Oprogramowanie użytkowe

Aby komputer mógł realizować oczekiwane przez użytkownika zadania

musi posiadać zainstalowane tzw. oprogramowanie użytkowe (ang.
software).

Bogactwo oprogramowania jest tak duże że chyba dla każdej dziedziny

życia czy to prywatnego czy zawodowego można znaleźć program
wspomagający realizację zadań jej właściwych.

Zastosowanie odpowiedniego oprogramowania umożliwia:

• Szybkie uzyskiwanie dużej ilości informacji, np. z
zapytań do baz danych, przeszukiwania sieci, prowadząc
złożone obliczenia, przetwarzając obrazy grafiki
komputerowej.

• Możliwość szybkiej i wielokrotnej modyfikacji
informacji. Każdy dokument: tekst, rysunek plik muzyczny
możemy bardzo łatwo i wielokrotnie zmienić, poprawić,
uaktualniać.

• Przechowywanie znacznych ilości informacji. Ze
względu na cyfrowy charakter informacji przetwarzanej
przez komputer jej zapis wymaga znacznie mniej miejsca
niż zapis na tradycyjnych nośnikach danych: w książkach,
segregatorach, analogowych taśmach magnetycznych itd.

Rodzaje oprogramowania
użytkowego

Edytory tekstu

Arkusze kalkulacyjne

Bazy danych

Programy graficzne

Ze względu na różny charakter informacji przetwarzanych za
pomocą komputera, np. tekst, muzyka, handlowe katalogi wyrobów,
dane te są przetwarzana przez różnego typu, specjalizowane
oprogramowanie. Z pośród nieprzeliczalnej grupy popularnych
programów użytkowych można wyróżnić kilka podstawowych
kategorii oprogramowania

Wybór oprogramowania

?

• Przestrzeń w jakiej program działa. Wszystkie
działania na obiektach zachodzą w przestrzeni
programu.

• Obiekty które program przetwarza. Obiekty są
określone poprzez swoje własności. Program
komputerowy pozwala na ich tworzenie i
modyfikację.

• Narzędzia podstawowe do tworzenia i
modyfikacji obiektów.

• Narzędzia charakterystyczne dla określonej
kategorii oprogramowania.

Na rynku dostępnych są setki aplikacji komputerowych.
Nie sposób omówić, nawet pobieżnie działania,
wszystkich tych programów. Zamiast opisu
poszczególnych programów spróbujemy
scharakteryzować powyższe kategorie oprogramowania.
W tym celu każdorazowo będziemy próbować określić:

Edytor tekstu

Edytor tekstu, procesor tekstu (angielskie text editor, word processor),
program służący do wszechstronnego przetwarzania dokumentów
tekstowych.

Pod względem realizacji edytory tekstu można podzielić na:

• programowane (edytor interpretuje ciąg poleceń edycji w trybie
wsadowym)

• ekranowe (użytkownik wydaje polecenia na bieżąco, obserwując ich
skutki na ekranie monitora)

• tekstowe (edytor interpretuje pliki jako zawierające teksty w kodzie ASCII
lub podobnym)

• edytory tekstu działające w trybie graficznym (typu WYSIWYG),
uwidaczniające na ekranie tekst w dowolnych krojach, a także pozwalające
łączyć teksty z najróżnorodniejszymi produkcjami graficznymi, jak rysunki,
diagramy, wykresy, tablice itp.

Budowa edytora tekstu

Strona

Nagłówek

Stopka

Obszar

strony

Linijka

boczna

Linijka
boczna

Pasek przycisków
formatujących

Pasek przycisków
dodatkowych
obiektów

Budowa edytora tekstu

Podstawowym elementem którym operują edytory jest fragment tekstu
zakończony znacznikiem sterującym ¶. Fragment ten nazywamy
akapitem. Wciśnięcie klawisza Enter powoduje wstawienie znacznika
końca akapitu a tym samym zakończenie akapitu i utworzenie, od nowej
linii, nowego akapitu.

Akapit

Podstawową i największą zaletą dokumentów stworzonych w edytorze
tekstu w odniesieniu do dokumentu papierowego jest szybkość i łatwość
modyfikacji tych pierwszych.

Formatowanie tekstu

Tworząc akapit określa się zawartość oraz jego wygląd. Wygląd akapitu

określają np.:

Sposoby formatowania

strumienia akapitu za pomocą

suwaków umieszczonych na

linijce górnej edytora tekstu

• cechy czcionki: jej rodzaj, wielkość, kolor, pogrubienie itd.

• cechy strumienia tekstu jak: odstęp pomiędzy liniami, wcięcie
pierwszego wiersza, wysunięcie, wcięcie z lewej, wcięcie z prawej,
sposób, wyrównania np. do prawej,
do lewej, itd.

Style i inne narzędzia

Styl formatowania tekstu jest to zestaw cech dotyczących

czcionki o strumienia tekstu zapisany pod unikatową
nazwą.

Zastosowanie styli podczas tworzenia dokumentu ułatwia:

• utrzymanie jednolitej formy graficznej dokumentu

• modyfikowanie wyglądu dokumentu gdy ten posiada

znaczną liczbę stron

Edytory tekstu posiadają wiele narzędzi przyspieszających i ułatwiających

tworzenie dokumentów tekstowych, są to m.in.:

• automatyczne numerowanie stron, rysunków, tabel, list itp.

• automatyczne sprawdzanie pisowni

• automatyczne korygowanie pisowni

• generowanie spisów treści i indeksów

• śledzenie zmian w treści dokumentu

Przykładowy

zestaw stylów

Śledzenie zmian

Arkusz kalkulacyjny

Arkusz kalkulacyjny, program, który w swojej graficznej formie,

pojawiającej się na ekranie komputera, przedstawia podzielony na
wiersze i kolumny (komórki) arkusz papieru. Komórki połączone są
z innymi w sposób logiczny, za pomocą określonych operacji
matematycznych. Arkusze kalkulacyjne dokonują obliczeń oraz tworzą
wykresy.

Podstawowym przeznaczeniem arkusza kalkulacyjnego jest najczęściej
opracowanie danych liczbowych i prezentowanie ich formie graficznej. Ale
formuła arkusza kalkulacyjnego jest na tyle elastyczna, że jego
wykorzystanie ograniczone jest tylko wyobraźnią użytkownika: może równie
dobrze służyć jako baza danych, formularz zeznań podatkowych, program
obliczeniowy itd.

Budowa arkusza kalkulacyjnego

Tabela

arkusza

Wiersz

Kolumna

Komórka

Zeszyt

Zakładki arkuszy

Adresowanie komórek

Każda komórka w arkuszu posiada indywidualny adres który jest

wykorzystywany podczas budowania wyrażeń matematycznych,
logicznych, tekstowych itp. Określający jej zawartość. Rodzaje
adresowanie:

- Adresowanie bezwzględne (bezpośrednie określenie adresu lub etykiety

docelowej

komórki)

• B3 – podanie kolumny i wiersza zgodnie z etykietą

• W3K2 – W-wiersz oraz K-kolumna

• etykieta – podanie etykiety nadanej komórce

- Adresowanie względne

• W[-1]K[1] – podanie wektora przesunięcia
względem komórki w której znajduje się kursor
(lub tworzone wyrażenie)

Adresowanie względne i bezwzględne ma znaczenie przy kopiowaniu
wyrażeń do innych komórek. Adresy bezwzględne pozostają bez zmian.

Operacje na komórkach

Formuła rozpoczyna się od znaku równości. W dalszej kolejności mamy

zapis działania matematycznego na adresach komórek.

Przykład obrazujący wyliczenie wartości funkcji dla kilku argumentów

Współczynniki
funkcji

Argumenty funkcji

Wyrażenia wyliczające
Wartość funkcji

Wynik obliczeń

Obliczenia zawartości komórek mogą
być realizowane automatycznie lub
ręcznie (po naciśnięciu kombinacji
klawiszy)

Wykresy

Wszelkie dane liczbowe umieszczone w komórkach arkusza kalkulacyjnego

mogą być przedstawione w formie wykresu. Do dyspozycji mamy
wykresy różnych typów np. liniowe, słupkowe, punktowe i
powierzchniowe, 2D lub 3D.

Przykład obrazujący tworzenie wykresu

Wykresy mają charakter dynamiczny,
zmiana zawartości komórek skutkuje
automatyczną zmianą wykresu

Dane do wykresu

Baza danych

Baza danych (angielskie database) to rodzaj komputerowego zbioru

kartotek, magazyn danych określonej budowie.

Baza danych jest modelowym ujęciem fragmentu rzeczywistości będącego
przedmiotem zainteresowania, reprezentującym fakty dotyczące tej
rzeczywistości, w formie umożliwiającej ich przetwarzanie komputerze.

Baza danych

Elementem na którym
operuje baza danych jest
encja – obiekt, rzecz o której
dane są gromadzone w
bazie. Dane zapisywane są w
postaci tabel.

Projekt bazy danych zawiera:

• część intensjonalną – zawierającą opis struktury bazy

• część ekstensjonalną – zawierającą gromadzone dane

Widok bazy danych, składającej się z trzech tabel

Budowa tabeli danych

Podstawowym elementem
tabeli danych jest rekord
(wiersz tabeli danych)

Rekord zbudowany jest z pól (kolumn tabeli)

Pole posiada np. następujące
własności:

• nazwę

• typ danych (rodzaj i
wielkość)

• wartość domyślną
itp..

Budowa tabeli

Rekordy, czyli elementy
składowe pliku bazy danych,
mogą zawierać pola
różnorodnych typów:

• numeryczne,

• znakowe,

• datowe,

• tekstowe,

• pola walut,

• w przypadku baz
multimedialnych także pola
wskaźnikowe odnoszące się do
zapamiętanych w komputerze
cyfrowych obrazów, animacji
lub dźwięków.

Rekordy

Jedna tabela może
zawierać nawet
kilka milionów
rekordów

Definicja typu i rozmiaru
pól w tabeli danych, ma
istotny wpływ na
porządek w bazie oraz
szybkość operowania
tabelami z dużą ilością
danych.

Rozdzielone tabele są łączone relacjami za pomocą pól identyfikujących
rekordy.

Pole identyfikujące rekord w tabeli nazywane jest identyfikatorem lub
kluczem podstawowym.

Tworzenie relacji polega na tym że identyfikator pewnego rekordu
danych wstawiamy w pole do innego rekordu innej tabeli. Tworzymy w ten
sposób odniesienie do identyfikowanego rekordu bez przekopiowywania
(powielania) informacji

Typy relacji:

• jeden do wielu – typ relacji w której jeden rekord w tabeli ma wiele
odpowiadających mu rekordów w innej tabeli

• jeden do jednego – każdy rekord w tabeli na odpowiadający mu jeden
rekord w drugiej tabeli

• wiele do wielu – skomplikowany typ relacji, oznacza że jeden rekord w
tabeli może być powiązany z wieloma rekordami z drugiej tabeli i odwrotnie,
ten tym relacji można osiągnąć przy zastosowaniu trzeciej tabeli tzw. tabeli
krzyżowej

Najczęściej używany typ relacji to jeden do wielu, zastosowanie

tego typu relacji umożliwia ograniczenie powtarzalności danych

Relacje i identyfikatory

Poniższy przykład obrazuje dwie tabele Studenci oraz kierunki.
Zastosowana relacja wiąże rekord z tabeli kierunki z polem
Kierunek_studiów z tabeli Studenci.

Identyfikator (3) przypisany został
wybranym studentom określając im kierunek studiów

Relacja jeden do
wielu pomiędzy
polami id oraz
Kierunek_studiów

Bezpośrednia korzyść z takiej budowy tych tabel jest taka, że w razie
konieczności zmiany nazwy kierunku nie będzie konieczności zmiany go u
każdego ze studentów, wystarczy zmienić tylko jeden rekord w tabeli
Kierunki.

Relacje i identyfikatory - przykład

Poniższy przykład obrazuje dwie tabele: Książki oraz Studenci krzyżową
realizującą relację wiele do wielu.

Tabela krzyżowa
realizująca relację
WIELE do WIELU

Relacja wiele do wielu jest w istocie dwiema relacjami jeden do wielu.

Relacje i identyfikatory - przykład

Programy do grafiki wektorowej

Programy te mogą operować na dwuwymiarowej lub trójwymiarowej

przestrzeni, zazwyczaj w kartezjańskim układzie odniesienia.

Budowa programu do grafiki wektorowej

Obszar rysunku

Drzewo

projektu

Pasek narzędzi

rysunkowych

Wiersz poleceń

Elementy w grafice wektorowej

Dla ułatwienia rysowania bardziej złożonych elementów programy oferują

zazwyczaj gotowe kształty; mogą to być: prostokąty, wieloboki, gwiazdy,
elementy schematów blokowych, pola tekstowe, mapy bitowe itd., itp.

W przypadku inżynierskich programów graficznych mogą to być elementy

wymiarowe, różne elementy opisu rysunku technicznego jak: tolerancje
kształtu i położenia, symbole chropowatości powierzchni itd.

W ramach tworzenia rysunku wektorowego możliwy jest szereg operacji
transformujących obiekty: łączenie, przecinanie, odbijanie, kopiowanie
itp..

Podstawowym elementami są odcinki, łuki i okręgi. Typów elementów jest
bardzo wiele; zależy to w dużej mierze od konkretnego programu, jego
przeznaczenia i stopnia zaawansowania.

Podstawowe kształty

Programy do grafiki rastrowej

Przestrzenią grafiki rastrowej jest dwuwymiarowa macierz pikseli.
Obiektem jest piksel. Jego własnościami jest kolor (lub poziom
przezroczystości) jaki może przyjąć.
Narzędzia służą do zmiany wyżej wymienionej własności, zazwyczaj zbioru
pikseli a nie pojedynczego piksela. Mogą to być narzędzia, które symulują
działanie np. pędzla, ołówka, spray’a czy gumki.
Przykładem grafiki rastrowej jest zdjęcie fotograficzne wczytane do
komputera.

Program do grafiki rastrowej

Podstawowe elementy programu przeznaczonego do obróbki grafiki
rastrowej

Przybornik
z narzędziami:
rysunkowymi
i formatującymi

Obszar grafiki

Paleta kolorów

Lista warstw

Transformacje grafiki rastrowej

Programy do grafiki rastrowej oprócz prosty funkcji (np. kopiowanie,
skalowanie) udostępniają także ogromną liczbę funkcji służących do
transformacji i przetwarzania obrazów graficznych. Zaczynając od
najprostszych takich jak np.:

Oryginalny obraz

Ostre krawędzie

negatyw

oraz zaawansowanych:

mozaika

Szkło

Metalizacja

Warstwy w grafice rastrowej

Podobnie jak w grafice wektorowej programy te oferują również narzędzie
warstw. Tak naprawdę obraz rastrowy może być tylko jednowarstwowy.
Jednak programy do grafiki rastrowej umożliwiają zapisanie w jednym pliku
projektu graficznego wiele obrazów rastrowych prezentując je na
oddzielnych warstwach.

+

=

Nakładanie warstw

W odróżnieniu od grafiki wektorowej obraz rastrowy traci swą jakość, kiedy
go przeskalujemy, zmniejszymy bądź powiększymy. Utrata jakości nastąpi
zawsze, kiedy zostanie on użyty (wyświetlony, wydrukowany) w
rozdzielczości innej niż jego własna.

Palety barw w grafice rastrowej

Niezwykle istotnym zagadnieniem jest kwestia rozmiaru pliku rastrowego.
Rozmiar takiego pliku zależy od użytej palety barw oraz formatu zapisu.

Palety barw mogą być następujące:

• RGB — 16 mln kolorów, pozwala na wierne
przedstawienie obrazu. Do zapisu potrzeba 24 bity
na kolor. Do zapisu zdjęcia 800x600 pikseli
potrzeba 1440kB.

• GrayScale — 256 odcieni szarości, pozwala na
wierne przedstawienie czarno–białego obrazu. Do
zapisu potrzeba 8 bitów na kolor. Obraz 800x600
zajmuje tylko 480 kB.

• Bitmap — czerń + biel, nie zawiera odcieni
szarości, dość rzadko używany, tylko obrazy
czarno-białe, monochromatyczne. Wystarcza 1 bit
na kolor. Obraz 800x600 zajmowałoby tylko 60 kB.

• IndexedColor — pozwala na stworzenie własnej
palety barw od 8 do 256 odcieni, paleta ta może
się składać z tzw. kolorów systemowych (Windows
lub Macintosh), albo kolorów “dostosowanych”
(tzw. adaptive).

Palety barw w grafice rastrowej

Format zapisu wybieramy w zależności od przeznaczenia obrazu.

JPEG - w formacie tym można zapisać kolor 24-bitowy. JPEG może zapisać obraz ze
stuprocentową wiernością, jednakże częściej stosuje się go do skompresowanego
zapisu plików graficznych. Pozwala to na znaczne oszczędzenie miejsca na dysku,
znacznie obniża też ilość danych transmitowanych podczas ściągania obrazu w tym
formacie z sieci. Pliki w formacie JPEG rozpoznajemy po rozszerzeniu “.jpg” lub
“.jpeg”.

GIF - można w nim zapisać obraz zawierający do 256 kolorów. Obraz zapisany w
pliku GIF jest skompresowany, w związku z tym zajmuje o wiele mniej miejsca na
dysku. Poza statycznymi obrazami, w formacie GIF można też zapisywać krótkie
animacje, będące serią klatek animacji zapisanych w tym formacie (tzw. GIF
animowany). Charakterystyczną cechą tego formatu jest możliwość zapisu
informacji o przezroczystości pixela. Pliki formatu GIF rozpoznajemy po rozszerzeniu
“.gif”.

BMP - jeden z popularniejszych formatów przechowywania obrazu w pamięci
komputera. Pliki posiadają rozszerzenie “.bmp”. Obraz jest przechowywany w pliku
bmp jako bitmapa. Nie jest on w żaden sposób skompresowany, co powoduje duży
rozmiar pliku w standardzie bmp w porównaniu do formatów takich jak gif czy jpeg.

TIFF - format zapisu plików graficznych. TIFF jest rodzajem bitmapy
wykorzystującym różne metody kompresji; istnieje też możliwość zapisu bez
kompresji. TIFF zapisuje 24-bitowy kolor. Ten rodzaj plików ma rozszerzenia .tif lub
.tiff Od ang. Tag Image File Format lub Tagged Image File Format