Реферат.
http://www.pjatjorochnik.ru
Internet. Принципы работы. Определения и понятия.
Internet - Всемирная система для связи небольших компьютерных сетей между собой посредством специального набора протоколов обмена, известный как ТСР/IР. Internet образует как бы ядро, обеспечивающее связь различных информационных сетей, принадлежащих различным учреждениям во всем мире, одна с другой и фактически состоит из множества локальных и глобальных сетей, принадлежащих различным компаниям и предприятиям, связанных между собой различными линиями связи. Если ранее сеть использовалась исключительно в качестве среды передачи файлов и сообщений электронной почты, то сегодня решаются более сложные задачи распределенного доступа к ресурсам. Были созданы оболочки, поддерживающие функции сетевого поиска и доступа к распределенным информационным ресурсам, электронным архивам, вплоть до доступа к суперкомпьютерам. В архивах свободного доступа сети Internet можно найти информацию практически по всем сферам человеческой деятельности, начиная с новых научных открытий до прогноза погоды на завтра.
Большую часть времени пользователи Internet проводят World Wide Web (Всемирная Расширенная Сеть - чаще просто Web или WWW), так называемой Всемирной паутины. Web - это большое количество Web-серверов, на которых хранятся данные, для удобства работы выполненные в виде текстовых и/или графических страниц с гипертекстовыми ссылками на другие страницы или Web-серверы. Если ссылка вас заинтересовала, то можете перейти на нужную страницу, где бы она ни находилась, совсем рядом или на другом конце земного шара. В этом преимущество WWW: перед вами огромное структурированное хранилище данных. Если представить себе, как подключены различные Web-серверы и выполнены ссылки с одной страницы на другую, то становится понятно название, потому что это и впрямь выглядит как сложная невидимая электронная паутина.
Серверы Web - это специальные компьютеры, на которых хранятся страницы с информацией и которые обрабатывают запросы от других машин. Когда вы попадаете на какой-либо сервер Web; последний посылает вам страницу с данными. На вашем компьютере специальная программа - браузер - преобразует полученный документ в удобный для чтения и просмотра вид и отображает информацию на экране.
Как правило, каждый Web-сервер установлен в какой-либо фирме или организации, что обусловливает специфичность информации на каждом из них. Это самый дешевый способ представить свою информацию для обозрения другими людьми.
Кроме того, Internet предоставляет уникальные возможности дешевой, надежной и конфиденциальной глобальной связи по всему миру. Использование инфраструктуры Internet для международной связи обходится значительно дешевле прямой компьютерной связи через спутниковый канал или через телефон. В настоящее время в сети Internet используются практически все известные линии связи от низкоскоростных телефонных линий до высокоскоростных цифровых спутниковых каналов. Сообщения циркулируют регулярно по кругу. Рабочая станция посылает по определенному конечному адресу информацию, предварительно получив из кольца запрос. Пересылка сообщений является очень эффективной, так как большинство сообщений можно отправлять по кабельной системе одно за другим. Очень просто можно сделать кольцевой запрос на все станции. Продолжительность передачи информации увеличивается пропорционально количеству рабочих станций, входящих в вычислительную сеть. Все услуги предоставляемые сетью Internet можно условно поделить на две категории: обмен информацией между абонентами сети и использование баз данных сети.
Все программное обеспечение сети также можно поделить на клиентское и серверное. При этом программное обеспечение сервера занимается предоставлением сетевых услуг, а клиентское программное обеспечение обеспечивает передачу запросов серверу и получение ответов от него. Электронная почта - самая распространенная услуга сети Internet. В настоящее время свой адрес по электронной почте имеют приблизительно 20 миллионов человек. Сообщение, посланное по электронной почте дойдет до адресата практически мгновенно и максимум через несколько часов.
Intranet. Принципы работы. Определения и понятия.
Intranet - это использование Интернет-технологий внутри локальной сети организации (компании) с целью достижения лучших результатов, по сравнению с традиционными способами, в обеспечении доступа к информации и передачи данных. Использование Intranet помогает сократить расходы, сделать более легким, универсальным и быстрым доступ к повседневной информации.
Intranet - это локальная или территориально распределенная сеть, закрытая от внешнего доступа из Internet. Такая сеть использует публичные каналы связи, входящие в Internet, но при этом обеспечивается защита передаваемых данных и меры по пресечению проникновения извне на корпоративные узлы. Сейчас фирмы, занимающиеся электронным бизнесом в Internet, имеют смешанную сеть, в которой подмножество внутренних узлов корпорации составляет Intranet, а для внешних узлов (как правило, Web-серверы) предложен термин Extranet. В ряде случаев при жестких требования к безопасности эти сети приходится разграничивать физически.
Приложения в Intranet основаны на применении Internet-технологий и в особенности Web-технологии: гипертекст в формате НТМL, протокол передачи гипертекста НТТР и интерфейс серверных приложений СGL. Составными частями Intranet являются Web-серверы для статической или динамической публикации информации и браузеры для просмотра и интерпретации гипертекста.
Иерархические базы данных.Различают несколько типов баз данных (БД): иерархические, сетевые, реляционные. При работе с БД выделяют несколько последовательных этапов:
проектирование базы данных;
создание структуры базы данных;
заполнение базы данных;
просмотр и редактирование базы данных;
сортировку базы данных;
поиск необходимой записи;
выборку информации;
создание отчетов.
Как правило, большинство популярных систем управления базами данных поддерживают эти этапы и предоставляют удобный инструментарий для их реализации. Иерархическая модель организует данные в виде древовидной структуры.
К основным понятиям иерархической структуры относятся: уровень, элемент (узел), связь. Дерево представляет собой иерархию элементов, называемых узлами. Узел - это совокупность атрибутов данных, описывающих некоторый объект. На самом верхнем уровне иерархии имеется один и только один узел - корень. Каждый узел, кроме корня, связан с одним узлом на более высоком уровне, называемым исходным для данного узла. Ни один элемент не имеет более одного исходного. Каждый элемент может быть связан с одним или несколькими элементами на более низком уровне. Они называются порожденными.
К каждой записи базы данных существует только один (иерархический) путь от корневой записи.
В качестве примера можно привести файловую структуру Windows. Объекты, более близкие к корню, называют предками, потомками называют объекты более низкого уровня. При этом объект-предок может иметь несколько потомков или совсем их не иметь. Разумеется, что объект-потомок обязательно имеет одного предка. Объекты, имеющие одного предка, называют близнецами.
Реляционные базы данных.
Понятие "реляционный" (relation - отношение) связано с разработкам известного американского специалиста в области систем баз данных Е. Кодда. Эти модели характеризуются простотой структуры данных, удобным для пользователя табличным представлением и возможностью использования формального аппарата алгебры отношений и реляционного исчисления для обработки данных. Реляционная модель ориентирована на организацию данных в виде двумерных таблиц. Например, реляционной таблицей можно представить информацию о студентах, обучающихся в вузе:
№ личного дела Фамилия Имя Отчество Дата рождения Группа
16493 Сергеев Петр Михайлович 01.01.1976 111
16593 Петрова Анна Владимировна 15.03.1975 13
Реляционная модель данных является совокупностью взаимосвязанных двумерных таблиц объектов модели.
Связи между двумя логически связанными таблицами в реляционной модели устанавливаются по равенству значений одинаковых атрибутов эти таблиц. Каждая реляционная таблица представляет собой двумерный массив и обладает следующими свойствами:
каждый элемент таблицы - один элемент данных;
все столбцы в таблице однородные, т.е. все элементы в столбце имеют одинаковый тип (числовой, символьный и т.д.) и длину;
каждый столбец имеет уникальное имя;
одинаковые строки в таблице отсутствуют;
порядок следования строк и столбцов может быть произвольным.
При описании реляционной модели часто используют следующие термины: отношение, кортеж, домен.
Отношения представлены в виде таблиц, строки которых соответствуют записям (кортежам), а столбцы - полям, атрибутам отношений (доменам). Поле, каждое значение которого однозначно определяет соответствующую запись, называется простым ключом (ключевым полем). Если записи однозначно определяются значениями нескольких полей, то такая таблица базы данных имеет составной ключ.
Между двумя реляционными таблицами могут быть сформированы связи. Различные таблицы, могут быть связаны между собой через общее поле данных.
Благодаря имеющимся связям достигаются следующие преимущества:
1. Удается избежать дублирования информации. Все необходимые данные можно хранить только в одной таблице.
В реляционных базах данных легко производить изменения.
В нереляционных базах данных сложно передать все имеющиеся зависимости, т.е. связать друг другом данные из различных таблиц. Реляционная база данных выполняет все эти действия автоматически.
В реляционных базах данных удается легко избежать установления ошибочных связей между различными таблицами данных, а необходимый объем памяти сокращен до минимума.
Информационные процессы и системы. Основные понятия.Информационным процессом можно назвать такой процесс, в результате которого осуществляется поиск, сбор, хранение, обработка, кодирование и передача информации. С информационными процессами человек сталкивается с детства. Для того, чтобы получать и передавать сведения, знания, выражать свое мнение, людям необходимо общаться друг с другом. Это называется коммуникацией и является основой информационных процессов в обществе.
Информационные системы - раздел информатики, связанный с решением вопросов по анализу потоков информации в различных сложных системах, их оптимизации, структурировании, принципах хранения и поиска информации. Информационно-справочные системы, информационно-поисковые системы, гигантские современные глобальные системы хранения и поиска информации (включая широко известный Internet) в последнее время привлекают внимание все большего круга пользователей. Без теоретического обоснования принципиальных решений в океане информации можно просто захлебнуться. Известным примером решения проблемы на глобальном уровне может служить гипертекстовая поисковая система WWW, а на значительно более низком уровне - справочная система, к услугам которой мы прибегаем, набрав телефонный номер 118 (бывшая 09).
Информационные ресурсы. Определения и понятия.
Одним из важнейших понятий в информатике является понятие информационного ресурса (ИР). (Ресурс - запас, источник чего-либо).
В индустриальном обществе известно несколько основных видов ресурсов: материальные, природные, трудовые, финансовые, энергетические. В информационном обществе акцент внимания смещается на информационный ресурс, который всегда существовал, но не рассматривался как экономическая категория.
В настоящее время не выработано абсолютно точного единого определения ИР. Приведем несколько из принятых определений.
ИР - знания, подготовленные людьми для социального использования в обществе и зафиксированные на материальном носителе. Эти знания материализованы в виде документов, баз данных, баз знаний, алгоритмов, компьютерных программ, произведений искусства, литературы, науки.
ИР - документы и массивы документов в информационных системах (библиотеках, архивах, фондах, банках данных и др. информационных системах). Документ - материальный объект с зафиксированной на нем информацией в виде текста, звукозаписи или изображения, предназначенный для передачи во времени и пространстве в целях хранения и общего пользования.
В настоящее время не разработана методология количественной и качественной оценки ИР, а также прогнозирования потребностей в них. Это снижает эффективность информации, накапливаемой ИР. ИР страны, региона, организации являются стратегическими ресурсами, аналогичными по значимости запасам сырья, энергии и т.д.
Информационные технологии. Определения и понятия.Согласно определению, принятому ЮНЕСКО, информационная технология - это комплекс взаимосвязанных, научных, технологических или инженерных дисциплин, изучающих методы эффективной организации труда людей, занятых обработкой и хранением информации; вычислительную технику и методы организации и взаимодействия с людьми и производственным оборудованием, их практические приложения, а также связанные со всем этим социальные, экономические и культурные проблемы. Сами информационные технологии требуют сложной подготовки, больших первоначальных затрат и наукоемкой техники. Их введение должно начинаться с создания математического обеспечения, формирования информационных потоков в системах подготовки специалистов. Информационная технология (ИТ) - совокупность средств и методов сбора, обработки и передачи данных (первичной информации) для получения информации нового качества о состоянии объекта, процесса или явления. Информационной технологии присущи следующие свойства:
высокая степень расчлененности процесса на стадии, что открывает новые возможности для его рационализации и перевода на выполнение с помощью машин. Это - важнейшая характеристика машинизированного технологического процесса;
системная полнота (целостность) процесса, который должен включать весь набор элементов, обеспечивающих необходимую завершенность действий человека при достижении поставленной цели;
регулярность процесса и однозначность его фаз, позволяющие применять средние величины при их характеристике, и, следовательно, допускающие их стандартизацию и унификацию. В результате появляется возможность учета, планирования, диспетчеризации информационных процессов.
Кибернетика. Определения и понятия.Кибернетика (от греч. kybernetike - искусство управления) – наука об управлении, связи и переработке информации. Основной объект исследования - кибернетические системы, рассматриваемые абстрактно, вне зависимости от их материальной природы. Примеры кибернетических систем - автоматические регуляторы в технике, ЭВМ, человеческий мозг, биологические популяции, человеческое общество. Каждая такая система представляет собой множество взаимосвязанных объектов (элементов системы), способных воспринимать, запоминать и перерабатывать информацию, а также обмениваться ею. Современная кибернетика состоит из ряда разделов, представляющих собой самостоятельные научные направления. Теоретическое ядро кибернетики составляют информации теория, теория алгоритмов, теория автоматов, исследование операций, теория оптимального управления, теория распознавания образов. Кибернетика разрабатывает общие принципы создания систем управления и систем для автоматизации умственного труда. Основные технические средства для решения задач кибернетики - ЭВМ. Поэтому возникновение кибернетики как самостоятельной науки (1948) связано с созданием в 40-х годах XX века этих машин, а развитие кибернетики в теоретических и практических аспектах - с прогрессом электронной вычислительной техники.
Понятие о кодировании информации. Коды и форматы для обмена информацией.Для определения количества информации нужно найти способ представить любую ее форму (символьную, текстовую, графическую) в едином виде - т.е. суметь эти формы информации преобразовать так, чтобы она получила единый стандартный вид. Таким видом стала так называемая двоичная форма представления информации. Она заключается в записи любой информации в виде последовательности только двух символов. Эти символы могут на бумаге обозначаться любым способом: буквами А, Б; словами ДА, НЕТ. Однако ради простоты записи взяты цифры 1 и 0. В электронном аппарате, хранящем либо обрабатывающем информацию, рассматриваемые символы могут также обозначаться по-разному: один из них - наличием в рассматриваемой точке электрического тока либо магнитного поля, второй - отсутствием в этой точке электрического тока либо магнитного поля. Вся информация, которая попадает в компьютер, преобразуется в последовательность электрических импульсов. Наличие импульса принято обозначать (1), а его отсутствие (0). Такая последовательность 1 и 0 называется машинным языком, а способ кодирования - двоичным (бинарным) языком. Минимальная "ячейка" памяти, которая может принимать одно из двух устойчивых состояний, 1 или 0 - называется 1 бит информации. Таким образом, количество информации в битах равно количеству цифр двоичного машинного кода. Рассмотренный процесс получения двоичной информации об объектах исследования называют кодированием информации. Кодирование информации перечислением всех возможных событий очень трудоемко. Поэтому на практике кодирование осуществляется более простым способом. Он основан на том, что один разряд последовательности двоичных цифр имеет уже вдвое больше различных значений - 00, 01, 10, 11,- чем одноразрядная (0 и 1). Трехразрядная последовательность имеет также вдвое больше значений - 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, 111, - чем двухразрядная, и т.д. Добавление одного разряда увеличивает число значений вдвое.
Таким образом, информация описывается многоразрядными последовательностями двоичных чисел. Поэтому для удобства эти последовательности объединяются в группы по 8 бит. Такая группа именуется байтом, например число - 11010011 - эта информация величиной один байт.
Компьютеры могут обрабатывать только информацию, представленную в специально закодированной числовой форме. При вводе документов, текстов вводимые символы кодируются определенными числами, а при выводе их для чтения человеком по каждому числу строится изображение символа. Соответствие между набором символов и их кодами называется кодировкой символов. Как правило, код символа храниться в одном байте, поэтому коды символов могут принимать значения от 0 до 255, Такие кодировки называются однобайтными, они позволяют использовать до 256 различных символов. Впрочем, в настоящее время все большее распространение приобретает двухбайтовая кодировка Unicode (256 х 256), в ней коды символов могут принимать значения от 0 до 65535. В этой кодировке имеются номера для практически всех применяемых символов. При разработке IBM РС фирма IBM заложила в эти компьютеры (точнее, в знакогенераторы видеоконтроллеров) кодировку символов. Так при выводе на экран символа с кодом 74 на экране изображалась буква j, при выводе символа с кодом 171 - дробь и т. д. Разумеется, производители принтеров и других устройств также стали следовать предложенной фирмой IBM кодировке, так что она стала фактически стандартом. В кодировке IBM символы с кодами 32-127 соответствовали общеупотребительной кодировке ASCII, содержащей латинские буквы, знаки препинания, скобки, специальные знаки и пробел. А на позициях 128-255 и 0-31 фирма IBM поместила символы западноевропейских алфавитов, символы псевдографики, позволяющие рисовать на экране рамке и диаграммы, некоторые греческие буквы и специальные символы. Поскольку в кодировке IBM отсутствуют символы кириллицы, то в нашей стране были созданы различные модификации таблицы кодов IBM, содержащие символы кириллицы. Некоторое время применялось несколько разных таблиц кодировок, что создавало значительные неудобства. Однако очень скоро подавляющим большинством пользователей стала применяться кодировка, так называемая «модифицированная альтернативная кодировка ГОСТа». В этой кодировке русские буквы расположены на тех позициях, где в кодировке IBM находятся относительно редко используемые символы национальных алфавитов и греческие буквы. А остальные символы имеют те же коды, что в кодировке символов IBM, что обеспечивает возможность использования зарубежных DOS-программ без изменений. В графической среде Windows кодовые таблицы, разработанные для IBM РС, являются во многом морально устаревшими. Действительно, в Windows, как правило, не требуются псевдографические символы, использовавшиеся в текстовом режиме DOS-программ для рисования линий и диаграмм: в Windows можно нарисовать любые линии непосредственно. С другой стороны, в кодовой таблице IBM РС не хватало многих символов европейских языков. Поэтому фирма Microsoft разработала для Windows новую кодовую таблицу. Эта кодировка называется ANSI-кодировкой, она используется для всех текстовых шрифтов в английской версии Windows. Для русскоязычных пользователей стандартная ANSI-кодировка тоже непригодна, так как она не содержит русских букв. Поэтому в русской версии Windows, разработанной фирмой Microsoft, а так же при использовании различных русификаторов Windows употребляется модифицированная, «русская» версия ANSI-таблицы. Данная кодировка используется в Windows для всех текстовых шрифтов, содержащих русские буквы.
В информационных документах широко используются не только русские, но и латинские буквы, цифры, математические знаки и другие специальные знаки - всего примерно 200-250 символов. Поэтому для кодировки всех указанных символов используется восьмиразрядная последовательность цифр 0 и 1. Следует отметить, что указанный способ кодирования используется тогда, когда к нему не предъявляются дополнительные требования. Допустим необходимо указать на возникшую ошибку, исправление ошибки, обеспечить секретность информации. В этих случаях применяют специальное кодирование, при использовании которого коды получаются несколько длиннее.
Для представления графической информации в двоичной форме используется так называемый поточечный способ. На первом этапе вертикальными и горизонтальными линиями делят изображение. Чем больше при этом получилось квадратов, тем точнее будет передана информация о картинке. Как известно из физики, любой цвет может быть представлен в виде суммы различной яркости зеленого, синего, красного цветов. Поэтому информация о каждой клетке будет иметь Довольно сложный вид. Перед тем как кодировать любую информацию, необходимо договориться о том, какие используются коды, в каком порядке они записываются, хранятся и передаются Это называется языком представления информации.
Локальные компьютерные сети. Типы структур. Технические возможности.Локальные вычислительные сети (ЛВС, англ. LAN – Lokal Агеа Network) это коммуникационная система, которая поддерживает в пределах одного здания или некоторой ограниченной территории один или несколько высокоскоростных каналов передачи информации, предоставляемых подключаемых абонентским системам для кратковременного пользования. Благодаря такому соединению пользователь может взаимодействовать с другими рабочими станциями, подключенными к этой ЛВС. В производственной практике ЛВС играют очень большую роль. Посредством ЛВС в систему объединяются персональные компьютеры, расположенные на многих удаленных рабочих местах, которые используют совместно оборудование, программные средства и информацию. Рабочие места сотрудников перестают быть изолированными и объединяются в единую систему. Преимущества, получаемые при сетевом объединении персональных компьютеров в виде вычислительной сети:
разделение ресурсов - позволяет экономно использовать ресурсы, например, управлять периферийными устройствами, такими как лазерные печатающие устройства, со всех присоединенных рабочих станций
разделение данных - предоставляет возможность доступа и управления базами данных с периферийных рабочих мест, нуждающихся в информации.
разделение программных средств - предоставляет возможность одновременного использования централизованных, ранее установленных программных средств.
разделение ресурсов процессора - возможно использование вычислительных мощностей для обработки данных другими системами, входящими в сеть. На имеющиеся ресурсы, не "набрасываются" моментально, а только лишь через специальный процессор, доступный каждой рабочей станции.
многопользовательский режим – многопользовательские свойства системы содействуют одновременному использованию централизованных прикладных программных средств, ранее установленных и управляемых, например, если пользователь системы работает с другим заданием, то текущая выполняемая работа отодвигается на задний план.
Для объединения компьютеров в локальную сеть требуется вставить в каждый подключаемый к сети компьютер сетевой контроллер, который позволяет компьютеру получать информацию из локальной сети и передавать данные в сеть, и соединить компьютеры кабелями, по которым происходит передача данных между компьютерами, а также другими подключенными к сети устройствами.
Для обеспечения функционирования локальной сети часто выделяется специальный компьютер-сервер, или несколько таких компьютеров. На дисках серверов располагаются совместно используемые программы, базы данных и т.д. Остальные компьютеры локальной сети часто называются рабочими станциями. На тех рабочих станциях, где требуется обрабатывать только данные на сервере (например, вводить сведения в совместно используемую базу данных о заказах и продажах), часто для экономии (или по соображениям безопасности) не устанавливают жестких дисков. В сетях, состоящих более чем из 20-25 компьютеров, наличие сервера обязательно - иначе производительность сети будет неудовлетворительной. Сервер необходим и при совместной работе с какой-либо базой данных.
Иногда серверам назначается определенная специализация (хранение данных, программ, обеспечение модемной и факсимильной связи, вывод на печать и т. д.). Серверы, как правило, не используются в качестве рабочих мест пользователей. Серверы, обеспечивающие работу с ценными данными, часто размещаются в изолированном помещении, доступ в которое имеют только специально уполномоченные люди.
Все ЛВС работают в одном стандарте, принятом для компьютерных сетей - в стандарте Open Systems Interconnection (OSI).
Топология локальных сетей: Концепция топологии сети в виде звезды пришла из области больших ЭВМ, в которой головная машина получает и обрабатывает все данные с периферийных устройств как активный узел обработки данных. Вся информация между двумя периферийными рабочими местами проходит через центральный узел вычислительной сети, Пропускная способность сети определяется вычислительной мощностью узла и гарантируется для каждой рабочей станции. Кабельное соединение довольно простое, так как каждая рабочая станция связана с узлом. Затраты на прокладку кабелей высокие, особенно когда центральный узел географически расположен не в центре топологии. При расширении вычислительных сетей не могут быть использованы ранее выполненные кабельные связи: к новому рабочему месту необходимо прокладывать отдельный кабель из центра сети. Производительность вычислительной сети в первую очередь зависит от мощности центрального файлового сервера. Он может быть узким местом вычислительной сети. В случае выхода из строя центрального узла нарушается работа всей сети. Центральный узел управления - файловый сервер может реализовать оптимальный механизм защиты против несанкционированного доступа к информации. Вся вычислительная сеть может управляться из ее центра.
Кольцевая топология - рабочие станции связаны одна с другой по кругу, т.е. рабочая станция 1 с рабочей станцией 2, рабочая станция 3 с рабочей станцией 4 и т.д. Последняя рабочая станция связана с первой. Коммуникационная связь замыкается в кольцо. Прокладка кабелей от одной рабочей станции до другой может быть довольно сложной и дорогостоящей, особенно если географически рабочие станции расположены далеко от кольца (например, в линию). Сообщения циркулируют регулярно по кругу. Рабочая станция посылает по определенному конечному адресу информацию, предварительно получив из кольца запрос. Пересылка сообщений является очень эффективной, так как большинство сообщений можно отправлять по кабельной системе одно за другим. Очень просто можно сделать кольцевой запрос на все станции. Продолжительность передачи информации увеличивается пропорционально количеству рабочих станций, входящих в вычислительную сеть. Основная проблема при кольцевой топологии заключается в том, что каждая рабочая станция должна активно участвовать в пересылке информации, и в случае выхода из строя хотя бы одной из них вся сеть парализуется. Неисправности в кабельных соединениях локализуются легко. Подключение новой рабочей станции требует краткосрочного выключения сети, так как во время установки кольцо должно быть разомкнуто. Ограничения на протяженность вычислительной сети не существует, так как оно, в конечном счете, определяется исключительно расстоянием между двумя рабочими станциями. Специальной формой кольцевой топологии является логическая кольцевая сеть. Физически она монтируется как соединение звездных топологий. Отдельные звезды включаются с помощью специальных коммутаторов - ХАБов (англ. HUB -концентратор). В зависимости от числа рабочих станций и длины кабеля между рабочими станциями применяют активные или пассивные концентраторы. Активные концентраторы дополнительно содержат усилитель для подключения от 4 до 16 рабочих станций. Пассивный концентратор является исключительно разветвительным устройством (максимум на три рабочие станции). Управление отдельной рабочей станцией в логической кольцевой сети происходит так же, как и в обычной кольцевой сети. Каждой рабочей станции присваивается соответствующий ей адрес, по которому передается управление (от старшего к младшему и от самого младшего к самому старшему). Разрыв соединения происходит только для нижерасположенного (ближайшего) узла вычислительной сети, так что лишь в редких случаях может нарушаться работа всей сети. Шинная топология - среда передачи информации представляется в форме коммуникационного пути, доступного для всех рабочих станций, к которому они все должны быть подключены. Все рабочие станции могут непосредственно вступать в контакт с любой рабочий станцией, имеющейся в сети. Рабочие станции в любое время, без прерывания работы всей вычислительной сети, могут быть подключены к ней или отключены. Функционирование вычислительной сети не зависит от состояния отдельной рабочей станции.
Внешние носители информации для компьютера.До появления ЭВМ человек научился использовать для этой цели множество средств: книги, фотографии, магнитофонные записи, кинопленки и т. п. Возросшие потоки информации, необходимость ее в больших объемах и появление ЭВМ способствовали разработке и применению носителей информации, обеспечивающих возможность ее долговременного хранения в более компактной форме. Помимо сохранения информации после выключения компьютера эти носители также обеспечивают перенос информации с одного компьютера на другой, что особенно важно в случае отсутствия возможности использования компьютерных сетей, и позволяют практически неограниченно увеличить общую память компьютера. В основу записи, хранения и считывания информации положены два принципа - магнитный и оптический.
В основе магнитной записи - преобразование цифровой информации в переменный электрический ток, который сопровождается переменным магнитным полем. Магнитное покрытие диска представляет собой множество мельчайших областей спонтанной намагниченности (доменов). Электрические импульсы, поступая на головку дисковода, создают внешнее магнитное поле, под воздействием которого собственные магнитные поля доменов ориентируется в соответствии с его направлением. После снятия внешнего поля на поверхности дисков в результате записи информации остаются зоны остаточной намагниченности, где намагниченный участок соответствует 1, а ненамагниченный - 0. При считывании информации намагниченные участки носителя вызывают в головке дисковода импульс тока (явление электромагнитной индукции).
В основе оптической записи - принцип старой виниловой пластинки, где вся информация содержалась в концентрических бороздках диска. Современные диски запись и воспроизведение осуществляют посредством лазера. Только методы этой записи для аудио-, компакт и DVD-дисков различны. Кроме того, различны и длины волн, которые используют лазерные приемники различных типов CD-дисков.
К внешним носителям информации относятся;
-гибкие магнитные диски (дискеты) 5,25" и 3,5" (" - дюйм, т.е. диаметр такого диска составляет 5,25 и 3,5 дюйма соответственно) - их емкость составляет от 360 КБайт до 1,44 МБайта. Дискет размером 5,25" в настоящее время встретить практически невозможно, зато в "наследство" от них перешел размер компакт дисков (CD).
-жесткие магнитные диски - "винчестеры", HDD, "хард-диски". Это диск, находящийся непосредственно в компьютере, его емкость в настоящее время "начинается" от 20 Гбайт (40, 60, 80, 100. 120 и более). Они предназначены для постоянного хранения информации, используемой при работе с компьютером; программ операционной системы, часто используемых пакетов программ, редакторов документов, трансляторов с языков программирования и т. д. Появление устройств MobilRack позволяет отнести жесткие диски к внешним носителям информации;
-CD-ROM, CD-R, CD-RW - лазерные диски. Емкость составляет до 700 МБайт;
-DVD-ROM, DVD-R, DVD-RW, DVD+R, DVD+RW - лазерные диски. Их емкость может составлять свыше 4 Гбайт;
Blue-Ray – лазерные диски объемом свыше 25 Гбайт.
-ZIP-диски;
-оптические дискеты;
-микропамять или карты памяти (CompactFlash Card (CF) Ultra CompactFlash Card (CF+), SmartMedia (SM), Memory Stick, MultiMedia Card (MMC), Secure Digital Card (SD), PC Card ATA, Miniature Card (MC). Их емкость составляет от 4 Мбайт до 16 Гбайт и более.
Для работы с дисками и дискетами необходимы разные дисководы - соответственно для дискет, CD, DVD, ZIP и т.д. Обращение к различным картам памяти возможно через порт USB и специальный "ридер", универсальный для большинства типов карт. Кроме того, в специальных целях возможно использование стримеров - устройств для записи информации на кассеты (картриджи) с магнитной лентой, и магнитооптических дисков, которые значительно удобнее кассет стримера.
Общие сведения о языках программирования. Алгоритмические языки.Язык программирования представляет собой набор команд, которые последовательно обрабатываются интерпретатором и преобразуются им в машинный код, в свою очередь обрабатываемый микропроцессором. С помощью команд мы выполняем какие-либо действия, аналогично выбору команды в меню. Особенности языков программирования информационных систем: наличие мощных команд обработки файлов; развитые средства ведения диалога (меню, окна, "горячие" клавиши); удобные средства ввода/проверки/редактирования данных, возможность ускоренного доступа к данным (индексирование); управление дизайном экрана и генерация выходных форм; развитой аппарат обработки символьных данных. Языки программирования являются искусственными языками, в них синтаксис и семантика строго определены. Поэтому языки программирования, в отличие от естественных языков, не допускают многозначных и произвольных толкований. Синтаксис - это набор правил, которые определяют основные внутренние структуры и последовательности символов, допустимых в языке программирования. Семантика - это значения языковых единиц (слов, словосочетаний, предложений). Составление программ для ЭВМ первого поколения велось исключительно на машинном языке, который представляет собой свод правил кодирования действий ЭВМ с помощью чисел. Для всех ЭВМ "понятна" только двоичная система счисления (СС), которая для сокращения записи часто заменяется восьмеричной или шестнадцатеричной СС.
Более высоким уровнем, по сравнению с машинными языками, являются машинно-ориентированные языки символического кодирования. Основной принцип при создании языков символического кодирования состоит в замене машинных кодов на их буквенные обозначения, а также в автоматизации процесса распределения памяти и диагностики ошибок. Такой машинно-ориентированный язык получил название языка Ассемблера. Для преобразования программы, написанной на языке Ассемблера, в машинные коды необходим "переводчик". Перевод программы, написанной на языке Ассемблера, на машинный язык осуществляется, с помощью транслятора (переводчика) - специальной программы, которая имеет созвучное название- Ассемблер. Основные понятия алгоритмического языка. Обычный разговорный язык состоит из четырех основных элементов; символов, слов, словосочетаний и предложений. Алгоритмический язык содержит подобные элементы, только слова называют элементарными конструкциями, словосочетаниями-выражениями, предложениями-операторами.
Символы языка - это основные неделимые знаки, в терминах которых пишутся все тексты па языке. Элементарные конструкции - это минимальные единицы языка, имеющие самостоятельный смысл. Они образуются из основных символов языка. Выражение в алгоритмическом языке состоит из элементарных конструкций и символов, оно задает правило вычисления некоторого значения.
Оператор задает последовательность, полное описание некоторого действия, которое необходимо выполнить. Для описания сложного действия может потребоваться группа операторов. В этом случае операторы объединяются в составной оператор или блок.
Символы, элементарные конструкции, выражения и операторы составляют иерархическую структуру, поскольку элементарные конструкции образуются из последовательности символов.
Описание языка есть описание четырех названных элементов. Описание символов заключается в перечислении допустимых символов языка. Под описанием элементарных конструкций понимают правила их образования, Описание выражений - это правила образования любых выражений, имеющих смысл в данном языке. Описание операторов состоит из рассмотрения всех типов операторов, допустимых в языке.
Описание каждого элемента языка задается его синтаксисом и семантикой. Синтаксические определения устанавливают правила построения элементов языка. Семантика определяет смысл и правила использования тех элементов языка, для которых были даны синтаксические определения. Действия, заданные операторами, выполняются над данными. Предложения алгоритмического языка, в которых даются сведения о типах данных, называются описаниями.
Объединенная единым алгоритмом совокупность описаний и операторов образует ПРОГРАММУ на алгоритмическом языке.
Операционная система MS DOS. Состав. Внутренние и внешние команды.Главным достоинством MS DOS является ее способность управлять устройствами памяти на магнитных дисках (именно поэтому она названа - дисковая операционная система). Операционная система осуществляет загрузку в оперативную память всех программ, передает им управление в начале их работы, выполняет различные действия по запросу выполняемых программ и освобождает занимаемую программами оперативную память при их завершении. Операционная система MS DOS состоит из следующих частей:
Базовая система ввода-вывода (BIOS), находящаяся в постоянной памяти (постоянном запоминающем устройстве - ПЗУ) компьютера. Эта часть операционной системы является «встроенной» в компьютер. Ее назначение состоит в выполнении наиболее простых и универсальных услуг операционной системы, связанных с осуществлением ввода-вывода. Базовая система ввода-вывода содержит также тест функционирования компьютера, проверяющий работу памяти и устройств компьютера при включении его электропитания. Кроме того, базовая система ввода-вывода содержит программу вызова загрузчика операционной системы.
Загрузчик операционной системы - это очень короткая программа, находящаяся в первом секторе каждой дискеты с операционной системой DOS. Функция этой программы заключается в считывании в память еще двух модулей операционной системы, которые и завершают процесс загрузки DOS.
На жестком диске (винчестере) загрузчик операционной системы состоит из двух частей. Это связано с тем, что жесткий диск может быть разбит на несколько разделов (логических дисков). Первая часть загрузчика находится в первом секторе жесткого диска. Она выбирает, с какого из разделов жесткого диска следует продолжить загрузку. Вторая часть загрузчика находится в первом секторе этого раздела. Она считывает в память модули DOS и передает им управление.
Дисковые файлы IO.SYS и MSDOS SYS (они могут называться по-другому, например IBMB.СОМ и IBMBDOS.СОМ для PC DO; URBIOS.SYS и DRDOS.SYS для DR DOS, - названия меняются в зависимости от версии операционной системы). Они загружаются в память загрузчиком операционной системы и остаются в памяти компьютера постоянно. Файл IO.SYS представляет собой дополнение к базовой системе ввода-вывода в ПЗУ. Файл MSDOS SYS реализует основные высокоуровневые услуги DOS.
Командный процессор DOS обрабатывает команды, вводимые пользователем. Командный процессор находится в дисковом файле СОММАМD.СОМ на диске, с которого загружается операционная система. Некоторые команды пользователя, например Type, Dir или Copy командный процессор выполняет сам. Такие команды называются внутренними. Для выполнения остальных (внешних) команд пользователя командный процессор ищет на дисках программу с соответствующим именем и если находит ее, то загружает в память и передает ей управление. По окончании работы программы командный процессор удаляет программу из памяти и выводит сообщение о готовности к выполнению команд (приглашение DOS).
Внешние команды DOS - это программы, поставляемые вместе с операционной системой в виде отдельных файлов. Эти программы выполняют действия обслуживающего характера, например форматирование дискет, проверку дисков и т. п.
Драйверы устройств — это специальные программы, которые дополняют систему ввода-вывода DOS и обеспечивают обслуживание новых или нестандартное использование имеющихся устройств. Например, с помощью драйверов возможна работа с «электронным диском» т.е. частью памяти компьютера, с которой можно работать так же, как с диском. Драйверы загружаются в память компьютера при загрузке операционной системы, их имена указываются в специальном файле CONFIG.SYS. Такая схема облегчает добавление новых устройств, позволяет делать это, не затрагивая системные файлы DOS.
Первая версия операционной системы для компьютера IBM PC – MS DOS 1.0 была создана фирмой Microsoft в 1981 году. В дальнейшем выпускались новые версии DOS, учитывающие новые возможности компьютеров и предоставляющие дополнительные удобства пользователю (DOS 7.0 - это Windows 95).
Командные файлы – средство MS-DOS, позволяющее автоматизировать часто выполняемые действия пользователя. Командные файлы могут выполнять довольно сложную последовательность действий, Основой командных файлов служат команды MS-DOS. Команды состоят из имени команды и параметров, разделенных пробелами Имя команды и параметры могут набираться как прописными, так и строчными латинскими буквами.
Пакет программ Microsoft Office. Назначение прикладных программ.Пакет Microsoft Office - это нечто большее, чем просто набор программ в одной коробке. Уже его название подсказывает, что он должен содержать мощные прикладные программы для коммерческого применения, которые легко и непринужденно работают с текстами, числами и изображениями .
В состав пакета Microsoft Office входят:
WORD - текстовый редактор, позволяющий быстро создать документ любой сложности из разрозненных заметок и довести до совершенства информационный бюллетень или брошюру. Редактор Word фирмы Microsoft является сегодня самой популярной в мире программой. Word начинен "быстрыми'' командами и самыми современными средствами, такими как встроенная программа проверки правописания и словарь синонимов, которые помогают грамотно составлять документы, и пользоваться готовыми шаблонами, позволяющими сводить, воедино заметки, письма, счета и брошюры без больших усилий.
EXCEL - специальный электронный табличный редактор. Каждый, кто работает с цифрами, пользуется программой Excel для составления бюджетов и финансовых отчетов, превращая цифры в наглядные диаграммы и графики, а также для сортировки длиннейших, списков в считанные секунды. С помощью электронных таблиц Excel можно впечатывать числа строку за строкой и столбец за столбцом, будучи вполне уверенным в том, что Excel правильно сложит, вычтет, умножит, разделит.
POWERPOINT - это графический пакет подготовки презентаций и слайд-фильмов. Он позволит профессионально подготовить презентацию (презентация - это набор слайдов и спецэффектов, сопровождающих их показ на экране, раздаточный материал, а также конспект и план доклада, хранящиеся в одном файле. Но самое замечательное, что документ, подготовленный в редакторе Word можно превратить в презентацию всего лишь одним щелчком мыши. Powerpoint предоставляет пользователю все необходимое - мощные функции работы с текстом, включая отрисовку контура текста, средства для рисования, построение диаграмм, широкий набор стандартных иллюстраций и т.п.
ACCESS - представляет собой мощную программу управления данными, предназначенную главным образом для программистов. Access поставляется только в составе профессионального издания пакета Office.
OUTLOOC EXPRESS - система электронной связи с мгновенной передачей сообщений; календарь и планирование рабочего времени и встреч; дневник, адресная и телефонная книжки; учетные записи электронной почты, профили, сообщения и контакты; хранение, организация и архивирование данных; средства безопасности и многое другое.
Кроме того, в пакет Microsoft Office входят и другие программы - помощники, находящиеся в папках "Средства Microsoft Office" и "Стандартные".
Персональные компьютеры. Настольные. Портативные. Карманные.Начиная с 1999 года, в области персональных компьютеров начинает действовать международный сертификационный стандарт-спецификация РС99. Он регламентирует принципы классификации персональных компьютеров и оговаривает минимальные и рекомендуемые требования к каждой из категорий. Новый стандарт устанавливает следующие категории персональных компьютеров: Consumer РС (массовый ПК); Office РС (деловой ПК); Mobile РС (портативный ПК); Workstation РС (рабочая станция); Entertainment РС (развлекательный ПК).
Согласно спецификации РС99 большинство персональных компьютеров, присутствующих в настоящее время на рынке, попадают в категорию массовых ПК. Для деловых ПК минимизированы требования к средствам воспроизведения графики, а к средствам работы со звуковыми данными требования вообще не предъявляются. Для портативных ПК обязательным является наличие средств для создания соединений удаленного доступа, то есть средств компьютерной связи. В категории рабочих станций повышены требования к устройствам хранения данных, а в категории развлекательных ПК - к средствам воспроизведения звука.
Классификация персональных компьютеров по конструктивным особенностям:
Бытовые ПЭВМ предназначены для массового потребителя, поэтому они достаточно дешевы, надежны и имеют простейшую базовую конфигурацию. Бытовые ПЭВМ используются в домашних условиях для развлечений (видеоигры), обучения и тренировки, управления бытовой техникой. Однако архитектура этих машин позволяет подключать их к каналам связи, расширять набор периферийного оборудования. Бытовые ПЭВМ снабжаются пакетом игр, программным обеспечением локальной сети и др.
Персональные ЭВМ общего назначенияприменяются для решения задач научно-технического и экономического характера, а также для обучения. Они размещаются на рабочих местах потребителей: на предп
Профессиональные ПЭВМиспользуются в научной сфере, для решения сложных информационных и производственных задач, где требуется высокое быстродействие, эффективная передача больших массивов информации, достаточно большая емкость оперативной памяти. Потребителями профессиональных ПЭВМ, как правило, являются профессионалы-программисты, поэтому программное обеспечение должно быть достаточно богатым, гибким, включать инструментальные программные средства.
В настоящее время появился новый признак классификации ПЭВМ по конструктивному исполнению, связанному с микроминиатюризацией изделий.
Notebook (компьютеры-блокноты)имеют размеры одного листа бумаги стандарта А4. В комплекте с Notebook можно применять модем или факс-модем. Компьютеры Notebook могут использоваться в деловых поездках, не требуют места на рабочем столе, могут храниться в портфеле.
Карманные компьютеры Ра1m Тор, что значит «наладонные»имеют массу около 300 г; типичные размеры в сложенном состоянии 150*80*25 мм. Это полноправные персональные компьютеры, имеющие микропроцессор, оперативную и постоянную память, обычно монохромный жидкокристаллический дисплей, портативную клавиатуру, портразъем для подключения в целях обмена информацией к стационарному ПК.
Электронные секретари (PDA – Personal Digital Assistant, иногда их называют Hand Help - ручной помощник) имеют формат карманного компьютера (массой не более 0,5 кг), но более широкие функциональные возможности (аппаратное и встроенное программное обеспечение, ориентированное на организацию электронных справочников, хранящих имена, адреса и номера телефонов, информацию о распорядке дня и встречах, списки текущих дел, записи расходов и т.п.), встроенные текстовые и графические редакторы, электронные таблицы.
Электронные записные книжки (organizer - органайзеры) относятся к «легчайшей категории» портативных компьютеров (к этой категории кроме них относятся калькуляторы, электронные переводчики и др.); масса их не превышает 200 г. Органайзеры пользователем не программируются, но содержат вместительную память, в которую можно записать необходимую информацию и отредактировать ее с помощью встроенного текстового редактора. Благодаря низкому потреблению мощности питание от аккумулятора обеспечивает без подзарядки хранение информации до 5 лет.
Поисковые системы. Принципы работы. Определения и понятия.Поисковые системы распространены в гораздо большем количестве, нежели электронные справочники и число их продолжает увеличиваться. Работа с ними требует некоторых навыков, поскольку простой ввод искомого термина в поисковую строку может привести к получению в ответ списка из сотен тысяч документов, содержащих данное понятие. Поисковые системы по существу представляют собою базы данных слов, полученных при периодическом сканировании виртуального информационного пространства. С помощью специальных компьютерных программ ("пауки", "черви", "исследователи", и т. д.) поисковые системы регулярно обследуют Интернет, выявляя все существующие, и, в особенности, новые и обновленные источники и удаляя сведения о вышедших из употребления. Этот колоссальный материал, с указанием ссылки на то где хранится каждое слово, содержится в виде гигантских индексных файлов, к которым и происходит обращение при конкретном запросе.
Достоинства и недостатки складываются из нескольких важнейших характеристик. Принципиальным вопросом является то, насколько полно та или иная система обследует тексты, т.е. все ли слова заносятся в индексные файлы или же только термины из названий, заголовков, резюме, первых двух страниц текста и т.д. Важно также как часто происходит обновление данных, каким образом системы "взвешивают" понятия, определяя их соответствие данному запросу. Безусловно, не последнюю роль играет простота и информативность интерфейса, возможность использовать операторы расстояния, дополнительные функции. По этим параметрам среди множества поисковых систем выделяются несколько наиболее популярных источников, позволяющих выявлять информацию с высокой степенью полноты точности запроса.
Деление поисковых средств на каталоги и поисковые системы (машины) условно, потому что практически все средства справочного типа обладают некоторой возможностью непосредственного поиска, а многие поисковые системы снабжены небольшими справочниками.
Наиболее предпочтительным в этом случае является обращение к поисковым средствам Интернет, в задачу которых как раз и входит текущее выявление необходимых сведений в океане информации.
Условно инструменты поиска подразделяются на поисковые (средства справочного типа - каталоги и поисковые системы в чистом виде. Первые подобны глобальным электронным справочникам, имеющим тематическую структуру, что позволяет ориентироваться в ресурсах Интернет в пределах отдельных отраслей знания. Вторые при поиске рассматривают WWW как огромную базу данных, когда при вводе термина программа выдает перечень документов, содержащих искомое определение.
При загрузке каталога на экран выводится самый общий перечень областей человеческой деятельности: ИСКУССТВО, ОБРАЗОВАНИЕ, БИЗНЕС, НАУКА, ИГРЫ, СПОРТ и т.д. Входя в любой раздел, пользователь последовательно видит все более и более дробную его детализацию, пока не дойдет до конкретных учреждений или лиц. Такая разветвляющаяся (иерархическая) структура дает возможность шаг за шагом обследовать интересующие разделы киберпространства будь то физика или история, музыка или спорт, последние новости или справочные издания. Большинство каталогов создаются путем добавления авторами Web-страниц своего сайта к существующему списку ссылок.
Можно выделить наиболее популярные российские поисковые системы Yandex, Rambler, Google, Alta Vista и др.
Представление информации в компьютере. Единицы измерения информации.
Компьютер может обрабатывать данные, которые представлены в специальном виде - только с помощью нулей и единиц. Каждый 0 или 1 называют битом. Один бит - это минимальная единица информации. Восемь битов объединяются в байт. Байт - основная единица представления информации в компьютере. В итоге вся информация в компьютере представляется как набор огромного (сотни тысяч и миллионы) числа нулей и единиц, разбитых на отдельные байты. Такое представление информации называют цифровым или двоичным. Обработка двоичных данных выполняется с помощью специальных правил, определяемых так называемой двоичной арифметикой. В зависимости от решаемой задачи байт может содержать закодированное представление различных типов данных. Простейшим и исторически первым является кодирование целых чисел. Целые числа представляются в двоичном виде следующим образом:
| 00000000 = 0 | 00000001 = 1 | 00000010 = 2 | 00000011 = 3 | … | 11111110 = 254 | 11111111 = 255 |
Диапазон целых чисел, кодируемых одним байтом, определяется числом возможных комбинаций из восьми нулей и единиц. Это число равно 28, т.е. 256. Если надо закодировать число больше 255, то два байта объединяются вместе и используется 16 битов. Это дает 216, т.е. 65536 комбинаций. Еще большие целые числа можно представить с помощью 4 байтов или 32 битов. Для представления чисел со знаком (положительных или отрицательных) один бит отводится под знак. Более сложное представление существует для вещественных (не целых) чисел, и обработка таких чисел значительно сложнее для компьютера. При обработке текстовой информации один байт может содержать код некоторого символа - буквы, цифры, знака пунктуации, знака действия и т.д. Каждому символу соответствует свой код в виде целого числа. Один байт как набор восьми битов позволяет закодировать 256 символов, что вполне достаточно для работы сразу с двумя обычными языками, например английским и русским. При этом все коды собираются в специальные таблицы, называемые кодировочными. С их помощью производится преобразование кода символа в его видимое представление на экране монитора. В результате любой текст в памяти компьютера представляется как последовательность байтов с кодами символов. На практике обычно не бывает проблем с кодированием англоязычных текстов, поскольку кодировка стандартизована. Наиболее известной является так называемая ASCII-кодировка (ASCII – American Standard Code for Information Interchange - Американский стандартный код для обмена информацией). К сожалению, для кодировки русских букв существует несколько кодировочных таблиц, что иногда создает проблемы при работе с текстами.
В последнее время в связи с развитием мировых сетей происходит переход к новой универсальной системе кодирования информации Unicode. В этой системе одному символу (букве, иероглифу, знаку) соответствует 2 байта, что позволяет использовать более 65 тыс. знаков. Обработка графической информации требует своего способа кодирования. Любое изображение представляется в виде огромного числа отдельных мельчайших точек. Обычная картинка на экране может содержать до миллиона таких точек. Простейшим изображением является черно-белое. В этом случае одна точка изображения может кодироваться одним битом, например 0 - черная точка, 1 - белая. Для запоминания изображения из 1 миллиона точек в этом случае потребуется около 100.000 байт. Цветное изображение требует большего числа байтов, причем, чем больше используется цветов, тем больше требуется байтов. При работе с 16-цветными изображениями одна точка требует 4 бита, т.е. один байт содержит информацию о двух точках изображения. Работа с 256-цветными изображениями требует уже целого байта для одной точки и около 1 миллиона байт для всего изображения. Наиболее реалистичные изображения используют 2 или даже 3 байта на одну точку, что позволяет выводить 65536 или более 16 млн. цветовых оттенков соответственно, но требует все больших затрат памяти. Обработка графической информации для компьютера является гораздо более сложной задачей по сравнению с обработкой числовой и текстовой информации.
Программное обеспечение персональных компьютеров.Системное программное обеспечение предназначено для функционирования компьютера. Это операционная система, а также сервисные программы различного назначения - драйверы, утилиты и т.п. В системное программное обеспечение входит сетевой интерфейс, который обеспечивает доступ к данным. Программное обеспечение (ПО) предназначено для того, чтобы обеспечить применение вычислительной и офисной техники в различных сферах деятельности человека. Помимо создания новых программных продуктов разработчики ПО большие усилия тратят на совершенствование и модернизацию популярных систем, создание их новых версий. Новые версии, как правило, поддерживают старые, сохраняя преемственность, и включают в себя базовый минимум (стандарт) возможностей. Несмотря на широкие возможности использования компьютеров для обработки самой разной информации, самыми популярными являются программы, предназначенные для работы с текстами - текстовые редакторы. Текстовыми редакторами называют программы для ввода, обработки, хранения и печатания текстовой информации в удобном для пользователя виде.
Компьютерная графика является одной из самых динамично развивающихся областей ПО. Она включает в себя ввод, обработку и вывод графической информации - чертежей, рисунков, картин, текстов и т.д. - средствами компьютерной техники. Различные типы графических систем позволяют быстро строить изображения, вводить иллюстрации с помощью сканера или видеокамеры, создавать анимационные ролики.
Для выполнения расчетов и дальнейшей обработки числовой информации существуют специальные программы - электронные таблицы. Характерными для них является большой объем перерабатываемой информации, необходимость многократных расчетов при изменении исходных данных. Автоматизацией подобной работы и занимаются электронные таблицы.
Перспективное направление развития вычислительной техники - создание специальных аппаратных средств для хранения гигантских массивов информационных данных и последующей нечисловой их обработки - поиска и сортировки. Для компьютерной обработки подобных баз данных используют системы управления базами данных. СУБД - это набор средств ПО, необходимых для создания, обработки и вывода записей БД.
Желание объединить функции различных прикладных программ в единую систему привело к созданию интегрированных систем. Современная концепция интеграции программных средств - кооперация отдельных прикладных программных систем по типу пакета Microsoft Offise. Сами системы, входящие в пакет, являются независимыми, более того, они сами представляют локально интегрированный пакет, поскольку помимо основной своей задачи поддерживают функции других систем.
В последнее время широкую популярность получили программы обработки гипертекстовой информации. Гипертекст - это форма организации текстового материала не в линейной последовательности, а в форме указаний возможных переходов (ссылок), связей между отдельными его фрагментами. Расширение концепции гипертекста на графическую и звуковую информацию приводит к понятию гипермедиа. Идеи гипермедиа получили распространение в сетевых технологиях, в частности в Интернет-технологиях. Технология WWW позволила структурировать громадные мировые информационные ресурсы посредством гипертекстовых ссылок. Появились программные средства, позволяющие создавать подобные Web-странички. Стали развиваться механизмы поиска нужной информации в лабиринте информационных потоков. Популярными поисковыми средствами в Интернет являются Yandex, Rambler, Google, Alta Vista и др.
Мультимедиа - это взаимодействие визуальных и аудиоэффектов; под управлением интерактивного программного обеспечения. Появление и широкое распространение компакт-дисков (СD) сделало эффективным использование мультимедиа в рекламной и информационной службе, сетевых телекоммуникационных технологиях, обучении.
Мультимедийные игровые и обучающие системы начинают вытеснять традиционные «бумажные библиотеки».
Классификация компьютеров. Суперкомпьютеры. Серверы. Персональные.Многообразие свойств и характеристик ЭВМ порождает многообразие классификаций ЭВМ, отличающихся разными признаками. Часто в качестве основного признака использует размеры системы. По этому признаку различают: сверхбольшие; большие; малые; микроЭВМ. Однако бурное развитие технологии и успехи в разработке программных средств ЭВМ приводят к сглаживанию различии между этими классами ЭВМ. Поэтому наиболее существенным признаком классификации ЭВМ является область их применения. По этому признаку ЭВМ различают: общего назначения; проблемно-ориентированные; специализированные. ЭВМ общего назначения отличаются большими операционными ресурсами, обладают памятью большой емкости и комплектуются широкой номенклатурой. ЭВМ этого класса эксплуатируются в вычислительных центрах и предназначены для решения широкого круга задач в различных сферах деятельности человека. Поэтому такие ЭВМ часто называют универсальными. Проблемно-ориентированные ЭВМ используются для решения ограниченного круга задач, имеющих проблемное применение. Они сравнительно дешевы, просты в эксплуатации; и обслуживании и рассчитаны на массовое применение. Наиболее часто подобные ЭВМ используются в качестве управляющих в составе автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУ ТП), в системах автоматизированного проектированного (САПР) и т. п. Специализированные ЭВМ используются для решения узкого круга задач с фиксированными алгоритмами. Такая специализация позволяет увеличить их быстродействие, что весьма важно при управлении объектами в реальном масштабе времени. Обычно машины данного класса используются в качестве бортовых (на самолетах, ракетах, космических аппаратах, в автомобилях и т. п.) Другие классификации. По виду представления исходных данных: цифровые и аналоговые. По структуре и архитектуре: однопрограммные, однопроцессорные многопрограммные, многопроцессорные. По способу решения задач: алгоритмы и моделирование. По технической реализации: ламповые (1946-1959 гг.); полупроводниковые (1960-1969 гг.); интегральные схемы (1970-1979 гг.); микропроцессоры (1980 - н/время)
Суперкомпьютер - это электронно-вычислительная машина общего назначения сверхвысокой производительности. Абсолютно точного определения термина "суперкомпьютер" не существует. Большинство экспертов склоняются к мнению, что суперкомпьютер должны выполнять задачи общего назначения, содержащие сотни миллиардов операций над числами с двойной плавающей точкой. Первые суперкомпьютеры были созданы американским инженером-электронщиком Сеймуром Креем.
Производительность суперкомпьютеров определяется в миллионах (мегафлопс — MFlops), миллиардах (гигафлопс — GFlops), триллионах (терафлопс — TFlops) операций с плавающей точкой в секунду (Flops). Сверхвысокое быстродействие суперкомпьютера должно сочетаться с высоким структурным параллелизмом. Основное применение суперкомпьютеры нашли в военном применении, аэродинамике, сейсмологии, метеорологии, ядерной физике и физике плазмы. Существует множество прикладных программ для инженеров, архитекторов, геологов, медиков, биологов, химиков.
Серверы - это специальные компьютеры, включенные в сеть, хранящие информацию и обрабатывающие запросы от других машин. Высокая отказоустойчивость и надежное хранение информации - обязательные характеристики любого сервера, этим сервер и отличается от обыкновенного ПК. Сохранность информации достигается применением RAID (заложена в способе организации и размещения информации на дисках RAID-массива), отказоустойчивость определяется надежностью элементов сервера. Но производительность сервера по-прежнему очень сильно зависит от производительности дисковой системы, что особенно актуально для «изделий минимальной стоимости» - серверов начального уровня. Серверы начального уровня применяются для решения задач автоматизации деятельности офисов, учреждений и предприятий на основе современных серверных технологий корпорации Intel. Для лучшей адаптации к условиям заказчиков серия содержит ряд моделей отличающихся уровнями отказоустойчивости, производительностью, расширяемостью и стоимостью.
Персональный компьютер (Personal Computer, РС, ПК, ПЭВМ) относится к классу микроЭВМ и является машиной индивидуального пользования. Из названия видно, что такой компьютер предназначен для обслуживания одного рабочего места. Как правило, с персональным компьютером работает один человек. Персонального компьютера вполне достаточно для использования всемирной сети в качестве источника научной, справочной, учебной, культурной и развлекательной информации Персональные компьютеры являются также удобным средством автоматизации учебного процесса по любым дисциплинам, средством организации дистанционного (заочного) обучения и средством организации досуга.
До последнего времени модели персональных компьютеров условно рассматривали в двух категориях; бытовые ПК и профессиональные ПК. Бытовые модели, как правило, имели меньшую производительность, но в них были приняты особые меры для работы с цветной графикой и звуком, чего не требовалось для профессиональных моделей. В связи с достигнутым в последние годы резким удешевлением средств вычислительной техники, границы между профессиональными и бытовыми моделями в значительной степени стерлись, и сегодня в качестве бытовых нередко используют высокопроизводительные профессиональные модели, а профессиональные модели, в свою очередь, комплектуют устройствами для воспроизведения мультимедийной информации, что ранее было характерно для бытовых устройств.
В настоящее время появился новый признак классификации ПЭВМ по конструктивному исполнению, связанному с микроминиатюризацией изделий. Снижение веса и уменьшение габаритов привело к выпуску компьютеров, называемых LAPTOP («наколенные» компьютеры), NOTEBOOK (компьютеры-блокноты) и HANDLEND (ручной компьютер), карманные компьютеры (PALM TOP - «наладонные»), электронные секретари (PDA – Personal Digital Assistent, иногда их называют Hand Help - ручной помощник), электронные записные книжки (ORGANIZER - органайзеры)
Телекоммуникации. Технические возможности использования человеком.Последняя информационная революция выдвигает на первый план новую отрасль - информационную индустрию, связанную с производством технических средств, методов, технологий для производства новых знаний. Важнейшими составляющими информационной индустрии становятся все виды информационных технологий, особенно телекоммуникации. Современная информационная технология опирается на достижения в области компьютерной техники и средств связи. Информационная технология (ИТ) - процесс, использующий совокупность средств и методов сбора, обработки и передачи данных (первичной информации) для получения информации нового качества о состоянии объекта, процесса или явления.
Телекоммуникации - дистанционная передача данных на базе компьютерных сетей и современных технических средств связи.
Транспортной основой глобальных сетей выступают коммутируемые и выделенные телефонные линии и каналы (как обычные, проводные, так и оптоволоконные и спутниковые). Соединения в коммутируемых линиях происходят через стандартное оборудование телефонных станций (коммутаторы) при наборе телефонных номеров. Выделенные каналы (они соединены постоянно) используются, например, при организации сетей с on-line сервисом, особенно для соединения серверов, находящихся в разных городах.
Непременным оборудованием абонентского пункта является модем - устройство преобразования цифровых сигналов в аналоговые и наоборот. Преобразование это необходимо (по крайней мере, в настоящее время) при использовании телефонных линий связи общего назначения, приспособленных к передаче аналоговых сигналов звуковой частоты (т.е. модулированного электрического тока).
Основные характеристики модемов:
максимальная скорость передачи данных;
поддерживаемый сетевой протокол;
протокол коррекции ошибок.
Модем по своим входным и выходным характеристикам должен соответствовать требования к оборудованию, разрешенному для подключения к телефонной сети. Работа модема определяется системой его команд и протоколом, стандартизованным.
Локальные Вычислительные Сети. ЛВС могут состоять из одного файл-сервера, поддерживающего небольшое число рабочих станций, или из многих: файл-серверов и коммуникационных серверов, соединенных с сотнями рабочих станций. Некоторые сети спроектированы для оказания сравнительно простых услуг, таких, как совместное пользование прикладной программой и файлом и обеспечение доступа к единственному принтеру. Другие сети обеспечивают связь с другими ПК, модемами коллективного пользования, разнообразными устройствами.
Файл-сервер и рабочие станции. Файл-сервер является ядром локальной сети. Этот компьютер (обычно высокопроизводительный) запускает операционную систему и управляет потоком данных, передаваемых по сети. Отдельные рабочие станции и любые совместно используемые периферийные устройства, такие, как принтеры, - все подсоединяются к файл-серверу. Каждая рабочая станция представляет собой обычный персональный компьютер, работающий под управлением собственной дисковой операционной системы. Однако в отличие от автономного персонального компьютера рабочая станция содержит плату сетевого интерфейса и физически соединена кабелями с файлом-сервером. Кроме того, рабочая станция запускает специальную программу, называемой оболочкой сети, которая позволяет ей обмениваться информацией с файл-сервером, другими рабочими станциями и прочими устройствами сети. Оболочка позволяет рабочей станции использовать файлы и программы, хранящиеся на файл-сервере, так же легко, как и находящиеся на ее собственных дисках.
Аппаратура Ethernet обычно состоит из кабеля, разъемов, Т-коннекторов, терминаторов и сетевых адаптеров. Кабель, используется для передачи данных между рабочими станциями. Для подключения кабеля используются разъемы. Эти разъемы через Т-коннекторы подключаются к сетевым адаптерам - специальным платам, вставленным в слоты расширения материнской платы рабочей станции. Для Ethernet могут быть использованы кабели разных типов: тонкий коаксиальный кабель, толстый коаксиальный кабель и неэкранированная витая пара. Для каждого типа кабеля используются свои разъемы и свой способ подключения к сетевому адаптеру.
В зависимости от кабеля меняются такие характеристики сети, как максимальная длина кабеля и максимальное количество рабочих станций, подключаемых к кабелю.
Толстый коаксиальный кабель, используемый Ethernet имеет диаметр 0.4 дюйма и волновое сопротивление 50 Ом. Иногда этот кабель называют "желтым кабелем". Это самый дорогостоящий из кабелей.
Тонкий коаксиальный кабель имеет диаметр 0.2 дюйма и волновое сопротивление 50 Ом.
Витая пара более "быстрый" кабель, представляющий собой простые неэкранированные витые 4 пары проводов. Сетевые адаптеры, способные работать с витой парой, имеют разъем, аналогичный применяемому в импортных телефонных аппаратах, и имеющих 8-контактов. Для сети Ethernet на базе витой пары необходимо специальное устройство - концентратор (НАВВ - англ., или "ХАБ" - рус.) К одному концентратору через все те же телефонные розетки можно подключить до 12 рабочих станций. Максимальное расстояние от концентратора до рабочей станции составляет 100 метров, при этом скорость передачи данных такая же, как и для коаксиального кабеля, - 10/100 Мбит в секунду.
Достоинства сети на базе витой пары очевидны - низкая стоимость оборудования. Однако есть серьезные ограничения на количество станций в сети и на ее длину.
Технические средства персональных компьютеров.Для ввода и вывода информации к компьютеру подключаются дополнительные устройства, называемые периферийными.
Клавиатура. Стандартной в России является 101-клавишная клавиатуры с английскими и русскими символами. В последнее время для удобства; пользователя на клавиатуру стали помещать и другие клавиши, управляющие Медиа-плеером, громкостью звука, перехода и работы в Internet Explorer и др.
Мышь. Необходима для работы с графическими пакетами, чертежами, при разработке схем и при работе с Windows. Следует отметить, что в настоящее время практически все игровое и программное обеспечение требует наличие мыши. Основной характеристикой мыши является разрешающая способность, измеряемая в точках на дюйм (dpi). Нормальной считается мышь, обеспечивающая разрешение 300-400 dpi. Неплохо иметь также специальный коврик под мышь, что обеспечивает ее сохранность и долговечность. В последнее время стандартные мыши с "шариком" уступают свое место инфракрасным - и радио- управляемым мышам. Кроме того, "вымирающими" стали мыши только с двумя кнопками - их число вырастает до 5, а количество скроллеров (колесиков прокрутки) - до двух.
Монитор. Выбор этой части ПК следует уделить особое внимание, поскольку от качества монитора зависит сохранность зрения персонала, работающего на компьютере, и общая утомляемость при работе. Мониторы имеют стандартный размер диагонали в 14,15,17,19,20 и 21 дюйм. Необходимый размер диагонали монитора выбирается исходя из разрешения, при котором должна вестись работа. Так, для большинства пользователей вполне достаточно иметь 15 дюймовый монитор, который обеспечивает нормальную работу при разрешениях от 800 на 600 точек до 1024 на 768 и выше. Однако в последнее время все большее распространение находят мониторы с диагональю 17" и 19". Уходят в прошлое (и значительно подешевели) стандартные мониторы с ЭЛТ (электронно-лучевой трубкой). Плоские мониторы (матричные, плазменные), хотя и имеют пока высокую стоимость, являются намного более безопасными для пользователя.
Звуковая карта. С одной стороны, звуковая карта не является необходимым элементом компьютера, но, с другой стороны, полезно при обучении и написании музыки, изучении языков. Простейшей картой является SoundBlaster различных модификаций. Широкое применение нашли интегрированные (встроенные) в системную (материнскую) плату звуковые карты. Развитие DVD и появление DVD-приводов привело к широкому использованию звуковых карт, имеющих не стерео (два источника звука), а 5-ти, 6-ти и даже 7-ми канальное звучание (surround - звук вокруг).
CD-ROM (CD-R, CD-RW, DVD-ROM, DVD-R, DVD-RW, DVD+R, DVD+RW) -приводы. В настоящее время являются необходимой для полноценного функционирования компьютера частью.
Принтер. Одно из наиболее часто используемых периферийных устройств и, несомненно, одно из самых необходимых. В настоящее время распространены лазерные и струйные принтеры, в то время как матричные принтеры практически ушли в прошлое. Первые и вторые могут быть фото -, монохромными и цветными принтерами. Лазерные принтеры имеют гораздо больший ресурс картриджа (тысячи экземпляров) и высокую скорость работы, в то время как стоимость картриджа (чернил для перезаправки) струйного принтера намного ниже.
Сканер - устройство, позволяющее преобразовывать информацию с бумажного носителя в электронный вид. Совместно с принтером может работать как обычный копировальный аппарат.
Понятие об экспертной системе. Назначение.Экспертная система (ЭС) - это программа, которая ведет себя подобно эксперту в некоторой узкой прикладной области. ЭС призваны решать задачи с неопределенностью и неполными исходными данными, требующие для своего решения экспертных знаний. Кроме того, эти системы должны уметь объяснять свое поведение и свое решение. Принципиальным отличием ЭС от других программ является их адаптивность, т.е. изменчивость в процессе самообучения.
Принято выделять в ЭС три основных модуля: модуль базы знаний; модуль логического вывода; интерфейс с пользователем. ЭС, являющиеся основой искусственного интеллекта, получили широкое распространение в науке (классификация животных и растений по видам, химический анализ), в медицине (постановка диагноза, анализ электрокардиограмм, определение методов лечения), в технике (поиск неисправностей в технических устройствах, слежение за полетом космических кораблей и спутников), в политологии, социологии, криминалистике и т.д. ЭС возникли как значительный практический результат в применении и развитии методов искусственного интеллекта (ИИ)- совокупности научных дисциплин, изучающих методы решения задач интеллектуального (творческого) характера с использованием ЭВМ.
Главным достоинством ЭС является возможность накопления знаний и сохранение их длительное время. В отличие от человека к любой информации ЭС подходят объективно, что улучшает качество проводимой экспертизы. При решении задач, требующих обработки большого объема знаний, возможность возникновения ошибки при переборе очень мала. В отличие от машинных программ, использующий процедурный анализ, ЭС решают задачи в узкой предметной области (конкретной области экспертизы) на основе дедуктивных рассуждений. Такие системы часто оказываются способными найти решение задач, которые неструктурированны и плохо определены. Они справляются с отсутствием структурированности путем привлечения эвристик, т. е. правил, что может быть полезным в тех системах, когда недостаток необходимых знаний или времени исключает возможность проведения полного анализа. Главное достоинство ЭС - возможность накапливать знания, сохранять их длительное время, обновлять и тем самым обеспечивать относительную независимость конкретной организации от наличия в ней квалифицированных специалистов. Накопление знаний позволяет повышать квалификацию специалистов, работающих на предприятии, используя наилучшие, проверенные решения.
Все перечисленные выше знания хранятся в базе знаний. Для ее построения требуется провести опрос специалистов, являющихся экспертами в конкретной предметной области, а затем систематизировать, организовать и снабдить эти знания указателями, чтобы впоследствии их можно было легко извлечь из базы знаний. Системы, основанные на знаниях, оказываются неэффективными при необходимости проведения скрупулезного анализа, когда число "решений" зависит от тысяч различных возможностей и многих переменных, которые изменяются во времени. В таких случаях лучше использовать базы данных с интерфейсом на естественном языке.
Основными отличиями ЭС от других программных продуктов являются использование не только данных, но и знаний, а также специального механизма вывода решений и новых знаний на основе имеющихся. Знания в ЭС представляются в такой форме, которая может быть легко обработана на ЭВМ. В ЭС известен алгоритм обработки знаний, а не алгоритм решения задачи. Поэтому применение алгоритма обработки знаний может привести к получению такого результата при решении конкретной задачи, который не был предусмотрен. Более того, алгоритм обработки знаний заранее неизвестен и строится по ходу решения задачи на основании эвристических правил. Решение задачи в ЭС сопровождается понятными пользователю объяснениями, качество получаемых решений обычно не хуже, а иногда и лучше достигаемого специалистами. В системах, основанных на знаниях, правила (эвристики), по которым решаются проблемы в конкретной предметной области, хранятся в базе знаний. Проблемы ставятся перед системой в виде совокупности фактов, описывающих некоторую ситуацию, и система с помощью базы знаний пытается вывести заключение из этих фактов. Качество ЭС определяется размером и качеством базы знаний. Система функционирует в следующем циклическом режиме: выбор (запрос) данных или результатов анализов, наблюдения, интерпретация результатов, усвоение новой информации, выдвижении с помощью правил временных гипотез и затем выбор следующей порции данных или результатов анализов. Такой процесс продолжается до тех пор, пока не поступит информация, достаточная для окончательного заключения. В любой момент времени в системе существуют три типа знаний:
структурированные знания - статические знания о предметной области. После того как эти знания выявлены, они уже не изменяются. Структурированные динамические знания - изменяемые знания о предметной области. Они обновляются по мере выявления новой информации. Рабочие знания- знания, применяемые для решения конкретной задачи или проведения консультации.
Этапы составления программ компьютерного решения задач.Рассмотрим поэтапно порядок составления программы на языке Pascal для математического выражения Y= 27,ЗХ + 0,9Х2 + 6,1 при X = 2,344
1. Представим числа выражения так, чтобы они стали понятны ЭВМ. Целые числа состоят из нескольких цифр и, возможно, знака. Если знак не указан, и число равно нулю, то оно положительно. Вещественные числа - это десятичные дроби и, в частности, целые числа, записанные в виде десятичных дробей (0 - целое; 0.0 - вещественное; 5.2 - вещественное). Для нашего примера запись чисел выглядит - 27.3; 0.9; 6.1; 2,344.
2. Уточним используемые знаки арифметических операций: "+" - сложение; "-" - вычитание; "*" - умножение;"/" - деление; "DIV" - деление нацело; "MOD" - остаток от деления нацело. DIV и MOD применяются только к целым числам. При вычислении арифметического выражения действуют обычные правила старшинства операций. Круглые скобки служат для изменения обычного порядка выполнения операций. Если при записи некоторая часть выражения переносится на другую строку, то переносимый знак при этом не повторяется. Для нашего примера используются знаки арифметических операций: сложение + и умножение *.
3. Зададим значения переменных. Переменная - объект, которому дано имя и которая может принимать различные значения. Они могут быть вещественными и целыми. Для нашего примера произведем математические преобразования переменной
Y = 27,ЗХ + 0,9Х2 + 6,1 = (27,3*Х + 0,9)*Х + 6,1 и запишем:
X=2.344;
Y=(27.3*Х + 0.9)*Х + 6.1;.
4. Для решения задачи необходимо задать последовательность приказов. Приказ – это побуждение к некоторому действию. В языке программирования приказы называют операторами. Арифметическое выражение не является оператором, а представляет собой правило (формулу), в соответствии с которым может быть вычислено некоторое значение. Оно может использоваться как составная часть различных операторов, в частности, оператора присваивания. В нашем случае справа от знака: = записано выражение (27.3*Х+ 0.9)*Х + 6.1, а слева - переменная Y. Оператор присваивания определяет:
1). Вычислить значение выражения, записанного справа от знака присваивания: =.
2). Вычисленное значение запомнить как значение переменой, находящейся в левой части оператора присваивания.
Значения переменных могут меняться в ходе выполнения операторов. Правило выполнения оператора присваивания гласит, что любое значение переменной в левой части всегда должно быть заменено вновь вычисленным значением выражения в правой части.
5. Чтобы вывести значения переменных необходимо дать соответствующий приказ: "выдать значение", который называется оператором (процедурой) вывода: write (Y), где write - пиши. Если переменных, подлежащих к выводу несколько, то они отделяются друг от друга запятыми и заключаются в круглые скобки - write (Y, А, В).
6. Для вычисления переменной Y при X = 2,344 сообщаем компьютеру последовательность приказов:
Х:=2.344;
Y :=(27.3*Х + 0.9)*Х + 6.1;
write (Y)
7. Придадим этой последовательности приказов вид программы. Программа - задание для компьютера, написанное на понятном для него языке в установленной форме. Программа на языке Pascal начинается с заголовка и заканчивает точкой. Имя программы выбирается произвольно с учетом правил написания имени в языке Паскаль. Лучше выбирать имя, отражающее назначение данной программы и действия, которые в ней производятся. Составим программу с именем YX для решения нашей задачи:
program YX;
begin
Х:= 2.344;
Y:=(27.3*Х+0.9)*Х + 6.1;:
write (Y)
end.
Заголовок программы - program XY; он состоит из ключевого слова программа и имени программы - XY. В конце заголовка обязательно ставится точка с запятой. Последовательность операторов, образующих программу (в данном случае один оператор - write), заключена в операторные скобки.
Begin, end - оба эти слова также являются ключевыми словами. Их смысл: begin (начало) - открывающая и end (конец) - закрывающая операторные скобки. Ключевые (служебные) слова особенные: они не могут использоваться в качестве имен. Ошибки в написании этих слов недопустимы. Ошибочное написание хотя бы одного ключевого слова приведет к тому, что компьютер откажется выполнять вашу программу. Какие буквы - прописные или заглавные - используются при написании ключевых слов, в программе не имеет значения.
8. Нам уже известны два типа переменных: целые и вещественные. Переменным различных типов выделяются участки памяти различной длины и структуры. Поэтому в начале программы следует сообщить информацию о том, каким переменным должна быть выделена память, а также указать их тип, чтобы компьютер "знал", сколько нужно выделить ячеек для переменных. Это делается в разделе переменных: var X, Y: real;
Раздел переменных начинается с ключевого слова Var - переменные (сокращение английского слова Variables), за которым следует описание переменных, состоящее из описательных предложений. В описательном предложении; указываются имена переменных и их тип. Вещественный тип переменных обозначается ключевым словом REAL, целый – INTEGER.
Имена переменных отделяются друг от друга запятыми, а от названия типа - двоеточием. В конце предложения ставится точка с запятой. Все переменные, используемые в программе, должны быть описаны. Каждая переменная описывается только один раз.
9. Наша программа приняла законченный вид:
program XY;
var Х,Y: геа1;
begin
X:=2.344;
У:=(27.3*Х + 0.9)*Х + 6.1;
write (Y)
end.
Понятие алгоритма. Свойства. Типы. Способы записи.
На первом этапе создания программы программист должен определить последовательность действий, которые необходимо выполнить, чтобы решить поставленную задачу. Алгоритм — это точное предписание, определяющее процесс перехода от исходных данных к результату. Следует уточнить, что предписание считается алгоритмом, если оно обладает следующими свойствами:
дискретность - обязательность выполнения последовательности команд;
однозначность (детерминированность) - единственность толкования правил выполнения действий и порядка их выполнения. Таким образом, алгоритм не должен оставлять место произволу при его выполнении;
конечность - возможность реального исполнения каждого отдельного действия, т.к. алгоритм конечен;
массовость - возможность его применения для решения класса задач, предполагает его правильную работу при меняющихся в заданных пределах значениях исходных данных;
результативность - выполнение алгоритма в итоге должно приводить к получению всех возможных результатов.
Ниже приведен пример алгоритма математического характера — алгоритм вычисления корней квадратного уравнения.
Исходные данные — это коэффициенты уравнения: а — при второй степени неизвестного; b — при первой степени неизвестного; с — при нулевой степени неизвестного.
Искомый результат — значения корней уравнения, которые можно обозначить х1 и х2.
Предписание:
1. Вычислить значение дискриминанта (d) уравнения по формуле: d=bг-4ас
2. Если значение дискриминанта больше или равно нулю, то вычислить значения корней уравнения по формулам:
Х=(-b-d1/2)/2a; Х=(-b + d1/2)/2а
3. Если значение дискриминанта меньше нуля, то это значит, что уравнение не имеет действительных корней.
Приведенное предписание обладает всеми свойствами алгоритма:
однозначностью (в предписании указано, как обозначаются все коэффициенты уравнения, и приведены формулы для вычисления значения дискриминанта и корней уравнения);
массовостью (в предписании указаны не конкретные значения коэффициентов, а приведены формулы, в которых использованы обозначения коэффициентов);
результативностью (при выполнении предписания получается результат — значения корней уравнения или вывод о том, что уравнение не имеет решения).
При описании алгоритма используются обобщенные понятия, например "коэффициент" и "корень уравнения". При решении задачи эти понятия конкретизируются. Нельзя найти значения корней абстрактного квадратного уравнения, можно решить только конкретное уравнение, т.е. необходимо задать коэффициенты уравнения.
Понятие информации. Свойства. Виды информации.Термин информация происходит от латинского слова informatio, что означает «сведения, разъяснения, изложение». В обиходе информацией называют любые данные или сведения, которые кого-либо интересуют, например сообщение о каких-либо событиях, о чьей-либо деятельности и т. п. Информация — сведения об объектах и явлениях окружающей среды, их параметрах, свойствах и состоянии, которые воспринимают информационные системы (живые организмы, управляющие машины и др.) в процессе жизнедеятельности и работы.
Применительно к компьютерной обработке данных под информацией понимают некоторую последовательность символических обозначений (букв, цифр, закодированных графических образов и звуков и т. п.), несущую смысловую нагрузку и представленную в понятном компьютеру виде. Каждый новый символ в такой последовательности символов увеличивает информационный объем сообщения.
Информация обладает следующими свойствами: достоверность; полнота; точность; ценность; своевременность; понятность; доступность; краткость и т. д.
Информация достоверна, если она отражает истинное положение дел. Недостоверная информация может привести к неправильному пониманию или принятию неправильных решений. Достоверная информация со временем может стать недостоверной, так как она обладает свойством устаревать, т. е. перестает отражать истинное положение дел. Информация полна, если ее достаточно для понимания и принятия решений. Как неполная, так и избыточная информация сдерживает принятие решений или может повлечь ошибки. Точность информации определяется степенью ее близости к реальному состоянию объекта, процесса, явления и т. п. Ценность информации зависит от того, насколько она важна для решения задачи, а также от того, насколько в дальнейшем она найдет применение в каких-либо видах деятельности человека. Только своевременно полученная информация может принести ожидаемую пользу. Одинаково нежелательны как преждевременная подача информации (когда она еще не может быть усвоена), так и ее задержка. Если ценная и своевременная информация выражена непонятным образом, она может стать бесполезной. Информация становится понятной, если она выражена языком, на котором говорят те, кому предназначена эта информация. Информация должна преподноситься в доступной (по уровню восприятия) форме. Поэтому одни и те же вопросы по-разному излагаются в школьных учебниках и научных изданиях. Информацию по одному и тому же вопросу можно изложить кратко (сжато, без несущественных деталей) или пространно (подробно, многословно). Краткость информации необходима в справочниках, энциклопедиях, всевозможных инструкциях.
Чтобы информация была передана от источника к получателю, необходима некоторая материальная субстанция – носитель информации. Сообщение, передаваемое с помощью носителя, назовем сигналом. В общем случае сигнал – это изменяющийся во времени физический процесс. Такой процесс может содержать различные характеристики. Та из характеристик, которая используется для представления сообщений, называется параметром сигнала.
В случае когда параметр сигнала принимает последовательное во времени конечное число значений (при этом все они могут быть пронумерованы), сигнал называется дискретным, а сообщение, передаваемое с помощью таких сигналов -дискретным сообщением. Информация, передаваемая источником, в этом случае также называется дискретной. Если же источник вырабатывает непрерывное сообщение (соответственно параметр сигнала – непрерывная функция от времени), соответствующая информация называется непрерывной. Непрерывное сообщение можно преобразовать в дискретное (такая процедура называется дискретизацией).