Бағдарламалық жасақтама

1. объектінің табиғи пішіміне неғұрлым толық сәйкес келетін виртуальдық каркасын жобалап және құру қажет;
2. көнекілеудің физикалық қасиеттері бойынша табиғиға ұқсас виртуалдық материалдарды жобалап және жасау қажет;
3. материалдарды объекті беттерінің бөліктеріне меншіктеу қажет;
4. кеңістіктіктің физикалық параметрлерін құру қажет – жарықты, гравитацияны, атмосфера қасиеттерін беру керек;
5. объектілердің қөзғалыс траекторияларын беру қажет;
6. кадрлардың қорытындыға жету тізбегін есептеу қажет;
7. беттік эффектілерді қорытынды анимациялық білікке салу керек;

Табиғиға ұқсас кескіндерді  есептеу үрдісін рендеринг  деп атайды. Күрделі математикалық модельдерді қолдану физикалық эффектілерді жүзеге асырауға мүмкіндік жасайды (жарылыстар, жаңбыр, от, түтін, тұман). Әртүрлі процедуралық эффектілер мен бөлшектер жүйелерінің байланысын есептеудің әдістері бар.

Қолданылуы.  Нақты уақыт режімінде үш өлшемді моделдеудің ерекше қолдану облысын техникалық құралдардың жаттықтырғыштары құрайды – автомобильдердің, кемелердің, ұшу және космостық аппараттардың. Оларда объектілердің техникалық параметрлері мен қоршаған ортаның физикалық қасиеттерін дәл жүзеге асыру қажет. Дәл осы уақытта ең жетілдірілген мұндай құрылғылар космостық кемелер мен әскери ұшу аппараттарын басқаруға үйрету үшін жасалған.

Үш өлшемді  графикалы өңдеудің программалық жабдықтары. Ондай жабдықтарды үш десте құрады. Олар үлкен қуатты ДК-да Windows NT операциялық жүйесінің басқаруымен жұмыс істейді.

1. 3D Studio MAX - Kinetix фирмасының жартылай мамандаедырылған программасы, бірақ оның жабдықтары өлі дүниенің сапалы үш өлшемді кескіндерін жасауға мүмкіндік береді;
2. Softimage 3D – Microsoft фирмасының жабдығы. Программаның ерекшелігі - модельдеудің кең мүмкіндіктері, басқарылатын физикалық және кинематографиялық параметрлердің көптігі;
3. Maya – Alias, Wavefroht, TDI  компанияларының консорциумы жасаған. Әртүрлі операциялық жүйелер үшін нұсқалары бар, модульдық құрылымды және төмендегідей блоктардан тұрады:

1. BASE, программаның ядросын құрайды, негізгі моделдеу құралдарын басқарады;
2. Maya F/X, қосымша модулдер жиынтығы, бөлшектер жүйелерін өңдеу эффектілерін және жұмсақ денелердің әсерлесуін моделдеуді басқарады;
3. Maya Power Modeler, полигондық және сплайндық моделдеудің қуатты құралдары;
4. Maya Cloth, киімдерді моделдеуге арналған және т.б.

Қазіргі заманда үш өлшемді  графиканы құру мен өңдеудегі  ең алдыңғы қатарлы десте болып Maya саналады.

Графикалық мәліметтерді көрсету. Компьютерлік графикада кескіндерді сақтау файлдары пішімдерінің ең кемінде 30-дай түрі қолданылады. Бірақ олардың бір бөлігі ғана стандарт бола алды және көпшілік программаларда қолданылады:

• TIFF (жоғарғы сапалы растрлық кескіндерді сақтауға арналған пішім (.TIF)  Көпшілік графикалық, беттеу, дизайнерлік программаларда қолданылады);
• PSD (Adobe Photoshop программасының өзіндік форматы, растрлық графикалық ақпараттарды сақтаудың мүмкіндіктері жоғары пішімдерінің бірі);
• PSX  (Painbruch  программасының растрлық мәліметтерді сақтау пішімі);
• Windows Bitmap (Windows операциялық жүйесінде растрлық кескіндерді сақтау пішімі (.BMP). Осы ортада жұмыс істейтін қосымшаларда қолданылуы мүмкін);
• PNG (кескіндерді Интернетте жариялау үшін сақтау пішімі);
• WMF (Windows 95 операциялық жүйесінде векторлық кескіндерді сақтау пішімі).

Кілттік сөздер: қолданбалы программалық жасақтама, мәтіндік редактор, мәтіндік пішімдер,  электрондық кесте, жұмыс кітабы, электрондық бет, ұяшық, ұяшық адресі, ұяшықтар диапазоны, ұяшыққа сілтеме, салыстырмалы сілтеме, абсолютті сілтеме, формула, функция, шеберлер, диаграмма, компьютерлік графика, растр, примитив(қарапайымдар), үш өлшемді графика, рендеринг, графикалық мәліметтер пішімдері, растрлық графика, векторлық графика, фрактальдық графика, пиксель, мәліметтер қоры, мәліметтер қорын басқару жүйелері, объект, атрибут, байланыс, кесте, пішім, сұраныс.

ЭЕМ-ға жаңа программаларды құруды қамтамасыз ететін аспаптар құралдары(инструменталды).

Аспаптар құралдары(инструменталды) – бұл ЭЕМ-ға программаларды құруға немесе өзгертуге арналған программа  пакеттері. Қәзіргі заманның программалау жүйелері жаңа программаларды құруға программистке күшті және ыңғайлы  құралдарды ұсынады Мысал ретінде  осы курста үйренетін Турбо Паскаль  тілін келтіруге болады.

Программаны түрлі тәсілдер бойынша құруға болады. Оған қойылытын негізгі талап – оның сапалы және пайдаланушыға түсінікті болуында. Әдетте бұл үшін курделі информация алдын-ала тұжырымды бірнеше бөліктерге бөлініп алынады да, олардың әрқайсысына арналған жеке-жеке программа құрылады. Осыдан соң олар көмекші программалар ретінде қарастырылып түрлі тәсіл бойынша бір программаға біріктіріледі. Компьютерде есепті шешу – бұл адам мен компьютердің бірігіп жұмыс істеу нәтижесі. Бұл процесті – бірнеше тізбектелген кезеңдер ретінде қарастыруға болады. Адам творчествалық жұмыстарды атқарады : есептің қойлымын анықтау, есепті алгоритмдеу және программалау, есептің нәтижелерін талдау, ал компьютер – өңделген алгоритм бойынша информацияны өңдеу этаптарын орындайды.

Программалау тілдерінің даму тарихы және оларды топтау негіздері

Бірінші пайда болған программалау тілдері өте қарапайым болатын. Олардың командалары компьютерге түсінікті 1 және 0 сиволдарының тізбектерінен тұратын.Әр командаға сәйкес машиналық кодтарды жатқа білу программистке қиын болғанымен, машиналық кодтар арқылы жазылған программалар есептеу машинасының жадына көп талап коймайды. Сондықтан олар жүйелік программаларды, драйверлерді және трансляторларды құруға ыңғайлы.

ЭЕМ мен адам арасындағы қатынасты жеңілдету үшін Ассемблер  типті программалар құрылды Айнымалы шамалар символды аттармен белгіленіп, әр команданың машиналық коды мнемоникалық белгілеулерге ауыстырылды. Ассемблер тілдері аз да болса адам тіліне ұқсастырылды.

Бірінші пайда болған тілдердің біреуі – Фортран ( 50-ші жылдардың ортасы) Өзінің қарапайымдылығынан және бұл тілде жазылған программалардың көптігінен ол қазіргі күнге дейін қолданылады. Оның қолдану саласы – инженерлік, ғылыми есептеулер.

ЭЕМ-ді қолдану көпжақты болғандықтан арнайы есептерді шешу үшін түрлі тілдер құрылды. Мысалы:

Тарихта бiрiншi болып процедуралық құрылымды программа пайда болды. Оған сәйкес программист өз программасында қандай процедураны қолданатынын таңдап және бұл процедураларды iске асыру үшiн қандай алгоритм керек екенiн алдын-ала бiлу қажет едi. Бұл идеяның пайда болу себебi, есептеулердiң алгоритмдiк жағынан толығымен зерттелмегендiгi. Процедураға -бейiмделген тiлдiң мысалы ретiнде Фортран тiлiн айтуға болады. Бұл тiл бiрiншi және кең қолданылатын программалау тiлдердiң бiрi. Процедуралы құрылымды идеяның қолданылуы – программалардың кеңейтiлген кiтапханаларын құруға түрткі болды. Олардың қүрамында көптеген қарапайым процедуралар орын алады.

Есептеушi математика аумағында программалау жүйесi процедурадан ауыса бастады. Нәтижесiнде күрделi программалардың эффективтi құрылуы – берiлгендердiң дұрыс қолдануын бақылау екендiгi анықталды. Бақылау – компиляция кезеңiнде де, программаны жүргiзу кезiнде де жүзеге асырылуы тиiс. Әйтпесе, практика көрсеткендей күрделi программалық проектiлердi құрудың қиыншылықтары артады. Бұл мәселенi шешудiң нәтижесiнде Алгол-60, кейiнiрек Паскаль, Модуль-2, Си және т.б.программалау тiлдерi жетiлдi.

Симула-67 тiлiнен бастап программалауда объектi-бейiмделген деген жаңа әдiс пайда болды. Оның негiзгi идеясы берiлгендер мен бұл берiлгендердi өңдеу процедуралармен бiртұтас объект етiп байланыстыру б.т. Объектiлердiң мiнездi көрсеткiшi, берiлгендердiң инкапсуляциясы мен алгоритмдердi өңдеу. Нәтижесiнде берiлгендер де, процедуралар да көбiнесе өзiндiк мағынасын жоғалтады.

Объектi-бейiмделген программалаудың(ОБП) мұмкiншiлiктерi толығымен тек кұрделi программа қүрғанда көрiнедi. Сонымен қатар, инкапсуляция объектiге ерекше «өзiндiк» программаның басқа бөлiктерiнен тәуелсiз қасиет бередi. Дұрыс құрылған объектiде керектi iс-әрекеттi жүзеге асыру үшiн қажеттi берiлгендер және оларды өңдейтiн процедуралар бар.

Қорытынды

Сонымен, программалық жасақтама – белгілі бір типтегі есептеуіш машиналар кластарына арналған, оның аппараттақ құралдарының жан – жақты қызметін, сонымен қатар пайдаланушының оның есептеу ресурстарына мұқтаж кез келген есептерін шығаруын жүзеге асыратын программалар жиынтығы.

ЭЕМ-ға арналған программалық жасақтамаларды функционалдық  қызметтеріне байланысты төмендегідей түрлерге бөледі:

-жүйелік ПЖ;

-инструменталдық ПЖ;

-қолданбалы  ПЖ;

Қазіргі замандағы  ЭЕМ және олардың жүйелерінің  жалпы архитектурасында икемді компонента болып программалық жасақтама  (ПЖ-Software) табылады. Программалық жасақтама аппараттық жасақтаманың (АЖ: Hardware) әртүрлі режімдердегі қызметін қамтамасыз етіп қана қоймай, сонымен қатар есептерді дайындап, жөндеуден өткізу, шығару үрдістеріне ыңғайлы, жетілдірілген пайдаланушы интерфейсін береді. Қазіргі заманда «ЭЕМ архитектурасында аппараттық құралдар (яғни аппараттық жасақтама) басты орын алады» деген көзқарас өзгерді, себебі программалық құралдардың жаңалықтары аппараттық құралдардан басым түсуде (мұндай тенденциялар әртүрлі халықаралық көрмелерден де айқын көрінеді). Мысалы, мекемелерге қажетті автоматтандырылған жұмыс орындары (АЖО; инженер – жобалаушының, ғылыми қызметкерлердің, т,с,с,.) құндылығы тұрғысынан сәйкес класты компьютерлерден бірнеше есе басым түсуде. Сондықтан да, қазіргі уақытта программалық жасақтама аппараттық жасақтаманың мүмкіндіктерін жетілдіретін және онымен пайдаланушының белгілі бір программалық құралдардың негізінде тікелей жұмыс істеуіне мүмкіндік беретін сыртқы қоршам болып табылады.