Software

1. Software Ing. Martin Molhanec, CSc.

2. Software • Software = programové vybavení. • Hardware = technické vybavení. • Bez software je počítač pouze nefunkční hardware. • „Inteligence počítače“ je v jeho software. • Hardware předstihuje software. • Důležitá vlastnost je softwarová kompatibilita.

3. Klasifikace software • Základní (systémový) • Operační systém a jeho součásti • MS DOS, MS Windows, Linux, Unix, … • Vývojový (programátorský) • Je určen pro tvorbu programového vybavení • Překladače, knihovny, IDE, CASE, Debugery, … • Univerzální • Rozšiřuje možnosti OS • Souborové manažery (NC, TC), komprimační programy (ZIP), Antiviry, … • Aplikační • Řeší určitou problémovou oblast uživatele • Viz. následující slajd

4. Aplikační software • Kancelářský • Tento software mohou využít všechny skupiny uživatelů. • Zpracování textů, DTP, prezentace, obrázky, výpočty, databáze, komunikace, … • Technický • Tento software využívá při své práci technická inteligence • Matematický, statistický, simulační, CAD, měřicí, řídící, … • Ostatní • Z našeho hlediska • GIS, výukový, právnický, encyklopedie, slovníky, účetnictví, …

5. CPU-OS-APLIKACE

8. Operační systém • Základní část programového vybavení • Komunikuje s uživatelem • Ovládá periferie • Spouští aplikace • Poskytuje služby pro aplikace • Vytváří „virtuální počítač“

9. Operační systém • MONITOR • „první OS“ prvních mikroprocesorových systémů (8 bit). • Jednodeskové kity, „kufříky“, stavebnice, … • VSTUP: hexadecimální klávesnice • VÝSTUP: alfanumerický display • PERIFERIE: děrná páska, mg. Kazeta • VÝVOJ: strojový kód, asembler

10. Rok výroby:1982 CPU:Tesla MHB 8080(1 MHz) RAM/ROM:1 kB/1 kB Textový mód:9 znaků, diodový displej Kazetový magnetofon Tesla PMI-80 Počítač PMI-80 sloužil k výuce programování na českých a slovenských polytechnických univerzitách od roku 1982. Výrobu obstarávala Tesla Piešťany, která jako jediná v Československu vyráběla diody, tranzistory a integrované obvody, včetně procesoru MHB 8080 a jeho příbuzných. PMI-80 byl jednoduchý systém v plastovém obalu. Klávesnice měla pouze 25 kláves jako kalkulačka. Minimální RAM a ROM a možnosti vstupně/výstupních zařízení však postačovaly k výuce a běhu malých programů.

11. CP/M (Control Program/Monitor) • (1974) 1977 – Digital Research • Autor: Gary Kildall, univ. prof., pracoval také pro INTEL, napsal překladač PL/M • Jednoduchá koncepce • BIOS+BDOS+CCP • Přímý předchůdce MS DOS!!! • Jeden OS, mnoho HW !!!! • Verze: • 8-bit: CP/M-80, MP/M-80 • 16-bit: CP/M-86, CP/M-68k • Původní CP/M-86 se postupem doby přeměnil v DR DOS (Novell DOS, Open DOS).

12. MS DOS • 1981, Microsoft, Bill Gates • Zakoupeno IBM pro jejich IBM PC • Klon CP/M-80!!! • PC DOS – verze, kterou prodávala IBM se svými originálními IBM PC • MS DOS – verze, kterou prodával Microsoft výrobcům klonů IBM PC

13. MS DOS • 1981 • 1.0 – původní klon CP/M-80 • 1983 • 2.0 – pro IBM XT, přidány „UNIX“ vlastnosti (hiearchie, redirekce), device drivers • 1984 • 3.0 – pro IBM AT, podpora 1.2 FDD • 1987 • 3.3 – pro PS/2, podpora 3“ FDD • Na dlouhou dobu standard • 1989 • 4.0 – podpora EMS, neúspěch, chyby • 1991 • 5.0 – reakce na DR DOS, podpora EMS, XMS, HMA

14. MS DOS • 1993 • 6.0 – přidána celá sada utilit, aby bylo možné konkurovat DR DOS (antivirus, backup, komprese disku) • 1994 • 6.2 – přidán doubledisk (soud s firmou Stacker) • 6.21 – odebrán doubledisk  • 6.22 – přidán drvspace • Tato verse je poslední standardní verze samostatného MS DOS, další verze jsou pouze s MS Windows

15. MS DOS • 1995 • 7.0 – s MS Windows 95 • Podpora dlouhých jmen (VFAT) • Podpora Int13ext (HDD > 8GB) • 1997 • 7.1 – s MS Windows 98 • Podpora FAT32 • 2000 • 8.0 – s Windows Millenium

16. MS DOS - klony • PC DOS • Původně programoval Microsoft pro IBM • Od verze PC DOS 6.1 si IBM programuje sám • Poslední verze PC DOS je 7.1 z roku 1995 • Později IBM přechází na název IBM DOS 2000 (oprava na rok 2000)

17. MS DOS - klony • DR DOS (DR = Digital Research) • OS kompatibilní s MS DOS postupně vyvinutý z OS CP/M-86!!! • CP/M-86 • CCP/M • DOS PLUS • DR DOS • Kupuje Novell • Novell DOS • Kupuje Red Hat (producent Linuxu) • Open DOS • Free DOS (GNU – open source) • Pro hraní starých DOS her • Pro běh starých komerčních programů • Pro tvorbu jednoduchých embedded systémů

18. Historie Windows • 1985 - Windows 1.0 • běh více aplikací současně - okna se nesmí překrývat, málo aplikací, pouze reálný režim, kooperativní multitask, MS DOS aplikace všechno zastaví, neúspěch! • 1987 - Windows 2.0 • možný překryv oken, reálný a chráněný režim (80286), stále neúspěch! • 1990 - Windows 3.0 • Reálný, chráněný (386) a virtuální mód, konečně je možné taskovat MS DOS aplikace! Počátek úspěchu. • 1992 - Windows 3.1 • Mezi DOS aplikacemi je možný preemptivní multiask, TrueType fonty, vylepšené GUI, první použitelná Windows! Ale stále pouze 16ti bitové! • 1992 - Windows for Workgroups 3.11 • podpora sítě, nativní drivery • WIN32s – podpora běhu 32bitových aplikací z NT a W95 • 32BFA – přístup k souborům v chráněném režimu • 32DFA – přístup k diskům v chráněném režimu

19. Historie Windows • 1995 - Windows 95 • Nové převratné  GUI!!! Skoro úplný přechod na 32bitů! Maskování MS DOSu! 32bitové aplikace mají preemptivní multitask. Multithreading. Technologie P’n’P. • Windows 95 OSR2 – podpora FAT32!!! • 1998 - Windows 98 • Další podstatná vylepšení GUI. • Integrovaný IE 4.0 – útok na Netscape! • Windows 98 SE – pouze OEM, opravy chyb • Windows ME (Millenium) – zcela zamaskovaný MS DOS

20. OS/2 • Tento systém byl vyvíjen Microsoftem, pro IBM, jako nástupce MS DOS pro IBM PS/2. • Později, po rozchodu s MS vyvíjí IBM sama, špatný marketing. • Verze • 1.0 – velké požadavky HW v době IBM PC AT, textové rozhraní, neúspěch • 2.1 – počátek úspěchu, kompatibilní MS Windows, menší nároky na HW • 3.0 WARP – velký úspěch, GUI objektově orientováno, lepší stabilita než MS Windows 3.x, dříve na trhu nežli MS Windows 9.x. Preemtivní multitask, lepší DOS než DOS, lepší Windows než Windows! • 4.0 Merlin – stále technicky vynikající, ale IBM marketing OS/2 pohřbil! • 5.0 - ??? Zajímá již jen malý okruh fabnoušků OS/2 

21. Windows NT • Původně Microsoft vyvíjel pro IBM jako nástupce OS/2 verze 1.0. Po rozchodu s IBM pokračuje ve vývoji pro sebe. • Kvalitní systém inspirován OS VMS firmy DEC. Určen pro servery. • Podporuje MS DOS, Windows, OS/2 a Posix! • Určen pro více HW platforem: INTEL, DEC (Alpha), PowerPC. • Na rozdíl od Windows 3.x a Windows 9.x je stabilní!!! • MS DOS je emulován na rozdíl od W 3.x a W 9.x! • Verze: • 3.0 – velké nároky na HW, neúspěch • 3.5 – menší nároky na HW, počátek úspěchu • 4.0 – velký úspěch, GUI podobné W95, menší nároky na HW • Verze server a workstation • 4.0 Terminal Server – umožňuje vzdálený grafický přístup!

22. NT nástupci • Windows 2000 • Jádro systému vychází z Windows NT 4.0  vysoká stabilita! • GUI systému vychází z Windows 98  vysoká uživatelská přívětivost! • P’n’P jako ve Windows 9.x. • Active Directory - síťová služba • Zabudovaný terminál server

23. NT nástupci • Windows XP • Zvyšuje se stále uživatelská přívětivost směrem k laickým uživatelům. • Windows 2003 Server • Serverový systém založený na Windows XP. • Windows Vista • Longhorn • Další generace OS!

24. Další OS • Novell Netware • Původní určení bylo jako souborový server. • Dnes i aplikační serve: databáze, web. • Nelze na něm spouštět žádné MS DOS nebo Windows programy! • Síťové služby vždy daleko lepší než od Microsoftu!!! • Linux • OS UNIXového typu. Všechny výhody UNIXu! • GNU – čili zdarma • Dnes podproa od velkých firem: IBM, Sun, Oracle,… • Není určen pro velké laiky jako MS Windows! • Velké množství distribucí: RedHat, Suse, Debian, Slackware, Ubuntu, …

25. Další OS • Operační systémy pro počítače Macintosh firmy Apple - Mac OS X. • Dnes vycházejí z kombinace původního Mac OS systemu a systemu Next/Open Step. • Jiné unixové systémy • Solaris – firmy SUN • freeBSD – jiná verze volně šiřitelného UNIXu • Většinou dnes umožňují běh Linuxových aplikací a přecházejí na Open Source.

26. Utilities • Rozšiřují možnosti OS v mnoha oblastech, například: • Souborové manažery • Kompresní programy • Antiviry • Scriptovací nástroje • …

27. Souborové manažery • Norton Commander • První a nejznámější souborový manažer. • Autor: Peter Norton (knihy o DOSU, také Norton utilities) • Zavedl klasickou koncepci dvou oken! • Určen zejména pro snadné kopírování souborů! • Volkov Commander • Ruský malý a rychlý klon • FAR • Dnes jeden z nejlepších konzolových souborových manažerů, velké množství pluginů • Midnight Commander • NC like souborový manažer na Linuxu • M602 • Od autorů editoru T602 • Disk Navigator • DOSový manažer, s mnoha funkcemi

28. Souborové manažery • Total Commander • Dnes nejznámnější Windowsový souborový manažer, mnoho funkcí a pluginů • Salamander • Českého původu windowsový souborový manažer

29. Souborové manažeryXtree - like • Speciální skupina souborových manažerů jiné koncepce než NC. • Odlišná filosofie je v mnoha případech velice výhodná pro některé druhy činností! • Xtree • Původní DOS verze • Ztree • Úspěšný Windows konzolový klon • Ytree • Verze pro UNIC

30. Kompresní programy„pakovače“ • .arc, .pak – firma PKWARE, předchůdci .zip, dnes již nepoužívané • .zip – klasický pakovač, firma PKWARE, i verze GNU • .lha, .lzh – japonský freeware, dnes již příliš nepoužívaný • .arj – velká komprese, pomalejší • .rar – dobrá komprese i rychlost • .ar6 – česká komprese, M602 • .gz – unixový gzip

31. Další souborové utilities • .tar – z UNIXu, není komprese, archivátor • .tgz – kombinace .tar a .gz, z UNIXu • .uue – z UNIXu, formát pro přenos binárních souborů přes ASCII (7bit!) sadu znaků (například emailem). • BINHEX – něco podobného z Macntoshe • MIME – dnes se přenos binárních souborů emailem řeší většinou pomocí MIME kódování • SPLIT a MERGE – rozdělování velkých souborů na malé časti • Kontrolní součty: MD5, SHA1, SFV • PAR2 – redundatní kódování, P2P sítě, atp.

32. Matematické programy • Ulehčují zpracování dat nebo řešení matematických problémů. • Můžeme je dělit na: • Numerické – pracují pouze s čísly • Symbolické – umějí například derivovat, pracují s výrazy • Solvery – nemusíme zadat algoritmus řešení, zadáme soustavu rovnic a podmínky a program nalezne řešení sám! • Jsou náročné na rychlost procesoru a paměť počítače! • Jsou drahé a často vyžadují instalaci HW klíče!

33. Matematické programy • Mathematika • Nejznámější a nejlepší program tohoto typu. Velké množství knihoven. Vytvořil matematik pro matematiky. Jeho učebnice je i o matematice! • Maple • Podobný program kanadského producenta. • MathCAD • Podobný program. Měl zajímavou koncepci již v době DOSu – práce jako v CADu. • Matlab • Program na práci s maticemi (původně). Oblíbený mezi techniky. • Simulink – jeho rozšíření pro simulování. • Eureka • Jednoduchý prográmek od firmy Borland (DOS). • Derive • Podobný prográmek, dnes snad už volně dostupný. Umí symbolickou matematiku.

34. Programy pro statistiku • Statistika pracuje s velkými soubory dat, které se nevejdou do paměti. • Ve statistice jsou také vyžadovány speciální grafy, které běžné programy neobsahují. • Speciální programy: • Statgraphics • Quickstat • Matematické programy + statistické knihovny • Například Matlab, Mathematica aj.

35. Simulace • Simulační programy na rozdíl od obecných matematických programů: • Umožňují snadno zadávat simulované soustavy • Obvodové schéma, blokový diagram • Umožňují řídit běh simulace • Start, stop, podmínky, protokol, atp. • Speciální programy • PSPICE – zejména pro obvodové simulace • DYNAST (Davis, Sadis) – vznikl na ČVUT FEL na kat. obvodů, dnes VC ČVUT doc. Mann • Famulus (Gaudeamus) – pro střední školy, jazyk podobný Pascalu, snadné garfické výstupy • Matematické programy + knihovny • Například: Matlab + Simulink

36. Měření – řízení - vizualizace • Mají vazbu na měřený proces (HW) • Pracují v reálném čase • Speciální formy zobrazení veličin (grafické symboly, jako ve skutečnosti) • Real Time Toolbox for Matlab • LabWindows • HP VEE • Control panel – český výrobce

37. Technická grafika • Je určena pro prezentaci vypočtených nebo naměřených dat • Je pro ní typické: • Užití prvků technického kreslení • Více průběhů • Značení os • Polární nebo kartézské souřadní • Logaritmické souřadnice • Prokládání různým způsobem (lineární, kvadratické, spline,…) • 2D nebo 3D zpracování dat • Speciální výstupy: souřadnicový zapisovač: HPGL, postscript, aj. • Většinou umějí programy pro matematiku (Matlab, …)

38. CAD • „technické kreslení na počítači“ • Univerzální (umějí všechno) nebo specializované programy (elektrotechnika, stavebnictví, atp.) • Cenově velmi náročné programy • HW klíče • Náročné na zvládnutí • Speciální periferie • Souřadnicový zapisovač • Tablet • Výstupy např. pro vyřezávačku

39. CAD • Virtuální plocha • Zoomování, panorámování • Bitová nebo vektorová grafika • Grafická primitiva: bod, čára, kruh, obdélník • Hierarchická tvorba objektů • Manipulace s objekty: přesun, kopie, zrcadlení, převracení • Rovnoběžky, zaoblení hran, kótování, šrafování • 2D, 2.5D, 3D • Vlastní makro jazyky • Knihovny prvků

40. CAD • Autocad • Původně pod DOSem • Asi nejznámější univerzální CAD • Interní jazyk na bázi Lispu • ORCAD, EAGLE • Pro návrh plošných spojů • Kreslení schémat, tahání spojů • Formica • Český SW na kreslení plošných spojů • Původní název: Ferda Mravenec 

41. Kreslení schémat • Na rozdíl od CADu zde je požadavek, přemísťovat čáry spojující objekty s pohybem těchto objektů! • VISIO • Dnes nejznámější program tohoto typu. • Byl zakoupen firmou Microsoft • Kombinuje prvky CAD a kreslení schemat • Schemata také kreslí programy typu CASE

42. Textové EDITORY • Určené pro psaní textů • Práce se znaky, řádkou, odstavcem a stránkou • Zarovnávání odstavců • Automatické číslování stránek a kapitol • Vytváření obsahu • Formátovací styly • Vkládání obrázků, tabulek, atp. • Kontrola pravopisu • WYSIWYG – What you see is what you get  • MAILMERGE – hromadné dopisy

43. Textové EDITORY • WORDSTAR • První a klasický textový editor, dominantní na 8mi bitech • Zavedl ovládání „diamantový kříž“, který byl převzat například editory v Turbo IDE firmy Borland a dalšími (T602, Qedit, …) • Vhodně využíval mnemoniku. • Měl problémy s diakritikou • Pod MS DOS a pak pod Windows ztartil postupně význam.

44. Textové EDITORY • WordPerfect • Byl dominantní pod MS DOS • Nešikovné ovládání přes klávesy F1-F10 a jejich kombinace s Alt, Ctrl a Shift. • Vynikající způsob konfigurace tiskových driverů (defakto speciální makrojazyk) • Byl dobře upravitelný pro diakritiku • Po roce 1989 vzniklo české zastoupení

45. Textové EDITORY • MS Word • Dnes asi nejrozšířenější editor od firmy Microsoft • Je součástí MS Office • Verze pro DOS nestála za nic, odobně i první verze pro Windows! • Úspěch zejména od verze 6.0. • Jeho vyspělá „inteligence“ ničí uživatele  • Makro jazyk: dříve wordbasic, dnes Visual Basic for Applications.

46. Textové EDITORY • AmiPro • První textový editor pod Windows, který byl použitelný • Neměl svého DOSového předchůdce • Rychlý a efektivní • Koupil LOTUS a přejmenoval na WordPro • T602 • Legendární textový editor české firmy pod DOS • Pracoval v grafickém režimu, tím vyřešil problém zobazení diakrtitiky na MDA, HGC a CGA kartách! • Měl sadu driverů pro všechny běžné tiskárny na ČR trhu. • Ovládání převzal z Wordstaru. • Chiwriter • Uměl psát matematické vzorečky, byl pod DOSem • Klasik • Český editor pod DOSem, lepší a hezší než T602, ale přišel na trh pozdě!

47. DTP • „tisková sazba na stole“ • Na rozdíl od textových editorů se v DTP nepíše vlastní text, ale texty se „nalévají“ do rámců na stránce. Typické například pro sazbu novin. • Programy: • Ventura Publisher • Pagemaker • QuarkPress

48. TeX • Systém původně vymyšlený matematikem na sazbu matematických textů. • Je freeware. • Text se píše v normální prostém editoru a doplňuje se značkami pro jeho zpracování. • Příkazy TeXu tvoří defakto speciální programovací jazyk.

49. Programy typu Spreadsheettabulkové procesory • Vnikly původně pro usnadnění ekonomických výpočtů • Princip: pracovní plocha je tabulka (sheet) rozdělená na buňky (cell) • V buňkách mohou být: • Konstanty: text, číslo • Výrazy: numerické i textové • Mohou v sobě obsahovat odkazy na další buňky • Výrazy se dynamicky počítají, při změně obsahu každé buňky (je možné pozastavit) • Uživatel nevidí to co je v buňce, ale vypočtený výraz!!!!

50. Spreadsheet • Visicalc • byl první program tohoto typu, který byl vytvořen už v roce 1979 pro 8mi bitový počítač Apple II. firmou Visicorp. • 1-2-3 • program firmy LOTUS (ano, program se jmenuje 1-2-3 a nikoliv Lotus!!!) Stal se standardem pro MS DOS. Přinesl rozšíření o kreslení grafů a makra. Odkoupen firmou IBM. • Quattro • Vynikající program firmy BORLAND, lepší užití než 1-2-3. Problémy s autorskými právy. Odkoupen firmou Novell později Corel. Vynikající grafika, někdy používán čistě jako program na grafy a prezentace (Windows verze). • CALC602 • Jednoduchý program od ČR firmy T602. • Microcalc • Byl přikládán jako příklad včetně zdrojového textu s překladači Turbo pascal a Turbo C, firmy Borland. • Excel • Program firmy Microsoft, dnes součást kancelářského balíku MS Office a nejrozšířenější program tohoto typu.