатывая команды, управляющие конкретными устройствами в зависимости от их состояния, фиксируемого датчиками. Роль человека при использовании такого ПО сводится, главным образом, к функциям диспетчирования, слежения за состоянием протекаемого процесса. Вмешательство производится только в том случае, когда нормальное течение процесса нарушается, и значения его автоматически контролируемых параметров выходят за нормальные рамки. Сюда относится ПО бортовых компьютеров самолетов, автомобилей и других транспортных средств, управления технологическими процессами в производстве и т.д.

ПО поддержки решения задач в конкретной предметной области обеспечивает автоматизированную обработку данных применительно к определенной сфере человеческой деятельности при непосредственном вмешательстве человека. Технологический процесс при их использовании организован таким образом, что инициатором выполнения основных процедур обработки данных выступает человек, а программное обеспечение реализует только массовые рутинные операции.

ППО поддержки решения задач в конкретной предметной области может включать различные компоненты, типичные для ППО универсального назначения: средства, предназначенные для редактирования текстов и графики, работы с электронными таблицами, управления документооборотом, программирования, решения математико-статистических задач и т.д. Однако все эти компоненты специализированы для решения задач данной предметной области. Например, технологическая платформа популярной в России системы программ "1С:Предприятие" может выполнять функции специализированной ИПС, имеет в своем составе текстовый и графический (в версии 8.0) редакторы, встроенную систему программирования со всеми ее типичными компонентами, специализированные электронные таблицы, средства управления массивами взаимосвязанных документов и т.д.