В данной работе описывается программа для расчета кинетических характеристик гетерофазных реакций, написанная на языке программирования Visual Basic Community 2015. Вычисление констант скоростей и энергий активаций осуществляется методами регрессионного анализа. Механизм реакции определяется по минимуму погрешностей аппроксимаций из ряда функций (степенного и экспоненциального законов, Праута – Томпкинса и Авраами уравнений). Механизм реакции определяет зону реакции: степенной – кинетическую, а три другие – диффузионную. Также на примере реакции фторирования анортозитов гидродифторидом аммония проводится статистическая проверка гипотез об адекватности используемых регрессионных моделей по Снедекору – Фишеру и о значимости коэффициентов регрессии по t-критерию Стьюдента. Программа апробировалась на расчетах гетерофазных реакций, осуществляемых в ходе технологических процессов комплексной фторидной переработки алюмосиликатного и силикатного сырья Верхнего Приамурья, а также ряда регионов РФ.
константа скорости
энергия активации
зона реакции
механизм реакции
линейная регрессия
нелинейная регрессия
процедура
1. Сорокин А.П., Римкевич В.С., Пушкин А.А., Еранская Т.Ю. Безотходные геотехнологии комплексной переработки алюмосиликатного и силикатного сырья Приамурья // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2016. – № 11. – С. 215–223.
2. Стромберг А.Г., Семченко Д.П. Физическая химия. – М.: Высшая школа, 1999. – 528 с.
3. Пушкин А.А., Римкевич В.С. Установление зон гетерофазных реакций // Международный научно-исследовательский журнал. – 2017. – № 03(57). – Часть 3. – С. 35–38.
4. Балдин К.В., Башлыков В.Н., Рукосуев А.В. Теория вероятностей и математическая статистика. Учебник. 2-е издание. – М.: Издательско-торговая корпорация «Дашков и К°», 2014. – 473 с.
6. Дукин А.Н., Пожидаев А.А.. Самоучитель Visual Basic 2010. – СПб.: БХВ-Петербург, 2010. – 560 с.
7. Шевякова Д., Степанов А., Дукин А. Самоучитель Visual basic 2008. – СПб.: БХВ-Петербург, 2008. – 592 с.
8. Колемаев В.А., Староверов С.В., Турундаевский В.Б. Теория вероятностей и математическая статистика. Учебное пособие для экономических специальностей вузов. – М.: Высшая школа, 1991. – 400 с.
Настоящая статья посвящена компьютерной обработке экспериментов по кинетике химических реакций. В нашем институте кинетика химических реакций изучается в процессе разработки технологических процессов комплексной фторидной переработки для различных видов алюмосиликатного сырья Верхнего Приамурья . Результатами экспериментального исследования по кинетике химической реакции являются значения концентраций некоторого вещества С ik (t ik) в заданные моменты времени t ik (i = 1, …, n k , где n k - количество отсчетов времени при температуре T k , k = 1,2, …, l, где l - количество температур). Количество рабочих температур l, допустимое в программе, от двух до четырех. Количество отсчетов времени n k , в общем случае, для разных температур T k отличается и изменяется от 3 до 9.
Результатами обработки экспериментальных данных являются константы скоростей и энергии активации, а также зоны протекания и механизмы реакции. Знание зоны и механизма реакции при той или иной температуре дает знание о физико-химическом процессе, который обуславливает её протекание и позволяет управлять ходом реакции. Сравнение констант скоростей и энергий активаций различных реакций позволяет сопоставлять между собой эти реакции.
Вычисления констант скоростей в работе мы проводим, используя четыре вида физико-химических процессов, соответствующих четырем законам изменения концентраций: степенному (), Авраами (), экспоненциальному () и Праута - Томпкинса , где w i - скорость реакции, C i - концентрация вещества, α i - степень превращения вещества, k - константа скорости. Степенной закон описывает столкновения частиц, остальные три - различные виды диффузии. В соответствии с этим зона реакций, описывающихся степенным процессом кинетическая, для остальных трех процессов - диффузионная .
Для определения механизма реакции в программе используются значения погрешностей аппроксимаций. Считаем, что механизм реакции при данной температуре определяется тем законом изменения концентраций, при котором погрешность аппроксимации при данной температуре минимальна. Поскольку погрешности аппроксимаций вычисляются для каждой температуры, постольку механизм реакций для каждой температуры может быть своим. В программе организован автоматический отбор данных (констант скоростей, энергий активации, зон и механизмов реакций) для каждой из исследуемых температур .
Цель исследования
Отправной точкой исследования в данной работе являются данные по кинетике химических реакций. Цель исследования - определить кинетические характеристики реакции. Математическая обработка результатов экспериментов значительно облегчается при использовании компьютерной расчетной программы. С целью разработки компьютерной программы создавался алгоритм расчета с последующей программной реализацией, первоначально средствами приложения Microsoft Access 2007 c применением vba. В данной работе описывается программа для обработки экспериментальных данных по кинетике с расчетом кинетических параметров: констант скоростей, энергий активаций, зон и механизмов реакций, написанная на языке Visual Basic Community 2015.
Материалы и методы исследования
Методами исследования в работе являются регрессионный анализ и компьютерный расчет. Для каждого из упомянутых выше процессов методом линеаризации его уравнения строится уравнение регрессии. Линеаризация осуществляется в случае степенного, экспоненциального законов и уравнения Праута - Томпкинса логарифмированием, а в случае Авраами - методом двойного логарифмирования. Полученные в результате уравнения регрессии являются нелинейными. Путем замен переменных мы осуществляем переход к двум линейным моделям регрессии: с угловым коэффициентом и свободным членом в случае степенного закона и Авраами и с одним угловым коэффициентом в случае экспоненциального закона и уравнения Праута - Томпкинса (см. табл. 1). Далее, по формулам метода наименьших квадратов вычисляем значения угловых коэффициентов и свободных членов. В случае степенного закона и уравнения Авраами угловой коэффициент равен порядку реакции, а свободный член равен логарифмам константы скорости. В случае экспоненциального закона и уравнения Праута - Томпкинса угловые коэффициенты представляют собой константы скоростей.
Таблица 1
Модели нелинейных регрессий, замены переменных для перехода к линейным моделям и их уравнения для используемых в программе процессов
|
Наименование закона |
Математическая формулировка закона |
Нелинейная регрессия |
Замена переменных |
Линейная регрессия |
|
Линейный |
||||
|
Степенной |
||||
|
Экспоненци-альный |
||||
|
Праута - Томпкинса |
||||
|
Аррениуса |
Энергии активаций в программе рассчитываются по уравнению Аррениуса для констант скоростей . После преобразования, логарифмирования и замены переменных получается уравнение с одним угловым коэффициентом, который рассчитывается методом наименьших квадратов. Угловой коэффициент равен энергии активации, деленной на универсальную газовую постоянную R (последняя строка в табл. 1).
В программе рассчитываются погрешности аппроксимаций по формуле
(*)
где cik(tik) - экспериментальные значения концентраций в моменты времени tik, - расчетное значение, полученное по исследуемому закону в точках tik при температуре Tk, а nk, как и ранее, количество отсчетов времени при данной температуре.
Отбор зависимости с меньшей погрешностью аппроксимации, а следовательно, и определяющего механизма реакции при данной температуре осуществляется в программе автоматически.
Кроме того, в работе проводится проверка статистических гипотез об адекватности каждой из моделей регрессий по критерию Снедекора - Фишера, а также о значимости коэффициентов этих моделей регрессии по t-критерию Стьюдента . Проверка гипотезы об однородности дисперсий воспроизводимости в работе не проводится, поскольку в каждой точке факторного пространства осуществляется только одно измерение.
Результаты исследования и их обсуждение
Программа Кинетика для расчета кинетических характеристик гетерофазных реакций написана на языке Visual Basic в интегрированной среде разработки программного обеспечения Visual Studio Community 2015.
Программа имеет десять вкладок: Вход, Кинетика, Зона реакции, Графики, СтатистикаХ (Х = 0, …, 5).
Вкладка Вход предназначена для размещения элементов управления, осуществляющих ввод данных: массивы концентраций КонцX(i) и времен ВремяХ(i), строку температур TемперХ (X = 1,…,4; i = 1, 2, …, n), число точек отсчетов времени nk, количество рядов данных l, максимальные времена и концентрации для каждой из температур Tk.
Уровень значимости (устанавливается выбором одного из восьми значений в списке в ComboBox-поле ) служит для выбора коэффициентов Стьюдента и Снедекора - Фишера из таблиц Excel Стьюдент и Фишер, подключенных к программе.
После выбора уровня значимости нажатием кнопки Вычислить на вкладке Вход запускается процедура вычисления всех предусмотренных характеристик. Первым делом создаются двумерные массивы концентраций и времени Time(i, j) и Сonc(i, j), одномерные массивы температур Temperature(k) и обратных температур ReTemp(k) = 1/(Temperature(k) + 273), k = 1,…, l.
Далее осуществляется переход к относительным величинам концентрации и времени Time_norm(i, j) и Сonc_norm(i, j), делением на максимальные значения. Затем вводятся обобщенные координаты, представляющие трехмерные массивы abscissa(4, 9, 4) и ordinate(4, 9, 4), в которых первый индекс означает порядковый номер закона изменения концентраций от 0 до 4, второй - порядковый номер отсчета времени от 3 до 9, третий - порядковый номер температурного ряда от 1 до 4. Приведем фрагмент программы, в котором осуществляется ввод обобщенных переменных:
If j = 0 Then ordinate (j, i, k) = Conc_norm (i, k): abscissa (j, i, k) = Time_norm (i, k)
If j = 1 Then ordinate (j, i, k) = Math.Log (Rate (i, k)): abscissa (j, i, k) = Math.Log (Conc_norm(i, k))
If j = 2 Then ordinate (j, i, k) = Math.Log (-Math.Log (1 - Conc_norm (i, k))): abscissa(j, i, k) = Math.Log(Time_norm(i, k))
If j = 3 Then ordinate (j, i, k) = Math.Log (1 - Conc_norm (i, k)): abscissa (j, i, k) = Time_norm (i, k)
If j = 4 Then ordinate (j, i, k) = Math.Log (Conc_norm (i, k) / (1 - Conc_norm (i, k))): abscissa (j, i, k) = Time_norm (i, k).
После этого происходит вычисление сумм для метода наименьших квадратов:
Sx (j, k) = Sx (j, k) + abscissa (j, i, k)
Sy (j, k) = Sy (j, k) + ordinate (j, i, k)
Sxy (j, k) = Sxy (j, k) + abscissa (j, i, k) * ordinate (j, i, k)
Sx2 (j, k) = Sx2 (j, k) + Math.Pow (abscissa (j, i, k), 2),
где Sx (j, k), Sy (j, k), Sxy (j, k) и Sx2 (j, k) - суммы абсцисс, ординат, произведений абсцисс на ординаты и квадратов абсцисс соответственно.
Далее в программе рассчитываются свободные члены и угловые коэффициенты регрессий для каждой модели регрессии (каждого из законов изменения концентрации) и при каждой температуре. Константы скоростей ConRat(j,k) для линейной модели (j = 0) равны свободному члену, для степенного закона (j = 1) и уравнения Авраами (j = 2) вычисляются взятием экспоненты от свободного члена, а порядки реакций m(j,k) для этих двух законов равны угловым коэффициентам (строки вторая и третья сверху табл. 1). Константы скоростей для экспоненциального закона (j = 3) и уравнения Праута - Томпкинса (j = 4) равны угловым коэффициентам соответствующих уравнений регрессий (в табл. 1 сверху строки 4 и 5).
Погрешности расчета констант скоростей pK(j,k) и порядков реакции pM(j,k) вычисляются по формулам для расчета коэффициентов регрессии , а погрешность аппроксимации Prec(j, k) рассчитывается по формуле (*). Погрешности расчета констант скоростей pK(j,k) и аппроксимаций Prec(j, k) вычисляются для каждой модели и при каждой температуре. Погрешности порядков реакций pM(j,k) вычисляются для моделей с j = 1, 2.
Вычисление энергий активаций производится по формуле, приведенной в последнем столбце шестой сверху строки табл. 1. В данной модели регрессии переменными являются обратные температуры ReTemp(k) и логарифм константы скорости ConRat(j, k). Из этой формулы следует, что энергия активации равна угловому коэффициенту данной модели, умноженному на универсальную газовую постоянную. Для каждой модели вычисляется одно значение энергии активации. Вычисляется также для каждой модели и погрешность энергии активации pE(j).
Расчет констант скоростей, погрешностей констант скоростей, погрешностей аппроксимаций, а также порядков реакции и их погрешностей приводится на вкладке Кинетика.
На вкладке Зона реакции (см. рис. 1) располагаются результаты автоматизированного отбора: данные о тех зонах и механизмах реакции, которые (по результатам расчета и отбора) имели место при каждой температуре. Сюда входят также значения констант скоростей, погрешностей их вычислений и погрешностей аппроксимаций, и энергий активаций.
Нажатием кнопки Вывод на вкладке Зона реакции происходит вывод данных в таблицу Microsoft Word. Вывод данных осуществляется при помощи отдельной процедуры, которая осуществляет автоматическое форматирование текста и таблицы. В программе предусмотрены вывод и заполнение таблицы для различного количества рядов данных (от двух до четырех).
На рис. 1 в качестве примера показаны результаты расчета реакции фторирования анортозитов гидродифторидом аммония. Из этого рисунка видно, что данная твердофазная реакция при всех температурах протекает в диффузионной зоне, при нижней и средних температурах по уравнению Авраами, а при верхней температуре по экспоненциальному закону. Энергия активации для Авраами равна в данном случае 19,1 кДж/моль, а для экспоненциального закона равна 19,7 кДж/моль. Несмотря на различные механизмы реакции, энергии активации близки и константы скорости монотонно возрастают от 0,004483 мин-1 до 0,017836 мин-1. По-видимому, это связано с тем, что порядки реакции для Авраами оказались близки к 1 и приняли значения 0,86; 0,91; 0,96; 1,09 (см. рис. 2). Из сравнения уравнения Авраами с экспоненциальным законом очевидно, что при порядке, равном 1, уравнение Авраами переходит в экспоненциальный закон.
Рис. 1. Вкладка Кинетика программы Кинетика с результатами расчета на примере реакции фторирования анортозитов гидродифторидом аммония
Рис. 2. Вкладка Кинетика программы Кинетика с результатами расчета на примере реакции фторирования анортозитов гидродифторидом аммония
Таблица 2
Статистическая проверка гипотез об адекватности моделей регрессии и о значимости коэффициентов регрессий по Снедекору - Фишеру и Стьюденту соответственно
В программе осуществляется статистическая проверка гипотез об адекватности регрессионной модели с использованием критерия Снедекора - Фишера и о значимости коэффициентов регрессии по t-критерию Стьюдента (см. табл. 2).
Статистическая проверка показала адекватность моделей с j = 2, 3, 4 при всех температурах. Модели с j = 0 и 1 неадекватны при нижней температуре. Проверка значимости коэффициентов регрессии показала значимость угловых коэффициентов регрессий для моделей с j = 0, 2, 3, 4 при всех температурах, с j = 1 при нижней температуре. Свободные члены значимы только для степенного закона при верхней температуре.
Вернемся к рис. 1. Отобранные по минимуму погрешностей аппроксимаций механизмы, Авраами и экспоненциальный, подвергнем статистическому анализу. Заметим, что константы скоростей для Авраами вычисляются взятием экспоненты от свободного члена, который согласно t-критерию Стьюдента является статистически незначимым при всех температурах. По-видимому, нам следует считать, что механизмом реакции является экспоненциальный закон, в том числе при нижних и средних температурах. Энергия активации, следовательно, будет равна 19,7 кДж/моль при всех температурах, а константы скоростей будут иметь значения 0,003942; 0,005346; 0,007637; 0,017836 (см. рис. 2).
Программа Кинетика для расчета кинетических характеристик опробовалась на расчетах различных реакций в процессе комплексной фторидной переработки алюмосиликатного и силикатного сырья с извлечением полезных продуктов .
Существует много программ для научной работы. Есть узкоспециализированные, есть общего назначения, есть платные и бесплатные программы. Все они, так или иначе, должны помочь обработать данные и построить графики.
Программа широкого профиля позволяет экспортировать данные из ASCII-файлов (txt или dat), провести манипуляции с данными, построить график, провести сглаживание, аппроксимировать данные функцией пользователя или стандартными функциями и многое другое. Самое важное, чтобы программой было удобно пользоваться, и графики были пригодными дл публикации.
Стандартом де-факто для построения научной графики является Origin, да и как ни странно Excel. Хотя Excel и плохо строит графики, и работа с графикой у него оставляет желать лучшего, иногда в нем очень удобно работать. Здесь также можно упомянуть менее известные платные программы SigmaPlot, Grapher, Kaleidagraph, IgorPro и конечно самого большого монстра TechPlot. Эти программы дорогие или очень дорогие. Возникает вопрос, а можно ли их заменить бесплатными аналогами? Целиком и полностью – нет. Хотя основные функции, которые используют обычные ученые и студенты – запросто. Чтобы убрать эффект красных глаз совершенно необязательно использовать Photoshop: можно же использовать бесплатный Xnview. Так и в мире научных программ. Замена – есть. И всегда можно найти программу, которая выполнит нужные вам операции.
Как было сказано выше, есть программы широкого профиля, и они в какой-то мере являются аналогами Origin. Есть программы узкоспециализированные: они предназначены для аппроксимации данных функциями пользователя или стандартными; для оцифровки данных из напечатанного графика в журнале или старого графика с графопостроителя. Речь ниже пойдет именно об этих программах.
Программы для замены Origin:
Программы для аппроксимации данных функциями пользователя или стандартными:
PeakFit
Fityk 0.9.2
Программы для оцифровки графиков:
GetData (бесплатно для бывшего СССР)
Есть отдельный класс программ, который использует “командную строку”:
С развитием компьютерной техники все чаще стали появляться автоматизированные программы для вычислений и расчетов. Многие из них представлены, к примеру, у нас на сайте совершенно бесплатно. Скачать их не представляет труда. Существуют и платные приложения, но на нашем сайте вы найдете только проверенные бесплатные программы для вычислений и расчетов.
Само собой разумеется, что программы для вычислений и расчетов затрагивают практически все области науки и техники. Среди таких приложений можно найти достаточно много программных продуктов, начиная от обычных, инженерных или научных калькуляторов, до целых вычислительных систем и сред, предназначенных для более сложных расчетов. Естественно, многие из программных продуктов последнего направления бесплатными не являются, однако, если хорошо поискать, особенно у нас на сайте, их можно скачать абсолютно бесплатно.
Итак, к самым простым программам относятся всевозможные калькуляторы и программы для решения алгебраических и тригонометрических уравнений, матриц, векторных систем, комплексных чисел, вычисления значений функций, интегралов, логарифмов и т.д. В большинстве случаев, такие программы для вычислений и расчетов не только выдают конечный результат, но и показывают наглядный ход решения. Кроме того, они способны строить графики функциональных зависимостей или, скажем, определять экстремумы функций. Такие графики могут быть представлены в двумерном или трехмерном исполнении. Думается, функционально они, прежде всего, рассчитаны на школьников и студентов. В Интернете их представлено довольно много. Остается только подыскать нужный программный продукт и скачать его. Опять же, многие программы распространяются абсолютно бесплатно и не имеют ограничений по срокам использования. Можете воспользоваться поиском и у нас на сайте.
Сложнее дело обстоит, если рассматривать программы для вычислений и расчетов, которые являются сложнейшими автоматизированными системами. Здесь можно производить самые разнообразные вычисления. К примеру, это могут быть тензорные уравнения. Однако, только математическими функциями такие системы не ограничены. Можно использовать их в совершенно разных областях, скажем, для химических уравнений, вычислений сопротивления материалов или построения различных моделей поведения вещества в области физики. Это мы уже не говорим о более сложных системах в области астрономии, которые используют аэрокосмические агентства и обсерватории. Бесплатно скачать такие программы просто не получится, ибо практически все разработки в этой области являются совершенно секретными.
Однако, не смотря на это, сложные вычислительные системы довольно часто распространяются бесплатно и их можно скачать. У нас на сайте их можно найти. Что касается таких систем, достаточно задать начальные условия, а программа выберет наиболее оптимальные параметры или самое рациональное решение. Сами понимаете, сколько труда и мозгов вложили в них сами разработчики.
Специализированное программное обеспечение для проведения научных исследований, сбора научной (экспериментальной) статистики и осуществления на основе собранных данных специальных научных расчетов не так широко известно. Одним из направлений научных исследований, на котором самым широким образом применяется специализированное научное программное обеспечение, является биоинформатика (Программа Avogadro), затем идут программы для общих математических, статистических и физических расчетов (наиболее часто встречаются STATISTICA, MathCad, MathLab, MATHEMATICA). Третий по количеству программ тип - программы для астрономического моделирования и астрономических расчетов.
Тенденция интеграции компьютерных технологий в учебный процесс сегодня проявляется все сильнее и сильнее, одновременно активно идет разработка программного обеспечения, специально ориентированного на учебный процесс. Программное обеспечение для учебного процесса можно разделить на три основные группы:
□ для взаимодействия;
□ для передачи знаний по определенным предметам;
□ для компьютерного тестирования и тренинга.
Мультимедийные программы
К классу мультимедийного ПО относятся программы, при помощи которых можно создавать, редактировать, сохранять и воспроизводить мультимедийные данные, т. е. данные, содержащие стационарные и движущиеся изображения, звук. К мультимедийному программному обеспечению относится целый ряд очень популярных программ: графические редакторы растровых форматов AdobePhotoshop и GIMP, векторные графические редакторы CorelDraw и CorelXara, программы для создания и редактирования flash-анимации, программы для работы со звуком, и целый ряд проигрывателей мультимедийных форматов, от программ просмотра рисунков до проигрывателей DVD-дисков.
Бухгалтерские программы
Бухгалтерские программы представляют огромный класс приложений. Это могут быть и автономные программные продукты, и программные модули, входящие в информационную систему. Среди отечественных бухгалтерских программ наиболее известна программа 1С: Бухгалтерия, которая включает в себя модули для кадрового учета (1С-кадры), складского учета (1С-склад), планирования финансовой деятельности промышленных предприятий (1С-предприятие) и торговых фирм (1С-торговля). Этот программный продукт является коммерческим.
Среди свободного программного обеспечения тоже есть решение для автоматизации бухгалтерского и экономического учета предприятий (Ananas), которое при грамотном применении может оказаться во многих случаях более целесообразным, чем достаточно дорогая и требующая специального обучения система 1С.
Программы для финансовых расчетов и прогнозирования
Основное назначение таких программ - выполнение финансовых расчетов. Подобные программы могут выполнять следующие функции:
□ разработка бизнес-плана предприятия;
□ проектирование развития бизнеса;
□ анализ финансового состояния предприятия на основе его финансовой отчетности;
□ расчет финансовых показателей;
□ расчет кредитоспособности заемщика;
□ подготовка годового отчета предприятия;
□ сравнение финансового состояния предприятия с компаниями-конкурентами;
□ анализ рентабельности, платежеспособности, ликвидности и финансовой устойчивости;
□ анализ планируемой инвестиционной деятельности.
В качестве примера программного обеспечения такого типа можно привести пакет программ фирмы ExpertSystems: ProjectExpert, AuditExpert и PrimeExpert. Эти программы позволяют производить все упомянутые виды финансового анализа и планирования, оценки рисков и возможностей предприятия.
Программы для технического проектирования
Наиболее известными программами этого класса являются AutodeskAutokad во всех модификациях, позволяющих производить автоматизированное проектирование от механических деталей до химических соединений, и GraphisoftArchiCAD, которая предназначена для архитектурного проектирования.
Кроме этих весьма недешевых программных продуктов есть целая линейка разного рода специализированных программ, как коммерческих, так и свободных.
Программы для бизнеса
Программное обеспечение для бизнеса включает в себя самые разнообразные типы программных пакетов:
□ программное обеспечение управления работой промышленного предприятия;
□ программное обеспечение управления технологическим процессом;
□ специализированное программное обеспечение для отраслей промышленности;
□ специализированное программное обеспечение по видам производств;
□ специализированные информационные системы для видов бизнеса;
□ программное обеспечение для малого бизнеса;
□ программное обеспечение для сетевого бизнеса.
Для предприятий крупного и среднего масштаба стали уже стандартом готовые системы планирования ресурсов (EnterpriseResourcePlanning - ERP). Наиболее известными программными пакетами такого класса являются SAPR/3 от компании SAPAG и OracleeBusinessSuite от компании Oracle. Из российских программных пакетов наибольшее распространение получил пакет Галактика ERP от корпорации Галактика, а также 1С: Предприятие.
RP-системы получили широкое распространение за счет своей модульной структуры, которая позволяет осуществлять гибкое конфигурирование программного продукта под нужды любого предприятия. Например, OracleeBusinessSuite включает в себя подсистемы управления:
□ эффективностью бизнеса;
□ материальными потоками;
□ взаимоотношениями с клиентами;
□ финансами;
□ техобслуживанием и ремонтом;
□ персоналом;
□ производством;
□ проектами;
□ жизненным циклом;
□ логистикой.
ERP-система очень гибкая в настройке, легко адаптируется по месту и может удовлетворить практические любые потребности бизнеса в управлении.
Социальные вызовы развития программного обеспечения. Несвобода человека
Все возрастающая свобода компьютера от программного обеспечения, а иногда от дисковых накопителей и от устройств хранения пользовательской информации, во многом благо: все, что нужно человеку, это компьютерная сеть и возможность подключиться к ней. В сети можно находить программы, возможно, даже операционную систему, в сети лежат документы, отредактировав или переслав их, человек снова сохраняет их в сетевых хранилищах. При этом свобода человека от программного обеспечения обменивается на несвободу в другом отношении. Какова степень конфиденциальности, защищенности, доступности документов?
Приятно заходить в «интеллектуальный виртуальный дом», который во всем соответствует вашим желаниям и старается их предугадать. Но кто может гарантировать, что завтра это также будут ваши желания, а не желания какого-нибудь хакера, взломавшего информационную систему управления вашим «разумным домом»?
Поэтому можно предсказать период долгого и настороженного отношения к некоторым тенденциям развития программного обеспечения, по крайней мере, до тех пор, пока они соответствующим образом и надежно не будут отрегулированы в правовой сфере. В противном случае свобода, даруемая технологиями, может обернуться неожиданным рабством.
Интеллектуальная деградация
Компьютеры становятся все «умнее» за счет все более сложного программного обеспечения. При этом интерфейс программ становится все проще и веселее. Не нужно думать, не нужно напрягаться, сложнейшие технологии, доступные в виде красочных значков и картинок, все сделают за вас: посчитают, оценят, спрогнозируют, подберут супруга, назначат диету. Ответов в Интернете стало гораздо больше, чем вопросов у людей, и это не может не вызывать тревогу. Если человек не тренирует мускулы, он деградирует физически, если человек перестает напрягать свой мыслительный аппарат, он деградирует интеллектуально. Это очень важный вызов, достойно ответить на который может только современная, построенная с расчетом на этот вызов система образования, в том числе система непрерывного образования на протяжении всей жизни.
Вопросы
1. Как можно классифицировать программное обеспечение по степени его взаимодействия с аппаратной частью компьютера?
2. Какие классы программного обеспечения по виду лицензирования вы знаете?
3. В чем разница между свободным, открытым, коммерческим и проприетарным программным обеспечением?
4. В чем разница между переносимым и межплатформенным программным обеспечением?
5. Классифицируйте программное обеспечение по способу его взаимодействия с компьютерной сетью.
6. Что такое опасное программное обеспечение?
7. Что такое переносимое приложение?
8. Перечислите известные вам классы прикладного программного обеспечения.
9. Каковы основные функции текстового процессора?
10. Каким требованиям должна отвечать современная электронная таблица?
11. Какова основная и дополнительная функциональность программы для создания и демонстрации презентаций?
12. Идентичны ли функционально программы, входящие в состав пакетов MicrosoftOffice и OpenOffice.org?
13. Для чего (с перечислением функций) предназначено программное обеспечение управления проектами?
14. Назовите функциональность, важную для современного текстового процессора.
15. Каковы функциональные различия MicrosoftWord и OpenOffice.orgWriter?
16. Перечислите главные функции табличного процессора.
17. В чем состоит дополнительная функциональность табличного процессора?
18. Что такое сводные таблицы, для чего они нужны?
19. Каково назначение и типичная функциональность органайзера?
20. Какие системы электронного документооборота вам известны?
21. Какова базовая функциональность системы электронного документооборота?
22. Создание презентации средствами PowerPoint.
23. Какие программы для работы с сервисами Интернета вам известны?
24. Какие функции выполняет образовательное программное обеспечение?
25. Как создавать документы и электронные таблицы в распространенных «офисных» форматах, не устанавливая на компьютер офисный пакет?
26. Каковы перспективы развития программного обеспечения?
27. Каковы социальные последствия интенсивного взаимодействия человека и современного программного обеспечения?
28. Социальные вызовы развития программного обеспечения
Наиболее «пестрым» по составу, функциональности, количеству названий и наиболее близким к конечному пользователю является, безусловно, класс прикладных программ. Самой очевидной для прикладных программ является их систематизация по функциональному назначению и области применения. С точки зрения функциональности прикладное программное обеспечение можно разделить на несколько больших групп:
□ офисные приложения;
□ приложения для управления проектами;
□ приложения для работы с локальной сетью;
□ приложения для Интернета;
□ программы для научных исследований и расчетов;
□ образовательные программы;
□ программы для организации работы учебных заведений;
□ программы для библиотек;
□ программы для работы с мультимедиа;
□ бухгалтерские программы;
□ финансовые программы;
□ программы для проектирования;
□ программное обеспечения для бизнеса;
□ программное обеспечение органов государственной власти;
□ программы поддержания безопасности;
□ программы.для личного планирования;
Здесь перечислены только основные направления, в которых функционально развивается пользовательское прикладное программное обеспечение. Охватить абсолютно все невозможно по той простой причине, что сегодня практически любая деятельность человека, любая область его жизни поддерживается тем или иным видом программного обеспечения. Рассмотрим более подробно основные категории.
15.6.1. Офисные приложения
К офисным приложениям можно отнести как готовые офисные пакеты (проприетарный Microsoft Office или открытый OpenOffice.org), так и отдельные программы, связанные с выполнением функций ввода, хранения, обработки и представления документов в электронном виде: различные текстовые редакторы и текстовые процессоры, электронные таблицы, программы для создания презентаций, графиков и диаграмм, программы индивидуального и группового планирования. Офисные приложения настолько глубоко проникли в любую деятельность, что сегодня настольный компьютер немыслим без офисного пакета, который воспринимается как неотъемлемая часть компьютера.
У каждого офисного приложения, из входящих в состав офисных пакетов, свое назначение и свой набор необходимых и дополнительных функций.
Текстовый процессор
Текстовый процессор - это приложение, основным назначением которого является создание и редактирование текстовых документов. Необходимыми для современного текстового процессора являются функции ввода текста и выполнения над текстом операций редактирования (копирование, вырезание, удаление и вставка в указанное место фрагментов текста), а также сохранения текста в файле на физическом носителе.
Дополнительные функции, поддерживаемые современными текстовыми процессорами, давно уже стали де-факто стандартом создания программного обеспечения такого класса:
□ форматирование текста - изменение типа и параметров шрифта (цвета символов и фона, размера, зачеркивания, подчеркивания, расстояния между символами и прочих параметров);
□ форматирование абзацев - изменение параметров выравнивания, нумерация, создание списков;
□ форматирование страниц - разбиение на страницы, автоматическое и произвольное, изменение количества колонок, создание разделов;
□ поиск и замена фрагментов в тексте документа;
□ печать документа;
□ пересылка документа адресату при помощи электронной почты;
□ средства совместной работы над документами (рецензирование);
□ вставка в документ изображений, графиков и диаграмм;
□ автоматизация обработки документа - средства вставки оглавления, сносок, цитат, списка литературы, средства формирования структуры документа;
□ экспорт документа в различные форматы - в особенности важен экспорт в межплатформенный формат HTML.
□ средства программирования функций на встроенном языке программирования.
На рис. 15.4 показаны окна двух текстовых процессоров. Первый (Word) входит в стандартный программный продукт Microsoft Office, второй (Writer) - в свободный программный продукт OpenOffice.org. Видно, что две основные панели инструментов этих текстовых процессоров совпадают функционально почти полностью.
Файл дравка §ид вставка Фве«ат |збяща Сервис Qw* 3 Справка
: 1¾ Ii - OI ЬЬ:< Щ^ ": # i:.-, - т-sm lii щ (Г5% "13 # *
; ; i ,„ 3 2 р 3 (зЩЩ Щ» а» Si " г 0 Д♦ - Й,** £
OpenOffice.org writez\
Основная функция электронной таблицы - хранить данные в типизированных ячейках, позволяющих обратиться к единице данных путем адресации по имени (номеру) столбца (строки), а также обрабатывать данные, выполняя над ними арифметические операции или передавая их в виде аргументов встроенных функций.
Дополнительные функции электронной таблицы почти аналогичны функциям текстового процессора: форматирование текста, вставка изображений и различных объектов, стилевое и цветовое форматирование текста, фона и сетки таблицы, причем как безусловное (форматирование выделенного фрагмента), так и условное (в зависимости от значений в тех или иных ячейках). Кроме того, к дополнительным функциям электронных таблиц можно отнести расширение их функциональности за счет специализированных надстроек, предназначенных для выполнения статистических, финансовых, экономических и научных расчетов и экспериментов с данными. Так же как и для текстовых документов, для электронных таблиц важна способность экспорта в разные форматы, в особенности в формат HTML, и вывода таблиц на печать.
!"Ariaicyr...............................
jj ||«& Джка gm Bgra»» Фоцнаг Cgpafte £тте Qkmo Справка
14 ; w & 4», t; " . f" " $ . "t" *
15 j f^""........... P 7 ".......... 3 Ж к a * £ УЬ Ai % %%%
| шШНКК, |
| г |
| Iiiiiiii |
Рис. 15.5. Электронные таблицы
Свободная программа Calc и проприетарная Excel почти не различаются по функциональности. Все, что можно сделать в Microsoft Excel, можно сделать и в Calc. Документы, созданные в Calc, можно сохранить в формате Excel, а документы, созданные в Excel, могут быть открыты в Calc. Однако о полной идентичности, как и о полной совместимости говорить нельзя: некоторые операции (например, корректное восстановление ссылок на другие листы и книги), которые поддерживает Microsoft Excel, в Calc не поддерживаются. Есть несовместимость и на уровне прикладного программирования: встроенные языки в этих двух программах разные, поэтому макросы Microsoft Excel в Calc работать не будут.
Для того чтобы далее не повторяться, нужно отметить, что такого рода неполная совместимость как по функциональности, так и по встроенным механизмам автоматизации свойственна всем программам двух пакетов: Microsoft Office и OpenOffice. Org.
Программы презентаций
Презентации стали неотъемлемой частью офисного пакета не сразу. Первые офисные пакеты включали в себя только текстовые процессоры и электронные таблицы, в некоторых случаях в офисные пакеты включался инструмент для создания подшивок документов и некоторые другие. Однако по мере развития мультимедийных средств и проекторного оборудования все явственней становилась необходимость сжатого, визуального, красиво оформленного, иллюстрированного диаграммами и графиками представления информации. Так возник жанр компьютерной презентации, а вместе с ним и программы для создания презентаций.
Основной функциональностью программы создания презентаций следует считать возможность создания, оформления и воспроизведения в различных режимах компьютерных презентаций.
К дополнительной функциональности можно отнести следующие возможности:
□ наличие большого количества и разнообразие визуальных и звуковых эффектов, воспроизводимых при переходе между слайдами и от одной части слайда к другой;
□ создание автономных (standalone) презентаций, то есть презентаций, которые воспроизводятся независимо от базовой программы (это может быть исполняемый файл, а также формат flash- или pdf-файл);
□ развитая система шаблонов и богатая коллекция изображений;
□ взаимодействие с презентационным оборудованием;
□ возможность внедрения сложных мультимедийных объектов и простое управление ими.
На рис. 5.6 показаны программы для создания презентаций Power Point из пакета Microsoft Office и Impress из продукта OpenOffice.org.
Рис. 15.6. Создание презентаций
|
15.6.2. Программы управления проектами
Одна из популярных сегодня сфер деятельности менеджеров на самых разных уровнях управления в бизнесе - управление проектами. Проектный способ управления, в котором комплекс взаимосвязанных задач бизнеса рассматривается как единый проект с точно определенными во времени началом и концом, бюджетом, штатом исполнителей, с полным распределением задач, оказался эффективным во многих отношениях: он хорошо алгоритмизируется, стандартизируется, оказывается легко переносимым из одной сферы в другую.
Не удивительно, что средства управления проектами для менеджеров как высшего, так и среднего звена являются довольно распространенным классом программного обеспечения. Самый известный программный продукт для управления проектом - безусловно, Microsoft Project в исполнении для настольного компьютера и в серверном исполнении. Этот продукт позволяет управлять как отдельными проектами малого и среднего масштаба, так и объединенными в портфель пакетами проектов корпоративного уровня.
Необходимыми для управления проектом являются следующие возможности:
□ определять (задавать) ресурсы, включая материальные, финансовые, человеческие, временные и пр.;
□ определять работы (задачи), устанавливая их иерархию и взаимосвязанность;
□ разрабатывать и отслеживать бюджеты проекта по разным срезам (времени, ресурсам, работам);
□ эффективно распределять ресурсы и работы, отслеживать и отмечать выполнение задач и расходование ресурсов;
□ получать отчеты о ходе выполнения проекта в разных формах (диаграммы Гантта, календарный план-график, бюджеты, еженедельные или ежедневные представления);
□ гибко перестраивать созданные проектные конфигурации.
15.6.3. Клиентские программы для работы с сервисами Интернета
По протоколу HTTP работает самая известная служба Интернета, составляющая «Всемирную паутину» (World Wide Web, WWW). Эту службу используют программы, называемые интернет-браузерами, или программами просмотра Интернета. В задачу интернет-бразузера входит загрузка интернет-страниц с заданного адреса, правильное их отображение, обеспечение взаимодействия пользователя с активными элементами интернет-страницы, поддержание необходимого уровня безопасности и защиты конфиденциальной информации пользователя. Наиболее популярными программами этого класса на сегодняшний день являются Microsoft Internet Explorer и свободный программный продукт Mozilla FireFox, быстро растет популярность еще одной программы-браузера - Google-Chrome. Окна этих трех браузеров представлены на рис. 15.7.
Из рисунка видно, что особенных новшеств ни один браузер, по крайне мере внешне, не внес. Надо отметить, что модель открытой разработки, в которой создается Mozilla FireFox, имеет свои преимущества: за время существования этой программы добровольцами для нее были разработаны десятки тысяч дополнительных модулей. Эти модули значительно расширяют функциональность браузера Mozilla FireFox. Некоторые модули позволяют полностью изменить сам способ представления информации внутри окна программы (рис. 15.8).
Сетевой протокол FTP предназначен для получения файлов с Лр-серверов, при этом ftp-серверы исполняют роль своеобразного склада файлов. Специальных клиентских приложений, которые работают с этим протоколом, на сегодняшний день практически нет, поскольку все браузеры Интернета способны читать ftp-каталоги и загружать из них файлы на компьютер пользователя. На рис. 15.9 можно увидеть, как выглядит один и тот же ftp-каталог в менеджере файлов Konqueror и в Internet Explorer.
Из рисунка видно, что современные средства работы с ftp-серверами воспроизводят удаленные сетевые папки так же, как локальные каталоги на диске, и если у пользователя есть соответствующие права, то разница между сетевыми и локальными файлами практически стирается: можно открывать, редактировать, вырезать, копировать и перетаскивать файлы и папки как с жесткого диска на удаленный сервер, так и обратно.
Электронная почта
Электронная почта является одним из наиболее распространенных в Интернете средств обмена личной и служебной информацией. Программного обеспечения для работы с электронной почтой чрезвычайно много. Из наиболее известных почтовых клиентов с графическим пользовательским интерфейсом стоит отметить, видимо, коммерческие программы Microsoft Outlook и The Bat, а также свободную программу Mozilla Thunderbird. На рис. 15.10 можно видеть окна Microsoft Outlook и Mozilla Thunderbird.
Файл Орда-^ &1Л Сдйнс Двйст&на 4003» yipaftca
^ Г"/ У ^owerrtibsees ;^orrmw*>iroftf$fcb Ш
Рис. 15.10. Почтовые клиенты для приема и отправки электронных сообщений
Для современной почтовой программы одного умения принимать и отправлять сообщения недостаточно, чтобы выдерживать конкуренцию на рынке подобных программ. Дополнительно требуется поддерживать следующие возможности:
□ прием и отправка сообщений не только в текстовом формате, но и в других форматах (например, HTML);
□ отправка вложений;
□ воспроизведение мультимедийного содержания;
□ поиск внутри заголовков, тем и текста сообщений;
□ ведение базы данных адресов;
□ создание дополнительных папок;
□ выполнение автоматических операций над приходящей почтой, в том числе раскладывание ее по различным папкам в зависимости от назначенных фильтров;
□ защита от опасного содержимого, находящегося в сообщении или вложении.
Службы мгновенных сообщений
Службы мгновенных сообщений (интернет-пейджеры) с момента своего появления и по сегодняшний день беспрецедентно популярны среди пользователей Интернета. Первой и наиболее известной считается служба ICQ. Немного менее известен формат и приложения, поддерживающие протокол Jabber. Номер мобильного телефона и номер ICQ стали такими же неотъемлемыми идентификаторами личности, как номер паспорта. Службы мгновенных сообщений позволяют обмениваться сообщениями в одном окне, параллельно пересылать друг другу файлы
(например, фотографии). Из дополнительных функций, которые реализуют службы мгновенных сообщений, можно выделить такие как организация конференций и коллективного чата (одновременной беседы нескольких человек, отображаемой в одном окне).
Программ, поддерживающих мгновенные сообщения, на сегодняшний день довольно много, и все они либо свободны, либо бесплатны, но с рекламой. На рис. 15.11 показаны окна программ Kopete и QIP, поддерживающих одновременно форматы и Jabber, и ICQ.
| Рис. 15.11. Интернет-пейджеры |
| т \ |
| Одноранговые сети Одноранговые, или пиринговые, сети (Peer to Peer, р2р) не нуждаются в сервере. Назначение этого сервиса - прямой обмен файлами между участниками сети. Работа пиринговых сетей основана на том, что каждый клиент одновременно является и сервером. Если у кого-то есть интересный файл, он указывает программе, что хочет выставить этот файл в сеть, а затем оповещает об этом заинтересованных людей. Программа разбивает файл на мелкие части, и другие люди, загружающие этот файл, одновременно предоставляют те «кусочки» которые они уже загрузили, следующим клиентам. Таким образом достигается эффект оптимизации нагрузки на сеть и отсутствие единого сервера в одноранговой сети. Среди наиболее известных программ организации р2р-сетей можно назвать pTorrent - клиентскую программу, окно которой можно увидеть на рис. 15.12. Основной проблемой пиринговых сетей считается тот факт, что по ним часто с нарушением авторских прав распространяются электронные информационные продукты (программы, фильмы, книги и музыка). |
, х-
а
QCompleted(O) j ^ sms: IgAcbVe (2) Qlnactive (0)
| Т1ШЖ nlOc |
| . H.4J-, | J | \ Oown Speed, j IJp Speed | J Req? , 5 Uptoaded , | ХЬйЗ | |||
| J- /7,66,153 102 | pTorrent 1,3,Г | D | 100,0 | 2|0 | |||
| I ® HSI-KBW-078-042-221 -034, hsi3, kabel-, | BrtTorrent 6.1.2 | D | 100,0 | 4,3 kB/s | 112 to | :111 | |
| «■ppp-8b25-54-226.ufcranet.ru | pTorrent 1,8,2 | 100,0 | 5,8 kB/s | 4 i 0 | 448 KB | 5iI | |
| I 81.198,55.48 | (Лог rent 1,8,2 | D | 100,0 | 1,2 kB/s | 3|0 | 96,0 № | |
| Il 384-203-51 -205 ,mysmart ле | уТor rent 1.8.2 | D | 100.0 | 2,1 kB/s | 32,0 № | ||
| I 84.237.164.95 | pTorrent 1,8.3 | D | 100,0 | 6,2 kB/s | 4(0 | 192 Ш | Я |
| I 90.150,137.18? | pTorrent 1,8,3 | D | 100,0 | 2,9 kB/s | 3 I 0 | 208 m | 51,2 I= |
| I "Зу 116-238-112-92.pool.ukrtel.net | pTorrent 1,8,1 | D | 100.0 | 1,8 kB/s | 3(0 | ||
| j Mlriet 166.255.92-89, tmn.ertefeconri.ru | IiTorrent 1,8,3 | D | 100,0 | 0.3 kB/s | 2 J 0 | ||
| 1 ЯН 93-80-0-187. broadband, corbina, ги Lu _ __ | pTorrent 1,8,2 | 0,2 | 4,2 kB/s | яшшшшшж | 240 kB | Jff j - | |
| Рис. | j". ;D: 52.0 kB/s T: 2.6 MS 15.12. Программа pTorrent | Xj;O>2fc0/sT:93,2k8 |
15.6.4. Программы для научных исследований и расчетов
Специализированное программное обеспечение для проведения научных исследований, сбора научной (экспериментальной) статистики и осуществления на основе собранных данных специальных научных расчетов не так широко известно, как, например, программное обеспечение для работы в Интернете, офисное или мультимедийное программное обеспечение. Одним из направлений научных исследований, на котором самым широким образом применяется специализированное научное программное обеспечение, является биоинформатика, тесно связанная с расшифровкой генома человека и последующими построениями генных моделей (генной инженерией) для решения задач медицины, здоровья, сельского хозяйства. Программа Avogadro, например, позволяет создавать удивительные трехмерные модели молекул (рис. 15.13).
Программы для общих математических, статистических и физических расчетов встречаются наиболее часто (примеры таких программ: STATISTICA, MathCad, MathLab, MATHEMATICA). Третий по количеству программ тип - программы для астрономического моделирования и астрономических расчетов.
15.6.5. Образовательные программы
Тенденция интеграции компьютерных технологий в учебный процесс сегодня проявляется все сильнее и сильнее, одновременно активно идет разработка программного обеспечения, специально ориентированного на учебный процесс. Программное обеспечение для учебного процесса можно разделить на три основные группы:
□ для взаимодействия;
□ для передачи знаний по определенным предметам;
□ для компьютерного тестирования и тренинга.
Программы для взаимодействия
При помощи современных программных и технических средств преподаватель может демонстрировать на мониторах учащихся свой рабочий стол и видеть рабочие столы учащихся на мониторе своего компьютера. Эти же средства позволяют учащимся получать доступ к рабочим столам друг друга. Обычно данный механизм эффективно работает внутри одного класса в рамках локальной компьютерной сети, но при хорошей пропускной способности сетевого канала может быть эффективным и в глобальных сетях или Интернете. Таким образом создается распределенная учебная среда, в которой все участники могут получить доступ к рабочим столам друг друга. В качестве примера программного обеспечения, реализующего эти принципы, можно привести программный продукт NetOp School, производимый компанией Axis Projects.
Программы для передачи знаний по определенным предметам
Программы этого типа в интерактивной форме позволяют получить знания по тому или иному предмету обучения или в той или иной области знаний. Таких программ на сегодняшний день множество, как коммерческих, так и свободных. В качестве примера приведем программу «Интерактивная таблица Менделеева», позволяющую получить исчерпывающие сведения о каждом элементе периодической таблицы (рис. 15.14).
Программы для компьютерного тестирования и тренинга
Программ для компьютерного тестирования и тренинга, как в свободном доступе, так и платных, сейчас великое множество, начиная от простых программ с ответом на десяток вопросов с одиночным выбором варианта и заканчивая мощными системами компьютерного тестирования и подтверждения квалификации с сетевой регистрацией, широким диапазоном методов задания вопроса и ответа на него, и базой вопросов, состоящих из десятков тысяч различных вариантов.
Профессиональные системы компьютерного тестирования обладают к тому же встроенным интеллектом, и если в ходе опроса вы не можете ответить правильно на какой-то вопрос, они зададут его снова, но перефразировав. Если ответ будет опять неверный, система начнет проверять знание темы в целом.
Образовательная операционная система России
В России в 2008 г. была закончена разработка и проведена апробация образовательного дистрибутива Linux, получившего общее название «Школьный Линукс». Этот образовательный дистрибутив, основанный на решениях Alt Linux Desktop и Alt Linux Server, имеет несколько исполнений:
□ Мастер - наиболее полная версия, предназначенная для «хорошей» аппаратной платформы (с объемом ОЗУ 2 Гбайт и выше);
□ Юниор - наиболее распространенное решение, предназначенное для большинства школьных компьютеров, отличается от исполнения Мастер только отсутствием наиболее ресурсоемких пакетов, таких как Eclipse;
□ Лёгкий - специальное облегченное решение для старых компьютеров с объемом оперативной памяти от 512 до 128 байт;
□ Терминал-сервер - решение для одного мощного компьютера и класса из старых компьютеров с объемом оперативной памяти от 32 до 64 Мбайт;
□ Сервер - серверное решение с набором образовательного серверного программного обеспечения, предназначенное для интеграции школьных компьютеров в сеть с единым шлюзом, контентной фильтрацией трафика, средствами коллективного взаимодействия (Media Wiki) и электронного обучения (Moodle).
Образовательный дистрибутив содержит исчерпывающий набор офисных, системных и сетевых программ на любой вкус. Кроме того, в образовательный дистрибутив включено множество специализированных научных, образовательных и цгровых приложений. Мощная база средств разработки позволит учащимся хорошо освоить разнообразные приемы программирования и проектирования программ на разных языках программирования и в разных средах.
15.6.6. Программы для организации работы учебных заведений
Программы для компьютеризации управления школьным процессом и облегчения работы школьной администрации, взаимодействия с родителями, фиксации различных событий в жизни учащихся, мониторинга состояния их здоровья и сопровождения учебного процесса (компьютерный классный журнал, компьютерный дневник, сетевое родительское собрание) разработаны и применяются давно, но имеют в основном зарубежное происхождение. Однако, как известно, в некоторых сферах деятельности стандарты и формальные критерии расходятся. Так было с программами бухгалтерского учета, которые для нашей страны пришлось создавать практически «с нуля», так произошло и с программами управления работой школой или вуза: слишком разными оказались структуры учебных заведений, критерии оценивания, зачисления, разбиения на группы и дисциплины. Да и законодательная база долгое время не поощряла разработку таких программ.
Самыми первыми программными продуктами, облегчающими жизнь администрации учебного заведения, были программы составления расписания занятий с учетом нагрузки преподавателей, аудиторий, предметов и прочих параметров. Эти программы не требовали знания каких-то особенных стандартов и документов, решение задачи распределения ресурсов по времени - это чистая математика. Одна из успешных реализаций таких программ, Ректор, показана на рис. 15.15.
Однако составлением расписания жизнь и административные задачи учебного заведения не ограничиваются. Тематическое планирование уроков, учет посещаемости и оценки, различные школьные мероприятия, контакты с родителями - все это так же требует определенной программной поддержки. Такая поддержка реализована в программе Net-Школа (рис. 15.16).
В этой системе автоматизировано множество функций школьного администрирования. Но и она не может быть беспрепятственно использована в школьном
процессе, и дело не в программировании, а в юридическом и финансовом оформлении многих операций: встает проблема школьного журнала, который придется дублировать дважды, в электронном виде, и в бумажном; не решена проблема финансирования рассылок родителям отчетов в виде SMS-сообщений.
fVr.Ttip Ьднк даяныч Ш
"■■QMm^^ . ЛШтть - Штртшь" \ .у
Рис. 15.15. Составление расписания в программе Ректор
j Ftie tdt "Aei/., га\"oriLe-: Tooh- Help
Ajjkires:. bgjj hc»;p.//netsdioof/aspv"Graue;"Jour
| Ученики | Сентябрь | Средняя | Оценка за период | ||||||||||||
| 10 ! | оценка | ||||||||||||||
| U | U | И | Li | ш | а | LJ | U | Li | И | U | U | ||||
| 1, Аронова Ирин | ill | 5,00 | |||||||||||||
| 2, Бадяшев Александр | л | ill | 4,33 | ||||||||||||
| 3. Зимин Аркади | УП | Hill | 4,00 | ||||||||||||
| 4. К"раиерова Валентина | iill | f~ л 31 | |||||||||||||
| 5, | Illl | 3,50 | |||||||||||||
| 6, Кузнецова Анастасия | iiii | ... 3,67 .. | |||||||||||||
| 7, Курская Ксен | " | 3,50 | |||||||||||||
| 0. . | iiii | 2,67 | |||||||||||||
| 9. Норова Тать Я! | УП | ill | 5/30 | ||||||||||||
| 10, Павлова Нат | ОТ | !fill | |||||||||||||
| 11, Ренат! | llfill | 3,00 | |||||||||||||
| 12, Ромам | iill | 3,33 | |||||||||||||
| 13. Сазонова Юг | яя | 5,00 | |||||||||||||
| 14. | 4,50 |
| ШШШтШ IhWi |
| зЯИИЯИИИи щв |
Рис. 15.16. Школьная административно-информационная система Net-Школа
15.6.7. Мультимедийные программы
К классу мультимедийного ПО относятся программы, при помощи которых можно создавать, редактировать, сохранять и воспроизводить мультимедийные данные, то есть данные, содержащие стационарные и движущиеся изображения, звук. К мультимедийному программному обеспечению относится целый ряд очень популярных программ: графические редакторы растровых форматов Adobe Photoshop и GIMP, векторные графические редакторы Corel Draw и Corel Xara, программы для создания и редактирования flash-анимации, программы для работы со звуком, и целый ряд проигрывателей мультимедийных форматов, от программ просмотра рисунков до проигрывателей DVD-дисков.
15.6.8. Бухгалтерские программы
Бухгалтерские программы представляют огромный класс приложений. Это могут быть и автономные программные продукты, и программные модули, входящие в информационную систему. Среди отечественных бухгалтерских программ наиболее известна программа 1С: Бухгалтерия. Начатая когда-то как автономная программная среда для бухгалтерских расчетов, в настоящее время она трансформировалась в информационную систему, включающую в себя модули для кадрового учета (1С-кадры), складского учета (1С-склад), планирования финансовой деятельности промышленных предприятий (1С-предприятие) и торговых фирм (1С-торговля). Этот программный продукт является коммерческим.
Среди свободного программного обеспечения тоже есть решение для автоматизации бухгалтерского и экономического учета предприятий (Ananas), которое при грамотном применении может оказаться во многих случаях более целесообразным, чем достаточно дорогая и требующая специального обучения система 1С.
15.6.9. Программы для финансовых расчетов и прогнозирования
Основное назначение таких программ - выполнение финансовых расчетов. Подобные программы могут выполнять следующие функции:
□ разработка бизнес-плана предприятия;
□ проектирование развития бизнеса;
□ анализ финансового состояния предприятия на основе его финансовой отчета ности;
□ расчет финансовых показателей;
□ расчет кредитоспособности заемщика;
□ подготовка годового отчета предприятия;
□ сравнение финансового состояния предприятия с компаниями-конкурентами;
□ анализ рентабельности, платежеспособности, ликвидности и финансовой устойчивости;
□ анализ планируемой инвестиционной деятельности.
В качестве примера программного обеспечения такого типа можно привести пакет программ фирмы Expert Systems: Project Expert, Audit Expert и Prime Expert. Эти программы позволяют производить все упомянутые виды финансового анализа и планирования, оценки рисков и возможностей предприятия.
15.6.10. Программы для технического проектирования
Современную промышленность и строительство невозможно представить без программных пакетов. Сроки разработки и выпуска продукции, так же как и сроки разработки проектной документации на строительство зданий, становятся определяющими в конкурентной борьбе. Современные системы автоматизированного проектирования позволяют создавать чертежи деталей, узлов и устройств на компьютере, причем сразу в трехмерном виде, и тут же производить расчеты прочности, износостойкости и других определяющих технических характеристик. Наиболее известными программами этого класса являются Autodesk Autokad во всех модификациях, позволяющих производить автоматизированное проектирование от механических деталей до химических соединений, и Graphisoft ArchiCAD, которая предназначена для архитектурного проектирования.
Кроме этих весьма недешевых программных продуктов есть целая линейка разного рода специализированных программ, как коммерческих, так и свободных.
15.6.11. Программы для бизнеса
Программное обеспечения для бизнеса включает в себя самые разнообразные типы программных пакетов:
□ программное обеспечение управления работой промышленного предприятия;
□ программное обеспечение управления технологическим процессом;
□ специализированное программное обеспечение для отраслей промышленности;
□ специализированное программное обеспечение по видам производств;
□ специализированные информационные системы для видов бизнеса;
□ программное обеспечение для малого бизнеса;
□ программное обеспечение для сетевого бизнеса.
Для предприятий крупного и среднего масштаба стали уже стандартом готовые системы планирования ресурсов (Enterprise Resource Planning - ERP). Наиболее известными программными пакетами такого класса являются SAP R/3 от компании SAP AG и Oracle eBusiness Suite от компании Oracle. Из российских программных пакетов наибольшее распространение получил пакет Галактика ERP от корпорации Галактика, а также 1С: Предприятие.
| ERP-системы получили широкое распространение за счет своей модульной структуры, которая позволяет осуществлять гибкое конфигурирование программного продукта под нужды любого предприятия. Например, Oracle eBusiness Suite включает в себя подсистемы управления: |
