ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ КОМПЬЮТЕРОВ

Программное обеспечение компьютера представляет собой взаимосвязь программ разного уровня сложности и подчинения. При этом можно выделить программы различных уровней подчиненности.

Программное обеспечение компьютера можно разделить на ряд уровней:

• базовый,

• системный,

• служебный,

• прикладной.

Базовый уровень программ - самый низкий. На этом уровне происходят инициация работы компьютера после его включения и связь между различными аппаратными составляющими. Физически базовый уровень реализован в виде микросхемы ПЗУ - постоянного запоминающего устройства. В нее «зашита» программа

BIOS - Basic Input Output System (базовая система ввода-вывода). ПЗУ проверяет работу компьютера и осуществляет взаимодействие периферических его устройств: клавиатуры, мыши, жесткого диска и дисководов. ПЗУ является энергонезависимой памятью, поэтому информация в ней сохраняется постоянно, даже при выключенном компьютере.

Другим устройством базового программного уровня компьютера является CMOS, который относится также к энергонезависимой памяти. Он предназначен для подгонки программного обеспечения к конкретной архитектуре компьютера и программируется при первоначальной сборке компьютера. При изменении архитектуры компьютера CMOS может вызываться на экран монитора и перепрограммироваться. Данная микросхема постоянно подпитывается от небольшой аккумуляторной батарейки, заряда которой хватает на довольно продолжительное время, когда компьютер находится в выключенном состоянии.

Системный уровень программного обеспечения компьютера составляет операционная система, в состав которой входят ядро операционной системы и некоторые части служебных программ. В частности, в состав системного программного обеспечения входят драйверы (программы согласования) устройств, которыми оснащен компьютер.

Наиболее популярными в нашей стране являются операционные системы Windows XP, Windows 7, Windows NT, Linux, MacOSX, Unix и некоторые другие. Часть ОС, такие как, например, Linux, являются открытыми. Это означает, что коды ее свободно размещены в Интернете, доступны для пользования и возможной модификации. Другие ОС относятся к закрытым системам. 90% персональных компьютеров, находящихся в пользовании у медицинских работников нашей страны, работают по управлением операционной системы Windows XP и Windows 7.

Важной составной частью операционной системы являются драйверы, обеспечивающие взаимодействие аппаратных устройств, а также программные средства для связи человека с компьютером. Совокупность аппаратно-программных устройств, обеспечивающих связь между аппаратной частью компьютера, его программным оснащением и пользователем, называется интерфейсом. Различают интерфейсы аппаратно-программные, программные и пользовательские.

Аппаратно-программные интерфейсы обеспечивают связь между аппаратным устройством и программным обеспечением. Программные интерфейсы предназначены обеспечить внутрипрограммную связь в компьютере. Пользовательские интерфейсы призваны обеспечить взаимодействие человека с компьютером. Они могут быть сгруппированы следующим образом:

• Оконные интерфейсы:

WIMP-интерфейс (Windows, Icons, Menu, Point-and-Click - окна, пиктограммы, меню, «укажи и щелкни») OpenOffice.org 1.1.5-интерфейс.

• Интерфейс командной строки (MS-DOS).

• Файловый менеджер (FAR, NC).

• SILK-интерфейс (Speech, Image, Language, Knowledge - речь, образ, язык, знания).

• Биометрический интерфейс (радужка глаза, отпечаток пальца, фотоснимок лица).

Наибольшую популярность получили оконные интерфейсы, в частности интерфейсы, имеющие оконную графику - WIMP- интерфейсы.

Служебный уровень программного обеспечения предназначен для автоматизации работы по проверке, наладке и настройке компьютерной системы. Обычно служебные программы (их иногда называют утилитами) являются внешними по отношению к операционной системе. К служебным относятся такие программы, как файловые диспетчеры, средства сжатия данных и диска, очистки и дефрагментации диска, средства просмотра, контроля и коммуникации, восстановление системы и некоторые другие.

Операционные системы позволяют создавать комплексные документы, состоящие из фрагментов различных приложений. Так, в текст можно вставлять рисунки, графики, таблицы. Это свойство ОС получило название концепции связывания и внедрения объектов OLE (Object Linking and Embedding). При внедрении объекта, например, рисунка в текстовый документ (эта операция носит название «импорт») обе части документа - и текст и рисунок приобретают свойство единого документа (с соответствующим увеличением его объема). При сохранении документа в памяти ПК сохраняются все его части.

При связывании объекта сам объект не вставляется в документ, а вместо этого в указанное зарезервированное для него место вставляется лишь указатель на месторасположение объекта. Сам объект находится в другом приложении или в памяти ПК. Таким путем удается значительно уменьшить итоговый объем документа. При выводе документа на печать импортированный объект будет отображен на бумаге.

Метод внедрения объекта применяется при передаче документа в распечатанном или электронном виде во внешние структуры. При работе в локальной сети удобнее объекты связывать. Особенно эффективен этот метод при работе с бланками, циркулирующими в лечебном учреждении по локальной сети. При этом создается возможность централизованно отслеживать формы бланков и вносить в них необходимые коррективы.

Прикладной уровень программ обеспечивает выполнение всех пользовательских задач, для которых и предназначен компьютер.

Программы общего назначения предназначены в основном для выполнения работ, имеющих офисный характер. В принципе такие работы могут иметь характер производственной (медицинской) деятельности пользователя.

Текстовый редактор. Предназначен для создания тестовых документов, их редактирования и оформления. Более сложную функцию несет текстовый процессор, который позволяет дополнительно вводить в документ графику, таблицы, оформлять стили документов, проводить форматирование документа в целом. Наиболее популярным в России в настоящее время является тестовый процессор Microsoft Word 2010, который входит в состав пакета Microsoft Office.

Графические редакторы предназначены для создания и обработки графических изображений. Различают три типа графических редакторов: растровые, векторные и редакторы для создания и обработки трехмерной графики (BD-редакторы).

Растровые редакторы. К ним принадлежит входящий в пакет Microsoft Office редактор Adobe Photoshop 2010. Такие редакторы широко применяются в тех случаях, когда изображение насыщено цветами и имеет различную глубину яркости. К таким изображениям относится большинство медицинских образов - внутренних органов, тканей, поверхности тела человека и др. Матричные изображения состоят из элементарных объектов - точек, или пикселей, и имеют разрешение по горизонтали и вертикали. В качестве упрощенного варианта в MicrosoftOffice входят растровые редакторыРаі^ и PaintNET.

Векторные редакторы Adobe Illustrator, CorelDraw, Microsoft Visio. Они предназначены в основном для художественной и профессиональной рисованной графики. Элементарным объектом такого редактора является не точка, как в растровом редакторе, а линия. В медицинской практике они используются очень редко.

Табличные процессоры. Их относят к одним из важных средств офисной работы, в том числе в медицинской практике.

Система управления базами данных Microsoft Access 2010. Она предназначена в основном для работы с большим массивом близких по характеру данных. Эта система облегчает ведение и анализ значительных массивов данных. В медицинской практике применяется в основном на уровне крупных управлений здравоохранением.

Презентационный пакет PowerPoint - 2010. Позволяет создавать и художественно оформлять демонстрацию лекций, отчетов, научных докладов, выступлений на конференциях. Этот пакет используется также в презентациях рекламного характера.

Редактор HTML (Web-страниц). Применяется главным образом для создания и редактирования Web-документов. Важ-

ность этого для медицины сейчас огромна в связи с широким развитием Интернета и представительства в нем медицинских учреждений.

Браузеры. Эти программы предназначены для просмотра электронных документов в Интернете, выполненных в формате HTML. Браузеры являются, как правило, мультимедийными приложениями. Они могут воспроизводить, наряду с текстом и графикой, звук (речь, музыку) и видеоряд (видеоклипы различной продолжительности). Наиболее распространенные браузеры в настоящее время: Mozilla Firefox, Google Chrome, Internet Explorer.

Рис.4.10. Трехмерное изображение толстой кишки, полученное на компьютерном томографе - виртуальная колоноскопия

Программы создания трехмерных изображений (3DMax и др.). Стали внедряться в медицинскую практику только в последнее время, когда возникла потребность в трехмерной графике, например, при выполнении стереотаксических операций или пластических хирургических вмешательств. Определенное значение трехмерная графика получила в средствах визуализации внутренних органов средствами лучевой диагностики (рис. 4.10).

Прикладные программы специального назначения призваны обеспечить качественную медицинскую деятельность.

Обычно они являются частью медицинских информационных систем. По каждой медицинской специальности можно встре-

Рис.4.11.Пакеты прикладных программ для компьютерного томографа фирмы Сименс: 1 - нейропакет, 2 - онкологический пакет,

3 сердечно-сосудистый пакет, 4 - пакет неотложных состояний

тить также большое количество специальных программ, носящих разнообразный характер: информационный, справочнобиблиографический, обучающий. Нередко специальные прикладные программы медицинского назначения являются составной частью аппаратно-компьютерных медицинских комплексов. На рис. 4.11 представлены пакеты прикладных программ компании Сименс для диагностики ряда патологических состояний при компьютерной томографии.