Цифровая видеокамера, иначе называемая Web-камерой, часто встраивается в ноутбуки и используется при проведении сетевых видеоконференций. Качество изображения от Web-камеры пока оставляет желать лучшего.
Изображение в цифровой фотокамере воспринимается матрицей фотодатчиков, передающей сигналы в память фотокамеры. Эти изображения могут затем воспроизводиться на экране ПК, или печататься автономно на струйном фотопринтере.
Сканерами в ПК вводятся тексты, фото и графические изображения, штрих-коды и т. п. Другой тип ввода осуществляется с промежуточного носителя с большой флэш-памятью - переносного винчестера, компакт-дисков магнитных или оптических; в этом случае устройством ввода служит дисковод.
Устройства вывода информации из ЦВМ включают в свой состав средства вывода алфавитно-цифровых данных, средства вывода графики и интегрированные. С самого начала развития вычислительной техники - перфорационные и печатающие устройства, графопостроители (плоттеры) множества типов, мониторы (дисплеи), являющиеся также средством управления вводом данных (средством общения), получают мощное развитие. Матричные принтеры 1970-х и 1980-х гг. в большей части ЦВМ сменили струйные, а также лазерные, основанные на принципах электрографии, подобные копировальному аппарату типа ксерокса.
Мониторы на основе электронно-лучевой трубки начали интенсивно вытесняться «тонкими» моделями дисплеев: LCD на базе жидкокристаллических элементов, PDP на базе плазменных, что существенно снижает габариты и повышает эргономичность настольных ПК. LCD-дисплеями оборудуются переносный (ноутбук), карманный компьютер и виртуальный шлем. (PDP-дисплеи в них не применяются из-за высокого энергопотребления.)
Технология мультимедиа. Технология мультимедиа (многосредовая) объединяет в ПК текст, графику, музыку, речь и движущиеся изображения. Торговая сеть и фирмы, производящие и собирающие ПК, для своих целей разделяют их на офисные, домашние и мультимедийные (центры). В свете стремительного роста параметров ПК и их возможностей, в том числе - объединение всех видов информационных сред (медий), всякое подобное разделение теряет смысл, поскольку все мультимедийные функции становятся доступными даже недорогому ПК.
ПК как техническое средство виртуальной реальности. Мощность современных ПК стала достаточной для погружения в полную или частичную виртуальную реальность (ВР). Для полной ВР, помимо специального программного обеспечения, необходимо специальное оборудование -«многоэкранная комната» (или сферический экран). Другой тип ВР использует «спецкостюм» в составе шлема с очками-ЖКД, силового жилета с датчиками положения тела, перчаток и сапог также с датчиками. В ЭВМ для воспроизведения ВР, возможно, потребуется, дополнительная мощность и специальные порты. Частичной ВР, позволяющей блуждать по залам музеев или рассматривать помещения будущего здания, мощности современного ПК вполне достаточно.
4.4. Программное обеспечение ЭВМ
Определение понятия «программное обеспечение». ЭВМ представляют интегрированное целое - аппаратную часть и программное обеспечение. ЭВМ основана на принципе программного управления - последовательного выполнения записанных в памяти кодов команд, состоящих из кодов операций и кодов адресов данных. Операция изменяет данные (величину, логическое значение и др.) ячейки памяти с адресом, указанным в команде, - это команды арифметики и логики. Устройство, выполняющее такие команды, так и называется - АЛУ (арифметико-логическое или просто -арифметическое устройство).
Другой класс команд, обеспечивающий изменение адреса очередной исполняемой команды, исполняет устройство управления - УУ Арифметико-логическое и устройство управления обмениваются данными для определения адреса следующей исполняемой команды, зависящей от результатов счета.
Поскольку ЦП имеет разные дополнительные устройства, система команд ЭВМ содержит множество других команд, в основном пересылки данных между устройствами и команд управления ими.
Программа представляет собой машинный алгоритм решения задачи - вычислительной, логической, обработки символов или смешанной. ЭВМ исполняет только программу, записанную в машинных кодах, называемую исходным кодом. Часть программы, решающую подзадачу в составе программы, называют подпрограммой.
Программным обеспечением (ПО) конкретной ЭВМ называют всю совокупность программ, хранящуюся в ее памяти, а также - все программы, написанные для ЭВМ с данной системой команд, все программы для всех ЭВМ.
Программы редко бывают небольшими, и основной их массив представлен программными системами (ПС). Их создание - трудоемкая задача. Поэтому существуют системы записи программ в символическом коде на том или ином языке программирования.
Программа, записанная на языке программирования для исполнения, переводится (транслируется) в машинный код. Это также сложная алгоритмическая задача, и программы перевода (трансляторы) представляют собой сложные ПС в сотни тысяч команд.
В мире существуют многие миллионы ПС, которые разбиваются на небольшое число классов: системное ПО, инструментальное ПО и прикладное ПО. В их характеристике различают как на программно-аппаратном, так и на чисто программных (нескольких) уровнях ядро и оболочку программно-аппаратной или программной системы. Используется также понятие платформы, в качестве которой берется как аппаратная часть ЭВМ, так и ее та или иная ПС.
Системное ПО. Важнейшей оболочкой ЭВМ, являющейся интерфейсом самого нижнего уровня между ЭВМ и пользователем, является операционная система (ОС). ОС прошли длительный путь развития от простых программ управления вводом и выводом данных ЭВМ первого поколения, встраиваемых программистами «вручную» в свои программы, до сложных современных ПС, обеспечивающих всесторонний и удобный доступ ко всем аппаратным ресурсам современных неизмеримо более сложных ЭВМ четвертого поколения, обладающих некоторыми чертами ЭВМ пятого поколения. При этом сохраняется свойство совместимости -прикладная программа, написанная в ранней версии ОС, исполняется в среде более поздней ОС.
Наиболее распространенной на ПК является ОС MS Windows, которая прошла путь развития от графической оболочки для практически первой массовой ОС MS-DOS (Disc Operation System) до современных версий Widows (уже не «оболочек», так как от MS-DOS к этому времени отказались), ориентированных как на серверы компьютерных сетей, так и на профессиональные работы и потребности массового пользователя.
Для массового пользователя интерес представляет версия Windows ME (Millennium Edition - «ОС тысячелетия»), приуроченная к началу нового тысячелетия, которая насыщена разнообразным ПО. Например, она включает в свой состав программу Media Player 7 - универсальный проигрыватель, воспроизводящий, помимо музыки, видео, анимацию, панорамы и др., программу Windows Movie Maker оцифровки и монтажа любительского видео и множество других.
К системному ПО относятся также утилиты (буквально - «полезные») - программы диагностики и тестирования ЭВМ и др.
Современные ОС, отдаляя программиста от аппаратного ядра ЭВМ, существенно повышают интеллектуальность интерфейса «ЭВМ - пользователь».
Инструментальное ПО. Оно предназначено для создания программных систем всех трех классов. Оно включает в свой состав компиляторы (трансляторы) с языков программирования, интерпретаторы (исполняют программы в процессе их трансляции), программы редактирования программ, записанных на символьном языке программирования, библиотеки стандартных программ и др. Основной массив инструментального ПО представлен средствами программирования на языках высокого уровня, число которых переваливает за три тысячи.
Прикладное ПО. Оно объединяет программы, созданные для решения тех или иных задач пользователя, и пакеты прикладных программ (ППП), ориентированных на решение массовых научных, инженерных, издательских, экономических и многих других. ППП упрощают интерфейс пользователя с ЭВМ.
ППП разделяют на ППП общего назначения (I); ППП, расширяющие функции ОС (II); проблемно-ориентированные (III) и интегрированные (IV). ППП расширения функций ОС охватывают широкий набор ПС узкого назначения: антивирусные, работы с файлами, сопряжения ЭВМ с приборным оборудованием и др. ППП общего назначения ориентированы на широкий круг задач различных проблемных областей. Проблемно-ориентированные ППП имеют приложение в достаточно узких специфических областях. Интегрированные пакеты объединяют функционально-ориентированные ППП, в основном общего назначения.
Количество и разнообразие ППП постоянно увеличиваются и не поддаются какой-либо классификации. Поэтому целесообразно просто выделить группы ППП в рамках указанных классов:
| Класс ППП | Группа ППП | Некоторые представители ППП | ||
| (I) Общего назначения | Текстовые процессоры | MS Word, Лексикон | ||
| Электронные таблицы | MS Excel, SuperCalc | |||
| Системы управления базами данных (СУБД) | MS Access, dBase, Paradox, Clipper | |||
| Класс ППП | Группа ППП | Некоторые представители ППП | ||
| ППП деловой графики | MS Chart, GRAF Lotus | |||
| Телекоммуникационные | CrossTalk, QL2Fax, Комета | |||
| (II) Расширяющие функции ОС | Антивирусные | Turbo Antivirus, Norton Antivirus, Доктор Веб, «Лаборатория Касперского» | ||
| Работы с файлами и архивами | Norton Commander, WinZip, WinRAR | |||
| Поддержки систем интеграции ППП | ИСПАК, САТУРН | |||
| (III) Проблемно-ориентированные | Графические | CorelDraw, Adobe Photoshop, Freelance Plus | ||
| Музыкальные | BAND-IN-A-BOX, Спецификация XG, Visual Arranger for Windows | |||
| Экспертные системы | MYCIN (медицинская), TOPSI (принятия решений), Expert Choice (оптимизации решений) | |||
| Системы автоматизации проектирования (САПР) | Palasm (проектирование матриц ПЗУ), AUTRA DSP (комплексная: машиностроение, строительство и др.) | |||
| Системы автоматизации моделирования | MatLab, MathCAD, Statistica, Stat Graf, Statan ППП САПР, отдельные ППП I, II и III классов | |||
| Автоматизированные рабочие места (АРМ) | ППП САПР, отдельные ППП I, II и III классов | |||
| Издательские (верстальщики) | MS Publisher, QuarkXPress, Corel Ventura, Macromedia FreeHand | |||
| (IV) Интегрированные | Объединение нескольких ППП | MS Office, Framework, Symphony, MS Works | ||
Данная группировка ППП субъективна и может быть расширена. Имеются и другие классификации программных средств ЭВМ, например, по видам программ.