Практическая работа «Форматирование текста в текстовом процессоре Word»

Информация и информатика

Информация ­­­­­­­­­– это сведения о лицах, предметах, фактах, событиях, явлениях, процессах независимо от формы их представления.

Свойства информации:

1.    атрибутивные (без них информация не существует):

2.    непрерывность (возможность «сливаться» с ранее накопленной информацией);

3.    дискретность (информация характеризует отдельные данные и свойства объектов);

4.    прагматические (характеризуют степень полезности):

5.    новизна;

6.    ценность;

7.    полнота;

8.    актуальность;

9.    доступность;

10. достоверность

11. динамические (характеризуют изменение информации с течением времени):

12. накопление информации;

13. старение информации.

Объём используемой человеком информации в мире постоянно растёт. В таблице 1 показана динамика роста человеческих знаний.

         Таблица 1 – Увеличение человеческих знаний

Общая сумма человеческих знаний удваивалась:
Каждые 50 лет	до 1800 года
Каждые 10 лет	до 1950 года
Каждые 5 лет	до 1970 года
Ежегодно	до 1990 года

Этому способствовали информационные революции (таблица 2), в ходе которых существенно менялись средства и способы хранения, распространения информации, её доступность.

        Таблица 2 – Информационные революции

Информационная революция	Причина	Когда произошла
Первая	Появление языка и членораздельной речи	10 тыс. лет до Н.Э.
Вторая	Появление письменности	3 тыс. лет до Н.Э.
Третья	Книгопечатание	VII век Н.Э.
Четвёртая	Телефон, телеграф, радио, фотография, кинематограф, телевидение	Конец XIX – начало XX века
Пятая	Появление ЭВМ	Середина XX века

Современное общество называется информационным, поскольку большинство работающих людей занято обработкой информации.

При накоплении большого объёма информации и неспособности человека её обработать возникает информационный кризис. Преодоление информационного кризиса обеспечивается информатизацией общества, которая представляет собой процесс создания оптимальных условий для удовлетворения информационных потребностей человека. В этом процессе базовой технической составляющей является вычислительная техника, которая позволяет автоматизировать (то есть ускорить и упростить) обработку информации.

Формы представления информации (рисунок 1):

 Непрерывная (аналоговая) – характеризует процесс, который не имеет перерывов и может изменяться в любой момент времени на любую величину (например - музыка);

 Прерывистая (дискретная, цифровая) – характеризует процесс, который может изменяться лишь в определённые моменты времени и принимать лишь заранее обусловленные значения.

Рисунок 1 – Представление информации различными типами сигналов

Большинство современных компьютеров обрабатывают информацию в виде последовательности электрических сигналов только двух определенных уровней (например – высокого и низкого) – двоичных сигналов, то есть являются цифровыми.

Аналогом такого сигнала в информатике является бит (binary digit – двоичный разряд), который может принимать только одно из двух возможных значений (например - 0 и 1, + и – и т.д.). Бит – минимальная единица информации. Более крупная единица – байт (последовательная комбинация из 8 бит). Байт позволяет получать уже не две, а 256 возможных комбинаций.

Другие более крупные единицы:

1 Килобайт = 1024 байта;

1 Мегабайт = 1024 килобайт;

1 Гигабайт = 1024 мегабайт;

1 Терабайт = 1024 гигабайт и т.д.

Информатика – техническая наука, занимающаяся способами создания, хранения, воспроизведения, обработки и передачи информации средствами вычислительной техники, принципами функционирования этих средств и методами управления ими. Термин информатика произошел от слияния двух французских слов Informacion (информация) и Automatique (автоматика) и дословно определял новую науку об «автоматической обработке информации». В англоязычных странах информатика называется Computer Science (наука о компьютерной технике).

Информационная технология – процесс, использующий совокупность средств и методов сбора, обработки и передачи первичной информации для получения информации нового качества о состоянии объекта, процесса или явления (информационного продукта).

Данные – это зарегистрированная (зафиксированная) определенным образом информация, представленная в некоторой форме (формализованном виде), что обеспечивает ее хранение, обработку и передачу. Регистрация информации возможна различными способами – изменением магнитных, оптических, химических свойств материалов.

Основные операции с данными:

1.    сбор данных;

2.    фильтрация;

3.    преобразование;

4.    транспортировка;

5.    архивация и т.д.

Представление данных. Системы счисления

Наиболее распространенные - числовые данные могут быть представлены в различном виде. Вид этот определяется используемой системой счисления.

Система счисления (СС) – совокупность приемов и правил представления чисел в виде конечного числа символов. СС имеет свой алфавит (упорядоченный набор цифр и букв) и совокупность операций образования чисел из этих символов.

Системы счисления разделяют на не позиционные и позиционные.

Не позиционная система счисления – это система, в которой цифры не меняют своего количественного эквивалента в зависимости от местоположения (позиции) в записи числа. К не позиционным системам счисления относится, например, система римских цифр, основанная на употреблении латинских букв:

I – 1;

V – 5;

X – 10;

L –  50;

C – 100;

D – 500;

          M – 1000.

Значение числа в этой системе определяется как сумма или разность цифр в числе (если меньшая цифра стоит перед большей, то она вычитается, а если после - прибавляется). Например, число 1998 записывается как MCMXCVIII.

Не позиционные системы счисления обладают следующими недостатками:

- сложность представления больших чисел (больше 10000);

- сложность выполнения арифметических операций над числами, записанными с помощью этих систем счисления.

Позиционная система счисления – это система, в которой количественный эквивалент цифры зависит от ее положения в числе (чем «левее» цифра в записи числа, тем её значение больше). Основание позиционной системы счисления – это количество разных символов в ее алфавите. Например, в двоичной системе счисления используется две цифры (0 и 1), в восьмеричной – восемь (0,1,…,6,7), а в десятичной системе счисления используется десять цифр (0,1,…,8,9). Сравнение записи чисел в разных системах счисления представлено в таблице 3.

      Таблица 3 – Сравнение записи чисел в трёх системах счисления

Десятичная		Восьмеричная	Двоичная
0	0		0
1	1		1
2	2		10
3	3		11
4	4		100
5	5		101
6	6		110
7	7		111
8	10		1000
9	11		1001
10	12		1010

Наиболее используемой системой счисления является десятичная система счисления, а для представления чисел в большинстве современных ЭВМ используется двоичная система счисления

Правило перевода числа из десятичной системы в двоичную систему счисления: перевод целой части – делением на основание системы, в которую переводим (на 2), а дробной части – умножением на это основание. Операции выполняются в десятичной системе. Остатки от деления собираются в обратном порядке.

Пример: перевести число 100 в двоичную систему счисления (рисунок 2).

Решение: представим перевод числа в виде столбца, каждая строка которого содержит частное и остаток от деления данного числа на основание двоичной системы счисления n = 2.

Рисунок 2 – Перевод числа из десятичной системы в двоичную

В результате получим число 11001002 – результат перевода числа 10010 в двоичную систему счисления (индекс – основание системы счисления).

Как было уже сказано, в вычислительной технике используется двоичная система счисления (данные представляются в виде закодированной последовательности двоичных сигналов). Это обеспечивает высокую надёжность и помехоустойчивость вычислительной системы, так как в ней реализованы устройства лишь с двумя устойчивыми состояниями (чем проще устройство, тем оно надежнее).

 При этом для описания логики функционирования аппаратных и программных средств используется алгебра логики (Булева алгебра). Она оперирует с логическими переменными, которые могут принимать тоже только два возможных значения (true — истина и false - ложь). Это очень удобно, так как обеспечивается универсальность (однотипность) процесса обработки информации на компьютере.

История развития вычислительной техники.

Этапы развития вычислительной техники представлены в таблице 4, а разделение её по поколениям (и по элементной базе) – в таблице 5.

                Таблица 4 - Этапы развития вычислительной техники

Этап	Время
Ручной (абак, счеты)	3 тыс. лет до Н.Э.
Механический (арифмометр)	Конец XVII века
Электромеханический	Конец XIX века
Электронный (ЭВМ)	С середины XX века по наше время

          Таблица 5 - Поколения ЭВМ

Поколение	Годы	Элементная база
Первое	1950-1955	Электронные лампы
Второе	1955-1965	Транзисторы
Третье	1965-1980	Интегральные микросхемы
Четвертое - пятое	С 1980 до настоящего времени	Микропроцессоры

Разделение ЭВМ на поколения условно, так как они сменялись постепенно, и временные границы между поколениями размыты. Поколения разделяют в зависимости от основных элементов, используемых при изготовлении ЭВМ.

Первое поколение ЭВМ строилось на электронных лампах. Эти ЭВМ, содержащие десятки тысяч ламп, были громоздкими, ненадёжными, требовали большой мощности (для нагрева катода).

Второе поколение ЭВМ строилось на транзисторах – полупроводниковых устройствах. По сравнению с лампами транзисторы имели малые размеры и потребляемую мощность. ЭВМ были более надёжными и занимали гораздо меньше места.

Третье поколение ЭВМ строилось на полупроводниковых интегральных схемах (ИС). ИС представляет собой электрическую цепь, которая выполнена в виде единого полупроводникового кристалла и содержит большое количество элементов (диодов и транзисторов), что позволило уменьшить размеры, потребляемую мощность, стоимость и увеличить надежность системы.

Четвертое поколение ЭВМ строится на больших интегральных схемах (БИС). БИС содержат миллионы транзисторов в одном кристалле и представляют собой  целые функциональные узлы компьютера. Примером БИС является микропроцессор. БИС способствовали появлению персональных компьютеров.

 ЭВМ пятого поколения пока существуют лишь в теории. Они основываются на логическом программировании (компьютер должен сам в зависимости от поставленной задачи составить план действий и выполнить его). Их элементная база: сверхбольшие интегральные схемы – СБИС с применением оптоэлектроники (использование эффектов взаимодействия оптического излучения с электронами в твердых телах для генерации, отображения, хранения, обработки  и передачи информации) и криогенной электроники (применение явлений, происходящих в твердых телах при температурах менее 120К в присутствии электромагнитных полей, для создания электронных устройств).

Некоторая любопытная информация:

1.               1946 г. - первая ЭВМ (США, «ENIAC»,содержала 18 000 ламп, весила 30 тонн, размер – 4м*30м*6м, ОП – 600 бит, 5 000 операций в секунду, работала 10 лет)

2.               1950 г. - первая советская ЭВМ («МЭСМ», ОП – 1800 бит)

3.               1976 г. - первый персональный компьютер (ПК) компании «APPLE» (ОП – 48 кбайт, 1 МГц)

4.               1983 г. – первый персональный компьютер компании IBM («IBM PC/XT», ОП – 640 Кбайт, ЖД – 10 Мбайт, 10 МГц)

Классификация и состав ЭВМ.

Возможны различные виды классификации компьютеров:

По элементной базе (см. выше).

По производительности:

·         Супер-ЭВМ. Самые мощные компьютеры, представляющие собой многопроцессорные вычислительные системы. Предназначены для решения уникальных задач (прогнозирование метеобстановки, управление космическими и оборонными комплексами и др.). Очень дорогие (стоят сотни миллионов долларов).

·         ЭВМ общего назначения. Предназначены для решения широкого класса научно-технических и статистических задач. Они обрабатываю около 60% всей информации в мире.

·         Мини-ЭВМ. Предназначены чаще всего для управления технологическими процессами предприятий.  Они гораздо компактнее и дешевле ЭВМ общего назначения.

·         Микро-ЭВМ и персональные компьютеры. Появились после изобретения микропроцессора. Имеют очень широкую область применения. Ещё более компактны. К ним относятся:

·         Учебные (используются в тренажерах).

·         Бытовые (в бытовой технике).

·         Профессиональные (персональные компьютеры).

·         По типу обрабатываемых сигналов (см. выше):

·         ЭЦВМ (цифровые).

·         АВМ (аналоговые).

·         Гибридные (смешанные).

Определение ЭВМ:

Электронная вычислительная машина (ЭВМ, компьютер) — комплекс программных и технических средств, объединённых под общим управлением и предназначенный для автоматизированной обработки информации по заданному алгоритму.

Современная ЭВМ является единым комплексом из нескольких устройств. Каждое устройство представляет собой автономный, конструктивно законченный модуль с типовым сопряжением. ЭВМ может иметь переменный состав оборудования. В основе её работы лежит принцип открытой архитектуры.

Архитектура – это наиболее общие принципы построения ЭВМ, реализующие программное управление работой и взаимодействием основных ее функциональных узлов. В основе архитектуры современных ЭВМ лежат принципы, предложенные американским ученым и теоретиком вычислительной техники Джоном фон Нейманом. В соответствии с ними выделяются пять базовых элементов компьютера:

·         арифметико-логическое устройство;

·         устройство управления;

·         запоминающее устройство;

·         система ввода информации;

·         система вывода информации.

Рисунок 3 - Обобщённая структурная схема ЭВМ

В представленной на рисунке 3 обобщенной схеме можно выделить следующие элементы:

1.    Устройство ввода служит для преобразования информации в закодированную последовательность сигналов и записи её в основную память (ОП).

2.    Примеры устройств ввода:

3.    Клавиатура (ввод информации в виде последовательности символов, которые образуют команды);

4.    Манипуляторы: мышь, джойстик, touchpad, touchscreen (информация вводится путём выбора из предлагаемого набора какой-либо информации);

5.    Сканер;

6.    Камера;

7.    Микрофон.

Устройство вывода служит для преобразования результатов обработки сигналов в информацию, в удобном для пользователя виде.

Примеры устройств вывода:

1.    Монитор (электронно-лучевая трубка, жидкокристаллический, плазменный);

2.    Принтер (матричный, струйный, лазерный);

3.    Плоттер (графопостроитель);

4.    Динамик;

5.    Экраны, проекторы.

Основная память (ОП) – устройство, предназначенное для хранения данных и программ. Это электронное устройство, основанное на микросхемах. Для него характерна большая скорость доступа к данным. Состоит из ПЗУ и ОЗУ.

ПЗУ – постоянное запоминающее устройство. Хранит служебные программы (записанные туда при изготовлении микросхемы устройства), выполняемые во время загрузки ЭВМ  (диагностика и начальная отладка, оптимизация связей, запуск загрузчика операционной системы). Является энергонезависимой памятью (при выключении компьютера информация, записанная в ПЗУ, не пропадает).

ОЗУ – оперативное запоминающее устройство. Хранит программы, исходные данные и результаты обработки во время их использования. Является энергозависимой памятью.

ВЗУ – внешнее запоминающее устройство. Служит для длительного хранения программ и больших объёмов данных. По мере необходимости они переписываются в ОП и там используются. В настоящее время это, как правило, электромеханические устройства. В связи с этим, скорость доступа к данным у этих устройств гораздо ниже, чем у электронных.

ЦУУ – центральное устройство управления. Осуществляет управление аппаратными и программными ресурсами ЭВМ. Производит чтение команд из основной памяти, определяет адреса операндов команд, тип операции, передаёт сигнал в ОП и АЛУ.

АЛУ – арифметико-логическое устройство. Выполняет арифметические и логические операции над данными и вырабатывает различные условия, влияющие на ход вычислительного процесса.

ЦУУ и АЛУ вместе составляют ПРОЦЕССОР.

Процессор и основная память вместе составляют центральные устройства (ядро) ЭВМ. Остальные устройства являются внешними устройствами ЭВМ.

Типы запоминающих устройств.  Хранение и обработка информации.

Существуют различные типы запоминающих устройств:

Магнитные:

 На магнитной ленте (стримеры) – устройства с последовательным доступом к информации (до 600 Мбайт);

 На магнитном диске – устройства с прямым доступом к информации:

гибкие (дискеты) – 1,44 Мегабайт;

жёсткие (винчестеры) – Терабайты;

Данные на дисках записываются на дорожки концентрического типа (на гибком диске 80 дорожек, а на жестком – более 1224), которые разделены на отрезки-сектора по 512 байт. Количество секторов – 18 (гибкая дискета) или 35 (жесткий диск). При этом не все секторы предназначены для файлов пользователя. Существуют различные типы специальных («служебных») секторов. Например, секторы:

с программой-загрузчиком;

с таблицей размещения файлов;

со справочной информацией о файлах и др.

Недостатком этих ВЗУ является возможность их размагничивания.

 Оптические (таблица 6).

  Таблица 6 – Оптические диски

Тип диска	Возможность перезаписи	Ёмкость
CD-ROM	только для чтения	700 Mb
CD-R	можно записать один раз	700 Mb
CD-RW	есть возможность перезаписи	700 Mb
DVD-R	можно записать один раз	4,7 Gb
DVD-RW	есть возможность перезаписи	4,7 Gb
Двухслойный  DVD	есть возможность перезаписи	16 Gb
Blu-Ray Disс	есть возможность перезаписи	25..128 Gb

 Электронные – флэш-накопители. Ёмкость их на данный момент доходит до 512 гигабайт. Отличается высокой скоростью доступа к данным и надёжностью, благодаря отсутствию механических узлов.

В большинстве случаев информация на всех устройствах указанных типов хранится, в файлах. Файл – именованная область носителя информации (ленты, диска, флэш-карты и пр.), предназначенная для хранения информации в различном виде. Файл имеет имя, которое состоит из собственно имени (задаётся пользователем) и расширения (как правило, создается программой, которая обрабатывает этот файл). Пользовательское имя и расширение разделяются точкой (например – spisok.txt; document.doc; kartina.bmp; program.pas; program.exe и т.д.). Расширения файлов используются операционной системой, чтобы определить программу, которую необходимо запустить для обработки файла с данным расширением. Расширение определяет тип файла (текстовый, графический, звуковой, двоичный и т.д.). Теоретически расширение может и отсутствовать (это сделает работу с файлом неудобной). Некоторые расширения файлов приведены в таблице 7.

     Таблица 7 – Типы расширений

Расширение	Тип
EXE, COM	Исполняемые файлы – программы
DOC, RTF, TXT	Документы
SYS	Системные файлы
BMP, JPG, GIF, PNG	Файлы изображений
MID, MP3, WAV, WMA	Звуковые файлы
ASF, AVI, MOV, MP4, MPG	Видеофайлы

При манипулировании группами файлов (их копировании, перемещении, удалении и др.) удобно для ускорения работы использовать специальные символы в именах файлов:

? – означает один любой символ;

* – означает любое количество любых символов.

Например:

program1.* - речь идет о всех файлах с именем  program1 и любым расширением;

program?.for – все файлы с расширение for и именем program1 или program2 или program3;

*.* - все файлы и т.д.

Файлы по желанию пользователя могут объединяться в именованные группы – папки (директории, каталоги), которые именуются (без расширения). Папки могут объединяться в другие папки, образуя древообразную (иерархическую) структуру, записанную на носитель информации, который тоже имеет имя, состоящее из одной буквы латинского алфавита:

А, В – гибкие диски;

С, D, E… – жёсткие диски.

Пользователь может разделить жёсткий диск на несколько частей (логических дисков), которым тоже присваивается имя, состоящее из одной латинской буквы.

Папка, в которой работает пользователь, называется текущей (или рабочей). Самая первая папка (имеет имя диска) называется корневой. Таким образом, полное имя файла состоит из собственно имени с расширением и пути к этому файлу от корневой папки (путь состоит из имён папок, разделённых знаком «обратный слэш» - \).

 

Рисунок 4 – Система файлов и папок на диске

Например, полное имя файла Spisok.txt, показанного на рисунке 4 в схеме файловой системы, выглядит следующим образом:

D:\TEMP\MT3-12\Spisok.txt,

где         D:\TEMP\MT13-12 – путь;

                    Spisok – имя;

                    .txt – расширение.     

Принцип работы компьютера

В соответствии с принципом фон Неймана, компьютер работает под управлением программы, загруженной в основную память. Программа – совокупность команд, которые выполняются в определённой последовательности.

Примеры типовых команд: арифметическое действие, запись, считывание и пересылка данных.

Рассмотрим на схеме выполнение одной из команд (операторов) программы –команды сложения двух чисел – операндов команды  (В и С) и получения результата выполнения команды – А:

А = В + С.

Компьютер работает с этой командой, как с последовательностью двоичных сигналов (используем 1 – для сигнала высокого уровня, 0 – для сигнала низкого уровня).

Тогда условно можно представить команду в таком виде:

010  1000  1001  0110,

         где          010   – код операции (сложение);

1000 – адрес операнда В;

1001 – адрес операнда С;

0110 – адрес результата А.

Рисунок 5 – Взаимодействие центральных устройств

Тогда последовательность действий будет выглядеть следующим образом (рисунок 5):

ЦУУ считывает команду из ОП (в которой записаны исходные данные и программа);

ЦУУ передаёт сигнал

в ОП об адресах операндов (В и С) и результата (А)

в АЛУ о коде операции (сложение);

Из ОП в АЛУ передаются значения операндов B и C;

АЛУ

вычисляет сумму

передаёт её значение в ОП

передаёт сигнал в ЦУУ о выполнении команды, на основании которого происходит считывание следующей команды

Процесс взаимодействия центральных и внешних устройств ЭВМ происходит посредством интерфейса (сопряжения), под которым понимается совокупность линии связи между устройствами, а также вид и порядок сигналов, проходящих по этим линиям.

Типы взаимодействия:

множественный интерфейс - каждое устройство компьютера соединено отдельными линиями связи с другими устройствами;

единый интерфейс (общая шина) – в этом случае на одну линию связи (шину) параллельно подключены все устройства компьютера. Их взаимодействие происходит в режиме разделённого по времени интерфейса (по очереди).

Шина – не только линии связи, но и устройства синхронизации и усиления сигналов. Важная характеристика шины – пропускная способность (количество информации в единицу времени). Зависит она от разрядности шины и от тактовой частоты компьютера. Разрядность (количество проводов шины) определяет количество бит информации, обрабатываемой одновременно. Тактовая частота задает скорость выполнения операций.

Существуют шины трёх типов:

Шины данных;

Шины адресов;

Шины команд.

Отдельно необходимо отметить особенности наиболее распространенных компьютеров – персональных. Первые персональные компьютеры (ПК) по сравнению с существовавшими ЭВМ имели следующие основные особенности (рисунок 6):

Основа элементной базы – микропроцессор (МП) – программно-управляющее средство, построенное на больших интегральных схемах  (БИС);

Взаимодействие устройств ЭВМ происходит посредством единого интерфейса (общей шины).

Рисунок 6 – Схема персонального компьютера

Центральные устройства:

МП – микропроцессор.

ОП – основная память.

Внешние устройства:

ВЗУ – внешнее запоминающее устройство.

УВВ – устройство ввода.

Увыв – устройство вывода.

ТКУ – телекоммуникационное устройство.

Современные ПК активно подключаются к компьютерным сетям. Поэтому в их архитектуре появляются ТКУ - модем, сетевая карта и др.

Модем - устройство для преобразования цифрового сигнала в аналоговый и наоборот. Он используется для подключения к сети Internet через телефонную, которая является аналоговой, линию.

Программное обеспечение.         

Программное обеспечение (ПО) – организованная совокупность обрабатывающих программ и обрабатываемых данных, реализованная на ЭВМ.

ПО делится на две группы (рисунок 7):

Общее ПО – предназначено для обеспечения функционирования компьютера и эффективной работы на нём. Этим ПО пользуется каждый пользователь. В состав ПО входит: операционная система (ОС) и специальный комплекс программ технического обслуживания (КПТО).

Специальное (или прикладное) ПО – предназначено  для решения специальных прикладных задач. С ним работают пользователи-специалисты какой либо прикладной области (математики, экономисты, художники, программисты и др.). В его состав входят пакеты прикладных программ (ППП). Среди них отдельно выделим системы программирования (СП).

Рисунок 7 – Типы программного обеспечения

Операционные системы

Операционная система – комплекс программ, обеспечивающий организацию вычислительного процесса на компьютере.

Основные функции ОС:

1. Управление аппаратными и программными ресурсами ЭВМ.

2. Организация интерфейса (взаимодействия) пользователя с ЭВМ.

3. Запуск на выполнение прикладных программ.

ОС представляет собой пакет программ в виде файлов, расположенных, как правило, на жестком диске. После включения компьютера она автоматически загружается в основную память с помощью специальной программы-загрузчика, записанной в ПЗУ. В состав ОС в качестве дополнительных к основному пакету программ, как правило, добавляются драйверы – специальные программы, обеспечивающие нормальную, полноценную работу дополнительных внешних устройств (принтеров, сканеров и т.п.).

На практике используются различные ОС: MS DOS, WINDOWS, UNIX, LINUX, OS/2, OS X  и т.д. Наиболее распространенной является операционная система фирмы Microsoft – WINDOWS, обладающая интуитивно понятным, дружественным графическим интерфейсом, и позволяющая одновременно работать с несколькими приложениями.

Графический интерфейс основан на системе окон и значков.

Окно WINDOWS  – прямоугольная область экрана, внутри которой может выполняться какая-либо программа (окно приложения), могут выводиться сообщения или вводиться данные (окно диалога), могут располагаться какие-либо объекты – файлы, папки, диски и т.д. (групповое окно).

3 состояния окна:

обычное;

развёрнутое (во весь экран);

свёрнутое.

Значок – графическое представление объекта ОС (диска, папки, файла).

Ярлык – особый вид значка, ссылка на объект WINDOWS. Ярлыки используются для удобства запуска программ из разных мест и обеспечения сохранности объектов.

Организация интерфейса пользователя с компьютером осуществляется с помощью диалога, который может быть различным.

Типы диалога пользователя с компьютером:

меню (пользователь выбирает один вариант действий из нескольких предложенных);

вопросы, требующие ответа типа да/нет (частный случай меню);

шаблоны (ОС воспринимает информацию пользователя в строго определённой заданной форме);

команды.

Диалог также может быть синхронным и асинхронным. При синхронном диалоге его участники (пользователь и компьютер) поочередно находятся в активном состоянии, которое характеризуется обработкой сообщений, их анализом и выработкой решений. При асинхронном диалоге его участники одновременно находятся в активном состоянии (пользователь может в любой момент вмешиваться в работу компьютера и вносить в нее какие-либо изменения).

Программы операционной системы, постоянно находящиеся в оперативной памяти называются ядром операционной системы. Программы, загружающиеся в оперативную память по мере необходимости – транзиты ОС.

Динамическая память – часть оперативной памяти, свободная от ядра и транзитов. Она используется прикладными программами – программами, решающими какие-либо специальные (прикладные) задачи.

Решение прикладной задачи на компьютере под управлением ОС можно представить следующим образом (рисунок 8):

Рисунок 8 – Алгоритм решения задачи

Комплекс программ технического обслуживания – пакет сервисных программ для:

проверки (определения наличия неисправностей);

диагностики (локализации и классификации ошибок);

отладки (исправления ошибок).

Эти программы записаны в ПЗУ, могут входить в состав ОС или устанавливаться дополнительно. К ним можно отнести программы для очистки, исправления,  дефрагментации дисков, программы-антивирусы и т.п.

Технология разработки программного обеспечения

Жизненный цикл программы состоит из этапа разработки программы и этапа её эксплуатации и сопровождения (контроль работоспособности и при необходимости внесение изменений и дополнений).

Технология разработки ПО – совокупность приёмов, позволяющих создать безошибочную программу в течение заданного времени. Состоит из четырёх этапов:

формулировка задачи на естественном языке и создание математической модели;

разработка нового или выбор существующего метода численного решения математической задачи (алгоритма);

написание программы на языке программирования;

тестирование и отладка программ.

На первом этапе необходимо наиболее глубоко исследовать предметную область (процесс, объект, явление), а также разработать наиболее полную математическую модель, учитывающую основные особенности предметной области.

На втором этапе при разработке алгоритма необходимо использовать приёмы структурного программирования (см. ниже), позволяющие создавать надёжно работающие программы. Алгоритм принято представлять в виде графической схемы, которая составляется из нескольких геометрических фигур – блоков. Основные блоки схемы алгоритма выглядят следующим образом (рисунок 9):

А схема оператора условной передачи управления (if A then B else C,  где А – условие, В – действие, выполняющееся при истинности А, а С – действие, выполняющееся в противном случае) выглядит так (рисунок 11):

Рисунок 11 – Схема условного оператора

Для оператора цикла с известным числом повторений (for I:=N to M do S) схема выглядит следующим образом (рисунок 12):

Рисунок 12 – Схема оператора цикла с известным числом повторений

Для операторов цикла с неизвестным числом повторений с предусловием (while A do S) и постусловием (repeat S until B) схемы выглядит следующим образом (рисунок 13):

                                                   

Рисунок 13 – Схемы операторов цикла с неизвестным числом повторений

На третьем этапе при выборе языка программирования необходимо учитывать тип решаемой задачи. Например, для вычислительных задач удобнее использовать язык С, Fortran и подобные им. При разработке интернет-приложений – язык Java. Языки Pascal, Basic считаются универсальными и часто используются для обучения программированию.

Для создания безошибочной программы за приемлемое время используются основные приемы структурного программирования.

Суть его заключается в следующем:

Исходная сложная задача условно разбивается на более простые подзадачи, которые являются относительно независимыми друг от друга. Каждая из этих задач программируются в отдельной программе-модуле. Эти прикладные модули объединяются в единое целое специальным управляющим модулем, который может входить в группу подобных модулей (в случае решения сложных задач), объединённых основным управляющим модулем. В результате получается структурированная иерархическая система – программа, представляющая собой композицию из последовательных или вложенных друг в друга модулей.

Принципы разбиения на подзадачи-модули:

доступность восприятия;

незначительный размер (желательно не более 100 строк программы);

учет возможностей изменения модуля в дальнейшем;

учет наличия уже готовых модулей.

Модульный подход имеет положительные стороны:

упрощение создания и дальнейшей модификации программ;

создание библиотеки модулей;

возможность параллельной работы с несколькими модулями одновременно;

уменьшение объема, занимаемой ОП компьютера.

    На уровне прикладных модулей при программировании используются  три основные базовые (управляющие) конструкции, которые могут изменять ход вычислительного процесса:

Конструкция следования (например, оператор GOTO);

Конструкции ветвления:

конструкция условного ветвления (IF);

конструкция выбора (CASE).

Обе эти конструкции могут быть полные и неполные (без ELSE).

Конструкции повторения:

с известным числом повторений (FOR);

с неизвестным числом повторений:

с предусловие (WHILE);

с постусловие (REPEAT).

    Существует два метода создания многомодульных пакетов программ:

Метод восходящего проектирования.

Суть его заключается в том, что каждая прикладная подзадача программируется в отдельном модуле, который отдельно компилируется, тестируется и отлаживается независимо от других модулей. После этого прикладные модули объединяются управляющими модулями, и затем происходит компиляция и отладка всей многомодульной системы.  Недостаток этого метода заключается в сложности организации связей межу модулями и в проблемах с исправлением ошибок, допущенных на ранней стадии программирования. Однако, этот метод приемлем при разработке широкого круга относительно несложных задач.

      2. Метод нисходящего проектирования.

Этот метод используется при разработке сложных многоуровневых программ. Суть его заключается в том, что программирование начинается с разработки основного управляющего модуля. Затем программируются и подключаются вспомогательные управляющие модули и отлаживаются связи между ними. В конце к разработанной программе подключаются прикладные модули-программы. На каждом из этих этапов происходит общая компиляция и отладка всего комплекса.

Список литературы

1.Парфилова Н. И., Пруцков А. В., Пылькин А. Н., Трусов Б. Г. Информатика и программирование. Основы информатики: Учебник для студ. учреждений высш. проф. образования / Под ред. Б.Г. Трусова – М.: Издательский центр «Академия», 2012. – 61 с.

2.Исаев А.Л., Чеповский А.М. Введение в теорию баз данных: Учебно-методическое пособие.- М.: МГТУ. – 2000.

3.Могилев А.В., Пак Н.И., Хеннер Е.К. Информатика: учеб. пособие для студ. пед. вузов / под ред. Е.К. Хеннера. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Издательский центр «Академия», 2004. – 848 с.

4.Бройдо В.Л., Ильина О.П. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации. – 4-е изд. – СПб.: Питер, 2011. – 560 с.

5.Максимов Н.В., Партыка Т.Л., Попов И.И. Архитектура ЭВМ и вычислительных систем: учеб. – 3-е изд., перераб и доп. – М.: Форум, 2010. – 512 с.

Информатика. Общий курс: учеб. / А.Н. Гуда, М.А. Бутакова, Н.М. Нечитайло, А.В. Чернов; под ред. академика РАН В.И. Колосникова. – 4-е изд. – М.: Издательско-торговая корпорация «Дашков и К»; Ростов н/Д: Наука-Спектр, 2011. – 400 с.

https://www.inf1.info/informaticsscience

https://uchim-it.ru/wp-content/uploads/2014/06/bosova_5_klass.pdf

Информатика: учеб. / Б.В. Соболь, А.Б. Галин, Ю.В. Панов и др. – 3-е изд., доп. и перераб. – Ростов н/Д: Феникс, 2007. – 446 с.

Информатика: учеб. пособие / Н.И. Иопа; Рязан. гос. радиотехн. акад. – Рязань, 2005. – 216 с.

7.Мельников В.П. Информационные технологии: учеб. для студ. вузов. – М.: Издательский центр «Академия», 2008. – 432 с.

Новые информационные технологии. учеб. пособие / под ред. проф. В.П. Дьяконова. – М.: СОЛОН-Пресс, 2005. – 640 с.

Острейковский В.А. Информатика: учеб. для вузов. – 5-е изд., стер. – М.: Высш. шк., 2009. – 511 с.