Лекция № 9

Лекция № 9
«Виды учебных программ»
Цель: Познакомиться с разновидностью учебных программ, их назначением
и характеристикам.
Учебные программы входят в состав прикладного программного
обеспечения:
1. Текстовые редакторы/ процессоры.
2. Графические редакторы.
3. Системы управления базами данных (СУБД).
4. Электронные таблицы.
5. Системы автоматизированного проектирования (CAD-системы).
6. Редакторы HTML (Web-редакторы) и др.
1. Текстовые редакторы и процессоры
Это программы для создания и редактирования текстовых документов
(письма, статьи, справки, повести или романы и прочая информация, именуемая
текстовый документ, текстовый файл или просто текст).
При описании текстовых процессоров следует выделить две группы
программных продуктов этого типа. Первая группа ориентирована па создание
документов разной степени сложности с мощными средствами форматирования и
включения графики. Типичным представителем этой группы является Microsoft
Word. Вторая группа текстовых процессоров (их часто называют текстовыми
редакторами) ориентирована на работу с чисто текстовыми файлами, среди
которых могут быть тексты программ, написанные на различных языках,
конфигурационные файлы, файлы настройки и др.
Ярким представителем таких программных продуктов является MultiEdit.
Этот текстовый процессор имеет мощную систему контекстной замены,
встроенный язык макрокоманд па уровне Visual Basic, средства поддержки
внутренней среды, средства помощи при наборе ключевых слов.
Существует еще одна отдельная группа текстовых процессоров — это
настольные издательские системы. Издательские программы (Desktop Publishing) в
чем-то похожи на обычные текстовые процессоры, но отличаются от них более
широким набором возможностей работы с текстом. К издательским системам
относятся такие продукты, как Adobe PageMaker, Adobe In Design, Quark X Press.
Правда следует заметить, что эта разница постепенно стирается, и такие
редакторы, как Word Perfect или Microsoft Word уже приближаются к издательским
программам. Во всяком случае, они в состоянии обеспечить набор и распечатку
несложных изданий.
Обычно текстовые редакторы включают в себя следующие возможности:
— набор текста;
— корректирование набранного текста обычным способом, т. е. изменение
букв, слов и т. д.;
— вырезание фрагментов текста, запоминание их в течении текущего сеанса
работы, а также в виде отдельных файлов;
— вставка фрагментов в нужное место текста;
— нахождение в тексте нужных слов или предложений;
— замена слов одно па другое частично или полностью по всему тексту;
— форматирование текста, т. е. придание ему определенного вида
последующим параметрам: ширина текстовой колонки, абзац, поля с обеих сторон,
верхнее и нижнее поле, расстояние между строками, выравнивание края строк;
— автоматическая разбивка текста на страницы с заданным числом строк;
— автоматическая нумерация страниц;
— автоматический ввод подзаголовков в нижней или верхней части
страницы;
— выделение части текста жирным, наклонным или подчеркнутым шрифтом;
— переключение программы для работы с другим алфавитом;
— табуляция строк, т. е. создание постоянных интервалов для представления
текста в виде колонок;
— распечатка текста или отдельных его кусков;
Наиболее совершенные редакторы обладают также дополнительными
возможностями, такими как:
— возможность увидеть па экране текст в готовом виде, т. е. таким, каким он
будет распечатан принтером;
— широкий выбор шрифтов;
— вставка в текст формул, таблиц, рисунков;
— создание нескольких текстовых колонок на одной странице;
— автоматический поиск и исправление грамматических ошибок;
— выбор готовых стилей и шаблонов.
2. Графические редакторы
Графический редактор — это программа создания, редактирования и
просмотра графических изображений. Графические редакторы можно разделить на
две категории: растровые и векторные.
Растровые графические редакторы. Растровые графические редакторы
являются наилучшим средством обработки фотографий и рисунков, поскольку
растровые изображения обеспечивают высокую точность передачи градаций
цветов и полутонов. Среди растровых графических редакторов есть простые,
например стандартное приложение Paint, и мощные профессиональные
графические системы, например Adobe Photoshop и CorelPhoto-Paint.
Растровое изображение хранится с помощью точек различного цвета
(пикселей), которые образуют строки и столбцы. Любой пиксель имеет
фиксированное положение и цвет. Хранение каждого пикселя требует некоторого
количества бит информации, которое зависит от количества цветов в изображении.
Качество растрового изображения определяется размером изображения
(числом пикселей по горизонтали и вертикали) и количества цветов, которые могут
принимать пиксели.
Растровые изображения очень чувствительны к масштабированию
(увеличению или уменьшению). Когда растровое изображение уменьшается,
несколько соседних точек превращаются в одну, поэтому теряется разборчивость
мелких деталей изображения. При укрупнении изображения увеличивается размер
каждой точки и появляется ступенчатый эффект, который виден невооруженным
глазом. Векторные графические редакторы. Векторные графические изображения
являются оптимальным средством для хранения высокоточных графических
объектов (чертежи, схемы и т. д.), для которых имеет значение наличие четких и
ясных контуров. С векторной графикой вы сталкиваетесь, когда работаете с
системами компьютерного черчения и автоматизированного проектирования, с
программами обработки трехмерной графики.
К векторным графическим редакторам относятся графический редактор,
встроенный в текстовый редактор Word. Среди профессиональных векторных
графических систем наиболее распространены CorelDRAW и Adobe Illustrator.
Векторные изображения формируются из объектов (точка, линия,
окружность и т. д.), которые хранятся в памяти компьютера в виде графических
примитивов и описывающих их математических формул.
Например, графический примитив точка задается своими координатами (X,
У), линия — координатами начала (XI, У1) и конца (Х2, У2), окружность —
координатами центра (X, У) и радиусом (Я), прямоугольник — величиной сторон и
координатами левого верхнего угла (XI, У1) и правого нижнего угла (Х2, У2) и т.
д. Для каждого примитива назначается также цвет.
Достоинством векторной графики является то, что файлы, хранящие
векторные графические изображения, имеют сравнительно небольшой объем.
Важно также, что векторные графические изображения могут быть увеличены или
уменьшены без потери качества.
3. Системы управления базами данных (СУБД).
База данных - совместно используемый набор логически связанных данных.
Это единое хранилище данных, которое однократно определяется, а затем
используется одновременно многими пользователями.
Система управления базами данных (СУБД) - это программное обеспечение,
с помощью которого пользователи могут определять, создавать и поддерживать
базу данных, а также осуществлять к ней контролируемый доступ.
В реляционных базах данных (БД самого распространенного типа) данные
хранятся в таблицах. На первый взгляд, эти таблицы подобны электронным
таблицам Excel, поскольку они тоже состоят из строк и столбцов. Столбцы
называются полями (fields) и содержат данные определенного типа. Строки
именуются записями (records). В одной строке хранится один набор данных,
описывающих определенный объект. Например, если в таблице хранятся данные о
клиентах, она может содержать поля для имени, адреса, города, почтового индекса,
номера телефона и т.д. Для каждого клиента будет создана отдельная запись.
Таблицы – не единственный тип объектов, из которых состоят базы данных.
Помимо таблиц, существуют формы, отчеты и запросы.
Формы (forms) применяются для добавления новых данных и изменения уже
существующих. Формы облегчают добавление и редактирование информации, а
также позволяют контролировать тип водимых данных и избегать при вводе ряда
ошибок.
Для
отображения
данных
в
удобном
для
чтения
виде
используются отчеты(reports). Ознакомиться со всей информацией, хранящейся в
таблице, сложно по той причине, что текст не умещается в полях целиком.
Существует возможность включать в отчет не все данные, а только некоторые, что
значительно повышает удобство использования.
Для вывода в отчеты определенных данных применяются запросы (queries).
Использование запросов похоже на процесс поиска, – задаются конкретные
критерии отбора, на основе которых база данных формирует и возвращает отчет.
Например, если база данных содержит информацию о телефонных номерах, то
можно запросить вывести в отчете только те телефоны, которые относятся к
конкретному адресу, или только те, которые относятся к конкретной фамилии, или
начинающиеся с определенных цифр и т.п. Запросы записываются на языке SQL
(Structured Query Language — язык структурированных запросов).
В основе реляционных баз данных лежит понятие связей (отношений,
relationships). Они позволяют разработчикам связывать несколько таблиц в базе
посредством общих данных. При помощи взаимосвязей разработчики баз данных
моделируют таблицы, отражающие взаимодействие объектов в реальности.
Возможности связей между таблицами не ограничены уменьшением
избыточности данных. Они также позволяют создать SQL-запрос, извлекающий
данные из обеих таблиц на основе определенного критерия. Например, можно
создать запрос, выводящий имена и фамилии всех клиентов, совершивших покупки
на сумму, превышающую некоторое пороговое значение. Формы, предназначенные
для записи сразу в несколько таблиц, тоже функционируют на основе связей.
Модель реляционной СУБД была разработана в 70-80 годы XX века. К
реляционным СУБД относится целый ряд программных продуктов, среди
нихMicrosoft Access из пакета Microsoft Office, MySQL или более мощные системы
промышленного уровня, таких как Microsoft SQL Server или Oracle.
В последнее время активно развивается и другая модель представления баз
данных – объектная. Реляционная модель акцентирует свое внимание на структуре
и связях сущностей, объектная - на их свойствах и поведении.
4. Электронные таблицы.
Электронная таблица (ЭТ) позволяет хранить в табличной форме большое
количество исходных данных, результатов, а также связей (алгебраических или
логических соотношений) между ними. При изменении исходных данных все
результаты автоматически пересчитываются и заносятся в таблицу. Электронные
таблицы не только автоматизируют расчеты, но и являются эффективным
средством моделирования различных вариантов и ситуаций. Меняя значения
исходных данных, можно следить за изменением получаемых результатов и из
множества вариантов решения задачи выбрать наиболее приемлемый.
При работе с табличными процессорами создаются документы, которые
также называют электронными таблицами. Такие таблицы можно просматривать,
изменять, записывать на носители внешней памяти для хранения, распечатывать на
принтере.
Рабочим полем табличного процессора является экран дисплея, на котором
электронная таблица представляется в виде прямоугольника, разделенного на
строки и столбцы. Строки нумеруются сверху вниз. Столбцы обозначаются слева
направо. На экране виден не весь документ, а только часть его. Документ в полном
объеме хранится в оперативной памяти, а экран можно считать окном, через
которое пользователь имеет возможность просматривать таблицу. Для работы с
таблицей используется табличный курсор, — выделенный прямоугольник, который
можно поместить в ту или иную клетку. Минимальным элементом электронной
таблицы, над которым можно выполнять те или иные операции, является такая
клетка,
которую
чаще
называют ячейкой.
Каждая
ячейка
имеет
уникальное имя(идентификатор), которое составляется из номеров столбца и
строки, на пересечении которых располагается ячейка. Нумерация столбцов
обычно осуществляется с помощью латинских букв (поскольку их всего 26, а
столбцов значительно больше, то далее идёт такая нумерация — AA, AB, ..., AZ,
BA, BB, BC, ...), а строк — с помощью десятичных чисел, начиная с единицы.
Таким образом, возможны имена (или адреса) ячеек B2, C265, AD11 и т.д.
Следующий объект в таблице — диапазон ячеек. Его можно выделить из
подряд идущих ячеек в строке, столбце или прямоугольнике. При задании
диапазона указывают его начальную и конечную ячейки, в прямоугольном
диапазоне — ячейки левого верхнего и правого нижнего углов. Наибольший
диапазон представляет вся таблица, наименьший — ячейка. Примеры диапазонов
— A1:A100; B12:AZ12; B2:K40.
Если диапазон содержит числовые величины, то они могут быть
просуммированы, вычислено среднее значение, найдено минимальное или
максимальное значение и т.д.
Иногда электронная таблица может быть составной частью листа, листы, в
свою очередь, объединяются в книгу (такая организация используется в Microsoft
Excel).
Ячейки в электронных таблицах могут содержать числа (целые и
действительные), символьные и строковые
величины, логические
величины, формулы (алгебраические, логи-ческие, содержащие условие).
В формулах при обращении к ячейкам используется два способа адресации
— абсолютная и относительная адресации. При использовании относительной
адресации копирование, перемещение формулы, вставка или удаление строки
(столбца) с изменением местоположения формулы приводят к перестраиванию
формулы относительно её нового местоположения. В силу этого сохраняется
правильность расчётов при любых указанных выше действиями над ячейками с
формулами. В некоторых же случаях необходимо, чтобы при изменении
местоположения формулы адрес ячейки (или ячеек), используемой в формуле, не
изменялся. В таких случаях используется абсолютная адресация. В приведенных
выше примерах адресов ячеек и диапазонов ячеек адресация является
относительной. Примеры абсолютной адресации (в Microsoft Excel): $A$10;
$B$5:$D$12; $M10; K$12 (в предпоследнем примере фиксирован только столбец, а
строка может изменяться, в последнем — фиксирована строка, столбец может
изменяться).
Управление работой электронной таблицы осуществляется посредством
меню команд.
Можно выделить следующие режимы работы табличного процессора:

формирование электронной таблицы;

управление вычислениями;

режим отображения формул;

графический режим;

работа электронной таблицы как базы данных.
При работе с табличными процессорами создаются документы, которые
можно просматривать, изменять, записывать на носители внешней памяти для
хранения, распечатывать на принтере.Режим формирования электронных
таблиц предполагает заполнение и редактирование документа. При этом
используются команды, изменяющие содержимое клеток (очистить, редактировать,
копировать), и команды, изменяющие структуру таблицы (удалить, вставить,
переместить).
Режим управления вычислениями. Все вычисления начинаются с ячейки,
расположенной на пересечении первой строки и первого столбца электронной
таблицы. Вычисления проводятся в естественном порядке, т.е. если в очередной
ячейке находится формула, включающая адрес еще не вычисленной ячейки, то
вычисления по этой формуле откладываются до тех пор, пока значение в ячейке, от
которого зависит формула, не будет определено. При каждом вводе нового
значения в ячейку документ пересчитывается заново, — выполняется
автоматический пересчет. В большинстве табличных процессоров существует
возможность установки ручного пересчета, т.е. таблица пересчитывается заново
только при подаче специальной команды.
Режим отображения формул задает индикацию содержимого клеток на
экране. Обычно этот режим выключен, и на экране отображаются значения,
вычисленные на основании содержимого клеток.
Графический режим дает возможность отображать числовую информацию в
графическом виде: диаграммы и графики. Это позволяет считать электронные
таблицы полезным инструментом автоматизации инженерной, административной и
научной деятельности.
В современных табличных процессорах, например, в Microsoft Excel, в
качестве базы данных можно использовать список (набор строк таблицы,
содержащий связанные данные). При выполнении обычных операций с данными,
например, при поиске, сортировке или обработке данных, списки автоматически
распознаются как базы данных. Перечисленные ниже элементы списков
учитываются при организации данных:

столбцы списков становятся полями базы данных;

заголовки столбцов становятся именами полей базы данных;

каждая строка списка преобразуется в запись данных.
5. Системы автоматизированного проектирования (CAD-системы).
CAD-система (сomputer-aided
design компьютерная
поддержка
проектирования) – это система автоматизированного проектирования,
предназначенная для выполнения проектных работ с применением компьютерной
техники, а также позволяющая создавать конструкторскую и технологическую
документацию на отдельные изделия, здания и сооружения.
Обычно, аббревиатура CAD считается стандартизированным англоязычным
эквивалентом термина САПР.
Основная цель создания САПР — повышение эффективности труда
инженеров, за счет автоматизации работ на стадиях проектирования и подготовки
производства. Так, благодаря САПР, удается добиться:
- сокращения трудоёмкости проектирования и планирования;
- сокращения сроков проектирования;
- сокращения себестоимости проектирования и изготовления, уменьшение
затрат на эксплуатацию;
- повышения качества и технико-экономического уровня результатов
проектирования;
- сокращения затрат на натурное моделирование и испытания.
В качестве входной информации САПР использует технические знания
специалистов, которые вводят проектные требования, уточняют результаты,
проверяют
полученную
конструкцию,
изменяют
ее
и
т.д.
Система автоматизированного проектирования реализуется в виде комплекса
прикладных программ, обеспечивающих проектирование, черчение, трехмерное
моделирование
конструкций,
плоских
либо
объемных
деталей.
Как правило, в современные CAD-системы входят модули моделирования
трехмерной объемной конструкции (детали) и оформления чертежей и текстовой
конструкторской документации (спецификаций, ведомостей и т.д.).
В
настоящее
время крупнейшими
разработчиками
CAD/CAMсистем являются компании:
- Parametric Technology Corporation (PMTC) - ПО Pro/Engineer, Windchill;
- Dassault Systemes (DASTY) - ПО CATIA, SolidWorks, ENOVIA CATIA,
DELMIA;
- Autodesk (ADSK);
- Unigraphics Solutions (UGS) - ПО Unigraphics, Solid Edge, iMAN, Parasolid;
- Structural Dynamics Research Corporation (SDRC) - ПО I-DEAS.
6. Редакторы HTML (Web-редакторы)
Веб-редактор (web-редактор)
—
программа
использующаяся
для
1)
редактирования HTML документов .
С развитием компьютерных языков программирования в качественном и
количественном смысле, стала возникать необходимость систематизации
визуальных данных кода на устройствах вывода информации, для повышения
производительности и эффективности труда разработчиков.
История развития средств разработки программ, насчитывает не один
десяток лет. Человечество прошло путь от представления информации на
бумажных носителях и перфорационных лентах, до представления с помощью
современных средств разработчиков, представляющих на мониторе код и
графическое представления работы кода, с возможностью манипуляции им.
Современные редакторы программного
кода,
позаимствовали
свой
функционал у визуальных текстовых редакторов, а так же у специализированных
средств текстовой разработки, прилагаемых к различным компиляторам. От
текстовых редакторов и офисных пакетов современные средства разработки
страниц интернет, впитали всё самое лучшее в области представления текстовой и
графической информации на экране компьютера. От специализированных
редакторов, прилагаемых к компиляторам программ, как то на языке Pascal или
C, редакторы кода страниц интернет впитали возможность подсветки синтаксиса и
подстановки элементов кода.
Позаимствовав черты обоих предков, редакторы Web страниц стали
развиваться, вместе со своими родителями. Часть редакторов впитала в себя
больше возможностей относительно графического отображения информации на
экране и манипуляции с уже исполненным кодом. Другая же часть впитала в себя
большое количество возможностей по подсветке синтаксиса, и подстановки
программного кода на разных языках в виде сырого текста. В некоторых
приложениях гармонично сочетаются функции обоих предшественников.
Текстовыми редакторами для Web разработки принято называть те
программы, которые впитали в себя лучшие качества работы с кодом и подсветкой
синтаксиса на различных языках. Для программирования приложений в интернет
применяются специальные средства разработчиков, которые умеют работать с
данными HTML, CSS, PHP, JavaScript.
WYSIWYG (What You See Is What You Get) — второй вид программ,
имеющий дело с представлениями результатов работы программного кода на
экране в графическом виде, который применяется разработчиками интернетприложений. Эти редакторы позволяют отображать результаты работы кода на
экране в удобном для пользователей виде.
Оба вида редакторов обладают своими преимуществами и недостатками.
Текстовые редакторы хороши только в том случае, если вы с точностью знаете, как
должен выглядеть код, или хотите научиться искусству программирования. Второй
вид редакторов, хорош, только когда нужно внести быстрые изменения в уже
имеющийся код, и для непрофессионалов. Оба вида этих программ гармонично
дополняют функционал друг друга, и поступают в продажу, или в свободном
доступе так же в комбинированном варианте.