Учебное пособие по информатике для студентов заочного отделения специальности "Организация перевозок и управление на транспорте"

Содержание

 ВВЕДЕНИЕ....................................................................................................... 3

Лекция №1. Введение в дисциплину. Информация, информационные процессы, информационное общество..................................................................................................................... .................. 4

Лекция №2. Технология обработки информации. 

Стадии обработки информации.................................................................................... .................. 18

Лекция №3. Архитектура ЭВМ и вычислительных систем.

Принципы Джон фон Неймана. Структура ПК........................................................ .................. 28

Лекция №4.  Операционные системы и оболочки

Понятие операционной системы. Виды операционных систем................................................ 36

Лекция № 5.  Классификация программного обеспечения (ПО).............................................. 45

Лекция №6. Текстовые процессоры. Обзор современных текстовых процессоров............. 53

Лекция №7. Электронные таблицы. Основы работы в программе......................................... 70

Лекция № 8. Работа с базами данных. Базы данных и их виды. Основные понятия.......... 81

Лекция № 9. Графические редакторы. Обзор современных графических редакторов....... 84

Лекция № 10.  Программы создания презентации ..................................................................... 96

Лекция № 11.  Локальные и глобальные компьютерные сети................................................. 101

Лекция № 12. Компьютерные вирусы и антивирусные средства............................................ 114

Вопросы для контрольной работы.................................................. 119

Заключение................................................................................................... 121

СПИСОК ЛИТеРАТУРЫ .................................................................................. 122

ВВЕДЕНИЕ

Изучая дисциплину «Информатика» на заочном отделении возникла необходимость создания данного лекционного материала, для усвоения и систематизации знаний студентов заочников. 

Необходимость этой методической разработки оправдана тем, что студенты заочного отделения, во-первых, часто ограниченны во времени и поэтому нет возможности обратиться к большому многообразию литературы в данной области науки. В связи с этим очень удобно, когда весь лекционный материал для написания контрольных работ и выполнения отчётов по практическим работам, размещается концентрированно, в одном месте.  Во-вторых,  уровень подготовки студентов заочников всегда разный и в основном «Информатику» изучают люди, чья профессиональная деятельность не связана с информационными технологиями.  Конечно, объять многообразие вопросов изучаемых на дисциплине «Информатика» в рамках одной методической разработки, невозможно. Однако здесь собранны самые базовые и важные вопросы, которые в обязательном порядке  должны знать студенты заочного отделения всех специальностей согласно образовательным стандартам.

Методическая разработка рекомендована студентам как заочной, так и очной формам обучения с целью изучения теоретической части дисциплины «Информатика». Здесь студенты найдут ответы на многие вопросы по контрольным работам, тестам, при защите практических работ данной дисциплины.   

Лекция №1. Введение в дисциплину. Информация, информационные процессы, информационное общество.

План лекции:

1.     Место информатики в наше время. Задачи информатики.

2.     Технические средства информатики

3.     Классификация ЭВМ по поколениям.

4.     Виды информационных процессов

1. Место информатики в наше время. Задачи информатики.

Предмет информатика. Информатика - это комплексная, техническая наука, которая систематизирует приемы создания, сохранения, воспроизведения, обработки и передачи данных средствами вычислительной техники, а также принципы функционирования этих средств и методы управления ими.

Термин "информатика" происходит от французского слова Informatique и образован из двух слов: информация и автоматика. Этот термин введен во Франции в середине 60-х гг.XX ст., когда началось широкое использование вычислительной техники. Тогда в англоязычных странах вошел в употребление термин "Computer Science" для обозначения науки о преобразовании информации, которая базируется на использовании вычислительной техники. Теперь эти термины являются синонимами.

Появление информатики обусловлено возникновением и распространением новой технологии сбора, обработки и передачи информации, связанной с фиксацией данных на машинных носителях.

Предмет информатики как науки составляют:

· аппаратное обеспечение средств вычислительной техники;

· программное обеспечение средств вычислительной техники;

· средства взаимодействия аппаратного и программного обеспечения;

· средства взаимодействия человека с аппаратными и программными средствами.

Средства взаимодействия в информатике принято называть интерфейсом. Поэтому средства взаимодействия аппаратного и программного обеспечения иногда называют также программно-аппаратным интерфейсом, а средства взаимодействия человека с аппаратными и программными средствами - интерфейсом пользователя.

Основной задачей информатики как науки является систематизация приемов и методов работы с аппаратными и программными средствами вычислительной техники. Цель систематизации состоит в том, чтобы выделять, внедрять и развивать передовые, более эффективные технологии автоматизации этапов работы с данными, а также методически обеспечивать новые технологические исследования.

Информатика - практическая наука. Ее достижения должны проходить проверку на практике и приниматься в тех случаях, если они отвечают критерию повышения эффективности. В составе основной задачи сегодня можно выделить такие основные направления информатики для практического применения :

· архитектура вычислительных систем (приемы и методы построения систем, предназначенных для автоматической обработки данных);

· интерфейсы вычислительных систем (приемы и методы управления аппаратным и программным обеспечением);

· программирование (приемы, методы и средства разработки комплексных задач);
преобразование данных (приемы и методы преобразования структур данных);

· защита информации (обобщение приемов, разработка методов и средств защиты данных);

· автоматизация (функционирование программно-аппаратных средств без участия человека);

· стандартизация (обеспечение совместимости между аппаратными и программными средствами, между форматами представления данных, относящихся к разным типам вычислительных систем).

На всех этапах технического обеспечения информационных процессов для информатики ключевым вопросом является эффективность. Для аппаратных средств под эффективностью понимают соотношение производительности оснащения к его стоимости. Для программного обеспечения под эффективностью принято понимать производительность работающих с ним пользователей. В программировании под эффективностью понимают объем программного кода, созданного программистами за единицу времени. В информатике все жестко ориентировано на эффективность. Вопрос как осуществить ту или другую операцию, для информатики важный, но не основной. Основной вопрос - как совершить данную операцию эффективно.

Информатика как наука и как вид практической деятельности. Информатика в широком смысле представляет собой единство разнообразных отраслей науки, техники и производства, связанных с переработкой информации.

Информатику в узком смысле можно представить как состоящую из трех взаимосвязанных частей.

Информатика как отрасль народного хозяйства состоит из однородной совокупности предприятий разных форм хозяйствования, где занимаются производством компьютерной техники, программных продуктов и разработкой современной технологии переработки информации. Специфика и значение информатики как отрасли производства состоят в том, что от нее во многом зависит рост производительности труда в других отраслях народного хозяйства. В настоящее время около 50% всех рабочих мест в мире поддерживается средствами обработки информации.

Информатика как фундаментальная наука занимается разработкой методологии создания информационного обеспечения процессов управления любыми объектами на базе компьютерных информационных систем. В Европе можно выделить следующие основные научные направления в области информатики: разработка сетевой структуры, компьютерно-интегрированные производства, экономическая и медицинская информатика, информатика социального страхования и окружающей среды, профессиональные информационные системы.

Информатика как прикладная дисциплина занимается:

·                      изучением закономерностей в информационных процессах (накопление, переработка, распространение);

·                      созданием информационных моделей коммуникаций в различных областях человеческой деятельности;

·                      разработкой информационных систем и технологий в конкретных областях и выработкой рекомендаций относительно их жизненного цикла: для этапов проектирования и разработки систем, их производства, функционирования и т.д.

Главная функция информатики заключается в разработке методов и средств преобразования информации и их использовании в организации технологического процесса переработки информации.

Задачи информатики состоят в следующем:

·                      исследование информационных процессов любой природы;

·                      разработка информационной техники и создание новейшей технологии переработки информации на базе полученных результатов исследования информационных процессов;

·                      решение научных и инженерных проблем создания, внедрения и обеспечения эффективного использования компьютерной техники и технологии во всех сферах общественной жизни.

Информатика существует не сама по себе, а является комплексной научно-технической дисциплиной, призванной создавать новые информационные техники и технологии для решения проблем в других областях. Комплекс индустрии информатики станет ведущим в информационном обществе. Тенденция к большей информированности в обществе в существенной степени зависит от прогресса информатики как единства науки, техники и производства.

2. Технические средства информатики

ЭВМ — основное техническое средство обработки информации. Компьютеры могут быть классифицированы по ряду признаков, в частности: по принципу действия, назначению, способам организации вычислительного процесса, размерам и вычислительной мощности, функциональным возможностям, способности к параллельному выполнению программ и др.

По назначению ЭВМ можно разделить на три группы:

·                      универсальные (общего назначения) — предназначены для решения самых разных инженерно-технических задач: экономических, математических, информационных и других задач, отличающихся сложностью алгоритмов и большим объемом обрабатываемых данных. Характерными чертами этих ЭВМ являются высокая производительность, разнообразие форм обрабатываемых данных (двоичных, десятичных, символьных), разнообразие выполняемых операций (арифметических, логических, специальных), большая емкость оперативной памяти, развитая организация ввода-вывода информации;

·                      проблемно-ориентированные — предназначены для решение более узкого круга задач, связанных обычно с технологическими объектами, регистрацией, накоплением и обработкой небольших объемов данных (управляющие вычислительные комплексы);

·                      специализированные — для решения узкого круга задач, чтобы снизить сложность и стоимость этих ЭВМ, сохраняя высокую производительность и надежность работы (программируемые микропроцессоры специального назначения, контроллеры, выполняющие функции управления техническими устройствами).

Классификация ЭВМ по принципу действия.

По принципу действия (критерием деления вычислительных машин является форма представления информации, с которой они работают):

·                      аналоговые вычислительные машины (АВМ) — вычислительные машины непрерывного действия, работают с информацией, представленной в непрерывной форме, т.е. виде непрерывного ряда значений какой-либо физической величины (чаще всего электрического напряжения); в этом случае величина напряжения является аналогом значения некоторой измеряемой переменной. Например, ввод числа 19.42 при масштабе 0.1 эквивалентен подаче на вход напряжения в 1.942 В;

·                      цифровые вычислительные машины (ЦВМ) — вычислительные машины дискретного действия, работают с информацией, представленной в дискретной, а точнее в цифровой, форме — в виде нескольких различных напряжений, эквивалентных числу единиц в представляемом значении переменной;

·                      гибридные вычислительные машины (ГВМ) — вычислительные машины комбинированного действия, работают с информацией, представленной и в цифровой, и в аналоговой форме.

3. Классификация ЭВМ по поколениям.

Годы	Элементная база	Быстродействие	Память	Примеры
1940 -1955	электронные вакуумные лампы	десятки тысяч операций в секунду	2 - 8 Кб	ENIAC (США), Mark I (Великобритания), МЭСМ (Киев)
1955 - 1964	транзисторы	сотни тысяч операций в секунду	100 Кб	NEC - 1101 (Япония), IBM - 709 (США), Минск, БЭСМ (СССР)
1964 – 1977	полупроводниковые интегральные схемы (сотни – тысячи транзисторов в одном корпусе)	сотни миллионов операций в секунду	до десятков Мб	IBM System 360 (США), ЭВМ ЕС и СМ (СЭВ)
1977 – 1991	большие и сверхбольшие интегральные схемы- микропроцессоры (десятки тысяч- миллионы транзисторов в одном кристалле)	более миллиарда операций в секунду	до нескольких Гб	IBM PC AT/XT (США), Macintosh (Apple, США), ДВК “Искра” (СССР), MSX Yamaha (Япония)
1991 – 1995	сверхсложные микропроцессоры с параллельно-векторной структурой	сотни миллиардов операций в секунду
с 1995	сеть большого числа (десятки тысяч) микропроцессоров, моделирующих архитектуру нейронных биологических систем

1 поколение.

В 1946г. была опубликована идея использования двоичной арифметики (Джон фон Нейман, А.Бернс) и принципа хранимой программы, активно использующиеся в ЭВМ 1 поколения.

ЭВМ отличались большими габаритами, большим потреблением энергии, малым быстродействием, низкой надежностью, программированием в кодах.

Дополнительные черты:

·                      устройства ввода-вывода: бумажная перфолента, перфокарты, магнитная лента, и печатающие устройства;

·                      внешняя память: магнитный барабан, перфоленты, перфокарты;

·                      пультовая работа программиста;

·                      программирование в машинных кодах.

ENIAC(Electronic Numerical Integrator and calculator)

Эта первая универсальная машина разработана в 1940г. в Пенсильванском университете, закончена к 1946г. Назначение: для военных баллистических расчетов, однако после завершения активно использовалась в научных целях.

Руководители проекта: Джон Моучли, инженер Дж.Эккерт

Занимала комнату 10*15 кв.м, 18000 эл. ламп, 1500 реле, мощность 150Квт. За секунду выполняла 5000 сложений или 300 умножений.

МЭСМ (Малая Электронно - Счетная Машина )

МЭСМ- 1947-51гг., Киев, руководитель проекта - академик Сергей Алексеевич Лебедев. Работала с 20-ти разрядными числами, со скоростью 50 операций в секунду. Объем памяти - 100 ячеек. Превосходила по своим характеристикам многие зарубежные образцы.

Задачи решались в основном вычислительного характера, содержащие сложные расчеты, необходимые для прогноза погоды, решения задач атомной энергетики, управления летательной техникой и других стратегических задач.

2 поколение.

1 июля 1948г. Bell Telefon Laboratory объявила о создании первого транзистора (первая демонстрация была еще раньше — в 1947г). Его разработали американские физики У. Браттейн, Бардин, У.Шокли.

По сравнению с ЭВМ предыдущего поколения улучшились все технические характеристики. Для программирования используются алгоритмические языки, предприняты первые попытки автоматического программирования.

Дополнительные черты:

·                      Внешняя память: магнитный барабан, перфоленты, перфокарты

·                      Пультовая или пакетная работа программиста

·                      Появление мониторов и первых операционных систем

·                      Программирование в машинных кодах и на первых языках программирования(FORTRAN, ALGOL).

3-е поколение.

Особенностью ЭВМ 3 поколения считается применение в их конструкции интегральных схем, а в управлении работой компьютера — операционных систем. Появились возможности мультипрограммирования, управления памятью, устройствами ввода-вывода. Восстановление после сбоев взяла на себя операционная система.

Дополнительные черты:

·                      мощные операционные системы

·                      развитые системы программного обеспечения для числовых и текстовых приложений

·                      возможность ограниченного диалога с программистом

·                      возможность удаленного, коллективного доступа

IBM SYSTEM 360(IBM CORP) — знаменитое семейство машин, программно совместимых снизу вверх. Машины примерно одинаковой архитектуры, но самых разных рабочих и стоимостных характеристик. До конца 70-х годов этот этап связывается с распространением ЭВМ серии IBM/360. Проблема этого этапа — отставание программного обеспечения от уровня развития аппаратных средств.

ЭВМ ЕС (Единой серии), выпускаемые бывшими странами СЭВ, семейство малых машин СМ ЭВМ.

С середины 60-х до середины 70-х годов важным видом информационных услуг стали базы данных, содержащие разные виды информации по всевозможным отраслям знаний.

Впервые возникает информационная технология поддержки принятия решений. Это совсем новый способ взаимодействия человека и компьютера.

4-е поколение

Основные черты этого поколения ЭВМ — наличие запоминающих устройств, запуск ЭВМ с помощью системы самозагрузки из ПЗУ, разнообразие архитектур, мощные ОС, объединение ЭВМ в сети.

Начиная с середины 70-х годов с созданием национальных и глобальных сетей передачи данных ведущим видом информационных услуг стал диалоговый поиск информации в удаленных от пользователя базах данных.

5 поколение

ЭВМ со многими десятками параллельно работающих процессоров, позволяющих строить эффективные системы обработки знаний; ЭВМ на сверхсложных микропроцессорах с параллельной векторной структурой, одновременно выполняющих десятки последовательных команд программы.

6 поколение

Оптоэлектронные ЭВМ с массовым параллелизмом и нейронной структурой — с сетью из большого числа (десятки тысяч) несложных микропроцессоров, моделирующих структуру нейронных биологических систем.

Классификация ЭВМ по размерам и функциональным возможностям.

Большие ЭВМ

Исторически первыми появились большие ЭВМ, элементная база которых прошла путь от электронных ламп до ИС со сверх высокой степенью интеграции. Однако их производительность оказалась недостаточной для моделирования экологических систем, задач генной инженерии, управления сложными оборонными комплексами и др.

Большие ЭВМ часто называют за рубежом MAINFRAME и слухи об их смерти сильно преувеличены.

Как правило они имеют:

·                      производительность не менее 10 MIPS (миллионов операций с плавающей точкой в секунду)

·                      основную память от 64 до 10000 МВ

·                      внешнюю память не менее 50 ГВ

·                      многопользовательский режим работы

Основные направления использования — это решение научно-технических задач, работа с большими БД, управление вычислительными сетями и их ресурсами в качестве серверов.

Примеры:

Семейство mainframe: IBM ES/9000 ( Enterprise System), включает более 18 моделей, реализованных на основе архитектуры IBM390.

Малые ЭВМ

Малые (мини) ЭВМ — надежные, недорогие и удобные в эксплуатации, обладают несколько более низкими, по сравнению с большими ЭВМ возможностями.

Супер-мини ЭВМ имеют:

·                      емкость основной памяти — 4-512 МВ

·                      емкость дисковой памяти — 2 - 100 ГВ

·                      число поддерживаемых пользователей - 16-512.

Мини-ЭВМ ориентированы на использование в качестве управляющих вычислительных комплексов, в системах несложного моделирования, в АСУП, для управления технологическими процессами.

Родоначальник современных мини-ЭВМ — PDP-11,(programm driven processor -программно-управляемый процессор) фирмы DEC (США).

Супер ЭВМ

Это мощные многопроцессорные ЭВМ с быстродействием сотни миллионов - десятки миллиардов операций в секунду.

Достичь такую производительность на одном микропроцессоре по современным технологиям невозможно, в виду конечного значения скорости распространения электромагнитных волн (300000 км/сек), ибо время распространения сигнала на расстояние в несколько миллиметров (размер стороны МП) становится соизмеримым с временем выполнения одной операции. Поэтому суперЭВМ создают в виде высокопараллельных многопроцессорных вычислительных систем.

В настоящее время в мире насчитывается несколько тысяч суперЭВМ, начиная от простеньких офисных Cray EL до мощных Cray 3, SX-X фирмы NEC, VP2000 фирмы Fujitsu (Япония), VPP 500 фирмы Siemens (Германия).

Микро ЭВМ или персональный компьютер

ПК должен иметь характеристики, удовлетворяющие требованиям общедоступности и универсальности:

·                      малую стоимость

·                      автономность эксплуатации

·                      гибкость архитектуры, дающую возможность адаптироваться в сфере образования, науки, управления, в быту;

·                      дружественность операционной системы;

·                      высокую надежность (более 5000 часов наработки на отказ);

По конструктивным особенностям можно классифицировать ПК так:

1.                   Стационарные (настольные)

2.                   Переносимые:

o         портативные

o         блокноты

o         карманные

o         электронные секретари

o         электронные записные книжки

Большинство из них имеют автономное питание от аккумуляторов, но могут подключаться к сети.

Специальные ЭВМ

Специальные ЭВМ ориентированы на решение специальных вычислительных задач или задач управления. В качестве специальной ЭВМ можно рассматривать также электронные микрокалькуляторы. Программа, которую выполняет процессор находится в ПЗУ или в ОП. Т.к. машина решает, как правило, одну задачу, то меняются только данные. Это удобно (программу хранить в ПЗУ), в этом случае повышается надежность и быстродействие ЭВМ. Такой подход часто используется в бортовых ЭВМ; управлении режимом работы фотоаппарата, кинокамеры, в спортивных тренажерах.

Информация - это совокупность сведений (данных), которая воспринимается из окружающей среды (входная информация), выдается в окружающую среду (исходная информация) или сохраняется внутри определенной системы.

Информация существует в виде документов, чертежей, рисунков, текстов, звуковых и световых сигналов, электрических и нервных импульсов и т.п..

Важнейшие свойства информации:

·                      объективность и субъективность;

·                      полнота;

·                      достоверность;

·                      адекватность;

·                      доступность;

·                      актуальность.

Данные являются составной частью информации, представляющие собой зарегистрированные сигналы.

Во время информационного процесса данные преобразовываются из одного вида в другого с помощью методов. Обработка данных включает в себя множество разных операций. Основными операциями есть:

·                      сбор данных - накопление информации с целью обеспечения достаточной полноты для принятия решения;

·                      формализация данных - приведение данных, которые поступают из разных источников к единой форме;

·                      фильтрация данных - устранение лишних данных, которые не нужны для принятия решений;

·                      сортировка данных - приведение в порядок данных за заданным признаком с целью удобства использования;

·                      архивация данных - сохранение данных в удобной и доступной форме;

·                      защита данных - комплекс мер, направленных на предотвращение потерь, воспроизведения и модификации данных;

·                      транспортирование данных - прием и передача данных между отдаленными пользователями информационного процесса. Источник данных принят называть сервером, а потребителя - клиентом;

·                      преобразование данных - преобразование данных с одной формы в другую, или с одной структуры в другую, или изменение типа носителя.

4. Виды информационных процессов.

Существуют три вида информационных процессов: хранение, передача, обработка.

Хранение информации. С хранением информации связаны следующие понятия: носи­тель информации (память), внутренняя память, внешняя память, хранилище информации.

	Рисунок 1 - Информационные процессы

Носитель информации – это физическая среда, непосредственно хранящая информацию. Память человека можно назвать опера­тивной памятью. Заученные знания воспроизводятся чело­веком мгновенно. Собственную память мы еще можем назвать внутренней памятью, поскольку ее носитель – мозг – находится внутри нас.

Все прочие виды носителей информации можно назвать вне­шними (по отношению к человеку): дерево, папирус, бумага и т.д. Хранилище информации - это определенным образом организованная информация на внешних носителях, предназначенная для длительного хранения и постоянного использования (например, архивы документов, библиотеки, картотеки). Основной информационной единицей хранилища является определенный физический документ: анкета, книга и др. Под организацией хранилища понимается наличие определенной структуры, т.е. упорядоченность, классификация хранимых документов для удобства работы с ними.

Основные свойства хранилища информации: объем хранимой информации, надежность хранения, время доступа (т.е. время по­иска нужных сведений), наличие защиты информации.

Информацию, хранимую на устройствах компьютерной памя­ти, принято называть данными. Организованные хранилища данных на устройствах внешней памяти компьютера принято называть базами и банками данных.

Обработка информации. Схема обработки информации:

Исходная информация – исполнитель обработки – итоговая информация.

В процессе обработки информации решается некоторая информационная задача, которая предварительно может быть поставлена в традиционной форме: дан некоторый набор исходных данных, требуется получить некоторые результаты. Сам процесс перехода от исходных данных к результату и есть процесс обработки. Объект или субъект, осуществляющий обработку, называют исполнителем обработки.

Для успешного выполнения обработки информации исполнителю (человеку или устройству) должен быть известен алгоритм обработки, т.е. последова­тельность действий, которую нужно выполнить, чтобы достичь нужного результата.

Различают два типа обработки информации. Первый тип обработки: обработка, связанная с получением новой информации, нового содержания знаний (решение математических задач, анализ ситуации и др.). Второй тип обработки: обработка, связанная с изменением фор­мы, но не изменяющая содержания (например, перевод текста с одного языка на другой).

Важным видом обработки информации является кодирование – преобра­зование информации в символьную форму, удобную для ее хра­нения, передачи, обработки. Кодирование активно используется в технических средствах работы с информацией (телеграф, ра­дио, компьютеры). Другой вид обработки информации – структурирование данных (внесение определенного по­рядка в хранилище информации, классификация, каталогизация данных).

Ещё один вид обработки информации – поиск в некотором хранили­ще информации нужных данных, удовлетворяющих определенным условиям поиска (запросу). Алгоритм поиска зависит от способа организации информации.

Передача информации. Схема передачи информации:

Источник информации – информационный канал – приемник информации.

Информация представляется и передается в форме последовательности сигналов, символов. От источника к приёмнику сообщение передается через некоторую материальную среду. Если в процессе передачи ис­пользуются технические средства связи, то их называют каналами передачи информации (информационными каналами). К ним относятся телефон, радио, ТВ. Органы чувств человека исполняют роль биологических информационных каналов.

Процесс передачи информации по техническим каналам связи проходит по следующей схеме (по Шеннону):

Рисунок 2 – Процесс передачи информации

Термином «шум» называют разного рода помехи, искажающие передаваемый сигнал и приводящие к потере информации. Такие помехи, прежде всего, возникают по техническим причинам: пло­хое качество линий связи, незащищенность друг от друга различных потоков информации, передаваемой по одним и тем же ка­налам. Для защиты от шума применяются разные способы, например, применение разного рода фильтров, отделяющих полезный сигнал от шума.

Клодом Шенноном была разработана специальная теория ко­дирования, дающая методы борьбы с шумом. Одна из важных идей этой теории состоит в том, что передаваемый по линии связи код должен быть избыточным. За счет этого потеря какой-то части ин­формации при передаче может быть компенсирована. Однако нельзя делать избыточность слишком большой. Это при­ведёт к задержкам и подорожанию связи.

При обсуждении темы об измерении скорости передачи инфор­мации можно привлечь прием аналогии. Аналог – процесс пере­качки воды по водопроводным трубам. Здесь каналом передачи воды являются трубы. Интенсивность (скорость) этого процесса характеризуется расходом воды, т.е. количеством литров, перекачиваемых за единицу времени. В процессе передачи информации каналами являются техничес­кие линии связи. По аналогии с водопроводом можно говорить об информационном потоке, передаваемом по каналам. Скорость пе­редачи информации – это информационный объем сообщения, передаваемого в единицу времени. Поэтому единицы измерения скорости информационного потока: бит/с, байт/с и др.

Еще одно понятие – пропускная способность информационных каналов – тоже может быть объяснено с помощью «водопроводной» ана­логии. Увеличить расход воды через трубы можно путем увеличения давления. Но этот путь не бесконечен. При слишком большом дав­лении трубу может разорвать. Поэтому предельный расход воды, который можно назвать пропускной способностью водопровода. Аналогичный пре­дел скорости передачи данных имеют и технические линии инфор­мационной связи. Причины этому также носят физический характер.

Лекция №2. Технология обработки информации. 

Стадии обработки информации.

План лекции:

1.     Технология обработки текстовой информации

2.     Технология обработки графической информации

3.     Технология обработки числовой информации

4.     Технология хранения, поиска и сортировки информации

5.     Табличные базы данных

1. Технология обработки текстовой информации

Редакторы текстов программ рассчитаны на редактирование программ на том или ином языке программирования. Редакторы текста, и рассчитаны на тексты программ, и выполняют следующие функции:

- диалоговый просмотр текста;

- редактирование строк программы;

- копирование и перенос блоков текста из одного места в другое;

- копирование одной программы или её части в указанное место другой программы;

- контекстный поиск и замену подстрок текста;

- автоматический поиск строки, содержащей ошибку;

- распечатку программы или её необходимой её части.

Редакторы документов – программы для обработки документов, ориентированные на работу с текстами, имеющие структуру документа, т. е. состоящими из разделов, страниц, абзацев, предложений, слов и т.д. Следовательно, редакторы для обработки документов обеспечивают такие функции, как:

- возможность использования различных шрифтов символов;

- задание произвольных межстрочных промежутков;

- автоматический перенос слов на следующую строку;

- автоматическую нумерацию страниц;

- обработку и нумерацию строк;

- печать верхних и нижних заголовков страниц (колонтитулов);

- выравнивание краев абзаца;

- набор текста в несколько столбцов;

- создание таблиц и построение диаграмм;

- проверку правописания и подбор символов.

Редакторы текстов программ, можно использовать для создания и корректировки небольших документов. Однако при необходимости серьезной работы с документами лучше использовать редакторы, ориентированные на работу с документами.

Современные текстовые процессоры предоставляют пользователю широкие возможности по подготовке документов. Это и функции редактирования, допускающие возможность любого изменения, вставки, замены, копирования и перемещения фрагментов в рамках одного документа и между различными документами, контекстного поиска, функции форматирования символов, абзацев, страниц, разделов документа, верстки, проверки грамматики и орфографии, использования наряду с простыми текстовыми элементами списков, таблиц, рисунков, графиков и диаграмм.

Значительное сокращение времени подготовки документов обеспечивают такие средства автоматизации набора текста, как автотекст и автозамена, использование форм, шаблонов и мастеров типовых документов.

Наличие внешней памяти компьютера обеспечивает удобное длительное хранение подготовленных ранее документов, быстрый доступ к ним в любое время.

Существенно упрощают процедуру ввода данных сканеры и голосовые устройства. Существующие системы распознавания текстов, принимаемых со сканера, включают функцию экспорта документа в текстовые редакторы.

Широкий спектр печатающих устройств в сочетании с функциями подготовки документа к печати, предварительного просмотра, обеспечивает получение высококачественных черно-белых и цветных копий на бумаге и прозрачной пленке.

Таким образом, современные программы предусматривают множество функций, позволяющих готовить текстовую часть документа на типографическом уровне. Кроме того, современные программы позволяют включать в текст графические объекты: рисунки, диаграммы, фотографии. Благодаря этим возможностям файл, представляющий собой текстовый документ, может содержать, помимо алфавитно-цифровых символов, обширную двоичную информацию о форматировании текста, а также графические объекты.

2. Технология обработки графической информации

Почти с момента создания ЭВМ появилась и компьютерная графика, которая сейчас считается неотъемлемой частью мировой технологии. По началу это была лишь векторная графика – построение изображения с помощью так называемых “векторов” - функций, которые позволяют вычислить положение точки на экране или бумаге. Например, функция, графиком которой является круг, прямая линия или другие более сложные кривые.

Совокупность таких “векторов” и есть векторное изображения.

С развитием компьютерной техники и технологий появилось множество способов постройки графических объектов. Но для начала, определимся с термином "графический объект". Это либо само графическое изображение или его часть. В зависимости от видов компьютерной графики под этим термином понимаются как и пиксели или спрайты (в растровой графике), так и векторные объекты, такие как круг, квадрат, линия, кривая и т.д. (в векторной графике).

Для дальнейшего рассмотрения проблемы постройки объектов с помощью векторной графики, необходимо уяснить разницу между двумя основными видами компьютерной графики - растровой и векторной.

Векторная графика. Основным логическим элементом векторной графики является геометрический объект. В качестве объекта принимаются простые геометрические фигуры (так называемые примитивы - прямоугольник, окружность, эллипс, линия), составные фигуры или фигуры, построенные из примитивов, цветовые заливки, в том числе градиенты.

	Рисунок 3 – Основные элементы векторной графики

 

Преимущество векторной графики заключается в том, что форму, цвет и пространственное положение составляющих ее объектов можно описывать с помощью математических формул.

Важным объектом векторной графики является сплайн. Сплайн - это кривая, посредством которой описывается та или иная геометрическая фигура. На сплайнах построены современные шрифты TryeType и PostScript.

У векторной графики много достоинств. Она экономна в плане дискового пространства, необходимого для хранения изображений: это связано с тем, что сохраняется не само изображение, а только некоторые основные данные, используя которые, программа всякий раз воссоздает изображение заново. Кроме того, описание цветовых характеристик почти не увеличивает размер файла.

Объекты векторной графики легко трансформируются и модифицируются, что не оказывает практически никакого влияния на качество изображения. Масштабирование, поворот, искривление могут быть сведены к паре-тройке элементарных преобразований над векторами.

В тех областях графики, где важное значение имеет сохранение ясных и четких контуров, например, в шрифтовых композициях, в создании логотипов и прочее, векторные программы незаменимы.

Векторная графика может включать в себя и фрагменты растровой графики: фрагмент становится таким же объектом, как и все остальные (правда, со значительными ограничениями в обработке).

Растровая графика. Растровая графика описывает изображения с использованием цветных точек, называемых пикселями, расположенных на сетке. Например, изображение древесного листа описывается конкретным расположением и цветом каждой точки сетки, что создает изображение примерно также как в мозаике.

При редактировании растровой графики Вы редактируете пиксели, а не линии. Растровая графика зависит от разрешения, поскольку информация, описывающая изображение, прикреплена к сетке определенного размера. При редактировании растровой графики, качество ее представления может измениться. В частности, изменение размеров растровой графики может привести к "разлохмачиванию" краев изображения, поскольку пиксели будут перераспределяться на сетке. Вывод растровой графики на устройства с более низким разрешением, чем разрешение самого изображения, понизит его качество.

Основой растрового представления графики является пиксель (точка) с указанием ее цвета. При описании, например, красного эллипса на белом фоне приходится указывать цвет каждой точки как эллипса, так и фона. Изображение представляется в виде большого количества точек – чем их больше, тем визуально качественнее изображение и больше размер файла. Т.е. одна и даже картинка может быть представлена с лучшим или худшим качеством в соответствии с количеством точек на единицу длины – разрешением (обычно, точек на дюйм – dpi или пикселей на дюйм – ppi).

Кроме того, качество характеризуется еще и количеством цветов и оттенков, которые может принимать каждая точка изображения. Чем большим количеством оттенков характеризуется изображения, тем большее количество разрядов требуется для их описания. Красный может быть цветом номер 001, а может и – 00000001. Таким образом, чем качественнее изображение, тем больше размер файла.

Растровое представление обычно используют для изображений фотографического типа с большим количеством деталей или оттенков. К сожалению, масштабирование таких картинок в любую сторону обычно ухудшает качество. При уменьшении количества точек теряются мелкие детали и деформируются надписи (правда, это может быть не так заметно при уменьшении визуальных размеров самой картинки – т.е. сохранении разрешения). Добавление пикселей приводит к ухудшению резкости и яркости изображения, т.к. новым точкам приходится давать оттенки, средние между двумя и более граничащими цветами. Распространены форматы .tif, .gif, .jpg, .png, .bmp, .pcx и др.

Таким образом, выбор растрового или векторного формата зависит от целей и задач работы с изображением. Если нужна фотографическая точность цветопередачи, то предпочтительнее растр. Логотипы, схемы, элементы оформления удобнее представлять в векторном формате. Понятно, что и в растровом и в векторном представлении графика (как и текст) выводятся на экран монитора или печатное устройство в виде совокупности точек. В Интернете графика представляется в одном из растровых форматов, понимаемых браузерами без установки дополнительных модулей – GIF, JPG, PNG.

3. Технология обработки числовой информации

Электронная таблица — это программа обработки числовых данных, хранящая и обрабатывающая данные в прямоугольных таблицах.

Электронная таблица состоит из столбцов и строк. Заголовки столбцов обозначаются буквами или сочетаниями букв (A, G, АВ и т. п.), заголовки строк — числами (1, 16, 278 и т. п.). Ячейка — место пересечения столбца и строки.

Каждая ячейка таблицы имеет свой собственный адрес. Адрес ячейки электронной таблицы составляется из заголовка столбца и заголовка строки, например: Al, B5, E7. Ячейка, с которой производятся какие-то действия, выделяется рамкой и называется активной.

Рисунок 4 – Элементы электронной таблицы

Электронные таблицы, с которыми работает пользователь в приложении, называются рабочими листами. Можно вводить и изменять данные одновременно на нескольких рабочих листах, а также выполнять вычисления на основе данных из нескольких листов. Документы электронных таблиц могут включать несколько рабочих листов и называются рабочими книгами.

Электронные таблицы позволяют работать с тремя основными типами данных: число, текст и формула.

Числа в электронных таблицах Excel могут быть записаны в обычном числовом или экспоненциальном формате, например: 195,2 или 1.952Ё + 02. По умолчанию числа выравниваются в ячейке по правому краю. Это объясняется тем, что при размещении чисел друг под другом (в столбце таблицы) удобно иметь выравнивание по разрядам (единицы под единицами, десятки под десятками и т. д.).

Текстом в электронных таблицах Excel является последовательность символов, состоящая из букв, цифр и пробелов, например запись «32 Мбайт» является текстовой. По умолчанию текст выравнивается в ячейке по левому краю. Это объясняется традиционным способом письма (слева направо).

Формула должна начинаться со знака равенства и может включать в себя числа, Имена ячеек, функции (Математические, Статистические, Финансовые, Дата и время и т.д.) и знаки математических: операций. Например, формула «=А1+В2» обеспечивает сложение чисел, хранящихся в ячейках А1 и В2, а формула «=А1*5» — умножение числа, хранящегося в ячейке А1, на 5. При вводе формулы в ячейке отображается не сама формула, а результат вычислений по этой формуле. При изменении исходных значений, входящих в формулу, результат пересчитывается немедленно.

В формулах используются ссылки на адреса ячеек. Существуют два основных типа ссылок: относительные и абсолютные. Различия между ними проявляются при копировании формулы из активной ячейки в другую ячейку.

Относительная ссылка в формуле используется для указания адреса ячейки, вычисляемого относительно ячейки, в которой находится формула. При перемещении или копировании формулы из активной ячейки относительные ссылки автоматически обновляются в зависимости от нового положения формулы. Относительные ссылки имеют следующий вид: А1, ВЗ.

Абсолютная ссылка в формуле используется для указания фиксированного адреса ячейки. При перемещении или копировании формулы абсолютные ссылки не изменяются. В абсолютных ссылках перед неизменяемым значением адреса ячейки ставится знак доллара (например, $А$1).

Если символ доллара стоит перед буквой (например: $А1), то координата столбца абсолютная, а строки — относительная. Если символ доллара стоит перед числом (например, А$1), то, наоборот, координата столбца относительная, а строки — абсолютная. Такие ссылки называются смешанными.

Пусть, например, в ячейке С1 записана формула =А$1+$В1, которая при копировании в ячейку D2 приобретает вид =В$1+$В2.

Относительные ссылки при копировании изменились, а абсолютные — нет.

Электронные таблицы позволяют осуществлять сортировку данных. Данные в электронных таблицах сортируются по возрастанию или убыванию. При сортировке данные выстраиваются в определенном порядке. Можно проводить вложенные сортировки, т. е. сортировать данные по нескольким столбцам, при этом назначается последовательность сортировки столбцов.

В электронных таблицах возможен поиск данных в соответствии с указанными условиями — фильтрами. Фильтры определяются с помощью условий поиска (больше, меньше, равно и т. д.) и значений (100, 10 и т. д.). Например, больше 100. В результате поиска будут найдены те ячейки, в которых содержатся данные, удовлетворяющие заданному фильтру.

Электронные таблицы позволяют представлять числовые данные в виде диаграмм или графиков. Диаграммы бывают различных типов (столбчатые, круговые и т. д.); выбор типа диаграммы зависит от характера данных.

Рисунок 5 - Диаграммы

4. Технология хранения, поиска и сортировки информации

Любой из нас, начиная с раннего детства, многократно сталкивался с "базами данных". Это - всевозможные справочники, энциклопедии. Записная книжка - это тоже "база данных", которая есть у каждого из нас.

Базы данных представляют собой информационные модели, содержащие данные об объектах и их свойствах. Базы данных хранят информацию о группах объектов с одинаковыми свойствами. Информация в базах данных хранится в упорядоченном виде (например, в записной книжке все записи упорядочены по алфавиту, в библиотечном каталоге - либо по алфавиту, либо по области знания).

База данных — это информационная модель, позволяющая упорядоченно хранить данные о группе объектов, обладающих одинаковым набором свойств.

Существует несколько различных типов баз данных: табличные, иерархические и сетевые.

5. Табличные базы данных

Табличная база данных содержит перечень объектов одного типа, т. е. объектов с одинаковым набором свойств. Такую базу данных удобно представлять в виде двумерной таблицы.

Рассмотрим, например, базу данных «Компьютер» (табл.), представляющую собой перечень объектов (компьютеров), каждый из которых имеет имя (название). В качестве характеристик (свойств) могут выступать тип процессора и объем оперативной памяти.

Столбцы такой таблицы называют полями; каждое поле характеризуется своим именем (названием соответствующего свойства) и типом данных, отражающих значения данного свойства. Поля Название и Тип процессора — текстовые, а Оперативная память — числовое. При этом каждое поле обладает определенным набором свойств (размер, формат и др.). Так, для поля Оперативная память задан формат данных целое число.

Поле базы данных — это столбец таблицы, включающий в себя значения определенного свойства.

Строки таблицы являются записями об объекте; эти записи разбиты на поля столбцами таблицы. Запись базы данных — это строка таблицы, которая содержит набор значений различных свойств объекта.

В каждой таблице должно быть, по крайней мере, одно ключевое поле, содержимое которого уникально для любой записи в этой таблице. Значения ключевого поля однозначно определяют каждую запись в таблице.

Иерархические базы данных

Иерархические базы данных графически могут быть представлены как дерево, состоящее из объектов различных уровней. Верхний уровень занимает один объект, второй — объекты второго уровня и т. д.

Между объектами существуют связи, каждый объект может включать в себя несколько объектов более низкого уровня. Такие объекты находятся в отношении предка (объект более близкий к корню) к потомку (объект более низкого уровня), при этом возможно, чтобы объект-предок не имел потомков или имел их несколько, тогда как у объекта-потомка обязательно только один предок. Объекты, имеющие общего предка, называются близнецами.

Иерархической базой данных является Каталог папок Windows, с которым можно работать, запустив Проводник. Верхний уровень занимает папка Рабочий стол (На втором уровне находятся папки Мой компьютер, Мои документы. Сетевое окружение и Корзина, которые представляют собой потомков папки Рабочий стол, будучи между собой близнецами. В свою очередь, папка Мой компьютер — предок по отношению к папкам третьего уровня, папкам дисков (Диск 3,5(А:), С:, D:, E:, F:) и системным папкам (Принтеры, Панель управления и др.).

Иерархической базой данных является реестр Windows, в котором хранится вся информация, необходимая для нормального функционирования компьютерной системы (данные о конфигурации компьютера и установленных драйверах, сведения об установленных программах, настройки графического интерфейса).

Содержание реестра автоматически обновляется при установке нового оборудования, инсталляции программ и т.д. Для просмотра и редактирования реестра Windows в ручном режиме можно использовать специальную программу regedit.exe. Однако редактирование реестра нужно проводить крайне осторожно при условии понимания выполняемых действий. Неквалифицированное редактирование реестра может привести компьютер в неработоспособное состояние.

Еще одним примером иерархической базы данных является база данных Доменная система имен подключенных к Интернету компьютеров. На верхнем уровне находится табличная база данных, содержащая перечень доменов верхнего уровня (всего 264). На втором уровне - табличные базы данных, содержащие перечень доменов второго уровня для каждого домена первого уровня. На третьем уровне могут находится табличные базы, содержащие перечень доменов третьего уровня для каждого домена второго уровня, и таблицы, содержащие IP-адреса компьютеров, находящихся в домене второго уровня.

Лекция №3. Архитектура ЭВМ и вычислительных систем.

Принципы Джон фон Неймана. Структура ПК.

План лекции:

1.    Положения фон Неймана

2.     Устройства ПК и характеристики

3.     Микропроцессор. Поколения. Характеристики и состав процессора

4.     Системная шина

5.     Виды памяти в ПК

6.     Структура персональных электронно-вычислительных машин (ЭВМ)

1. Положения фон Неймана

Архитектура ЭВМ включает в себя как структуру, отражающую состав ПК, так и программное обеспечение. Структура ЭВМ - совокупность элементов и связей между ними. Основным принципом построения всех современных ЭВМ является программное управление.
Основы учения об архитектуре вычислительных машин были заложены Джон фон Нейманом. Совокупность этих принципов породила классическую (фон-неймановскую) архитектуру ЭВМ.
Положения фон Неймана (разработал в 1945 году)

  Компьютер состоит из нескольких основных устройств - арифметико-логическое устройство, управляющее устройство, память, внешняя память, устройства ввода и вывода. 

  Арифметико-логическое устройство – выполняет логические и арифметические действия, необходимые для переработки информации, хранящейся в памяти

  Управляющее устройство – обеспечивает управление и контроль всех устройств компьютера

  Данные, которые хранятся в запоминающем устройстве, представлены в двоичной форме

  Программа, которая задает работу компьютера, и данные хранятся  в одном и том же запоминающем устройстве

  Для ввода и вывода информации используются устройства ввода и вывода.

Устройства ПК и характеристики.

Персональные компьютеры выпускаются стационарные (настольные) и переносные.

Состав ПК принято называть конфигурацией. Поскольку современные компьютеры имеют блочно - модульную конструкцию, то необходимую аппаратную конфигурацию, можно реализовать из готовых узлов и блоков (модулей), изготовляемых различными производителями.
Совместимость устройств является основополагающим принципом открытой архитектуры, которую предложила компания IBM. Это послужило толчком к массовому производству, как отдельных узлов, так  и компьютеров.К базовой конфигурации относятся устройства, без которых не может работать современный ПК:

  системный блок,  клавиатура, манипулятор мышь, монитор

По форме корпуса бывают:

  Desktop – плоские корпуса (горизонтальное расположение), их обычно располагают на столе и используют в качестве подставки для монитора

  Tower - вытянутые в виде башен (вертикальное расположение), обычно располагаются на полу.

Порты (каналы ввода - вывода)

На задней стенке корпуса современных ПК размещены (точнее могут размещаться) следующие порты :

  Game - для игровых устройств (для подключения джойстика)

  VGA - для подключения монитора

  COM - асинхронные последовательные (обозначаемые СОМ1—СОМЗ). Через них обычно подсоединяются мышь, модем и т.д.

  PS/2 – асинхронные последовательные порты для подключения клавиатура и манипулятора мышь

  LPT - параллельные (обозначаемые LPT1—LPT4), к ним обычно подключаются принтеры

  USB - универсальный интерфейс для подключения 127 устройств (этот интерфейс может располагаться на передней или боковой стенке корпуса)

  IEЕЕ-1394 (FireWire) - интерфейс для передачи больших объемов видео информации в реальном времени (для подключения цифровых видеокамер, внешних жестких дисков, сканеров и другого высокоскоростного оборудования).

  iRDA - инфракрасные порты предназначены для беспроводного подключения карманных или блокнотных ПК или сотового телефона к настольному компьютеру. Связь обеспечивается при условии прямой видимости, дальность передачи данных не более 1 м. Если в ПК нет встроенного iRDA адаптера, то он может быть выполнен в виде дополнительного внешнего устройства (USB iRDA адаптера), подключаемого через USB-порт.

  Bluetooth ("блутус")- высокоскоростной микроволновый стандарт, позволяющий передавать данные на расстояниях до 10 метров.  Если нет встроенного Bluetooth адаптера, то он может быть выполнен в виде дополнительного внешнего устройства (USB bluetooth адаптера), подключаемого через USB-порт. USB bluetooth адаптеры предназначены для беспроводного подключения карманных или блокнотных ПК, или сотового телефона к настольному компьютеру

  Разъемы звуковой карты: для подключения колонок, микрофона и линейный выход

В системном блоке расположены основные узлы компьютера:

  Системная или материнская плата (motherboard), на которой установлены дочерние платы (контроллеры устройств, адаптеры или  карты) и другие электронные устройства

  блок питания, преобразующий электропитание сети в постоянный ток низкого напряжения, для  электронных схем компьютера;

  накопитель на жестком магнитном диске, предназначенный для чтения и записи на несъемный жесткий магнитный диск (винчестер).

  накопители на оптических дисках предназначенные для чтения и записи на компакт - диски

  накопители (или дисководы) для гибких магнитных дисков, используемые для чтения и записи на дискеты;

  устройства охлаждения

Соединение всех устройств в единую систему обеспечивается с помощью системной магистрали (шины), представляющей собой линии передачи данных, адресов и управления.
Ядро ПК образуют процессор (центральный микропроцессор) и основная память, состоящая из оперативной памяти и постоянного запоминающего устройства (ПЗУ). 
Подключение всех внешних устройств: клавиатуры, монитора, внешних ЗУ, мыши, принтера и т.д. обеспечивается через контроллеры, адаптеры, карты.

3. Микропроцессор

Рисунок 6 – Поколения микропроцессоров

Центральный микропроцессор (небольшая микросхема, выполняющая все вычисления и обработку информации) – это ядро ПК. В компьютерах типа IBM PC используются микропроцессоры фирмы Intel и совместимые с ними микропроцессоры других фирм.

Основные характеристики процессора:

  Разрядность – число двоичных разрядов, одновременно обрабатываемых при выполнении одной команды. Большинство современных процессоров – это 32 и 64  разрядные процессоры

  Тактовая частота – количество циклов работы устройства за единицу времени. Чем выше тактовая частота, тем выше производительность.

  Наличие встроенного математического сопроцессора.

  Наличие и размер Кэш- памяти.

В состав микропроцессора входят:

устройство управления (УУ) - формирует и подает во все блоки машины в нужные моменты времени определенные сигналы управления (управляющие импульсы); формирует адреса ячеек памяти, используемых выполняемой операцией, и передает эти адреса в соответствующие блоки ЭВМ; последовательность импульсов устройство управления получает от генератора тактовых импульсов;

Промежуток времени между соседними импульсами определяет время одного такта работы машины или просто такт работы машины.

Частота генератора тактовых импульсов является одной из основных характеристик персонального компьютера

арифметико - логическое устройство (АЛУ) - предназначено для выполнения всех арифметических и логических операций над числовой и символьной информацией (в некоторых моделях ПК для ускорения выполнения операций к АЛУ подключается дополнительный математический сопроцессор;

микропроцессорная память (МПП) - служит для кратковременного хранения, записи и выдачи информации, непосредственно используемой в вычислениях в ближайшие такты работы машины, ибо основная память (ОП) не всегда обеспечивает скорость записи, поиска и считывания информации, необходимую для эффективной работы быстродействующего микропроцессор. 

интерфейсная система микропроцессора - реализует сопряжение и связь с другими устройствами ПК; включает в себя внутренний интерфейс МП. Интерфейс (interface)- совокупность средств сопряжения и связи устройств компьютера, обеспечивающая их эффективное взаимодействие. Порт ввода-вывода (I/O - Input/Output port) - аппаратура сопряжения, позволяющая подключить к микропроцессору другое устройство ПК.

4. Системная шина.

Это основная интерфейсная система компьютера, обеспечивающая сопряжение и связь всех его устройств между собой. Системная магистраль (шина) - это совокупность проводов и разъемов, обеспечивающих объединение всех устройств ПК в единую систему и их взаимодействие.

Системная шина включает в себя:

кодовую шину данных

Системная шина обеспечивает три направления передачи информации:

-  между микропроцессором и основной памятью;

-  между микропроцессором и портами ввода-вывода внешних устройств;

-  между основной памятью и портами ввода-вывода внешних устройств (в режиме прямого доступа к памяти).

5. Виды памяти в ПК

Основная память (ОП). Она предназначена для хранения и оперативного обмена информацией с прочими блоками машины. ОП содержит два вида запоминающих устройств: постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) и оперативное запоминающее устройство (ОЗУ).

ПЗУ служит для хранения неизменяемой (постоянной) программной и справочной информации, позволяет оперативно только считывать хранящуюся в нем информацию (изменить информацию в ПЗУ нельзя).

ОЗУ предназначено для оперативной записи, хранения и считывания информации (программ и данных), непосредственно участвующей в информационно - вычислительном -процессе , выполняемом ПК в текущий период времени . Главными достоинствами оперативной памяти являются ее высокое быстродействие и возможность обращения к каждой ячейке памяти отдельно (прямой адресный доступ к ячейке) . В качестве недостатка ОЗУ следует отменить невозможность сохранения информации в ней после выключения питания машины ( энергозависимость).

Внешняя память. Она относится к внешним устройствам ПК и используется для долговременного хранения любой информации, которая может когда-либо потребоваться для решения задач. В частности, во внешней памяти хранится все программное обеспечение компьютера. Внешняя память содержит разнообразные виды запоминающих устройств, но наиболее распространенными, имеющимися практически на любом компьютере, являются накопители на жестких (HDD) и гибких (HD) магнитных дисках.

Назначение этих накопителей - хранение больших объемов информации, запись и выдача хранимой информации по запросу в оперативное запоминающее устройство. В качестве устройств внешней памяти используются также запоминающие устройства на  магнитной дискете, накопители на оптических дисках (CD-ROM-Compact Disk Read Only, DVD, Memory-компакт-диск с памятью, только читаемой) и др.

Оперативная память

Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ или RAM) - область памяти, предназначенная для хранения информации в течение одного сеанса работы с компьютером. Конструктивно ОЗУ выполнено в виде интегральных микросхем.Из нее процессор считывает программы и исходные данные для обработки в свои регистры, в нее записывает полученные результаты. Название “оперативная” эта память получила потому, что она работает очень быстро, в результате процессору не приходится ждать при чтении или записи данных в память.Однако быстродействие ОЗУ ниже быстродействия регистров процессора, поэтому перед выполнением команд процессор переписывает данные из ОЗУ в регистры. Основные параметры, которые характеризуют ОЗУ – это емкость и время обращения к памяти.

Кэш-память

Компьютеру необходимо обеспечить быстрый доступ к оперативной памяти, иначе микропроцессор будет простаивать, и быстродействие компьютера уменьшится. Поэтому современные компьютеры оснащаются Кэш-памятью или сверхоперативной памятью.При наличии Кэш-памяти данные из ОЗУ сначала переписываются  в нее, а затем в регистры процессора. При повторном обращении к памяти сначала производится поиск нужных данных в Кэш-памяти и необходимые данные из Кэш-памяти переносятся в регистры, поэтому повышается быстродействие.

Контроллеры

В ПК информация с внешних устройств (клавиатуры, жесткого диска и т.д.) пересылается в ОЗУ, а информация (результаты выполнения программ) с ОЗУ также выводится на внешние устройства (монитор, жесткий диск, принтер и т.д.).Таким образом, в компьютере должен осуществляться обмен информацией (ввод-вывод) между оперативной памятью и внешними устройствами. Устройства, которые осуществляют обмен информацией между оперативной памятью и внешними устройствами называются контроллерами или адаптерами, иногда картами. Контроллеры, адаптеры или карты имеют свой процессор и свою память, т.е. представляют собой специализированный процессор.
Контроллеры или адаптеры (схемы, управляющие внешними устройствами компьютера) находятся на отдельных платах, которые вставляются в унифицированные разъемы (слоты) на материнской плате

Внешняя память. Классификация накопителей

Для хранения программ и данных в ПК используются накопители различных типов. Накопители - это устройства для записи и считывания информации с различных носителей информации. Различают накопители со сменным и встроенным носителем.По типу носителя информации накопители разделяются на накопители на магнитных лентах и дисковые накопители. К накопителям на магнитных лентах относятся стримеры и др. Более широкий класс накопителей составляют дисковые накопители.По способу записи и чтения информации на носитель дисковые накопители разделяются на магнитные, оптические и магнитооптические.

К дисковым накопителям относятся:накопители на флоппи-дисках;накопители на несменных жестких дисках (винчестеры);накопители на сменных жестких дисках;накопители на магнитооптических дисках;накопители на оптических дисках (CD-R CD-RW CD-ROM) с однократной записью и накопители на оптических DVD – дисках (DVD-R  DVD-RW   DVD-ROM и др.)

6. Структура персональных электронно-вычислительных машин (ЭВМ)

	Рисунок 7 – Структура ПК

 

Лекция №4.  Операционные системы и оболочки

Понятие операционной системы. Виды операционных систем

План лекции:

1.     Понятие операционной системы

2.     Назначения и виды операционных систем.

3.     Структура операционных систем.

4.     Классификация операционных систем по назначению

1. Понятие операционной системы.

Понятие операционной системы уже настолько сильно интегрировалось в умы современных людей, что мало кто задумывается о том, что это такое, а в особенности уже давно не используется такое понятие как оболочка операционной системы. Однако, если в настоящее время практически любая современная операционная система включает в себя оболочку, то были времена когда операционные системы и оболочки были взаимодополняющими структурами.

Операционная система – это набор специальных обрабатывающих и управляющих прогарам, которые обеспечивают взаимодействие пользователя с технической структурой компьютера. Именно благодаря наличию операционной системы пользователь имеет возможность использовать компьютер по назначению. Другими словами ОС выступает связующим звеном между «железом» и человеком. В операционной системе реализуется способ управления не только программным обеспечением, которое устанавливается «поверх» операционки, но и физическими и логическими устройствами компьютера.

В настоящее время наиболее распространенными операционными системами являются Windows и операционные системы класса UNIX. Хотя существует более 50 видов современных операционных систем. Они постоянно обновляются и развиваются, подстраиваясь под разувающиеся компьютерные устройства. Именно поэтому новая ОС установленная на компьютер выпуска этого года, навряд ли будет работать на более старом компьютере.

Однако, до того как операционные системы стали использовать графический интерфейс для комфортности и удобства их использования (например системы DOS) пользовались оболочками. Оболочки операционных систем – это так называемые дополнительные приложения, которые устанавливались поверх ОС и обеспечивали ее наилучшее использование. С появление графического интерфейса нужда в оболочках отпала, так как оболочка, можно сказать, интегрировалась в операционные системы.

Одно время, когда была распространена операционная система MS DOS, для ее простого использования применялись такие оболочки как: Norton Commander, Volkov Commander и тому подобные. Сегодня подобные утилиты являются простыми файловыми менеджерами. Поскольку операционные системы и оболочки уже являются, по сути, единой структурой, то и необходимость в специальных оболочках отпала. Хотя некоторые пользователи выражают мнение, что и по сегодня ОС и оболочка ОС это различные понятия.

2. Назначения и виды операционных систем.

Функции ОС: 

·         Управление памятью;

·         Управление доступом к устройствам ввода-вывода;

·         Управление файловой системой;

·         Управление взаимодействием процессов, диспетчеризация процессов;

·         Управление использованием ресурсов;

·         Загрузка программ в оперативную память и их выполнение;

·         Интерфейс с пользователем;

·         Межмашинное взаимодействие (сеть);

·         Защита самой системы и пользовательских данных и программ;

·         Разграничение прав доступа и многопользовательский режим работы.

Многозадачность (multitasking, multiprogramming) - свойство операционной системы и ЭВМ, при которой один процессор может обрабатывать несколько разных программ или разных частей одной программы одновременно. При этом все программы вместе удерживаются в оперативной памяти и каждая выполняется за какой-то период времени. Например, одна программа может работать, пока другие ожидают включения периферийного устройства или сигнала (команды) оператора. Способность к многозадачности зависит в большей степени от операционной системы, чем от типа ЭВМ. Наиболее распространенной многозадачной системой является Unix фирмы AT&T’s Bell Laboratories (США).

Виды ОС:

·         Многопользовательская система, система с коллективным доступом, система коллективного доступа(multiuser system, multiaccess system) - вычислительная система или ее часть (например операционная система), позволяющая нескольким пользователям одновременно иметь доступ к одной ЭВМ со своего терминала (локального или удаленного). Многопользовательский характер работы достигается благодаря режиму разделения времени, который заключается в очень быстром переключении ЭВМ между разными терминалами и программами и соответственно быстрой отработке команд каждого пользователя. При этом последний не замечает задержек времени, связанных с обслуживанием других пользователей. Примерами разработок указанного вида могут служить помимоWindows операционные системы: NetWare, созданная и развиваемая фирмой Novell (США) для локальных информационных вычислительных систем; Unix фирмы AT&T’s Bell Laboratories (США); REAL/32 и др.

·         Однопользовательская система (one user system) -  операционная система, не обладающая свойствамимногопользовательской. Примерами однопользовательских ОС являются MS DOS фирмы Microsoft (США)  и ОС/2, созданная совместно Microsoft и IBM

·         Сетевая операционная система, СОС (NOS, Network Operating System) - операционная система, предназначенная для обеспечения работы вычислительной сети. Примерами сетевых операционных систем являютсяWindows NT, Windows 2000, Novel Netware, Unix, Linux и др.

Типы ОС:

·         графические (с наличием графического пользовательского интерфейса - GUI) - текстовые (только командная строка);

·         бесплатные - платные;

·         открытые (с возможностью редактировать исходный код) - закрытые (без возможности редактировать исходный код);

·         клиентские - серверные;

·         высокая стабильность (устойчивость к сбоям аппаратной части)- низкая стабильность;

·         простая в администрировании (для рядового пользователя) - сложная, для системных администраторов;

·         16-разрядная - 32-разрядная - 64-разрядная (в далеком прошлом были еще и 8-разрядные);

·         с высоким уровнем безопасности данных - с низким уровнем безопасности.

Операционные системы, в свою очередь, нужны, если:

·         вычислительная система используется для различных задач, причём программы, исполняющие эти задачи, нуждаются в сохранении данных и обмене ими. Из этого следует необходимость универсального механизма сохранения данных; в подавляющем большинстве случаев ОС отвечает на неё реализацией файловой системы. Современные ОС, кроме того, предоставляют возможность непосредственно «связать» вывод одной программы с вводом другой, минуя относительно медленные дисковые операции;

·         различные программы нуждаются в выполнении одних и тех же рутинных действий. Напр., простой ввод символа с клавиатуры и отображение его на экране может потребовать исполнения сотен машинных команд, а дисковая операция — тысяч. Чтобы не программировать их каждый раз заново, ОС предоставляют системные библиотеки часто используемых подпрограмм (функций);

·         между программами и пользователями системы необходимо распределять полномочия, чтобы пользователи могли защищать свои данные от чужого взора, а возможная ошибка в программе не вызывала тотальных неприятностей;

·         необходима возможность имитации «одновременного» исполнения нескольких программ на одном компьютере (даже содержащем лишь один процессор), осуществляемой с помощью приёма, известного как "разделение времени". При этом специальный компонент, называемый

·         планировщиком, «нарезает» процессорное время на короткие отрезки и предоставляет их поочередно различным исполняющимся программам (процессам);

·         наконец, оператор должен иметь возможность, так или иначе, управлять процессами выполнения отдельных программ. Для этого служат операционная среда, одна из которых — оболочка и набор стандартных утилит — является частью ОС (прочие, такие, как графическая операционная среда, образуют независимые от ОС прикладные платформы). Таким образом, современные универсальные ОС можно охарактеризовать прежде всего как

·         использующие файловые системы (с универсальным механизмом доступа к данным),

·         многопользовательские (с разделением полномочий),

·         многозадачные (с разделением времени).

Многозадачность и распределение полномочий требуют определённой иерархии привилегий компонентов самой ОС. В составе ОС различают три группы компонентов:

·         ядро, содержащее планировщик; драйверы устройств, непосредственно управляющие оборудованием; сетевую подсистему, файловую систему;

·         системные библиотеки и

·         оболочку с утилитами.

3. Структура операционных систем.

В состав операционной системы входят следующие подсистемы:

1.     Управление процессами.

2.     Управление основной памятью.

3.     Управление внешней памятью.

4.     Управление устройствами ввода/вывода.

5.     Управление файлами.

6.     Защита системы.

7.     Сетевая поддержка.

8.     Командный интерфейс системы.

Управление процессами

Процесс - это программа в стадии выполнения. Процессу необходимы определенные ресурсы, включая процессорное время, память, файлы и устройства ввода/вывода для выполнения своих задач. ОС отвечает за следующие действия в связи с управлением процессами:

·                      создание и удаление процессов;

·                      приостановку и возобновление процессов;

·                      обеспечение механизмов для синхронизации процессов;

·                      обеспечение механизмов для взаимодействия процессов.

Управление основной памятью

Память представляет собой большой массив слов или байт, каждый из которых имеет собственный адрес. Это хранилище данных, к которым обеспечивается быстрый доступ, распределенный между процессором и устройствами ввода/вывода. Основная память - энергозависимое устройство, которое теряет содержимое в случае выключения системы. ОС отвечает за следующие действия в связи с управлением памятью:

·                      ведет учет того, какая часть памяти в настоящий момент занята;

·                      принимает решение о загрузке процессов при освобождении пространства ОП;

·                      распределяет и освобождает пространство ОП в соответствии с действующими стратегиями.

Управление внешней памятью

Поскольку основная память (первичная память) энергозависима и слишком мала для размещения всех данных и программ постоянно, ВС должна обеспечить вторичную память для сохранения основной памяти. Большинство современных ВС используют диски как средство оперативного хранения как программ, так и данных. ОС отвечает за следующие действия в связи с управлением внешней памятью:

·                      управление свободным пространством;

·                      распределение памяти;

·                      управление диском.

Подсистема управления устройствами ввода/вывода

Подсистема ввода/вывода состоит из:

·                      системы кэширования - буферирования;

·                      общего интерфейса драйверов устройств;

·                      драйверов специализированных устройств.

Подсистема управления файлами

Файл представляет собой набор взаимосвязанной информации, определенной при создании. Кроме собственно данных, файлы представляют программы, как в исходном, так и в объектном виде.

Подсистема ОС отвечает за следующие действия в связи с управлением файлами:

·                      создание файлов;

·                      создание и удаление подкаталогов;

·                      поддержку операций для манипулирования с файлами и подкаталогами;

·                      представление файлов во внешней памяти;

·                      выгрузку файлов на другие внешние устройства.

Защита системы

Защита системы предполагает наличие механизма для управления доступом программ, процессов и пользователей к системным и пользовательским ресурсам.

Механизм защиты должен:

·                      различать авторизованное и не авторизованное использование;

·                      определить элементы управления, которые будут задействованы;

·                      обеспечить средства реализации.

Сетевое обеспечение

Распределенная система - набор процессоров, которые не распределяют память или каждый процессор имеет свою локальную память. Процессоры в системе соединены посредством компьютерной сети и обеспечивают пользователям доступ к различным системным ресурсам, позволяющим:

·                      увеличить скорость вычислений;

·                      увеличить объем доступной информации;

·         повысить надежность.

Командный интерфейс системы

Множество команд в ОС предназначено для выполнения функций управления, которые обеспечивают:

·                      создание и управление процессов;

·                      управление вводом/выводом;

·                      управление внешней памятью;

·                      управление основной памятью;

·                      доступ к файловой системе;

·                      защиту;

·                      поддержку работы сети.

Программа, которая вводит и интерпретирует команды управления, в   различных системах имеет разные названия:

·                      интерпретатор управляющих карт;

·                      процессор команд консолей;

·                      shell ( в Unix).

Функцией команды является прием и выполнение введенного утверждения.

Сервисы операционных систем:

·                      выполнение программ - способность системы загружать программу в память и выполнять ее;

·                      операции ввода/вывода. Поскольку пользовательские программы не могут исполнять операции ввода/вывода непосредственно, ОС должна обеспечивать некоторые средства для их выполнения;

·                      манипуляции с файловой системой выражаются в обеспечении способности читать, писать, создавать и удалять файлы;

·                      взаимодействие и обмен информацией между выполняющимися процессами на одном компьютере или на различных системах, связанных посредством сети, осуществляется через распределенную память или передачу сообщений;

·                      обнаружение ошибок - гарантия правильности вычислений посредством обнаружения ошибок в процессоре, памяти, устройствах ввода/вывода или в пользовательских программах.

4. Классификация операционных систем по назначению

Операционные системы являются неотъемлемой частью информационно-вычислительных комплексов. Такие комплексы могут выполнять весьма различные функции и могут быть по этому признаку разделены на некоторые классы.

Системы реального времени

Основной особенностью таких систем является строго регламентированное время отклика на внешние события. Другим важным параметром является одновременная обработка — даже если одновременно происходит несколько событий, реакция системы на них не должна запаздывать. Компьютеры для управления самолетами, ядерными реакторами и подобными сложными системами обычно работают под управлением специализированных операционных систем реального времени.

Операционные системы реального времени принято делить на два класса: жесткого и мягкого реального времени. Можно выделить признаки систем жёсткого реального времени:

·                      недопустимость никаких задержек ни при каких условиях;

·                      бесполезность результатов при опоздании;

·                      катастрофа при задержке реакции;

·                      цена опоздания бесконечно велика.

Хороший пример системы жесткого реального времени — бортовая система управления самолетом. Среди систем с жестким реальным временем можно выделить распространённую коммерческую операционную систему QNX, которая основывается на UNIX и имеет схожий интерфейс.

Система мягкого реального времени характеризуется следующими признаками:

·                      за опоздание результатов приходится платить;

·                      снижение производительности системы, вызванное запаздыванием реакций, приемлемо.

Операционные системы мягкого реального времени могут использоваться в мобильных и коммуникационных системах — там, где цена опоздания не так велика. В настоящее время многие многозадачные операционные системы разделения времени модифицируются для того, чтобы соответствовать требованием мягкого реального времени. Среди примеров можно выделить варианты Windows NT и специфические версии ядра Linux.

Встраиваемые системы

Такие системы работают на специфическом аппаратном обеспечении (автомобили, микроволновые печи, роботы) и также обладают некоторыми требованиями к времени отклика системы. Как правило, в таких операционных системах применяются специфичные алгоритмы, минимизирующие потребляемые ресурсы.

Операционные системы для супер-компьютеров

Для решения очень сложных и объёмных вычислительных задач создаются специализированные компьютеры, содержащие сотни и тысячи процессоров. Для управления такими системами применяются специальные операционные системы, в которых особенно важны вопросы производительности и скорости обмена между элементами системы. В настоящее время самыми распространёнными среди сверхпроизводительных систем являются модификации операционной системы Linux.

Операционные системы для серверов

С момента расцвета сети Интернет нишу серверов (специализированных систем, предоставляющих по сети какой-то сервис клиентским системам) занимают универсальные многопользовательские многозадачные операционные системы. Для таких систем имеют большое значение стабильность работы, безопасность и производительность, меньшее — интерфейс пользователя.

Примерами таких систем могут служить: банковские системы, веб-серверы и серверы баз данных, файловые серверы масштаба предприятия, многопользовательские терминальные серверы и т. п. Сейчас все большую популярность в этом классе систем завоёвывают открытые и свободные операционные системы, базирующиеся на UNIX.

Операционные системы для домашних и офисных компьютеров

Современные персональные компьютеры обладают высокой производительностью и богатыми мультимедийными возможностями. Для операционных систем этого класса важны удобный пользовательский интерфейс и поддержка широкого круга устройств для персональных компьютеров. Самыми распространёнными операционными системами в этом классе являются продукты компании Micrososft, также на персональных компьютерах Apple используется операционная система MacOS (начиная с версии 10 она также основывается на UNIX).

Исследовательские операционные системы

Многие алгоритмы и подходы в построении операционных систем не пошли дальше исследовательских лабораторий. Например, операционные системы, основанные на микроядре, в чистом виде не используются до сих пор из-за огромных затрат на пересылку сообщений. Одной из самых известных микроядерных операционных систем является Mach, на которой основывается целый ряд операционных систем, в том числе GNU Hurd, реализующая интерфейс UNIX.

Лекция № 5.  Классификация программного обеспечения (ПО).

План лекции:

1.     Программное обеспечение персонального компьютера

2.     Системное программное обеспечение

3.     Инструментальное ПО

4.     Прикладное ПО

1. Программное обеспечение персонального компьютера

Ни компьютер в целом, ни его составные части не способны сами по себе обрабатывать информацию. Управляют работой компьютера программы, которые имеют различные функции и назначение.

Программа – это последовательность команд, которую выполняет компьютер в процессе обработки данных.

Команда - это описание операции, которую должен выполнить компьютер. Как правило, у команды есть свой код (условное обозначение), исходные данные (операнды) и результат.

Данные – это информация представленная в форме, пригодной для её передачи и обработки с помощью компьютера. Данные хранятся и обрабатываются на машинном языке - в виде последовательностей 0 и 1.

Программное обеспечение (ПО) ПК (Software) - совокупность программ, необходимых для обработки или передачи различных данных, предназначенных для многократного использования и применения разными пользователями.

К программному обеспечению (ПО) относится также вся область деятельности по проектированию и разработке ПО:

1.                   Технология проектирования программ (нисходящее проектирование, структурное и объектно-ориентированное проектирование и др.);

2.                   Методы тестирования и отладки программ;

3.                   Методы доказательства правильности программ;

4.                   Анализ качества работы программ;

5.                   Документирование программ;

6.                   Разработка и использование программных средств, облегчающих процесс проектирования программного обеспечения, и многое другое.

Программное обеспечение условно можно разделить на 3 класса: Системное ПО, Прикладное ПО и Инструментальное ПО.

2. Системное программное обеспечение,

состоит из Базового ПО и Сервисного ПО.

I. Базовое ПО поставляется вместе с компьютером и обеспечивает его работоспособность. В состав Базового ПО входит операционная система, операционная оболочка и сетевые программные средства.

1. Операционная система (ОС) – это комплекс системных и служебных программных средств, обеспечивающих управление работой компьютера и его взаимодействие с пользователем.

Операционная система поставляется вместе с ПК и составляет основу его программного обеспечения. Программа ОС загружается в оперативную память после включения компьютера и работает параллельно со всеми другими программами до его выключения.

Интерфейс – (от англ. interface – средства взаимодействия, связи, согласования) – совокупность средств сопряжения (обеспечивающего их взаимодействие) и связи устройств компьютера, предназначена для обмена информацией между устройствами вычислительной системы.

Существуют аппаратный, программный и пользовательский интерфейсы:

Аппаратный интерфейс – средство сопряжения устройств вычислительной техники на уровне электронных компонентов.

Программный  интерфейс – комплекс правил и соглашений о стыковке программных модулей.

Пользовательский интерфейс – совокупность аппаратных, программных и

2. Оболочка ОС – это программа (комплекс программ), упрощающая работу с основной программой, обеспечивающая более наглядный и удобный способ общения с компьютером, чем средства ОС.

Наиболее популярными программами-оболочками для MS-DOS являются Norton Commander и DOS Navigator, для Windows – Windows Commander, FAR Manager.

3. Сетевые ОС обеспечивают работу компьютера в сети и поддерживают все сетевые службы - электронную почту, обмен файлами, доступ к сайтам, общение между клиентами через Интернет и пр. (Solaris, Novell NetWare, Microsoft Windows NT).

II. Сервисное ПО – это программы и программные комплексы, которые расширяют возможности базового программного обеспечения и организуют более удобную среду работы пользователя.

Это набор сервисных, дополнительно устанавливаемых программ, которые можно классифицировать по функциональному признаку следующим образом:

1.                   Драйверы – это специальные программы, обеспечивающие взаимодействие ОС с аппаратными устройствами (драйверы видеокарты, графического ускорителя, CD-ROM, клавиатуры, мыши, модема, сетевой карты и т.д.). При включении компьютера производится загрузка драйверов в оперативную память. Пользователь имеет возможность вручную установить или переустановить драйверы.

2.                   Программы диагностики работоспособности компьютера позволяют проверить конфигурацию ПК, выявить дефекты дисков и предотвратить потерю данных, хранящихся на дисках.

3.                   Антивирусные программы – это программы, для обнаружения, удаления и защиты от компьютерных вирусов.

4.                   Программы обслуживания дисков, обеспечивающие проверку качества поверхности магнитного диска, контроль сохранности файловой системы на логическом и физической уровнях, сжатие дисков, создание страховых копий дисков, резервирование данных на внешних носителях и др.

5.                   Программы архивирования данных, которые обеспечивают процесс сжатия информации в файлах с целью уменьшения объема памяти для её хранения.

6.                   Программы обслуживания сети.

Эти программы часто называются утилитами (к антивирусным средствам этот термин обычно не применяется).

Наибольшее распространение сегодня имеют комплекты утилит: Norton Utilities - фирма Symantec; Checkit PRO Deliuxe 2.0 - фирма Touch Stone; PC Tools for Windows 2.0; программа резервного копирования HP Colorado Backup for Windows 95.

Инструментальное ПО (Software tools) - программное обеспечение, используемое в ходе разработки, корректировки или развития других программ: редакторы, компиляторы, отладчики, вспомогательные системные программы, графические пакеты и др.

1. Системы программирования - это набор специализированных программных продуктов, которые являются инструментальными средствами разработчика. Программные продукты данного класса поддерживают все этапы процесса программирования, отладки и тестирования создаваемых программ.

Множество различных приложений на компьютере создаётся с помощью языков и систем программирования.

Язык программирования - это формализованный язык описания алгоритмов, используемых для решения различных задач на компьютере.

Популярные системы программирования — Turbo Basic, Quick Basic, Turbo Pascal, Turbo C.

Современные системы программирования обычно предоставляют пользователям мощные и удобные средства разработки программ.

В них входят:

1.                   Компилятор или интерпретатор;

2.                   Интегрированная среда разработки;

3.                   Средства создания и редактирования текстов программ;

4.                   Библиотеки стандартных программ и функций;

5.                   Отладочные программы, т.е. программы, помогающие находить и устранять ошибки в программе;

6.                   Многооконный режим работы;

7.                   Графические библиотеки; утилиты для работы с библиотеками

8.                   Встроенный ассемблер;

9.                   Встроенная справочная служба;

и другие специфические особенности.

Любая система программирования может работать только в соответствующей ей ОС, под которую она создана, однако при этом она может позволять разрабатывать программное обеспечение и под другие ОС.

Для того, чтобы компьютер мог понять программу, написанную на каком-то языке программирования, необходим переводчик (транслятор) такой программы в машинные коды.

Трансляторы языка программирования – это программа, предназначенная для преобразования программ, написанных на языках программирования, в машинный код.

Трансляторы делятся на два класса: компиляторы и интерпретаторы.

Компилятор преобразует (транслирует) всю программу в модуль на машинном языке, после этого программа записывается в память компьютера и лишь потом исполняется.

Интерпретатор - это транслятор, производящий покомандную обработку и выполнение исходной программы. Интерпретатор в отличие от транслятора не выдает результирующую программу или код.

Ассемблеры переводят программу, записанную на языке ассемблера (автокода), в программу на машинном языке.

Прикладные программы (Application software) - это комплекс программ, предназначенных для решения определенного класса задач. Основное назначение – дать пользователю средство обработки информации, которое не требует знаний языков программирования.

В состав Прикладного ПО входят:

·                      Пакеты прикладных программ различного назначения;

·                      Рабочие программы пользователя и ИС в целом.

ППП является мощным инструментом автоматизации решаемых пользователем задач, практически полностью освобождая его от необходимости знать, как выполняет компьютер те или иные функции и процедуры по обработке информации.

Различают следующие типы ППП:

1)                   Общего назначения (универсальные) –  это универсальные программные продукты, предназначенные для автоматизации разработки и эксплуатации функциональных задач пользователя и ИС в целом.

К этому классу относятся:

·                      Программы, обрабатывающие тексты

Современные программы обработки текстов в зависимости от возможностей делятся на несколько категорий:

Текстовые редакторы. Это программы, предназначенные для ввода и редактирования текстов (Norton Commander, редактор Блокнот, WordPad).

Текстовые процессоры. Они позволяют не только вводить и редактировать текст, но и форматировать его, т.е. оформлять (Лексикон, MultiEdit, MS Word).

Настольные издательские системы. Назначение этого класса: автоматизация процесса верстки полиграфических изданий (Wentura, Page Maker).

·                      Графические редакторы - это программы, позволяющие создавать и редактировать рисунки и другие изображения (Paint, включаемая в состав Windows).

·                      Электронные таблицы - это особый вид прикладных программ, предназначенные для хранения и обработки информации, представленной в табличной форме (MS Excel, Lotus 1-2-3).

Особенность этих программ заключается в том, что с их помощью можно не только вводить данные в ячейки таблиц, редактировать и форматировать их, но и применять формулы для описания связи между значениями, хранящимися в разных ячейках. Изменение содержимого какой-либо ячейки приводит к перерасчету значений всех ячеек.

Применение электронных таблиц упрощает работу с данными и позволяет получать результаты без проведения расчетов или специального программирования.

Электронные таблицы нашли широкое применение в экономических и бухгалтерских расчетах. Их можно эффективно использовать для: автоматической обработки зависящих друг от друга данных, автоматизации итоговых вычислений, создания сводных таблиц, ведения простых баз данных, подготовки табличных документов, построения диаграмм.

·                      Системы управления базами данных

База данных – это совокупность массивов и файлов данных, организованная по определенным правилам, предусматривающим стандартные принципы описания, хранения и обработки данных независимо от их вида.

Работа с БД требует решения различных задач: создание базы, запись базы данных в базу, корректировка данных, выборка данных из базы по запросам пользователя.

В ПЭВМ обычно используются реляционные базы данных. В таких БД является таблицей. Столбцы называются полями, строки – записями. Примером БД может служить расписание движения поездов и автобусов, телефонный справочник.

Для разработки программ, систем программ, работающих с базами данных, используются специальные средства – системы управления базами данных (СУБД). К ним относятся: MS FoxPro, MS Access.

2)                   Мультимедиа - одновременное использование в едином объекте различных форм представления информации и её обработки. Например, в одном объекте может содержаться текстовая, аудиальная, графическая и видео информация, а также, возможно, способ интерактивного взаимодействия с ней.

3)                   Методо-ориентированные ППП - включает программные продукты, обеспечивающие, независимо от предметной области и функции информационных систем, математические, статические и другие методы решения задач. Наиболее распространены методы математического программирования, решение дифференциальных уравнений, имитационного моделирования, исследования операций.

4)                   Проблемно-ориентированные ППП - это программные продукты, предназначенные для решения какой-либо задачи в конкретной функциональной области.

Выделяются группы ППП для комплексной автоматизации функций управления:

·                      в промышленной сфере (Oracle, PRISM, Галактика (Россия))

·                      в непромышленной сфере (банковские, финансовые, правовые ППП)

·                      отдельных предметных областей (ППП бухгалтерского учета (1С.Бухгалтерия, Офис), ППП финансового менеджмента (ЭДИП, Инвестор), ППП правовых справочных систем (Консультант плюс, Гарант)

Лекция №6. Текстовые процессоры. Обзор современных текстовых процессоров.

План лекции:

1.     Обзор современных текстовых процессоров.

2.     Основы работы в Word. Ввод и редактирование данных

3.     Форматирование  абзаца    

4.     Действия в текстовых процессорах

5.     Назначение клавиш на клавиатуре

1. Обзор современных текстовых процессоров.

Неотъемлемой частью работы компьютера является текстовый редактор. Это программа, которая позволяет производить набор текста, редактировать его, а также визуально оформлять.

Блокнот. Это самый простой и незамысловатый текстовый редактор в Windows. Этот текстовый редактор используется для каких-либо заметок, небольших фраз и прочих пометок. Многие программисты в блокнот копируют различные коды, которые в Блокноте остаются в первозданном виде, так как более продвинутые текстовые редакторы могут их распознавать и преобразовывать визуально, в итоге теряя часть кода. Также в Блокнот удобно копировать пароли, ссылки и консольные команды. Блокнот поставляется наряду со стандартным предустановленным пакетом программ операционной системы, по сути, является бесплатным.
В операционной системе Linux есть свой аналог блокнота – gedit. Программа по функциям и назначению абсолютно идентична с аналогом из Windows.
Преимущество данных текстовых редакторов в том, что они просты и компактны, это идеальный вариант для пометок и хранения элементов кода. Недостатком данного редактора текста является его преимущество - излишняя простата, которая не даёт возможность производить оформление теста.
Notepad++. Для более продвинутых компьютерных пользователей лучше всего подойдёт расширенная версия блокнота – Notepad++, которая имеет большое количество функций, но при этом остаётся всё тем же блокнотом. Программа имеет русский интерфейс и распространяется бесплатно.
WordPad. WordPad – это ещё один стандартный текстовый редактор, который поставляется в перечне предустановленных в Windows программ. Забегая наперёд, чтобы более точно описать данную программу, стоит сказать, что WordPad это что-то среднее между блокнотом и Microsoft Word. То есть WordPad имеет простую основу, как и Блокнот, но в него включены некоторые элементы оформления текста из Word. Такое сочетание: простота + минимальный набор функций для оформления, делают его довольно привлекательным для набора простого текста, не требующего особого оформления. WordPad – идеальный вариант для тех, кому нужно набирать простые текстовые документы, используя данную программу, вы сможете сэкономить на покупке Microsoft Word, только учтите, что проверяет правописание программа очень плохо.LibreOffice. Изначально данный офисный пакет был создан для операционной системы Linux, сменив устоявшийся на то время OpenOfficeOrg, который существует и поныне. Затем была выпущена версия LibreOffice под Windows.Если вкратце описать данный офисный пакет, то это Word 2003 года с не очень хорошим качеством проверки правописания. Но в то же время, что можно хотеть от бесплатного текстового редактора? Для бытовых нужд в Windows и Linux, чтобы сохранить на компьютере и распечатать красиво обрамлённый текст – это оптимальный вариант, так как не нужно тратить лишние средства на покупку офисного пакета от Microsoft.

Microsoft Word. Наконец-то мы перешли к флагману текстовых редакторов – Word. Данное приложение неспроста является флагманом, так как даже по сей день, у него нет аналогов, которые бы смогли воплотить красивый и удобный интерфейс, с большим количеством функций, для редактирования и оформления текстов. Он по праву считается самым лучшим текстовым редактором в Windows 7 и Windows 8. Word – это незаменимый редактор текстов для любого пользователя, которому необходимо часто заниматься набором текстов и документов. Помимо этого стоит отметить хорошее качество проверки орфографии в текстах, чем не может похвастаться ни один текстовый редактор для компьютера. Единственным недостатком Word является его цена, так как за самый бюджетный офисный пакет вам необходимо будет выложить порядка 3 000 рублей, что достаточно дорого. Тем не менее, если вы часто сталкиваетесь с необходимостью набора текста, то тут у вас выбора практически не остаётся, как приобрести офисный пакет от Microsoft.

Текстовый редактор онлайн. Ну и напоследок расскажем вам о современном виде текстовых редакторов – про текстовые редакторы онлайн. Данный вид редакторов текста позволяет набирать тексты непосредственно на удалённом сервере в Интернете – онлайн. Преимущества очевидны – набранный текст сразу же сохраняется в облачном хранилище и поэтому доступ к тексту можно открыть сразу же нескольким пользователям (и даже редактировать вместе), а также самому иметь доступ к данным документам со всех своих устройств, которые подключены к Интернету. Благодаря этому вам не страшна потеря данных или отключение света – документ всегда доступен в Интернете. Наилучшим онлайн редактором текста является сервис Google Диск. Зарегистрировав себе облачный диск, вы сможете создавать на нём текстовые документы. Дизайн, конечно, таких документов особой красотой не блещет, но она тут особо ни к чему, так как это лишняя нагрузка на Интернет-канал, да и главное это набор текста. Проверка орфографии производится браузером, что конечно не идеальный вариант, но и не самый плохой. К преимуществам можно отнести и бесплатность сервиса, что немаловажно. Документ можно сразу же сохранить на компьютере, если в этом будет необходимость.

2. Основы работы в Word. Ввод и редактирование данных

1.                   Формат абзаца. Выравнивание строк абзаца. Отступ первой строки абзаца

2.                   Настройка выступа первой строки. Быстрая настройка отступа слева для абзаца

3.                   Междустрочный интервал. Настройка интервала между абзацами

4.                   Разбивка абзацев по страницам. Сортировка абзацев

5.                   Выделение абзацев с одинаковым форматированием

6.                   Настройка стиля абзацев по умолчанию

3. Форматирование  абзаца

Абзац — это структурная составляющая текста, обычно связанная логически и выделенная графически, например, в виде отступов. Когда вы набираете текст, каждый раз нажимая клавишу «Enter», вы создаете новый абзац. Настройка вида абзаца определяет его формат, который отвечает за размещение текста на странице.

Настройка (форматирование) абзаца, подразумевает :

·                      расстояние справа или слева от абзаца;

·                      междустрочный интервал абзаца;

·                      выравнивание строк абзаца относительно левого и правого поля;

·                      отступ или выступ первой строки абзаца;

·                      интервал перед абзацем и после него;

·                      разбивка абзаца на страницы.

В первую очередь, приступая к настройке абзаца, необходимо уметь его выделять. Для этого сделайте следующее:

1 способ:

·                      Трижды щелкните левой кнопкой мыши по любому слову абзаца;

2 способ:

Используйте комбинации клавиш:

·                      <Ctrl+Shift+(стрелка вверх)> – выделение от места расположение курсора ввода текста до начала абзаца;

·                      <Ctrl+Shift+(стрелка вниз)> – выделение от места расположение курсора ввода текста до конца абзаца.

Выравнивание строк абзаца

По умолчанию текст абзаца выравнивается по левому краю. Но документы бывают разные, и выравнивание тоже может требоваться другое. Например, для контрольных работ ВУЗов принято выравнивание по ширине.

Для того чтобы задать нужный способ выравнивания строк абзаца, воспользуйтесь одним из нижеперечисленных способов:

1 способ:

В группе «Абзац» щелкните одну из четырех доступных кнопок выравнивания:

·                      «По левому краю» – выравнивание строк абзаца по левому краю;

·                      «По центру» – выравнивание строк абзаца по центру (пропорционально равноудалены от правого и левого края);

·                      «По правому краю» – выравнивание строк абзаца по правому краю;

·                      «По ширине» – выравнивание строк абзаца одновременно и по левому и по правому полю. При этом текст визуально «растянется» (заполнит пространство строк), а между словами появится дополнительное расстояние.

2 способ:

Выделите нужные абзацы, а затем используйте сочетания «быстрых» клавиш:

·                      <Ctrl+L> – выравнивание по левому краю;

·                      <Ctrl+E> – выравнивание по центру;

·                      <Ctrl+R> – выравнивание по правому краю;

·                      <Ctrl+J> – выравнивание по ширине.

Отступ первой строки абзаца

Наиболее часто применяется при форматировании абзацев установка отступа первой строки. Сколько раз приходилось наблюдать, как «опытные секретари-референты» и представители других профессий, связанных с созданием текстовых электронных документов, понятия не имеют о том, как установить абзац, используя интерфейс Word 2010. Обычно они используют для этих целей двойное или тройное нажатие пробела, или, в лучшем случае, клавишу <Tab>. И хотя щелчок по этой клавише визуально задает отступ, равный 1,25 см (0,5 дюйма) и внешне все выглядит «правильно» — в целом, этот подход нерационален. Незачем делать работу, для которой и была создана программа для редактирования текстовых документов. Кроме того, используя «правильное» форматирование абзацев, вы впоследствии сэкономите время на множестве ненужных нажатий клавиши пробел (или <Tab>). При последующем же редактировании документа избежите рутины, связанной с перестройкой общего вида документа.

Теперь рассмотрим, как настроить отступы, а сделать это можно визуально (на глаз) или точно (задав определенное значение в окне «Абзац»). Визуальная настройка предполагает использование горизонтальной линейки, когда вы можете быстро менять размер отступа, руководствуясь ощущением нужного размера «на глаз». Точная настройка позволяет задать значение отступа в единицах измерения, используемых в документе — стоит использовать ее тогда, когда вы знаете размер величины отступа.

Визуальная настройка отступа первой строки

Чтобы задать отступ первой строки абзаца, сделайте следующее:

1 способ:

1.                   Выделите нужные абзацы;

2.                   На горизонтальной линейке подведите курсор к значку «Отступ первой строки»;

3.                   Щелкните и удерживайте левую кнопку мыши, а затем перетащите значок по линейке до нужного места.

2 способ:

1.                   Щелкайте по кнопке индикатора табуляции до появления значка «Отступ первой строки»;

2.                   Щелкните по горизонтальной линейке в том месте, где должен находиться отступ первой строки.

Точная настройка отступа первой строки

1 способ:

1.                   Выделите нужные абзацы;

2.                   Щелкните правой кнопкой мыши по выделенному фрагменту;

3.                   В контекстном меню (рис. 1) выберите пункт «Абзац» (вы перейдете в окно «Абзац»);

4.                   На вкладке «Отступы и интервалы» в группе «Отступ» в графе «Первая строка» задайте нужное значение отступа (по умолчанию 1,25 см).

2 способ:

1.                   В окне открытого документа перейдите к вкладке «Главная»;

2.                   Выделите нужные абзацы;

3.                   В группе «Абзац» щелкните по кнопке «Абзац»;

4.                   Далее в окне «Абзац» действуйте так же, как и в первом случае.

Настройка выступа первой строки

В редких случаях, кроме привычного отступа первой строки абзаца, используется выступ. Этот прием часто используется для оформления поэтической прозы и ряда художественных работ, в частности, журнальных статей.

Для создания выступа сделайте следующее:

1 способ:

1.                   Выделите нужные абзацы;

2.                   Щелкайте по кнопке индикатора табуляции (рис. 3) до тех пор, пока не появится значок «Выступ»;

3.                   Щелкните по горизонтальной линейке в том месте, где должен заканчиваться выступ первой строки, а затем введите текст первой строки абзаца. Теперь, начиная со второй строки, текст будет начинаться под позицией выступа на горизонтальной линейке.

2 способ:

1.                   В документе выделите нужные абзацы, а затем перейдите на вкладку «Главная»;

2.                   В группе «Абзац» щелкните по кнопке «Абзац»;

3.                   В окне «Абзац» на вкладке «Отступы и интервалы» в группе «Отступ» в графе «Первая строка» выберите значение «Выступ»;

4.                   Задайте нужное значение вручную или при помощи регуляторов.

Быстрая настройка отступа слева для абзаца

Иногда необходимо быстро поправить положение абзаца относительно краев документа. В частности, когда нам кажется, что задаваемый для списков отступ слишком велик, либо вставленные изображения слишком отдалены от левого поля, и это портит общий вид документа. В этом случае мы можем очень быстро, «на лету» менять значение отступа, подбирая оптимальное. Чтобы задать отступ слева для всех строк абзаца на заданную величину (кратную стандартной), сделайте следующее:

1 способ:

1.                   Выделите необходимые абзацы, а затем перейдите на вкладку «Главная»;

2.                   В группе «Абзац», щелкайте по кнопкам «Уменьшить отступ» и «Увеличить отступ» Все строки абзацев отступят (или сдвинутся в сторону) от левого поля на 1,25 см.

Примечание. Учтите, что каждый повторный щелчок по этим кнопкам сдвигает строки абзацев на 1,25см. Не увлекайтесь, если слишком много щелкать по кнопке уменьшения отступа, вы уберете его вовсе, и напротив, постоянно увеличивая отступ, вы добьетесь того, что слова совсем исчезнут из поля зрения (точнее они выйдут за края видимой области). Чтобы убрать отступ первой строки для абзаца, воспользуйтесь окном «Абзац» и в поле «Первая строка» выберите «Нет» или в поле «На» проставьте нулевое значение. Вы также можете использовать кнопку «Отменить» на панели быстрого доступа, для возврата на несколько шагов назад.

2 способ:

1.                   Выделите необходимые абзацы;

2.                   На горизонтальной линейке наведите курсор мыши на значок «Отступ слева» и, удерживая левую кнопку, переместите его в нужную позицию.

Если вы запутались, настраивая отступы, это можно легко исправить, убрав их, для этого проделайте следующее:

1 способ:

1.                   Выделите нужные абзацы;

2.                   На вкладке «Главная», в группе «Абзац» щелкните по кнопке «Уменьшить отступ».

2 способ:

1.                   Выделите нужные абзацы;

2.                   На горизонтальной линейке щелкните (и удерживайте) левой кнопкой мыши по значку «Отступ слева»;

3.                   Перетащите его в начальную позицию на линейке, на уровень левого поля.

Быстрая настройка отступа справа

Возможно, также провести быструю настройку отступа справа. Это нужно, когда вы набираете текст, который должен выглядеть как блок, например, когда вы пишете стих. В этих случаях выравнивание справа, задает тексту особый вид, также подчеркивая его тематику.

Для того чтобы быстро задать отступ справа, сделайте следующее:

1.                   Выделите нужные абзацы;

2.                   На горизонтальной линейке щелкните и зажмите левую кнопку мыши по значку «Отступ справа»;

3.                   Перетащите его в нужную позицию на линейке.

Чтобы убрать отступ справа, проделайте следующее:

1.                   Выделите нужные абзацы;

2.                   На горизонтальной линейке щелкните (и удерживайте) левой кнопкой мыши по значку «Отступ справа»;

3.                   Перетащите его в начальную позицию на линейке, на уровень правого поля.

Точная настройка отступа абзаца

По умолчанию, строки абзаца начинаются непосредственно у левого поля и заканчиваются у правого (если заполнить страницу текстом, в одном большом абзаце, то он будет выглядеть как текстовый блок, размером в страницу). Зачастую необходимо задать точное расстояние от левого поля, или от конца строк до правого поля. В частности, это нужно тогда, когда у вас есть четкие требования к оформлению работы, в частности, значение величин отступов. Для этого сделайте следующее:

1 способ:

1.                   Выделите нужные абзацы;

2.                   Перейдите на вкладку «Главная» и в группе «Абзац» щелкните по кнопке «Абзац»;

3.                   На вкладке «Отступы и интервалы» окна «Абзац» в группе «Отступ», в пунктах «Справа» и «Слева» задайте нужное значение.

2 способ:

1.                   Выделите нужные абзацы;

2.                   Перейдите на вкладку «Разметка страницы» и в группе «Абзац» в строках «Отступ слева» и «Отступ справа», задайте нужное значение.

Междустрочный интервал

Междустрочный интервал очень часто используется при форматировании документов, а наиболее распространенные его значения — одинарный и полуторный. Сам интервал определяется на основе базовых линий строк, которые проходят по центру букв (при этом учитываются их верхние и нижние элементы, типа надстрочного/подстрочного знаков). Так, одинарный интервал, соответствует величине шрифта текста, и является интервалом «по умолчанию» в Word 2010. Полуторный интервал используется в большинстве деловых документов, в курсовых и рефератах. Для того чтобы задать междустрочный интервал, сделайте следующее:

1 способ:

1.                   Выделите нужные абзацы и щелкните правой кнопкой мыши по выделенному участку;

2.                   В контекстном меню выберите пункт «Абзац»;

3.                   В окне «Абзац», вкладки «Отступы и интервалы» в группе «Интервал» в графе «Междустрочный» выберите из списка нужный:

o         «Одинарный» – интервал соответствует размеру шрифта текста абзаца;

o         «1,5 строки» – интервал равен полуторному размеру шрифта текста абзаца;

o         «Двойной» – интервал равен двойному размеру шрифта текста абзаца;

o         «Минимум» – интервал не меньше заданного в пунктах размера;

o         «Точно» – интервал точно соответствует заданному в пунктах размеру (то есть если шрифт равен 12пт, то интервал будет точно таким);

o         «Множитель» – множитель для интервала, равного размеру шрифта текста абзаца (чем больше множитель, тем больше интервал).

2 способ:

1.                   В группе «Абзац» щелкните по кнопке «Междустрочный интервал» (вы перейдете в окно «Абзац» на вкладку «Отступы и интервалы»);.

2.                   В группе «Интервал» в поле значение, введите нужную величину и щелкните «ОК».

3 способ:

1.                   Выделите нужные абзацы;

2.                   Используя сочетания клавиш, задайте необходимый интервал:

o         Ctrl+1 – одинарный интервал;

o         Ctrl+5 – полуторный интервал;

o         Ctrl+2 – двойной интервал.

Настройка интервала между абзацами

В большинстве случаев, когда не требуется особенная аккуратность в оформлении документа, расстояние по вертикали между абзацами (интервал) задается нажатием клавиши <Enter> по окончании абзаца. При этом это расстоянии может визуально портить общий вид документа, и чем больше абзацев, тем это заметнее. Кроме того, бывает нужно задать интервал, независимый от размера используемых шрифтов. Для этого необходимо сделать следующее:

1 способ:

1.                   Выделите нужные абзацы;

2.                   Щелкните по выделенному фрагменту правой кнопкой мыши и в появившемся контекстном меню, выберите пункт «Абзац»;

3.                   В окне «Абзац» вкладки «Отступы и интервалы» в группе «Интервал» в пунктах «Перед» (сверху абзаца) и «После» (после абзаца) задайте при помощи регуляторов нужное значение. Учтите что каждый щелчок по ним, соответствует шагу кратному 6пт (пунктов). Чтобы ввести произвольное значение, используйте область ввода данных.

2 способ:

1.                   Выделите нужные абзацы и перейдите к вкладке «Разметка страницы»;

2.                   В группе «Абзац» в графе «Интервал» задайте нужное значение;

Разбивка абзацев по страницам

При работе с большими документами, бывает нужно задать пропорциональное размещение абзацев текста на страницах. Например, вы пишете документ с большими абзацами, и вам надо, чтобы каждый новый абзац начинался с новой страницы. Для разбивки абзацев по страницам сделайте следующее:

1.                   Выделите необходимые абзацы;

2.                   Щелкните по выделенному фрагменту правой кнопкой мыши и в появившемся контекстном меню, выберите пункт «Абзац»;

3.                   В окне «Абзац» перейдите на вкладку «Положение на странице»;

4.                   В группе «Разбивка на страницы» выберите нужные пункты:

o         «Запрет висячих строк» – запрет перехода одной строки на следующую страницу или первой строки на предыдущую;

o         «Не отрывать от следующего» – запрет перехода следующего абзаца на следующую страницу;

o         «Не разрывать абзац» – запрет разделения абзаца на две страницы;

o         «С новой страницы» – вставка разрыва страницы перед абзацем (каждый следующий абзац начинается на новой странице).

Для того чтобы быстро задать интервал сверху абзаца, который соответствует размеру шрифта стандартной строки (12пт), сделайте следующее:

1.                   Поставьте курсор на нужный абзац;

2.                   Нажмите комбинацию клавиш <Ctrl+0>.

Учтите, что повторное нажатие клавиш убирает интервал.

4. Действия в текстовых процессорах

№ п/п	Действие	Программа
		MS Word	Open Office.org Writer
1.	Установить/убрать координатную линейку	п.меню Вид__Линейка	п.меню Вид__Линейка
2.	Добавить/убрать панели инструментов	п.меню Вид__Панели инструментов.	п.меню Вид__Панели инструментов
3.	Предварительный просмотр страницы	Файл___предварительный просмотр	Файл___предварительный просмотр
4.	Режим непечатаемых символов.	На панели инструментов «СТАНДАРТНАЯ»	Вид__непечатаемые символы
5.	Параметры страницы: Ориентация страницы (книжная, альбомная); поля - сверху, снизу, слева, справа; формат бумаги	Файл____Параметры страницы	Формат___Страница
6.	Команды копировать, вырезать, вставить. Выделить всё.	Правка	Правка
7.	Добавить колонтитул (Колонтитул-это текст, который повторяется на каждой странице документа и расположен сверху или снизу страницы)	Вид____Колонтитулы	Вставка___Верхний колонтитул Вставка ____Нижний колонтитул
8.	Добавить нумерацию страниц в документе	Вставка___Номера страниц	Вставка___Поля___Номер страницы
9.	Применить оглавление и указатели	Вставка__Ссылка__оглавление и указатели	Вставка_____оглавление и указатели
10.	Добавить в документ формулы	Вставка__Объект__MS EQUATION  3.0	Вставка__Объект__формула
11.	Работа со шрифтами(изменение размера, начертания, цвета шрифта)	Формат___Шрифт	Формат____Символы
12.	Изменение интервала между букв в слове	Формат___Шрифт__Интервал	Формат____Символы___Положение
13.	Изменение форматирования абзаца (интервал между строк, интервал перед и после абзаца, отступ слева и справа, отступ первой строки)	Формат___Абзац___Отступы и интервалы	Формат___Абзац___Отступы и интервалы
14.	Обрамление абзаца (рамка)	Формат__Границы и заливка___Граница	Формат___Абзац___Обрамление
15.	Обрамление для страницы (рамка)	Формат__Границы и заливка___Страница	Формат___Страница___Обрамление
16.	Форматирование текста по колонкам (газетный стиль текста)	Формат___Колонки	Формат___Столбцы
17.	Табуляция	Формат___Табуляция	Формат___Абзац____Табуляция
18.	Добавить таблицу в документ	Таблица___Вставить___Таблица	Таблица___Вставить___Таблица
19.	Направление текста в таблице	Формат___Направление текста	Формат____Символы___Положение
20.	Изменить обрамление таблицы (убрать границы, сделать их невидимыми, изменить толщину и стиль границ)	Таблица__Свойства таблицы___Границы и заливка	Таблица__Свойства таблицы___Обрамление
21.	Объединить ячейки в таблице	Таблица___ Объединить ячейки	Таблица___ Объединить ячейки
22.	Расстановка переносов в тексте	Сервис__Язык___Расстановка переносов	Сервис__Язык___Расстановка переносов
23.	Вставка специальных символов ("b¨¯ÿ и. др)	Вставка__Символы	Вставка__Специальные символы
24.	Сделать маркированный и нумерованный список	Формат___Список	Формат___Маркеры и нумерация
25.	Добавить рисунок	Вставка___Рисунок	Сервис___Галерея
26.	Добавить буквицу в текст	Формат___Буквица	Формат___Абзац_____Буквица
27.	Добавление бегущей строки	_________________________	Панель инструментов «РИСОВАНИЕ»

 

5. Назначение клавиш на клавиатуре

Обычную клавиатуру можно условно разделить на несколько областей

Рисунок 9 – Основные группы клавиатуры

Давайте подробно рассмотрим все эти области и выделим те клавиши, которые нам понадобятся при ежедневной работе на компьютере.

В самой верхней области клавиатуры находятся клавиши, которые не используются для ввода данных в компьютер. Эти клавиши выполняют вспомогательные действия, которые приведены в таблице ниже.

Под областью функциональных клавиш находится область символьных клавиш, в которой размещаются клавиши для ввода цифр, букв и других символов. На многих клавишах изображено по два или три символа. На буквенных клавишах изображены русские и латинские буквы и при переключении языка ввода на английский язык, будут вводиться латинские буквы, а при переключении на русскую раскладку клавиатуры — русские буквы.

В этой области есть клавиши, которые называют клавишами модификаторами (клавиши Ctrl, Alt и Shift). Эти клавиши получили такое название за то, что они позволяют изменять значения символьных клавиш. Например, если на клавише изображено три символа то один из них вводится при простом нажатии клавиши (это символ «3»), второй – при одновременном нажатии символьной клавиши и клавиши Shift (это символ «№», при условии, что выбрана русская раскладка клавиатуры), третий символ – при переключении раскладки клавиатуры на другой язык и одновременном нажатии символьной клавиши с клавишей Shift (это символ «#», если выбрана английская раскладка клавиатуры).

Мы еще не рассматривали ввод текста, но думаю, что следует ввести понятие текстового курсора, так как следующая группа клавиш связана именно с ним. Текстовым курсором называется мигающая вертикальная или горизонтальная черточка, которая указывает на экране местоположение вновь вводимого с клавиатуры символа. Наверняка вы видели его, если запускали какую-нибудь программу для ввода текста.

Итак, клавиши управления текстовым курсором:

Чуть повыше клавиш управления курсором обычно размещаются дополнительные клавиши, которые также имеют отношение к управлению курсором. Действия, выполняемые этими клавишами сложно описать без приведения практических примеров. Поэтому в таблице ниже я привожу краткое описание этих клавиш, и вы можете пользоваться данной таблицей в дальнейшем как справочником. Вернитесь к ней, когда мы будем изучать работу в текстовых редакторах.

в правой части клавиатуры находится дополнительная клавиатура, на которой расположены цифровые клавиши и клавиши математических действий, а так же дополнительная клавиша Enter. Дополнительная клавиатура включается клавишей NumLock. При отключенном режиме NumLock дополнительную клавиатуру можно использовать для управления курсором — на цифровых клавишах есть дополнительные надписи, указывающие на функциональность клавиши.

На многих (но не на всех) клавиатурах есть область, в которой находятся индикаторы режимов.  Эти индикаторы загораются при нажатии соответствующей клавиши:

 

Рисунок 10 – Назначение основных клавиш

 

                                                                                                   

Лекция №7. Электронные таблицы.

Основы работы в программе.

План лекции:

1.     История  создания электронных таблиц

2.     Интерфейс электронных таблиц

3.     Формат представления данных в ячейках

4.     Построение диаграмм и графиков в табличных процессорах (MS Excel,  Сalc)

5.     Ссылки в Электронных таблицах

1. История  создания электронных таблиц

Идея создания электронной таблицы возникла у студента Гарвардского университета Дэна Бриклина в 1979г. Выполняя скучные вычисления экономического характера с помощью бухгалтерской книги, он и его друг Роберт Фрэнкстон, который разбирался в программировании, разработали первую программу электронной таблицы, названную ими VisiCalc («Визикалк»).

VisiCalc скоро стала одной из наиболее успешных программ. Первоначально она предназначалась для компьютеров типа Apple II, но потом была трансформирована для всех типов компьютеров. Многие считают, что резкое повышение продаж компьютеров типа Apple в то время и было связано с возможностью использования на них табличного процессора VisiCalc.

Новый существенный шаг в развитии электронных таблиц – появление в 1982г. на рынке программных средств Lotus 1–2–3. Lotus был первым табличным процессором, интегрировавшим в своем составе, помимо обычных инструментов, графику и возможность работы с системами управления базами данных. После разработки Lotus 1–2–3 компания Lotus в первый же год повышает свой объем продаж до 50 млн. дол. и становится самой большой независимой компанией – производителем программных средств. Успех компании Lotus привел к ужесточению конкуренции, вызванной появлением на рынке новых электронных таблиц, таких, как VP Planner компании Paperback Software и Quattro Pro компании Borland International, которые предложили пользователю практически тот же набор инструментария, но по значительно более низким ценам.

Следующий шаг – появление в 1987г. табличного процессора Excel фирмы Microsoft. Эта программа предложила более простой графический интерфейс в комбинации с ниспадающими меню, значительно расширив при этом функциональные возможности пакета и повысив качество выходной информации. Расширение спектра функциональных возможностей электронной таблицы, как правило, ведет к усложнению работы с программой.

В 1993 году вышла пятая версия Excel, ставшая первым приложением Microsoft Office, которое включало язык Visual Basic for Applications (VBA). Начиная с Office 97 фирма Microsoft включает VBA во все приложения пакета Microsoft Office.

В настоящее время MS Excel представляет собой достаточно мощное средство разработки информационных систем, которое включает как электронные таблицы (со средствами финансового и статистического анализа, набором стандартных математических функций, доступных в компьютерных языках высокого уровня, рядом дополнительных функций, встречающихся только в библиотеках дорогостоящих инженерных подпрограмм), так и средства визуального программирования (Visual Basic for Applications). Электронные таблицы позволяют производить обработку чисел и текста, задавать формулы и функции для автоматического выполнения, прогнозировать бюджет на основе сценария, представлять данные в виде диаграмм, публиковать рабочие листы и диаграммы в Интернете. Таким образом, табличные процессоры позволяют решать большинство финансовых, расчетных инженерно–технических и административных задач, например таких, как расчет заработной платы, ведение бухгалтерского учета, проведение статистических расчетов и многое другое. С помощью VBA можно автоматизировать всю работу, начиная от сбора информации, ее обработки до создания итоговой документации, как для офисного пользования, так и для размещения на Web–узле.

 1982 году Microsoft запустила на рынок свой первый электронный табличный процессор Multiplan, который был очень популярен на CP/M системах, но на MS-DOS системах он уступал Lotus 1-2-3. Первая версия Excel предназначалась для Mac и была выпущена в 1985 году, а первая версия для Windows была выпущена в ноябре 1987 года. Lotus не торопилась выпускать 1-2-3 под Windows, и Excel с 1988 года начала обходить по продажам 1-2-3, что в конечном итоге помогло Microsoft достичь позиций ведущего разработчика программного обеспечения. Microsoft укрепляла свое преимущество с выпуском каждой новой версии, что имело место примерно каждые два года. Текущая версия для платформы Windows — Excel 14, также известная как Microsoft Office Excel 2010. Текущая версия для платформы Mac OS X — Microsoft Excel 2011.

В начале своего пути Excel стал причиной иска о товарном знаке от другой компании, уже продававшей пакет программ под названием «Excel». В результате спора Microsoft была обязана использовать название «Microsoft Excel» во всех своих официальных пресс-релизах и юридических документах. Однако со временем эта практика была позабыта, и Microsoft окончательно устранила проблему, приобретя товарный знак другой программы. Microsoft также решила использовать буквы XL как сокращённое название программы: иконка Windows-программы состоит из стилизованного изображения этих двух букв, а расширение файлов по умолчанию в Excel — .xls. В сравнении с первыми табличными процессорами Excel представляет множество новых функций пользовательского интерфейса, но суть остается прежней: как и в программе-родоначальнике, VisiCalc, организованные в строки и столбцы клетки-ячейки могут содержать данные или формулы с относительными или абсолютными ссылками на другие клетки.

Excel был первым табличным процессором, позволявшим пользователю менять внешний вид таблицы на экране: шрифты, символы и внешний вид ячеек. Он также первым представил метод умного пересчёта ячеек — обновления только ячеек, зависящих от изменённых ячеек: раньше табличные процессоры пересчитывали все ячейки; это делалось либо после каждого изменения (что на больших таблицах долго), либо по команде пользователя (что могло вводить пользователя в заблуждение непересчитанными значениями).

Будучи впервые объединёнными в Microsoft Office в 1993 году, Microsoft Word и Microsoft PowerPoint получили новый графический интерфейс для соответствия Excel, главного стимула модернизации ПК в то время.

Начиная с 1993 года, в состав Excel входит Visual Basic для приложений (VBA), язык программирования, основанный на Visual Basic, позволяющий автоматизировать задачи Excel. VBA является мощным дополнением к приложению и в более поздних версиях Excel доступна полнофункциональная интегрированная среда разработки. Можно создать VBA-код, повторяющий действия пользователя и таким образом автоматизировать простые задачи. VBA позволяет создавать формы для общения с пользователем. Язык поддерживает использование (но не создание) DLL от ActiveX; более поздние версии позволяют использовать элементы объектно-ориентированного программирования.

Функциональность VBA делала Excel легкой мишенью для макровирусов. И это было серьёзной проблемой до тех пор, пока антивирусные продукты не научились обнаруживать их. Фирма Microsoft, с опозданием приняв меры для уменьшения риска, добавила возможность выбора режима безопасности: полностью отключить макросы

·                      включить макросы при открытии документа

·                      доверять всем макросам, подписанным с использованием надёжных сертификатов.

Версии Excel от 5.0 до 9.0 содержат различные «пасхальные яйца», хотя, начиная с версии 10 Microsoft начала принимать меры по их ликвидации.

2. Интерфейс электронных таблиц

 Электронные таблицы (или табличные процессоры) — это прикладные программы, предназначенные для проведения табличных расчетов.В электронных таблицах вся обрабатываемая информация располагается в ячейках прямоугольной таблицы. Отличие электронной таблицы от простой заключается в том, что в ней есть «поля» (столбцы таблицы), значения которых вычисляются через значения других «полей», где располагаются исходные данные. Происходит это автоматически при изменении исходных данных.

Поля таблицы, в которых располагаются исходные данные, принято называть независимыми полями. Поля, где записываются результаты вычислений, называют зависимыми или вычисляемыми полями. Каждая ячейка электронной таблицы имеет свой адрес, который образуется от имени столбца и номера строки, где она расположена. Строки имеют числовую нумерацию, а столбцы обозначаются буквами латинского алфавита. Электронные таблицы имеют большие размеры. Например, наиболее часто применяемая в IBM-совместимых компьютерах электронная таблица Excel имеет 256 столбцов и 16 384 строк. Ясно, что таблица такого размера не может вся поместиться на экране. Поэтому экран — это только окно, через которое можно увидеть только часть таблицы. Но это окно перемещается, и с его помощью можно заглянуть в любое место таблицы. Рассмотрим, как могла бы выглядеть таблица для подсчета расходов школьников, собравшихся поехать на  экскурсию в другой город. Всего на экскурсию едут 6 школьников, в музей собирается пойти 4 из них, а в цирк — 5. Билеты на поезд стоят 60 р., но можно поехать и на автобусе, заплатив по 48 р. Тогда появляется возможность либо увеличить затраты на обед, либо купить билеты в цирк подороже, но на лучшие места. Существует и масса других вариантов распределения бюджета, отведенного на экскурсию, и все они легко могут быть просчитаны с помощью электронной таблицы. Электронная таблица имеет несколько режимов работы: формирование таблицы (ввод данных в ячейки), редактирование (изменение значений данных), вычисление по формулам, сохранение информации в памяти, построение графиков и диаграмм, статистическая обработка данных, упорядочение по признаку.

Формулы, по которым вычисляются значения зависимых полей, включают в себя числа, адреса ячеек таблицы, знаки операций. Например, формула, по которой вычисляется значение зависимого поля в третьей строке, имеет вид: ВЗ*СЗ — число в ячейке ВЗ умножить на число в ячейке СЗ, результат поместить в ячейку D3. При работе с электронными таблицами пользователь может использовать и так называемые встроенные формулы (в Excel их имеется около 400), т. е. заранее подготовленные для определенных расчетов и внесенные в память компьютера. Большинство табличных процессоров позволяют осуществлять упорядочение (сортировку) таблицы по какому-либо признаку, например по убыванию. При этом в нашей таблице на первом месте (во второй строке) останется расход на покупку билетов (максимальное значение — 360 р.), затем (в третьей строке) окажется расход на посещение цирка (100 р.), затем расходы на обед (60 р.) и наконец в последней строке — расходы на посещение музея (минимальное значение — 8р.). В электронных таблицах предусмотрен также графический режим работы, который дает возможность графического представления (в виде графиков, диаграмм) числовой информации, содержащейся в таблице. Электронные таблицы просты в обращении, быстро осваиваются непрофессиональными пользователями компьютера и во много раз упрощают и ускоряют работу бухгалтеров, экономистов, ученых, конструкторов и людей целого ряда других профессий, чья деятельность связана с расчетами.

3. Формат представления данных в ячейках

Формат ячеек по умолчанию ("Общий")

По умолчанию после создания документа все ячейки находятся в формате "Общий". Этот формат имеет ряд хитростей:

·                             числа выравниваются по правому краю, а текст — по левому;

·                             если, изменяя ширину столбца, сделать ее меньше определенной, то число в ячейках заменяется на символы "#". Это не ошибка. Это означает, что нужно сделать столбец пошире;

·                             если число очень большое ("6000000000000") или очень маленькое ("0,00000000000001"), оно автоматически преобразуется в экспоненциальный (научный) формат ("6E+12" и "1E-14" соответственно);

·                             при изменении ширины столбца округляются десятичные дроби. Например, если написать "3,1415", затем изменить ширину так, чтобы "5" перестала помещаться, в ячейке отобразится "3,142".

Необходимость изменения формата по умолчанию на другой формат

Часто нужно к числу в ячейке добавить обозначение денежной единицы, знак процента, выставить количество знаков после запятой, представить дату в определенном формате и т.п.

Не добавляйте обозначения денежных единиц вручную!

Есть  2 способа изменить формат представления данных в ячейках:

1.              С помощью кнопок на панели инструментов "Форматирование".

2.              С помощью окна "Формат ячеек";

·                             Дата. Если в ячейке написать "1.2.3" или "1/2/3", Excel заменит это на "01.02.2003" (первое число второго месяца третьего года). Если написать "1.2" или "1/2", то Excel заменит это на "01.фев". При этом формат ячейке будет автоматически преобразован в "Дата";

·                             Процентный. Если в ячейке написать "1%", формат ячейки автоматически сменится на "Процентный";

·                             Время. Если в ячейке написать "13:46:44" или "13:46", формат ячейки автоматически сменится на "Время";

Внимание!!! на разных компьютерах форматы по умолчанию представления чисел, денежных единиц, даты и времени могут отличаться! Настроить их можно по пути "Панель управления" —> "Язык и региональные стандарты" —> закладка "Региональные параметры".

1. Изменение формата ячеек с помощью кнопок на панели инструментов "Форматирование"

На панели инструментов "Форматирование" находятся 5 кнопок, с помощью которых можно быстро изменить формат выделенных ячеек.

Описание кнопок (слева направо):

Денежный формат. Будет использована денежная единица по умолчанию

Процентный формат. Если в ячейке уже будет находится число, то Excel помножит его на 100 и добавит знак "%".

Формат с разделителями (числовой формат). В этом формате будут отделяться пробелом группы разрядов (сотни, сотни тысяч и т.д.) и будет добавлено 2 знака после запятой;

·                             Увеличить разрядность. Добавляет один десятичный разряд;

·                             Уменьшить разрядность. Убирает один десятичный разряд.

 

3. Изменение формата с помощью окна "Формат ячеек"

Общие сведения. Способы запуска

В окне "Формат ячеек", в закладке "Число", можно выбрать один из нескольких предопределенных в Excel форматов, настроить их, а также создать свой формат, используя специальный язык описания форматов.

Существует 3 способа открытия окна "Формат ячеек":

1.                          выделяем нужные ячейки —> меню "Формат" —> "Ячейки...";

2.                          выделяем нужные ячейки —> щелкаем правой кнопкой на одной из них —> "Формат ячеек";

3.                          выделяем нужные ячейки —> нажимаем "Ctrl+1".

Описание форматов:

Формат "Общий"

Формат "Числовой"

можно настроить число десятичных знаков, автоматически добавляемых после запятой;

можно настроить отделять или не отделять пробелом триады разрядов (сотни, сотни тысяч и т.п.);

можно настроить формат отображения отрицательных чисел:

o         черные с минусом;

o         красные без минуса;

o         черные с минусом и отступом (справа);

o         красные с минусом и отступом.

Внимание! Несмотря на то, что при изменении количества отображаемых знаков после запятой визуально число изменяется, в ячейке по прежнему хранится неокругленное число и операции будут осуществляться именно с ним. К примеру, пусть в ячейку было занесено число 1,23456. Пользователь оставил лишь 4 знака после запятой. В ячейке будет отображаться число 1,2345. Но при умножении на 100 000 в ячейке будет результат 123 456, а не 123 460! При расчетах пользуйтесь функцией ОКРУГЛ, если есть необходимость работать с округленным числом.

Формат "Денежный"

Те же настройки, что и в "Числовой" (кроме отключения разделения разрядов), плюс выбор денежной единицы. По умолчанию отображается денежная единица, указанная в настройках "Панель управления" —> "Язык и региональные стандарты" —> закладка "Региональные параметры".

Формат "Дата"

Обычно сами даты вводятся в ячейки вручную, а затем в окне "Формат ячеек" выбирается нужный вид представления даты.

Формат "Время"

Обычно время вводятся в ячейки вручную, а затем в окне "Формат ячеек" выбирается нужный вид представления времени.

Формат "Процентный"

В формате "Процентный" все числа умножаются на 100 и добавляется знак "%". Также можно настроить количество десятичных разрядов после запятой.

Формат "Экспоненциальный"

Формат "Экспоненциальный" удобен для представления очень больших (расстояние до Солнца в метрах) или очень маленьких (масса атома водорода в килограммах) чисел. Например, число "299 792 458" (скорость света в метрах) в этом формате преобразуется в "3,E+08". Знак "+" здесь означает, что запятую нужно передвинуть вправо, а "08" — на какое количество разрядов. Также можно настроить количество знаков после запятой.

Формат "Текстовый"

Значения в ячейках, оформленных в этом формате, отображаются точно так же, как вводятся. Они обрабатываются как строки вне зависимости от их содержания. Например, если в ячейке, оформленной в формате "Текстовой", написать "1.2.3", Excel не будет пытаться преобразовать это в дату.

4. Построение диаграмм и графиков в табличных процессорах (MS Excel,  Сalc)

n     Диагра́мма — изображение, рисунок, чертёж — графическое представление данных, позволяющее быстро оценить соотношение нескольких величин. Представляет собой геометрическое символьное изображение информации с применением различных приёмов техники визуализации.

Ecxel предлагает на выбор более 100 видов диаграмм.

Они распадаются на три большие категории:

l     Гистограммы

l     Графики

l     Круговые диаграммы

Гистограммы (столбчатые диаграммы)

Каждая величина представляется прямоугольным столбиком с высотой, пропорциональной ее значению

Графики

Представляют собой набор точек, положение которых определяется парой координат. Обычно последовательные точки соединяются линией

Служат для того, чтобы проследить за изменением нескольких величин при переходе одной точки к другой

Круговые диаграммы

Представляют собой круг, разделенный на сегменты

Служат для сравнения нескольких величин в одной точке. Особенно  полезны, если величины в сумме составляют нечто целое (100%)

Преимущество диаграмм

Преимущество диаграмм перед другими типами наглядной статистической информации заключается в том, что они позволяют быстро произвести логический вывод из большого количества полученных данных.

А так же:

Наглядность

Информативность

Возможность проведения анализа

Возможность выявления процентных соотношений

Алгоритм построения диаграмм

1.                   Ввести в таблицу данные.

2.                   Выделить необходимый диапазон данных

3.                   Вызвать Мастера диаграмм и выполнить его указания:

n     Выбрать тип диаграммы;

n     Выбрать отображение данных (в строках или столбцах);

n     Заполнить параметры диаграммы (заголовок, название осей категорий, данных, подписи данных и т.д.);

n     Выбрать место размещения диаграммы (на отдельном листе или имеющемся);

4.                   С помощью контекстного меню отформатировать элементы диаграммы.

Рисунок 10 – Основные элементы диаграммы
5. Ссылки в Электронных таблицах

Формулы, реализующие вычисления в таблицах, для адресации ячеек используют так называемые ссылки. Ссылка на ячейку Excel может быть относительной или абсолютной.

Относительные ссылки в Excel

Использование относительных ссылок в Excel аналогично указанию направления движения по улице - "идти три квартала на север, затем два квартала на запад". Следование этим инструкциям из различных начальных мест будет приводить в разные места назначения.

Обычно ссылки на ячейки описываются и используются как относительные (формат записи А1). Когда формула, содержащая эти ссылки, копируется, происходит изменение формулы для поддержания относительности ссылок.

Например, формула, которая суммирует числа в столбце или строке, затем часто копируется для других номеров строк или столбцов. В таких формулах используются относительные ссылки.

Абсолютные ссылки в Excel

В Excel абсолютная ссылка на ячейку или область ячеек будет всегда ссылаться на один и тот же адрес строки и столбца. При сравнении с направлениями улиц это будет примерно следующее: "Идите на пересечение Арбата и Бульварного кольца". Вне зависимости от места старта это будет приводить к одному и тому же месту. Если формула требует, чтобы адрес ячейки оставался неизменным при копировании, то должна использоваться абсолютная ссылка (формат записи $А$1). Например, когда формула вычисляет доли от общей суммы, ссылка на ячейку, содержащую общую сумму, не должна изменяться при копировании.

Абсолютная ссылка может быть создана только при наборе формулы, перед адресом строки и столбца вводится знак доллара - $.

Для создания абсолютной ссылки в Excel удобно использовать клавишу абсолютной ссылки F4, которая осуществляет преобразование относительной ссылки в абсолютную и наоборот.

Знак доллара ($) появится как перед ссылкой на столбец, так и перед ссылкой на строку (например, $С$2), Последовательное нажатие F4 будет добавлять или убирать знак перед номером столбца или строки в ссылке (С$2 или $С2 - так называемые смешанные ссылки).

 

 

 

 

 

 

 

Лекция № 8. Работа с базами данных.

Базы данных и их виды. Основные понятия.

План лекции:

1.     Базы данных и СУБД. Основные понятия баз данных

2.     База данных как основа информационной системы

3.     Объекты базы данных

1.  Базы данных и СУБД. Основные понятия баз данных .

В современных базах данных хранятся не только данные, но и информация. База данных (БД)– организованная структура, предназначенная для хранения информации. Современные БД позволяют размещать в своих структурах не только данные, но и методы (т.е. программный код), с помощью которых происходит взаимодействие с потребителем или другими программно-аппаратными комплексами.

Системы управления базами данных (СУБД) – комплекс программных средств, предназначенных для создания структуры новой базы, наполнения ее содержанием, редактирования содержимого и визуализации информации. Под визуализацией информации базы понимается отбор отображаемых данных в соответствии с заданным критерием, их упорядочение, оформление и последующая выдача на устройство вывода или передача по каналам связи.

Существует много систем управления базами данных. Они могут по-разному работать с разными объектами и предоставляют пользователю разные функции и средства. Большинство СУБД опираются на единый устоявшийся комплекс основных понятий.

2. База данных как основа информационной системы .

Структура простейшей базы данных

Если в БД нет никаких данных ( пустая база ), то это все равно полноценная БД, т.к. она содержит информацию о структуре базы. Структура базы определяет методы занесения данных и хранения их в базе.

БД могут содержать различные объекты. Основными объектами БД являются таблицы. Простейшая база данных имеет хотя бы одну таблицу. Структура простейшей базы данных тождественно равна структуре ее таблицы.

Структуру двумерной таблицы образуют столбцы и строки. Их аналогами в структуре простейшей базы данных являются поля и записи . Если записей в таблице нет, то ее структура образована набором полей. Изменив состав полей базовой таблицы (или их свойства), тем самым изменяем структуру данных, и, соответственно, получаем новую базу данных.

Поля БД определяют групповые свойства данных, записываемых в ячейки, принадлежащие каждому из полей. Например, свойства полей могут быть такими: имя поля, тип поля, размер поля, формат поля, маска ввода, подпись, значение по умолчанию, условие на значение, обязательное поле, индексированное поде, пустые строки, и т.д. Типы данных: текстовый, числовой, денежный, дата/время, счетчик, поле мемо (большой объем текста), логический, поле объекта OLE (для мультимедийных объектов), гиперссылка, место подстановок.

•  Режимы работы с базами данных .

Обычно с БД работают две категории исполнителей:

•  Проектировщики – разрабатывают структуру таблиц базы и согласовывают ее с заказчиком; разрабатывают объекты, предназначенные для автоматизации работы и ограничения функциональных возможностей работы с базой (из соображений безопасности);

•  Пользователи – работают с базами данных, наполняют ее и обслуживают.

СУБД имеет два режима: проектировочный и пользовательский.

В проектировочном режиме создаются и изменяются структура базы и ее объекты. В пользовательском используются ранее подготовленные объекты для наполнения БД или получения данных из нее.

3. Объекты базы данных .

БД может содержать разные типы объектов. Каждая СУБД может реализовывать свои типы объектов.

Таблицы – основные объекты любой БД, в которых хранятся все данные, имеющиеся в базе, и хранится сама структура базы (поля, их типы и свойства).

Отчеты – предназначены для вывода данных, причем для вывода не на экран, а на печатающее устройство (принтер). В них приняты специальные меры для группирования выводимых данных и для вывода специальных элементов оформления, характерных для печатных документов (верхний и нижний колонтитулы, номера страниц, время создания отчета и другое).

Страницы или страницы доступа к данным – специальные объекты БД, выполненные в коде HTML , размещаемые на web -странице и передаваемые клиенту вместе с ней. Сам по себе объект не является БД, посетитель может с ее помощью просматривать записи базы в полях страницы доступа. Т.о., страницы – интерфейс между клиентом, сервером и базой данных, размещенным на сервере.

Макросы и модули – предназначены для автоматизации повторяющихся операций при работе с системой управления БД, так и для создания новых функций путем программирования. Макросы состоят из последовательности внутренних команд СУБД и являются одним из средств автоматизации работы с базой. Модули создаются средствами внешнего языка программирования. Это одно из средств, с помощью которых разработчик БД может заложить в нее нестандартные функциональные возможности, удовлетворить специфические требования заказчика, повысить быстродействие системы управления, уровень ее защищенности.

•  Запросы и формы .

Запросы – служат для извлечения данных из таблиц и предоставления их пользователю в удобном виде. С их помощью выполняют отбор данных, их сортировку и фильтрацию. Можно выполнить преобразование данных по заданному алгоритму, создавать новые таблицы, выполнять автоматическое заполнение таблиц данными, импортированными из других источников, выполнять простейшие вычисления в таблицах и многое другое.

Особенность запросов состоит в том, что они черпают данные из базовых таблиц и создают на их основе временную результирующую таблицу ( моментальный снимок ) – образ отобранных из базовых таблиц полей и записей. Работа с образом происходит быстрее и эффективнее, нежели с таблицами, хранящимися на жестком диске.

Обновление БД тоже можно осуществить посредством запроса. В базовые таблицы все данные вносятся в порядке поступления, т.е. они не упорядочены. Но по соответствующему запросу можно получить отсортированные и отфильтрованные нужным образом данные.

Формы – средства для ввода данных, предоставляющие пользователю необходимые для заполнения поля. В них можно разместить специальные элементы управления (счетчики, раскрывающиеся списки, переключатели, флажки и прочее) для автоматизации ввода. Пример, заполнение определенных полей бланка. При выводе данных с помощью форм можно применять специальные средства их оформления.

Лекция № 9. Графические редакторы. Обзор современных графических редакторов

План лекции:

1.     Способы представления графических изображений:

2.     Растровая графика

3.     Векторная графика

4.     Разрешающая способность

5.     Цветовые модели

6.     Масштабирование и сжатие изображений

7.     Форматы графических файлов

8.     Типы графических файлов

1. Способы представления графических изображений:

Существует два способа представления графической информации: растровый и векторный. Соответственно различают растровый и векторный форматы графичес­ких файлов, содержащих информацию графического изображения.

Растровые фор­маты хорошо подходят для изображении со сложными гаммами цветов, оттенков и форм. Это такие изображения, как фотографии, рисунки, отсканированные данные. Векторныеформаты хорошо применимы для чертежей и изображении с простыми формами, тенями и окраской.

Отдельным предметом считается трехмерная (3D) графика, изучающая приемы и методы построения объемных моделей объектов в виртуальном пространстве. Как правило, в ней сочетаются векторный и растровый способы формирования изобра­жений.

2. Растровая графика

Наиболее просто реализовать растровое представление изображения. Растр, пли растровый массив (bitmap), представляет совокупность битов, расположенных па сет­чатом поле-канве. Бит может быть включен (единичное состояние) или выключен (пу­левое состояние). Состояния битов можно использовать для представления черного или белого цветов, так что, соединив на канве несколько битов, можно создать изоб­ражение из черных и белых точек.

Растровое изображение напоминает лист клетчатой бумаги, на котором каждая кле­точка закрашена черным или белым цветом, и совокупности формируя рисунок, как по­казано на рис. 1.

Рис. 1. Растровое изображение

Основным элементом растрового изображения является пиксел(pixel –PictureElement). Под этим тер­мином часто понимают несколько различных понятий: отдельный элемент растрового изображения, отдельная точка на экране монитора, отдельная точка на изображении, напечатанном принтером. Поэтому на практике эти понятия часто обозначают так:

·                      пиксел— отдельный элемент растрового изображения;

·                      видеопиксел— элемент изображения на экране монитора;

·                      точка— отдельная точка, создаваемая принтером или фотонаборным автоматом.

Цвет каждого пиксела растрового изображения — черный, белый, серый или любой

из спектра — запоминается с помощью комбинации битов. Чем больше битов использу­ется для этого, тем большее количество оттенков цветов для каждого пиксела можно получить. Число битов, используемых компьютером для хранения информации о каж­дом пикселе, называется битовой глубиной илиглубиной цвета.

Наиболее простой тип растрового изображения состоит из пикселов, имеющих два возможных цвета — черный и белый. Для хранения такого типа пикселов требуется один бит в памяти компьютера, поэтому изображения, состоящие из пикселов такого вида, называются 1-битовыми изображениями. Для отображения большего количества цве­тов используется больше битов информации. Число возможных и доступных цветов или градаций серого цвета каждого пиксела равно двум в степени, равной количеству битов, отводимых для каждого пиксела. 24 бита обеспечивают более 16 миллионов цве­тов. О 24-битовых изображениях часто говорят как об изображениях с естественными цветами, так как такого количества цветов более чем достаточно, чтобы отобразить все­возможные цвета, которые способен различать человеческий глаз.

Основной недостаток растровой графики состоит в том, что каждое изображение для своего хранения требует большое количество памяти. Простые растровые картин­ки, такие как копии экрана компьютера или черно-белые изображения, занимают до нескольких сотен килобайтов памяти. Детализированные высококачественные рисун­ки, например, сделанные с помощью сканеров с высокой разрешающей способностью, занимают уже десятки мегабайтов. Для разрешения проблемы обработки объемных (и смысле затрат памяти) изображений используются два основных способа:

·                      увеличение памяти компьютера;

·                      сжатие изображений.

Другим недостатком растрового представления изображений является снижение ка­чества изображений при масштабировании.

3. Векторная графика

Векторное представление, в отличие от растровой графики, определяет описание изображения в виде линий и фигур, возможно, с закрашенными областями, заполняе­мыми сплошным или градиентным цветом. Хотя это может показаться более сложным, чем использование растровых массивов, но для многих видов изображений использова­ние математических описаний является более простым способом.

В векторной графике для описания объектов используются комбинации компью­терных команд и математических формул для описания объектов. Это позволяет раз­личным устройствам компьютера, таким как монитор и принтер, при рисовании этих объектов вычислять, где необходимо помещать реальные точки.

Векторную графику часто называют объектно-ориентированной или чертежной гра­фикой. Имеется ряд простейших объектов, или примитивов, например: эллипс, прямоу­гольник, линия. Эти примитивы и их комбинации используются для создания более слож­ных изображений. Если посмотреть содержание файла векторной графики, обнаружива­ется сходство с программой. Он может содержать команды, похожие на слова, и данные в коде ASCII, поэтому векторный файл можно отредактировать с помощью текстового ре­дактора. Приведем в условном упрощенном виде команды, описывающие окружность:

объект — окружность;

центр — 50, 70; радиус — 40;

линия: цвет — черный, толщина — 0.50;

заливка — нет.

Данный пример показывает основное достоинство векторной графики — описание объекта является простым и занимает мало памяти. Для описания этой же окружности средствами растровой графики потребовалось бы запомнить каждую отдельную точку изображения, что заняло бы гораздо больше памяти.

Кроме того, векторная графика в сравнении с растровой имеет следующие преиму­щества:

·                      простота масштабирования изображения без ухудшения его качества;

·                      независимость объема памяти, требуемой для хранения изображения, от выбран­ной цветовой модели.

Недостатком векторных изображений является их некоторая искусственность, зак­лючающаяся в том, что любое изображение необходимо разбить на конечное множество составляющих его примитивов.

Рассмотрим подробнее способы представления различных объектов в векторной графике.

Точка. Этот объект на плоскости представляется двумя числами(х, у),указываю­щими его положение относительно начала координат.

Прямая линия. Ей соответствует уравнение у = kx + Ь. Указав параметры k и b, всегда можно отобразить бесконечную прямую линию в известной системе коор­динат, то есть для задания прямой достаточно двух параметров.

Отрезок прямой. Он отличается тем, что требует для описания еще двух парамет­ров — например, координатxиy начала и конца отрезка.

Кривая второго порядка. К этому классу кривых относятся параболы, гиперболы, эллипсы, окружности, то есть все линии, уравнения которых содержат степени не выше второй. Кривая второго порядка не имеет точек перегиба. Прямые линии являются всего лишь частным случаем кривых второго порядка.

Кривая третьего порядка. Отличие этих кривых от кривых второго порядка состоит в возможном наличии точки перегиба. Например график функции у=х³ имеет точ­ку перегиба в начале координат. Именно эта особенность позволяет сде­лать кривые третьего порядка основой отображения природных объектов в век­торной графике. Например линии изгиба человеческого тела весьма близки к кривым третьего порядка. Все кривые второго порядка, как и прямые, являются частными случаями кривых третьего порядка.

Кривые Безье. Это особый, упрощенный вид кривых третьего порядка (см. рис. 2). Метод построения кривой Безье(Bezier)основан на использовании пары касатель­ных, проведенных к отрезку линии в ее окончаниях. Отрезки кривых Безье описы­ваются восемью параметрами, поэтому работать с ними удобнее. На форму линии влияет угол наклона касательной и длина ее отрезка. Таким образом, касательные играют роль виртуальных «рычагов», с помощью которых управляют кривой.

Рис. 2. Кривая Безье

Растровая и векторная графика существуют не обособлено друг от друга. Так, вектор­ные рисунки могут включать в себя и растровые изображения. Кроме того, векторные и Растровые изображения могут быть преобразованы друг в друга - в этом случае говорят о конвертации графических файлов в другие форматы. Достаточно просто выполняется преобразование векторных изображении в растровые. Не всегда осуществимо преобразова­ние растровой графики в векторную, так как для этого растровая картинка должна содер­жать линии, которые могут быть идентифицированы программой конвертации (типа CorelTrace в составе пакета CorelDraw) как векторные примитивы. Это касается, например; высококачественных фотографий, когда каждый пиксель отличается от соседних.

4. Разрешающая способность

Разрешающая способность — это количество элементов в заданной области. Этот термин применим ко многим понятиям, например, таким как:

·                      разрешающая способность графического изображения;

·                      разрешающая способность принтера как устройства вывода;

·                      разрешающая способность мыши как устройства ввода.

Например, разрешающая способность лазерного принтера может быть задана 300 dpi (dot per inche — точек на дюйм), что означает способность принтера напечатать на от­резке в один дюйм 300 отдельных точек. В этом случае элементами изображения явля­ются лазерные точки, а размер изображения измеряется в дюймах.

Разрешающая способность графического изображения измеряется в пикселах па дюйм. Отмстим, что пиксель в компьютерном файле не имеет определенного размера, так как храпит лишь информацию о своем цвете. Физический размер пиксел приобретает при отображении па конкретном устройстве вывода, например, на мониторе или принтере.

Для экранной копии достаточно разрешения 72 dpi, для распечатки на цветном или лазерном принтере 150-200 dpi, для вывода на фотоэкспонирующем устройстве 200-300 dpi. Установлено эмпирическое правило, что при распечатке величина разрешения оригинала должна быть в 1,5 раза больше, чем линиатура растра устройства вывода.

Разрешение печатного изображения и понятие линиатуры. Размер точки растро­вого изображения как на твердой копии (бумага, пленка и т. д.), так и на экране зависит от примененного метода и параметров растрирования оригинала. При растри­ровании на оригинал как бы накладывается сетка линий, ячейки которой образуют элемент растра. Частота сетки растра измеряется числом линий на дюйм и называется линиатура.

Разрешающая способность технических устройств по-разному влияет на вывод век­торной и растровой графики.

Так, при выводе векторного рисунка используется максимальное разрешение уст­ройства вывода. При этом команды, описывающие изображение, сообщают устройству вывода положение и размеры какого-либо объекта, а устройство для его прорисовки использует максимально возможное количество точек. Таким образом, векторным объект, например, окружность, распечатанная на принтерах разного качества, имеет па листе бумаги одинаковые положение и размеры. Однако более гладко окружность выглядит при печати па принтере с большей разрешающей способностью, так как состоит из боль­шего количества точек принтера.

Значительно большее влияние разрешающая способность устройства вывода оказывает па вывод растрового рисунка. Если в файле растрового изображения не определено, сколь­ко пикселов на дюйм должно создавать устройство вывода, то по умолчанию для каждого пиксела используется минимальный размер. В случае лазерного принтера минимальным элементом служит лазерная точка, в мониторе — вндеопиксел. Так как устройства вывода отличаются размерами минимального элемента, который может быть ими создан, то размер растрового изображения при выводе на различных устройствах также будет неодинаков.

5. Цветовые модели

Некоторые предметы видимы потому, что излучают свет, а другие — потому, что его отражают. Когда предметы излучают свет, они приобретают в нашем восприятии тот цист, который видит глаз человека. Когда предметы отражают свет, то их цвет определя­ется цветом падающего па них света и цветом, который эти объекты отражают. Излучаемый свет выходит из активного источника, например, экрана монитора. Отраженный свет отражается от поверхности объекта, например, листа бумаги.

Существуют два метода описания цвета; система аддитивных и субтрактивных цветов.

Система аддитивных цветов работает с излучаемым светом. Аддитивный цвет по­лучается при объединении трех ос­новных цветов: красного, зеленого и синего (Red, Green, Blue – RGB) При смешивании их в разных пропорциях получается соответствующий цвет. Отсутствие этих цветов пред­ставляет в системе черный цвет. Схематично смешение цветов показано на рис. 2, а.

а) аддитивный цвет б) Субтрактивный цвет

Рис. 2. Система смешения цветов

В системе субтрактивных цветов происходит обратный процесс: какой-либо цвет по­лучается вычитанием других цветов на общего луча света. При этом белый цвет получается в результате отсутствия всех цветов, а присутствие всех цветов даст черный цвет. Система субтрактнвных цветов работает с отраженным цветом, например, от листа бумаги. Белая бумага отражает все цвета, окрашенная - некоторые поглощает, остальные отражает.

В системе субтрактнвиых цветов основными являются голубой, пурпурный и жел­тый цвета (Cyan, Magenta, Yellow — CMY). Они являются дополнительные красном)', зеленому и синему Когда эти цвета смешивают на бумаге в равной пропорции, получается черный Цвет. Этот процесс проиллюстрирован на рис. 2 б. В связи с тем, что типографские краски не полностью поглощают свет, комбинация трех основных цветов выглядит тем­но-коричневой. Поэтому для корректировки тонов и получения истинно черного цвета в принтеры добавляют немного черной краски. Системы цветов, основанные па таком принципе четырехцветной печати, обозначают аббревиатурой CMYK (Cyan, Magenta, Yellow, blасК).

Существуют и другие системы кодирования цветов, например, представление его в виде тона, насыщенности и яркости (Hue, Saturation, Brightness – HSB).

Тон представляет собой конкретный оттенок цвета, отличный от других: красный, голубой, зеленый и т.п. Насыщенность характеризует относительную интенсивность цвета.

При уменьшении, например, насыщенности красного цвета, он делается более пастель­ным или блеклым. Яркость (или освещенность) цвета показывает величину черного от­тенка, добавляемого к цвету, что делает его более темным. Система HSB хорошо согла­суется с моделью восприятия цвета человеком. Тон является эквивалентом длины вол­ны света, насыщенность – интенсивности волны, а яркость – общего количества света. Недостатком этой системы является необходимость преобразования ее в другие систе­мы; RGB – при выводе изображения на монитор; CMYK – при выводе на четырехцвет­ный принтер.

Рассмотренные системы работают со всем спектром цветов — миллионами возмож­ных оттенков. Однако пользователю часто достаточно не более нескольких сотен цве­тов. В этом случае удобно использовать индексированные палитры — наборы цветов, содержащие фиксированное количество цветов, например, 16 или 256, из которых мож­но выбрать необходимый цвет. Преимуществом таких палитр является то, что они зани­мают гораздо меньше памяти, чем полные системы RGB и CMYK.

При работе с изображением компьютер создает палитру и присваивает каждому цве­ту номер, затем при указании цвета отдельного пиксела или объекта просто запомина­ется номер, который имеет данный цвет в палитре. Для запоминания числа от 1 до 16 необходимо 4 бита памяти, а от 1 до 256 — 8 битов, поэтому изображения, имеющие 16 цветов называют 4-битовыми, а 256 цветов — 8-битовыми. При сравнении с 24 битами, необходимыми для хранения полного цвета в системе RGB, или с 32 битами — в системе CMYK, экономия памяти очевидна.

При работе с палитрой можно применять любые цвета, например, системы RGB, но ограниченное их количество. Так, при использовании 256-цветовой палитры в процессе ее создания и нумерации каждый цвет в палитре описывается как обычный 24-битовый цвет системы RGB. А при ссылке на какой-либо цвет уже указывается его номер, а не конкретные данные системы RGB, описывающие этот цвет.

6. Масштабирование изображений

Масштабирование заключается в изменении вертикального и горизонтального раз­меров изображения. Масштабирование может быть пропорциональным — в этом слу­чае соотношение между высотой и шириной рисунка не изменяется, а меняется общий размер, и непропорциональным — в этом случае оба измерения изменяются по-разному.

Масштабирование векторных рисунков выполняется просто и без потери качества. Так как объекты векторной графики создаются по их описаниям, то для изменения масштаба векторного объекта, достаточно изменить его описание. Например, чтобы увеличить в два раза векторный объект, следует удвоить значение, описывающее его размер.

Масштабирование растровых рисунков является намного более сложным процес­сом, чем для векторной графики, и часто сопровождается потерей качества. При изме­нении размеров растрового изображения выполняется одно из следующих действий:

·                      одновременное изменение размеров всех пикселов (в большую или меньшую сто­рону);

·                      добавление или убавление пикселов из рисунка для отражения производимых в нем изменении, называемое выборкой пикселов в изображении.

Простейший способ изменения масштаба растрового рисунка состоит в изменении размера всех его пикселов. Так как внутри самого рисунка пикселы не имеют размера и приобретают его уже при выводе на внешнее устройство, то изменение размера пиксе­лов растра в сильной степени похоже на масштабирование векторных объектов - необ­ходимо сменить только описание пиксела, а остальное выполнит устройство вывода.

Устройство вывода для создания пиксела определенного физического размера ис­пользует столько своих минимальных элементов (лазерных точек – для лазерного принтера, видеопикселов – для монитора), сколько сможет. При масштабировании изображения количество входящих в него пикселов не меняется, а изменяется коли­чество создаваемых устройством вывода элементов, идущих на построение отдельно­го пиксела изображения. На рис. 3 показан пример масштабирования растрового изображения – увеличения его в два раза по каждому измерению.

Рис. 3. Масштабирование растрового изображения

Выборка растрового рисунка может быть сделана двумя различными способами.

По первому способу просто дублируется или удаляется необходимое количество пик­селов. При этом в результате масштабирования, как правило, ухудшается качество изоб­ражения. Например, при увеличении размера рисунка возрастают его зернистость и дис­кретность. При уменьшении размера рисунка потерн в качестве не столь заметны, одна­ко при последующем восстановлении уменьшенного рисунка до прежнего размера опять возрастают зернистость и дискретность. Это связано с тем, что при уменьшении разме­ра рисунка часть пикселов была удалена из исходного изображения и потеряна безвоз­вратно, а при последующем восстановлении размеров рисунка недостающие пикселы дублировались из соседних.

По второму способу с помощью определенных вычислений можно создать пикселы другого цвета, определяемого цветами первоначального пиксела и его окружения. Этот метод называется интерполяцией и является более сложным, чем простое дублирование. При интерполяции кроме дублируемых пикселов, отбираются и соседние с ними, с помощью которых вновь создаваемые пикселы получают от существующих усредненный цвет или оттенок серого. В результате переходы между пикселами становятся более плавны­ми, что позволяет убрать или уменьшить эффект «пилообразное» изображения.

6. Сжатие изображений

Как и многая информация, графика может быть сжата. Это ныгодио с точки ирония экономии памяти компьютера, так как, например, высококачественные изображения, как уже говорилось, имеют размеры до нескольких десятков мегабайтов. Для файлов графических изображений разработаны множество схем п алгоритмов сжатия, оспов-иыми из которых являются следующие:

·                      групповое сжатие;

·                      кодирование методом Хаффмана;

·                      сжатие по схеме LZW;

·                      арифметическое сжатие:

·                      сжатие с потерями;

·                      преобразование цветов RGB в цвета YUV.

В основе большинства схем сжатия лежит использование одного из следующих свойств графических данных: избыточность, предсказуемость и необязательность. В частности, групповое кодирование (RLE) основано на использовании первого свойства. Кодирование по методу Хаффмана и арифметическое кодирование, основанные на ста­тистической модели, используют предсказуемость, предлагая более короткие коды для более часто встречающихся пикселов. Алгоритмы сжатия с потерями основаны на из­быточности данных.

Следует учесть, что алгоритм, обеспечивающий большую степень сжатия, обычно бо­лее сложный и поэтому требует для распаковки данных больше процессорного времени.

Рассмотрим подробнее несколько алгоритмов сжатия.

Групповое сжатие

Групповое сжатие представляет собой одну самых простых схем сжатия файлов. Суть его заключается в том, что серия повторяющихся величин заменяется единственной ве­личиной и ее количеством. На примере можно заметить выгоду в длине между «aabbbbbbbcdddeeeeaaa» и «2а7b1c3d4e3a». Данный алгоритм прост в реализации и хо­рошо сжимает графические файлы с большими однотонными областями. Групповое коди­рование используется во многих форматах растровых файлов, таких как TIFF, PCX и т. д.

Кодирование методом Хаффмана

Смысл метода Хаффмана заключается в замене данных более эффективными кода­ми. Более короткие коды используются для замены более часто появляющихся вели­чии. Например в выражении abbbeceddeeeeeeeeef есть шесть уникальных величин, с частотами появления: а:1, b:3, c:3, d:2, e:9, f:l. Для образования минимального кода используется двоичное дерево. Алгоритм объединяет в пары элементы, появляющиеся наименее часто, затем пара объединяется в один элемент, а их частоты объединяются. Это действие повторяется до тех пор, пока элементы не объединятся в пары. В данном примере надо объединить а и f – это первая пара, а присваивается нулевая ветвь, a f – 1-я. Это означает, что 0 и 1 будут младшими битами кодов для а и f соответственно. Более старшие биты будут получены из дерена по мере его построения.

Суммирование частот дает в итоге 2. Теперь самая низкая частота – 2, поэтому пара а и f, объединяется с d (которая тоже имеет частоту 2). Исходной паре присваиваеся нулевая ветвь, а d – ветвь 1. Таким образом, код для а заканчивается на 00; для f на 01, d заканчивается на 1 и будет на один бит короче по сравнению с кодами для а и f.

Дерево продолжает строиться подобным образом так, что наименее распространенные величины описываются более длинными кодами. Данное кодирование нуждается в точной статистике, выражающейся в том, как часто каждая величина появляется в файле. Следовательно, для работы по схеме Хаффмана необходимо два этапа – на первом этапе создастся статистическая модель, на втором кодируются данные. Следует отметить, что компрессия и декомпрессия, по Хаффману, – достаточно медленный процесс.

Сжатие с потерями JPEG

Алгоритм сжатия JPEG(JointPhotographicExpertsGroup) (читается ['jei'peg]) позволяет регулировать соотношение между степенью сжатия файла и качеством изображения. Применя­емые методы сжатия основаны на удалении «избыточной» информации.

Алгоритм сжатия оперирует областями 8x8 пикселей, на которых яркость и цвет меняются сравнительно плавно. Вследствие этого, при разложении матрицы такой области в двойной ряд по косинусам значимыми ока­зываются только первые коэффициенты. Таким образом, сжатие в JPEG осуществляется за счет плавности изменения цветов в изображении. В целом алгоритм основан па дис­кретном косинусоидальном преобразовании, применяемом к матрице изображения для получения не­которой повой матрицы коэффициентов. Для получения исход­ного изображения применяемся обратное преобразование. Алгоритм раскладывает изображение по амплитудам некоторых частот. Таким образом, при преобразовании мы получаем мат­рицу, в которой многие коэффициенты либо близки, либо равны нулю. Кроме того, благодаря несовершенству человеческого зрения, можно аппроксимировать коэффициенты более грубо без заметной потери качества изображения.

Существенными положительными сторонами алгоритма является то, что:

·                      Задается степень сжатия.

·                      Выходное цветное изображение может иметь 24 бита на точку.

Отрицательнымисторонами алгоритма являемся то, что:

·                      При повышении степени сжатия изображение распадаемся на отдельные квадраты (8x8).

·                      Проявляется эффект Гиббса— ореолы по границам резких переходов цветов.

7. Форматы графических файлов

В компьютерной графике применяют по меньшей мере три десятка форматов файлов для хранения изображений. Но лишь часть из них стала стандартом «де-факто» и применяется в подавляющем большинстве программ.

Краткая информация об основных графических форматах файлов приведена в таблице.

8. Типы графических файлов

Название	Тип	Использование	Фирма	Расши­рение
BMP(WindowsBitMap)	Растровый	Хранение и отображение информации в среде Windows.	Microsoft	bmp
GIF (Graphics Inter-change Format)	Растровый	Передача данных в сети Internet	CompuServe Inc.	gif
PNG (Portable Network Graphics)	Растровый	Передача данных в сети Internet	CompuServe Inc.	png
PCX (PC Paintbrush File Format)	Растровый	В графических редакторах	Zsoft Corp.	pcx
JPEG (Joint Photographic Experts Group)	Растровый	Для фотографической информации	Joint Photo­graphic Experts Group	jpg
TIFF (Tagged Image File Format)	Растровый	Обмен данными между настольными и изда­тельскими системами	Aldus Corp.	tif
DXF (Drawing Interchange Format)	Векторный	Обмен чертежами и данными САПР	Autodesk nc.	dxf
CDR (Corel Drawing)	Векторный	Чертежная, издательская и другие виды графики	Corel	cdr
WMF (Windows MetaFile)	Векторный	Хранение и отображение информации в среде Windows	Microsoft	wmf

Лекция № 10.  Программы создания презентации

План лекции:

1.     Возможности программы Power Point

2.     Способы создания презентации

3.     Режимы работы программы

1. Возможности программы Power Point

Программа PowerPoint появилась на рынке как программа организации презентаций с помощью слайдов. Современная версия программы является инструментом, с помощью которого можно не только создавать классические слайды для проектора, но также строить электронные презентации с включением всех возможностей мультимедиа (анимация, звук) и компьютерных сетей, включая Internet.

Области применения презентации достаточно обширны. С помощью презентации можно сделать обзор проекта, учебного курса, доложить о проделанной работе, предложить новую стратегию, новые идеи, сообщить о нововведениях в педагогике. Но, прежде всего, презентация используется для анонсирования новой темы и для знакомства с темой.
Главное в презентации - это тезисность (для выступающего) и наглядность (для слушателя).

Что бы аудитория в процессе показа презентации не теряла к ней интерес, особое внимание нужно уделить дизайну презентации:
Текст должен быть отформатирован. Как и в текстовом редакторе WORD после выделения текстового поля можно изменить его размеры (с точностью до миллиметра), установить новые атрибуты и цвет шрифта, сделать выделенный текст гиперссылкой, с помощью которой можно перейти на любой слайд презентации или возвратиться на указанный слайд. Текстовое поле можно разместить в любом месте на слайде. В качестве маркеров можно использовать не только черточки и точки, возможен выбор из предложенного любых рисунков и фигур с изменением их размера.
Сделать презентацию привлекательной помогут яркие рисунки, пробуждающие интерес у зрителя. Поэтому все слайды презентации или хотя бы их часть, следует украсить графикой. Рисунок не обязательно должен оставаться таким, каким он появился на экране после вставки. Как и при работе с текстовыми полями, размеры и позиции рисунка на слайде могут быть изменены произвольным образом. С помощью движковых регуляторов устанавливается нужная яркость и контрастность изображения, возможно преобразование рисунка в черно-белое изображение или в полупрозрачную подложку. В ежедневной прессе, в популярных журналах и в научной литературе мы постоянно сталкиваемся с диаграммами. Они предназначены для выразительного графического представления числовых данных. На диаграмме читателю с первого взгляда становится ясно то, что трудно описать словами: изменение уровня качества знаний, обеспеченность образовательных учреждений различными видами литературы, различные характеристики кадрового состава и т.д. Программа PowerPoint поможет вам создать практически любые диаграммы.
Вам не нужно повторно создавать диаграмму в PowerPoint, если она уже подготовлена, например, в программе Excel. Путем выполнения несложных манипуляций существующая диаграмма может быть перенесена из программы Excel на PowerPoint-слайд.
Даже хорошо продуманные, структурированные и оформленные слайды имеют один существенный недостаток: они статичны. В результате остается невостребованным целый ряд привлекательных возможностей PowerPoint, таких как анимированный переход от слайда к слайду, различные эффекты построения текста, презентации с речевым выводом и звуковые эффекты, привлекающие внимание слушателей.

Помимо рисунков и графиков на слайдах можно размещать фрагменты фильмов (клипы).

Наряду со вставленной графикой и использованием разнообразного форматирования текстовых полей существует ряд «общих» для слайда приемов, делающих их выразительными и привлекательными. Цветной фон – это испытанное средство, позволяющее украсить слайды. При этом максимального эффекта от презентации можно добиться, если уделить внимание общему дизайну слайдов.
В качестве фона можно использовать различные цвета, можно сделать фоном любую фотографию или рисунок созданный вами, или воспользоваться готовыми шаблонами.

2. Способы создания презентации

Программа PowerPoint обладает всеми необходимыми инструментами, позволяющими даже новичкам за короткое время создавать профессиональные слайды.
После запуска программы открывается диалоговое окно PowerPoint. Основными элементами презентации являются слайды. Для презентации одного слайда явно недостаточно. После выбора способа создания презентации и оформления первого слайда, нам понадобится ввести следующий. Второй слайд не появится на экране автоматически, он должен быть вставлен в установленном порядке. Для этого на стандартной панели существует кнопка «Новый слайд» (не путайте с кнопкой «Создать» - она создает новую презентацию, а не новый слайд)

Рассмотрим способы создания презентации.

Мастер автосодержания предлагает презентации по темам с готовой структурой. На экране предлагается структура презентации доклада. Если ваша тема презентации совпадает с имеющейся у «мастера», можете не ломать голову над планом презентации, а воспользоваться предложенным. Переход по слайдам осуществим с помощью полосы прокрутки или

Можно создать презентацию на основе готового шаблона, в котором предлагается определенный стиль для презентации. Если стиль соответствует вашей теме – считайте, что о самом важном пункте дизайна не стоит ломать голову.
Если в процессе работы над презентацией, вы захотите изменить стиль – просто удалите фон. Можно выбрать другой шаблон или создать свой.

С работой программы PowerPoint лучше всего знакомиться в положении - пустая презентация. Другие пути создания презентации предоставляют меньше возможностей управления программой, а поэтому менее пригодны для демонстрации всех возможностей PowerPoint. Программа PowerPoint предлагает шаблоны слайдов для: текста, текста с диаграммами, графики и других объектов. Кроме того, предусмотрены различные варианты размещения упомянутых элементов на слайде. Если вам не подходит ни один из этих шаблонов, выберите пустой слайд, на котором можно поместить текст, графику и другие элементы по своему усмотрению.
В одной презентации могут быть слайды различных типов.

При создании презентации переходить от слайда к слайду можно с помощью полосы прокрутки или щелчком мыши по значку слайда в разделе структуры. На рисунке изображен фрагмент раздела структуры, где указан номер слайда - значок слайда - заголовок слайда. Активный слайд, с которым в данный момент можно работать, помечен черным цветом.

3. Режимы работы программы

В программе PowerPoint используются несколько режимов представления слайдов. Каждый из этих режимов имеет свой набор инструментов и ориентирован на выполнение определенных действий. Хотя большинство операций можно выполнить в разных режимах, наиболее удобно работать в том режиме представления слайдов, который предназначен для решения соответствующей конкретной задачи.

Выбрать режим можно с помощью пункта меню программы Вид , или в нижнем левом углу экрана - в виде иконок.

Сделаем краткий обзор режимов работы PowerPoint.

Один из основных режимов работы программы PowerPoint — это режим слайдов. На экране размещается только слайд. Как следует из названия режима, в нем создаются и корректируются слайды, на которых можно разместить текст, графику или создать диаграммы
В режиме слайдов проще всего установить анимационные эффекты для отдельных элементов слайда (рисунка, текста): по щелчку или по истечении нужного времени после предыдущего события.

Предусмотрен и другой режим — сортировщика слайдов, используемый для определения последовательности появления слайдов на экране. Данный режим, кроме прочего, предоставляет возможность выбора эффектов появления слайдов, т.е. определяется скорость и способ замещения (по щелчку мыши или автоматически) одного слайда другим в процессе презентации.
Если вы посчитаете, что для данной аудитории некоторые тезисы вашей лекции не нужны, то слайды их содержащие можно скрыть.

В режиме структуры формируется структура всей презентации. Вы можете ввести заголовки для слайдов, а также текст, который должен появиться на различных уровнях структуры под этими заголовками. В режиме просмотра структуры текст можно форматировать. В соответствии с заданным здесь сценарием PowerPoint создает слайды.
К сожалению, в этом режиме вы ограничены только вводом текста, а вставка графики не допускается.
В режиме просмотра структуры на экране видны только значки слайдов, рядом с которыми изображены их номера. Рядом со значками расположен текст, используемый на соответствующих слайдах. Под заголовками слайдов с небольшим отступом вправо следует текст, начинающийся с символа маркера, который на слайде появляется в текстовом поле подзаголовка. Набранный в полях списков текст отображается с маркерами. Чем больше отступ текста, тем более низкий уровень в иерархии он занимает.
Программа PowerPoint в режиме структуры может автоматически создать слайд, содержащий заголовки выделенных слайдов. Слайд оглавления (итоговый слайд) вставляется перед выделенной областью.
При сохранении презентации как Web-документа область режима структуры превратиться в меню, при этом заголовки слайдов автоматически станут гиперссылками на соответствующий слайд. Переход от слайда к слайду при просмотре презентации будет происходить не по щелчку мыши, а с использованием меню.

Для удобства режим слайдов и режим структуры совмещается в одном режиме – обычном. Справа сверху расположена область, в которой отображается редактируемый слайд, под ним расположена область заметок, а слева — область структуры, в которой отображен порядок слайдов презентации и размещенные на них заголовки/подзаголовки.
Перетаскивая мышью границы между областями, можно менять их размер. Используемый по умолчанию для отображения в области слайдов масштаб выбирается программой автоматически, чтобы слайд был виден целиком.
Заметки оказывают большую помощь во время доклада или презентации, позволяя докладчику не держать всю нужную информацию у себя в памяти.

Посмотреть процесс прохождения презентации можно в режиме показа слайдов, когда слайд располагается на весь экран и запускаются в действие все анимационные эффекты, ранее вами установленные для каждого объекта слайдов. Переход от слайда к слайду осуществляется в рависимости от того, какой вид перехода вы установили для смены слайдов - автоматически или по щелчку мыши.

иконка

В режиме показа слайдов для возврата на предыдущий слайд, для выбора слайда по номеру и еще много для чего - подведите курсор мыши в нижний левый угол - появится иконка. Щелкните по ней любой клавишей мыши и в появившемся меню выберите нужный пункт.

Лекция № 11.  Локальные и глобальные компьютерные сети

План лекции:

1.     Классификация компьютерных сетей

2.     Территориальная распространённость

3.     Канал передачи информации

4.     Локальные компьютерные сети

5.     Топология ЛВС

6.     Глобальная компьютерная сеть Интернет

7.     Адресация в Интернет

8.     Сетевой  протокол

1. Классификация компьютерных сетей

Компьютерная сеть – это совокупность компьютеров и различных устройств, обеспечивающих информационный обмен между компьютерами в сети без использования каких-либо промежуточных носителей информации.

Создание компьютерных сетей вызвано практической потребностью пользователей удаленных друг от друга компьютеров в одной и той же информации. Сети предоставляют пользователям возможность не только быстрого обмена информацией, но и совместной работы на принтерах и других периферийных устройствах, и даже одновременной обработки документов.

Два компьютера можно соединить друг с другом через стандартные компьютерные порты, без каких либо сетевых адаптеров. Для передачи информации по такому соединению требуются только специальные программы, которые обычно входят в состав операционных систем.

Такое соединение двух компьютеров называют псевдосетью.

Реальныесети можно классифицировать по разным признакам:

·                      Территориальная распространённость(локальные, глобальные сети).

·                      Принадлежность(семейные сети, домовые сети, сети организаций, предприятий, ведомств, региональные сети, государственные сети, международные сети).

·                      Скорость передачи информации(низкоскоростные — до 10 Мбит/с, среднескоростные — до 100 Мбит/с, высокоскоростные — свыше 100 Мбит/с).

·                      Канал передачи информации(проводные: коаксиальный кабель, витая пара, оптоволокно, телефонная линия, бытовая электросеть; беспроводные: передача в диапазоне радиоволн или инфракрасном диапазоне).

·                      Топология(общая шина, звезда, дерево, кольцо, ячеистая сеть).

Рассмотрим подробнее эти классификации.

2. Территориальная распространённость

·                      Локальные вычислительные сети (ЛВС, LAN — Local Area Network).

·                      Глобальные вычислительные сети (ГВС, WAN — Wide Area Network).

Локальная сеть объединяет компьютеры (и другие устройства, например, принтеры, факсы, накопители информации) на небольшой территории.

Небольшая территория позволяет прокладывать дорогие кабельные каналы связи, обладающие высокой скоростью передачи информации: кабели “витая пара” (скорости передачи по разным стандартам: Ethernet — 10 Мбит/с, Fast Ethernet — 100 Мбит/с, Gigabit Ethernet —1000 Мбит/с), оптоволоконные кабели (скорость передачи в стандарте 10G Ethernet достигает значения в 10 Гбит/с).

Локальная сеть может быть расположена внутри одной комнаты или покрывать расстояние несколько десятков километров.

Глобальная сеть охватывает значительные географические территории и связывает между собой компьютеры и сети компьютеров, расположенные в разных городах и странах.

Прокладка дорогих скоростных каналов связи не всегда экономически оправдана, особенно на больших расстояниях. Для связи между компьютерами часто используют телефонные линии (56 килобит в секунду) и спутниковую радиосвязь (до 5 мегабит в секунду).

Обычной является ситуация, когда локальная сеть входит в состав глобальной. В этом смысле граница между локальными и глобальными сетями довольно условна.

Принадлежность

Семейные сети, домовые сети, сети организаций, предприятий, ведомств, региональные сети, государственные сети, международные сети.

Скорость передачи информации

·                      Низкоскоростные (до 10 Мбит/с).

·                      Среднескоростные (до 100 Мбит/с).

·                      Высокоскоростные (свыше 100 Мбит/с).

В качестве быстродействия сети указывают скорость передачи данных по каналам связи и измеряют её в килобитах в секунду (1 Кбит/с = 1000 бит/с) и более крупных единицах: мегабитах в секунду (1 Мбит/с = 1000 Кбит/с), гигабитах в секунду (1 Гбит/с = 1000 Мбит/с) и даже в терабитах в секунду (1 Тбит/с = 1000 Гбит/с).

Реальная скорость передачи данных по сети всегда ниже скорости канала связи и зависит, как от протокола сети (правил передачи данных), так и от интенсивности работы пользователей в текущий момент.

Так в сетях работающих по протоколу Ethernet сообщения передаются небольшими порциями (пакетами) по общей для всех рабочих станций разделяемой среде. Передачу пакета можно начать лишь тогда, когда среда свободна, значит, чем больше желающих начать работу, тем больше времени уходит на ожидание паузы в сети у каждого передатчика.

Пакет, кроме собственно фрагмента данных, содержит служебную информацию: начальную преамбулу (для синхронизации передатчика и приёмника) адрес отправителя и адрес получателя, длину пакета, контрольную сумму (для проверки целостности данных).

Кроме того, приёмник посылает передатчику квитанцию о благополучном приёме, а испорченные пакеты приходится передавать заново.

В силу этих причин реальная скорость передачи данных (например, компьютерного файла) существенно ниже скорости работы канала связи. 

3. Канал передачи информации

·                      Проводные (передача по коаксиальному кабелю, витой паре, оптоволоконному кабелю, телефонным проводам, проводам бытовых электросетей).

Телефонная сеть. Скорость передачи данных зависит от типа модема, качества телефонной линии от телефонной розетки пользователя до узла АТС (Автоматической Телефонной Станции) и от типа самой АТС. Обычно, скорость передачи находится в пределах от 14 Кбит/с до 56 Кбит/c.

Коаксиальный кабельустроен так же, как телевизионный кабель: в центре — медная жила, затем изоляция, затем металлическая оплётка, наконец — внешний слой изоляции. Коаксиальный кабель обеспечивает скорость передачи данных в 10 Мбит/сек (стандарт Ethernet).

Витая парапредставляет собой от 2 до 4 пар проводов в изоляции, свитых между собой для уменьшения помех и помещённых в общую изоляционную оболочку. Витая пара обеспечивает скорость передачи данных до 1 000 Мбит/сек (стандарт Gigabit Ethernet).

Оптоволоконный кабельпохож на коаксиальный кабель, только вместо центрального медного провода здесь используется тонкое (диаметром порядка 1–10 мкм) стекловолокно, а вместо внутренней изоляции — стеклянная или пластиковая оболочка, не позволяющая свету выходить за пределы стекловолокна.

Информация по оптоволоконному кабелю передается не электрическим сигналом, а световым. Главный его элемент — прозрачное стекловолокно, по которому свет проходит на огромные расстояния (до десятков километров) с незначительным ослаблением. Скорость передачи данных по оптоволоконному кабелю в стандарте 10G Ethernet составляет 10 Гбит/с, но может быть и больше.

Металлическая оплетка кабеля обычно отсутствует, так как экранирование от внешних электромагнитных помех здесь не требуется, однако иногда её всё-таки применяют для механической защиты от окружающей среды.

Обычная бытовая электрическая сетьможет быть использована для организации компьютерной локальной сети. Для передачи данных применяют специальные устройства (например, устройства стандарта HomePlug):

Основные достоинства такой локальной сети: нет необходимости в проводке специальных сетевых коммуникаций, компьютеры не “привязаны” к сетевым разъёмам, их можно разместить в любом месте, где есть розетка электропитания.

Скорость передачи данных для устройств HomePlug составляет от 14 Мбит/с (для HomePlug 1.0) до 200 Мбит/с (для HomePlug AV). Дальность — до 10 км. 

·                      Беспроводные (передача в диапазоне радиоволн или инфракрасном диапазоне).

Спутниковый радиоканал связи обеспечивает передачу данных со скоростью до 5 Мбит/с.

Среди беспроводных сетей в последнее время популярны технологии Wi-Fi и BlueTooth.

Технология Wi-Fi(от Wireless Fidelity, дословно переводится как беспроводная точность воспроизведения). Передача данных по радиоканалу на частоте около 2,4 ГГц. Скорость передачи данных составляет от 10 до 50 Мбит/с. Зона покрытия каждого узла Wi-Fi-сети составляет около 100-150 метров в помещении и до 500 метров (иногда больше) на открытом пространстве.

Чтобы пользователь оказался в сети Wi-Fi, ему достаточно просто попасть в радиус её действия. Все настройки производятся автоматически. Сегодня существует множество устройств, поддерживающих Wi-Fi. Прежде всего — ноутбуки и карманные компьютеры (КПК).

Технология Bluetooth(дословно с английского — “синий зуб”). Обеспечивает низкое по стоимости и энергопотреблению, надежное, защищённое сетевое соединение для передачи данных со скоростью до 1 Мбита/с, в радиусе 10 метров (появляются устройства, работающие на расстоянии до 100 метров). Работа ведётся на радиочастоте около 2,45 ГГц. Сегодня эта технология популярна для создания локальных сетей в пределах дома, офиса, а также для беспроводной коммуникации различных электронных устройств (например, компьютера с клавиатурой, мышью, принтером, цифровой камерой, мобильным телефоном, МР3-плеером, и даже микроволновой печью и холодильником).

Информационная защищённость соединения обеспечивается специальным шифрованием передачи. “Понять” друг друга могут только те устройства, которые настроены на один и тот же шаблон связи, посторонние приборы воспримут переданную информацию как обычный шум.

4. Локальные компьютерные сети.

Локальная сеть объединяет компьютеры, установленные в одном помещении (например, школьный компьютерный класс, состоящий из 8—12 компьютеров) или в одном здании (например, в здании школы могут быть объединены в локальную сеть несколько десятков компьютеров, установленных в различных предметных кабинетах).

В небольших локальных сетях все компьютеры обычно равноправны, т. е. пользователи самостоятельно решают, какие ресурсы своего компьютера (диски, каталоги, файлы) сделать общедоступными по сети. Такие сети называются одноранговыми.

Если к локальной сети подключено более десяти компьютеров, то одноранговая сеть может оказаться недостаточно производительной. Для увеличения производительности, а также в целях обеспечения большей надежности при хранении информации в сети некоторые компьютеры специально выделяются для хранения файлов или программ-приложений. Такие компьютеры называются серверами, а локальная сеть — сетью на основе серверов.
Каждый компьютер, подключенный к локальной сети, должен иметь специальную плату (сетевой адаптер). Между собой компьютеры (сетевые адаптеры) соединяются с помощью кабелей.

5. Топология ЛВС

Топология ЛВС — способ соединения компьютеров сети.

Популярные топологии: общая шина,звезда,дерево,кольцо,ячеистая.

Общая шина

Ниже показан пример соединения компьютеров по схеме общая шина. При таком соединении все рабочие станции и сервер подсоединяются к общему кабелю.

Рабочие станции обмениваются данными друг с другом, сервер оказывает дополнительные услуги: предлагает место на своём жёстком диске, принтеры, сканеры, факсы, другие подключённые к нему устройства, организует различные сетевые службы (почта, файловые архивы, тематические страницы, доски объявлений, новостные группы, форумы, чаты, конференции…).

По протоколу Ethernet сигнал от одного сетевого узла (рабочей станции или сервера) передаётся по общему кабелю, и его “слышат” все другие узлы. Передачу узел начинает лишь тогда, когда в сети “тихо” — мешать чужой передаче запрещено.

Сеть с такой организацией называется Ethernet-сетью с разделяемой средой (разделяемой средой здесь является общий кабель).

Чтобы один узел не занял сеть надолго, информация передаётся небольшими порциями (пакетами). После передачи пакета узел делает паузу, и ей может воспользоваться другой сетевой участник для начала своей передачи.

Сервер может и отсутствовать — он не управляет работой сети, но полезен, так как предлагает пользователям дополнительные услуги.

Сети, имеющие топологию общая шина, требуют небольшого количества кабеля, но труднее поддаются диагностике и ремонту по сравнению с сетями, построенными по схемезвезда.

 

 

Звезда

На рисунке показан пример построения Ethernet-сети по схеме звезда. Все рабочие станции сети и сервер подсоединяются к портам (разъёмам) специального устройства под названием хаб (от английского hub — концентратор).

Поступающий на порт хаба пакет транслируется на все остальные его порты, поэтому сеть с хабом тоже является сетью с разделяемой средой, как и сеть с общей шиной (разделяемая среда состоит из сегментов кабеля, соединённых хабом).

Сети с топологией звезданадёжны, ведь разрыв кабеля на отдельном узле никак не влияет на работу остальной части сети.

Дерево

Дерево — иерархическое соединение узлов, исходящее из общего узла-корня. Между двумя любыми узлами существует только один маршрут.

Пример Ethernet-сети с иерархической структурой показан на рисунке. Корневой хаб объединяет подсети подразделений одного предприятия:

Иерархическая сеть, построенная на хабах, по-прежнему остаётся сетью с одной разделяемой средой и принцип её работы такой же, как у сети с общей шиной: пакет от одного узла транслируется на все остальные узлы этой сети.

Когда среду разделяют много пользователей, дождаться “тишины” для начала передачи может оказаться сложно. Поэтому, для больших сетей вместо хаба используют другое устройство — коммутатор.

Коммутатор, как и хаб соединяет узлы сети своими портами. Но в отличие от хаба устройство наделено “интеллектом” (программным обеспечением): коммутатор передаёт данные только в тот порт, на котором расположен получатель.

Таким образом, коммутатор делит сеть на отдельные разделяемые среды, повышая скорость работы сети в целом.

На рисунке показан вариант сети предприятия. В ней корневой хаб заменён коммутатором. Теперь каждое подразделение имеет свою разделяемую среду, независимую от разделяемых сред других подразделений:

Сообщение передаётся за пределы подразделения лишь тогда, когда это действительно необходимо (серверу или пользователю другого подразделения).

Кольцо

Кольцо — топология, в которой каждый узел сети соединён с двумя другими узлами, образуя кольцо (петлю). Данные передаются от одного узла к другому в одном направлении (по кольцу). Каждый компьютер работает как повторитель, ретранслируя сообщение к следующему компьютеру.

В такой сети одна разделяемая среда, но принцип её работы отличается от принципа работы разделяемой среды Ethernet.

Изначально по кольцу передаётся специальное сообщение-маркер (другое название: токен) — признак свободной среды. Узел может начать передачу лишь тогда, когда получает маркер. Теперь вместо маркера по кольцу следует пакет с данными. Получатель пакета выполняет обратную операцию: заменяет пакет маркером — сеть снова свободна.

По описанному выше алгоритму работают сети, построенные по технологиям Token Ring и FDDI.

В кольцо можно включить и сервер, тогда он будет оказывать пользователям дополнительные услуги.

Ячеистая сеть

Топология, которая более характерна для глобальных сетей. Её отличительный признак: между парой узлов существует более одного маршрута. Для выбора оптимального пути применяются специальные устройства — маршрутизаторы (хабы и коммутаторы не работают, когда в сети есть петли).

Ячеистые сети — это сети с коммутацией пакетов, то есть такие, в которых пакеты не “разбрасываются” по всем направлениям (как в сетях Ethernet с разделяемой средой), а целенаправленно “проталкиваются” от узла к узлу по направлению к пункту назначения.

За продвижение пакетов в такой сети отвечают маршрутизаторы. Они определяют соседний узел, в который нужно передвинуть пакет для приближения его к пункту назначения.

Маршрутизатор — сетевое устройство (отдельное или на обычном компьютере), которое подобно коммутатору соединяет (коммутирует) узлы сети в том случае, когда это необходимо для передачи пакета. Но в отличие от коммутатора, маршрутизатор способен работать в ячеистых сетях и выбирать из разных вариантов наиболее рациональный маршрут для продвижения пакета к пункту назначения.

Региональные компьютерные сети. 

Локальные сети не позволяют обеспечить совместный доступ к информации пользователям, находящимся, например, в различных частях города. На помощь приходят региональные сети, объединяющие компьютеры в пределах одного региона (города, страны, континента).

Корпоративные компьютерные сети. 

Многие организации, заинтересованные в защите информации от несанкционированного доступа (например, военные, банковские и пр.), создают собственные, так называемые корпоративные сети. Корпоративная сеть может объединять тысячи и десятки тысяч компьютеров, размещенных в различных странах и городах (в качестве примера можно привести сеть корпорации Microsoft, MSN).

6. Глобальная компьютерная сеть Интернет.

В 1969 году в США была создана компьютерная сеть ARPAnet, объединяющая компьютерные центры министерства обороны и ряда академических организаций. Эта сеть была предназначена для узкой цели: главным образом для изучения того, как поддерживать связь в случае ядерного нападения и для помощи исследователям в обмене информацией. По мере роста этой сети создавались и развивались многие другие сети. Еще до наступления эры персональных компьютеров создатели ARPAnet приступили к разработке программы Internetting Project ("Проект объединения сетей"). Успех этого проекта привел к следующим результатам. Во-первых, была создана крупнейшая в США сеть internet (со строчной буквы i). Во-вторых, были опробованы различные варианты взаимодействия этой сети с рядом других сетей США. Это создало предпосылки для успешной интеграции многих сетей в единую мировую сеть. Такую "сеть сетей" теперь всюду называют Internet (в отечественных публикациях широко применяется и русскоязычное написание - Интернет).

В настоящее время на десятках миллионов компьютеров, подключенных к Интернету, хранится громадный объем информации (сотни миллионов файлов, документов и т. д.) и сотни миллионов людей пользуются информационными услугами глобальной сети.

Интернет — это глобальная компьютерная сеть, объединяющая многие локальные, региональные и корпоративные сети и включающая в себя десятки миллионов компьютеров.

В каждой локальной или корпоративной сети обычно имеется, по крайней мере, один компьютер, который имеет постоянное подключение к Интернету с помощью линии связи с высокой пропускной способностью (сервер Интернета).

Надежность функционирования глобальной сети обеспечивается избыточностью линий связи: как правило, серверы имеют более двух линий связи, соединяющих их с Интернетом.

Основу, «каркас» Интернета составляют более ста миллионов серверов, постоянно подключенных к сети.

К серверам Интернета могут подключаться с помощью локальных сетей или коммутируемых телефонных линий сотни миллионов пользователей сети.

7. Адресация в Интернет

Для того, чтобы связаться с некоторым компьютером в сети Интернет, Вам надо знать его уникальный Интернет - адрес. Существуют два равноценных формата адресов, которые различаются лишь по своей форме: IP - адрес и DNS - адрес.

IP - адрес

IP - адрес состоит из четырех блоков цифр, разделенных точками. Он может иметь такой вид: 
84.42.63.1

Каждый блок может содержать число от 0 до 255. Благодаря такой организации можно получить свыше четырех миллиардов возможных адресов. Но так как некоторые адреса зарезервированы для специальных целей, а блоки конфигурируются в зависимости от типа сети, то фактическое количество возможных адресов немного меньше. И тем ни менее, его более чем достаточно для будущего расширения Интернет.

С понятием IP - адреса тесно связано понятие "хост". Под хостом понимается любое устройство, использующее протокол TCP/IP для общения с другим оборудованием. Это может быть не только компьютер, но и маршрутизатор, концентратор и т.п. Все эти устройства, подключенные в сеть, обязаны иметь свой уникальный IP - адрес. 

DNS - адрес

IP - адрес имеет числовой вид, так как его используют в своей работе компьютеры. Но он весьма сложен для запоминания, поэтому была разработана доменная система имен: DNS. DNS - адрес включает более удобные для пользователя буквенные сокращения, которые также разделяются точками на отдельные информационные блоки (домены).

Если Вы вводите DNS - адрес, то он сначала направляется в так называемый сервер имен, который преобразует его в 32 - битный IP - адрес для машинного считывания. 

Доменные имена

DNS - адрес обычно имеет три составляющие (хотя их может быть сколько угодно). 

Доменная система имен имеет иерархическую структуру: домены верхнего уровня - домены второго уровня и так далее. Домены верхнего уровня бывают двух типов: географические (двухбуквенные - каждой стране свой код) и административные (трехбуквенные).

России принадлежит географический домен ru.

gov - правительственное учреждение или организация 
mil - военное учреждение
com - коммерческая организация
net - сетевая организация
org - организация, которая не относится не к одной из выше перечисленных

Среди часто используемых доменов - идентификаторов стран можно выделить следующие:

at - Австрия 
au - Австралия
ca - Канада
ch - Швейцария
de - Германия
dk - Дания
es - Испания
fi - Финляндия
fr - Франция
it - Италия
jp - Япония
nl - Нидерланды
no - Норвегия
nz - Новая Зеландия
ru - Россия
se - Швеция
uk - Украина
za - Южная Африка

Адрес E-mail

С помощью IP - адреса или DNS - адреса в Интернет можно обратиться к любому нужному компьютеру. Если же Вы захотите послать сообщение по электронной почте, то указания только этих адресов будет недостаточно, поскольку сообщение должно попасть не только в нужный компьютер, но и к определенному пользователю системы.

Для доставки и прима сообщений электронной почты предназначен специальный протокол SMPT (Simple Mail Transport Protocol). Компьютер, через который в Интернет осуществляется передача сообщений электронной почты, называют SMPT - сервером. По электронной почте сообщения доставляются до указанного в адресе компьютера, который и отвечает за дальнейшую доставку. Поэтому такие данные, как имя пользователя и имя соответствующего SMPT - сервера разделяют знаком "@". Этот знак называется "at коммерческое" (на жаргоне - собачка, собака). Таким образом, Вы адресуете свое сообщение конкретному пользователю конкретного компьютера. Например:
[e-mail] Здесь ivanov - пользователь, которому предназначено послание, а klyaksa.net - SMPT - сервер, на котором находится его электронный почтовый ящик (mailbox). В почтовом ящике хранятся сообщения, пришедшие по конкретному адресу.

URL

URL (Uniform Resource Locator, унифицированный определитель ресурсов) - это адрес некоторой информации в Интернет. Он имеет следующий формат:
тип ресурса://адрес узла/прочая информация
Наиболее распространенными считаются следующие типы ресурсов:

ftp:// ftp - сервер
http:// адрес в WWW
mailto:// адрес электронной почты

Ресурсная часть URL всегда заканчивается двоеточием и двумя или тремя наклонными чертами. Далее следует конкретный адрес узла, который Вы хотите посетить. За ним в качестве ограничителя моет стоять наклонная черта. В принципе, этого вполне достаточно. Но если Вы хотите просмотреть конкретный документ на данном узле и знаете точно его место расположения, то можете включить его адрес в URL. Ниже приведены несколько URL и расшифровка их значений:

Итак, в Интернет возможны следующие виды адресов:

Адрес	формат
IP	12.105.58.9
DNS	компьютер.сеть.домен
E - mail	пользователь@email-сервер
URL	тип ресурса://DNS - адрес

Два основных принципа передачи информации в сети Интернет:

·                      Пакетная передача. На исходном сервере сообщение разделяется на части-пакеты. Каждый пакет снабжается служебным заголовком (содержит адрес отправителя, адрес получателя, номер пакета, контрольную сумму и другую служебную информацию). На конечном сервере из полученных пакетов сообщение восстанавливается.

·                      Коммутация пакетов. Пакеты передаются в сеть ближайшему серверу по пути следования. Информация, содержащаяся в заголовке пакета, сама управляет прохождением пакета к пункту назначения.

Два варианта адресации в Интернете:

·                      IP-адресация. IP-адрес — это номер компьютера в сети Интернет. Для записи IP-адреса используется 32 бита. Для более комфортной работы с IP-адресами принято записывать их четырьмя десятичными числами: каждое число равно значению одного байта, и отделяется от других точкой.

·                      Доменная адресация. Доменная адресация реализует иерархический способ упорядочивания адресов в сети. На каждом уровне иерархии есть центр, который следит за уникальностью доменных адресов, но только на своём уровне, предоставляя следующему уровню полную свободу. 

Доменные адреса записывают в символьном виде, справа налево, домены отделяются друг от друга точками.

Пример построения доменного адреса:

компьютер.подразделение.организация.cтрана

Специальные серверы — они называются DNS-серверы (Domain Name System, доменная система имён) — хранят доменные имена и соответствующих им IP-адреса в виде таблицы:

Доменный адрес	IP-адрес
...	...
pereslavl.ru	193.232.174.1
...	...

Обычный сервер обращается к DNS-серверу, указывая ему доменное имя. В ответ DNS-сервер сообщает IP-адрес, и обычный сервер использует его при отправке в сеть информационного пакета.

8. Сетевой  протокол

называется согласованный и утверждённый стандарт, содержащий описание форматов данных и правил приёма и передачи. Протоколы служат для синхронизации работы сети.

Два основных (базовых) протокола для передачи информации в сети Интернет:

·                      TCP. Протокол TCP в стартовой точке разбивает информацию на порции и нумерует их. В конечном пункте протокол TCP собирает из частей исходное сообщение. 

·                      IP. Протокол IP получает от TCP порции информации, образует из них IP-пакеты, добавляет служебные заголовки, и отправляет пакеты в сеть. Протокол IP принимает пакеты из сети. На промежуточном сервере IP передаёт пакеты дальше по пути следования, а на конечном пункте пакеты передаются протоколу TCP для сборки исходной информации.

Прикладным протоколом называется протокол, надстроенный над базовым протоколом TCP/IP и реализующий ту или иную службу в сети (сервис Интернета).

Маршрутизация пакетов — обеспечение прохождения пакетов в сети от начального пункта к конечному.

Маршрутизация выполняется маршрутизаторами — специальными устройствами или программным обеспечением, расположенным на серверах Интернета.

Маршрутизаторы хранят таблицы соединений серверов, постоянно их обновляя. Маршрутизатор определяет соседний сетевой узел, в который надо передать пакет для следования в пункт назначения.

Лекция № 12. Компьютерные вирусы и антивирусные средства

План лекции:

1.     Что такое компьютерный вирус

2.     Классификация вирусов

3.     Антивирусная программа

4.     Типы антивирусных программ

1. Что такое компьютерный вирус

Компьютерный вирус – это класс программ, встроенных в другую программу, документ или определенные области данных, способных к саморазмножению и используемые для нанесения какого-либо ущерба или достижения других противоправных и вредоносных целей для пользователей ПК.

Термин "компьютерный вирус" (КВ) появился недавно в 1984 г. на конференции по безопасности информации в США. КВ всегда связан с программой-носителем вируса. Как и биологический вирус, КВ характеризуют способность к саморазмножению, высокая скорость распространения, избирательность поражаемых систем, способность заражать незараженные системы, трудности борьбы с вирусами и т.д. Можно также указать на постоянно увеличивающееся количество новых поколений и модификаций КВ. В настоящее время известно более 50000 (пятидесяти тысяч) компьютерных вирусов.

Основные источники вирусов:

1)                   дискета, на которой находятся зараженные вирусом файлы;

2)                   компьютерная сеть, в том числе система электронной почты и Internet;

3)                   жесткий диск, на который попал вирус в результате работы с зараженными программами;

4)                   вирус, оставшийся в оперативной памяти после предшествующего пользователя.

Отличительными особенностями компьютерных вирусов являются:

1)                   маленький объем;

2)                   самостоятельный запуск;

3)                   многократное копирование кода;

4)                   создание помех для корректной работы компьютера

Основные ранние признаки заражения компьютера вирусом:

1)                   уменьшение объема свободной оперативной памяти;

2)                   замедление загрузки и работы компьютера;

3)                   непонятные (без причин) изменения в файлах, а также изменения размеров и даты последней модификации файлов;

4)                   ошибки при загрузке операционной системы;

5)                   невозможность сохранять файлы в нужных каталогах;

6)                   непонятные системные сообщения, музыкальные и визуальные эффекты и т.д.

Признаки активной фазы вируса:

1)                   исчезновение файлов;

2)                   форматирование жесткого диска;

3)                   невозможность загрузки файлов или операционной системы.

2. Классификация вирусов

По масштабу вредных воздействий компьютерные вирусы делятся на:

Безвредные – не влияют на работу ПК, лишь уменьшают объём свободной памяти на диске, в результате своего размножения.

Неопасные – вирусы, влияние которых ограничивается уменьшением памяти на диске, графическими, звуковыми и другими внешними эффектами.

Большинство не выполняют каких-либо действий, кроме своего распространения (заражение других программ, дисков и т.д.) и, иногда, выдачи каких-либо сообщений или иных эффектов (“приколов”), придуманных автором вируса; игры музыки, перезагрузки компьютера, выдачи на экран разных рисунков, блокировки или изменения функций клавиш клавиатуры, замедления работы компьютера, создания видеоэффектов и т.д.

Опасные – портят данные на дисках, порча данных происходит лишь эпизодически и не приводит к тяжёлым последствиям (например, портиться лишь COM-файлы при заражении, если длина этих файлов более 64000 байт). Приводят к сбоям и зависаниям при работе на ПК;

Очень опасные – вирусы причиняют значительные разрушения, приводят к потере программ и данных (изменение, удаление), форматированию винчестера и т.д.

По среде обитания компьютерные вирусы бывают: сетевыми, файловыми, загрузочными.

1. Файловые вирусы размещаются в исполняемых файлах с расширением .com, .exe, создают файлы-двойники (компаньон-вирусы) или используют особенности организации файловой системы (link-вирусы).

Способны внедряться в программы и активизируются при их запуске из оперативной памяти, вирусы заражают другие программные файлы, меняя их код вплоть до момента выключения ПК. Передаются с нелегальными копиями популярных программ, особенно компьютерных игр. Но не могут заражать файлы данных (изображения, звук).

2. Загрузочные вирусы внедряются в загрузочные области внешних запоминающих устройств. Поражают не программные файлы, а определенные системные области магнитных носителей (гибких и жестких дисков), передаются через зараженные загрузочные сектора при загрузке ОС и внедряется в ОП, заражая другие файлы. Очень опасные, могут привести к полной потере всей информации, хранящейся на диске.

3. Макровирусы - поражают документы, выполненные в некоторых прикладных программах (Word и Excel), имеющих средства для исполнения макрокоманд. Угроза заражения прекращается после закрытия приложения. При открытии документа в приложениях Word и Excel сообщается о присутствии в них макросов и предлагается запретить их загрузку. Выбор запрета на макросы предотвратит загрузку от зараженных, но и отключит возможность использования полезных макросов в документе.

4. Сетевые вирусы используют для своего распространения протоколы или команды компьютерных сетей и электронной почты. При открытии почтового сообщения обращайте внимание на вложенные файлы. К таким вирусам относятся троянские программы и почтовые вирусы - "сетевые черви".

По способу заражения вирусы делятся на резидентные и нерезидентные.

Резидентный вирус при заражении компьютера вирус может вплоть до перезагрузки заражать программы и выполнять вредные действия на компьютере. Резидентные вирусы находятся в памяти и являются активными вплоть до выключения или перезагрузки компьютера. Оставляет в оперативной памяти свою резидентную часть, которая потом перехватывает обращение операционной системы к объектам заражения (файлам, загрузочным секторам дисков и т.п.) и внедряется в них.

Нерезидентные вирусы не заражают память компьютера и являются активными ограниченное время.

3. Антивирусная программа

В своей работе эти программы используют различные принципы для поиска и лечения зараженных файлов. Для нормальной работы на ПК каждый пользователь должен следить за обновлением антивирусов.

Если антивирусная программа обнаруживает вирус в файле, то она удаляет из него программный код вируса. Если лечение невозможно, то зараженный файл удаляется целиком.

Следует заметить, что вирусы в своем развитии опережают антивирусные программы, поэтому даже в случае регулярного использования антивирусов, нет 100% гарантии безопасности. Антивирусные программы могут выявлять и уничтожать лишь известные вирусы, при появлении нового компьютерного вируса защиты от него не существует до тех пор, пока для него не будет разработан свой антивирус. Однако, много современных антивирусных пакетов имеют в своем составе специальный программный модуль, называемый эвристическим анализатором, который способен исследовать содержимое файлов на наличие кода, характерного для компьютерных вирусов. Это дает возможность своевременно выявлять и предупреждать об опасности заражения новым вирусом.

4. Типы антивирусных программ:

1) Программы-детекторы: предназначены для нахождения зараженных файлов одним из известных вирусов. Выполняют анализ файлов и системных областей дисков для обнаружения новых, неизвестных программе-детектору, вирусов. Некоторые программы-детекторы могут также лечить заражённые файлы от вирусов или уничтожать заражённые файлы. Существуют специализированные, то есть предназначенные для борьбы с одним вирусом детекторы и полифаги, которые могут бороться со многими вирусами.

2) Программы-доктора: предназначены для обнаружения и устранения известных им вирусов, лечения зараженных дисков и программ. Лечение программы состоит в изъятии из заражённой программы тела вируса и возвращение её в исходное состояние. Наиболее известными представителями являются Dr.Web, AidsTest, Norton Anti Virus.

3) Программы-ревизоры: контролируют уязвимые и поэтому наиболее атакуемые компоненты компьютера, запоминают данные о состоянии программы и системных областей дисков до заражения, а в случае обнаружения изменений сообщают пользователю.

Часто программы-ревизоры позволяют также “лечить” заражённые файлы или диски, удаляя из их вирусы (это удаётся сделать почти для всех типов вирусов).

4) Доктора-ревизоры: предназначены для выявления изменений в файлах и системных областях дисков и, в случае изменений, возвращают их в начальное состояние.

5) Программы-фильтры: постоянно находятся в памяти компьютера для обнаружения попыток выполнить несанкционированные действия.  В случае обнаружения подозрительного действия выводят запрос пользователю на подтверждение операций. Пользователь может разрешить или запретить выполнение соответствующей операции. Такие программы являются резидентными, то есть они находятся в оперативной памяти компьютера.

6) Программы-вакцины: имитируют заражение файлов вирусами. Вирус будет воспринимать их зараженными, и не будет внедряться. Чаще всего используются Aidstest Лозинского, Drweb, Dr.Solomon.

Выбирая антивирусную программу, следует обратить внимание на такой параметр, как количество распознающих сигнатур (последовательность символов, которые гарантированно распознают вирус). Второй параметр - наличие эвристического анализатора неизвестных вирусов, его присутствие очень полезно, но существенно замедляет время работы программы. На сегодняшний день существует большое количество разнообразных антивирусных программ.

DRWEB

Один из лучших антивирусов с мощным алгоритмом нахождения вирусов. Полифаг, способный проверять файлы в архивах, документы Word и рабочие книги Excel, выявляет полиморфные вирусы, которые в последнее время, получают все большее распространение.

При загрузке программы, в первую очередь DrWeb проверяет самого себя на целостность, после чего тестирует оперативную память. Программа может работать в диалоговом режиме, имеет удобный настраиваемый интерфейс пользователя.

ADINF

Антивирус-ревизор диска ADINF (Avanced DiskINFoscope) разрешает находить и уничтожать, как существующие обычные, stealth- и полиморфные вирусы, так и совсем новые. Антивирус имеет в своем распоряжении лечащий блок ревизора ADINF - Adinf Cure Module - что может обезвредить до 97% всех вирусов.

ADINF загружается автоматически в случае включения компьютера и контролирует boot-сектор и файлы на диске (дата и время создания, длина, контрольная сумма), выводя сообщения про их изменения. При выявлении расхождений ADINF восстанавливает предыдущее состояние файла, а не уничтожает тело вируса, как это делают полифаги.

AVP

Антивирус AVP (AntiVirus Program) относится к полифагам, в процессе работы проверяет оперативную память, файлы, в том числе архивные, на гибких, локальных, сетевых и CD-ROM дисках, а также системные структуры данных, такие как загрузочный сектор, таблицу разделов и т.д. Программа имеет эвристический анализатор, который, по утверждениям разработчиков антивируса способен находить почти 80% всех вирусов. Эта программа осуществляет поиск и изъятие разнообразнейших вирусов, в том числе:

·                      полиморфных, или самошифрующихся вирусов;

·                      стелс-вирусов, или вирусов-невидимок;

·                      новых вирусов для Windows;

·                      макровирусов, заражающих документы Word и таблицы Excel.

Кроме того, программа AVP осуществляет контроль файловых операций в системе в фоновом режиме, выявляет вирус до момента реального заражения системы, а также определяет неизвестные вирусы с помощью эвристического модуля.

ВОПРОСЫ ДЛЯ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ

1.      Перечислите информационные процессы

2.      Что изучает наука «Информатика»

3.      В чём заключается технология обработки текстовой, графической и числовой информации

4.      Назовите основные блоки ПК

5.      Перечислите виды и назначение блоков памяти в компьютере.

6.      Назовите положения Джон Фон Неймана

7.      Дайте характеристику микропроцессора

8.      Какие функции выполняет операционная система

9.      Виды операционных систем

10.  Перечислите классы программного обеспечения. Дайте характеристику каждому классу.

11.  Текстовые процессоры. Обзор современных текстовых процессоров

12. Дайте обзор современных текстовых процессоров.

13.  Как происходит форматирование  абзаца       

14.  Перечислите основные действия в текстовых процессорах

15.  Перечислите основные группы  клавиш на клавиатуре

16.  История  создания электронных таблиц

17.  Интерфейс электронных таблиц

18.  Формат представления данных в ячейках

19. Построение диаграмм и графиков в табличных процессорах (MS Excel,  Сalc)

20.  Ссылки в Электронных таблицах

21.  Базы данных и СУБД. Основные понятия баз данных

22.  База данных как основа информационной системы

23. Объекты базы данных

24.  Способы представления графических изображений:

25.  Растровая графика

26.  Векторная графика

27.  Разрешающая способность графики

28.  Цветовые модели

29.  Масштабирование и сжатие изображений

30.  Форматы графических файлов

31.  Типы графических файлов

32.  Возможности программы Power Point

33.  Способы создания презентации

34.  Режимы работы программы

35.  Классификация компьютерных сетей

36.  Территориальная распространённость

37.  Канал передачи информации

38.  Локальные компьютерные сети

39.  Топология ЛВС

40.  Глобальная компьютерная сеть Интернет

41.  Адресация в Интернет

42.  Сетевой  протокол

43.  Что такое компьютерный вирус

44.  Классификация вирусов

45.  Антивирусная программа

46.  Типы антивирусных программ

 

Заключение

Всем известно, что знание информационных технологий повышает профессиональный уровень специалиста в любой области. Чтобы быть профессионально пригодным в нашем обществе необходимо изучать дисциплины так или иначе связанные с «Информатикой».

Дисциплина «Информатика» очень объёмная, интересная и многогранная. В данном лекционном материале лишь часть вопросов, которые необходимо знать, изучая эту дисциплину. Но есть уверенность, что у студентов возникнет осознанная заинтересованность для дальнейшего изучения, такой сложной и важной в современном информационном обществе, дисциплины «Информатика».     

На всех специальностях с первого по четвёртый курс, студенты очного и заочного отделения изучают информационные технологии. Одним из основных умений и навыков студентов является самостоятельная работа с информацией. Зачастую это осложняется большим количеством источников, например, в сети Интернет,  с не всегда достоверной информацией. Теперь большая основная часть лекционного материала собранна в одной методической разработке.  Используйте её для своего образования в области информационных технологий.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.      Алексеева И.В. Сборник задач и упражнений по курсу «Информатика». – Обнинск: Обнинский институт атомной энергетики, 2007.

2.      Власов В.К., Королев Л.Н. Элементы  информатики./ Под. Ред. Л.Н. Королева.- М.: Наука, 2008 г.

3.      Информатика.- / Под ред. Н.В. Макаровой. – М.: Финансы и статистика, 2007. – 768 с.

4.      Информатика: Учебник для вузов.- / Под ред. С.В. Симоновича. – СПб.: Питер, 2008.

5.      Кураков Л.П., Лебедев Е.К. Информатика. – М.: Вуз и школа, 2009. – 636с.

6.      Могилев и др. Информатика: Учебное пособие для вузов / А.В.Могилев, Н.И.Пак, Е.К.Хеннер; Под ред. Е.К. Хеннера. - М.: Изд. центр "Академия", 2008

7.      Острейковский В.А. Информатика. – м.: Высшая школа, 2007.- 512с.

8.      Першиков В.И., Савинков В.М. Толковый словарь по информатике. – 2-е изд. Доп. – М.: Финансы и статистика, 2008.

9.      Фигурнов В.Э. IBM PC для пользователей. – М.: 2007.

10.  Якубайтис Э.А. Информационные сети и системы: Справочная книга.- М.: Финансы и статистика, 2008

Полезные интернет ресурсы:

1. http://www.mylect.ru/informatic/informatik
2. http://osnet.narod.ru/index1.htm
3. http://informatikaiikt.narod.ru/computeriustroystvo4.html

Краткое описание документа:

В учебном пособии вы найдёте основные теоретические вопросы для изучения дисциплины "Информатика". Материалы собраны из разных источников, включая интернет-ресурсы и печатные издания. Данное пособие рекомендовано студентам заочного отделения для самостоятельной работы над материалом при изучении информатики и ИКТ.