Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
1.
Термин «информация» происходит от латинского слова «informatio», что означает сведения, разъяснения, изложение. Несмотря на широкое распространение этого термина, понятие информации является одним из самых дискуссионных в науке. В настоящее время наука пытается найти общие свойства и закономерности, присущие многогранному понятию информация, но пока это понятие во многом остается интуитивным и получает различные смысловые наполнения в различных отраслях человеческой деятельности:
Информация – это сведения об объектах и явлениях окружающей среды, их параметрах, свойствах и состояниях, которые уменьшают имеющуюся о них степень неопределенности, неполноты знаний.
Информатика рассматривает информацию как связанные между собой сведения, изменяющие наши представления о явлении или объекте окружающего мира. С этой точки зрения информацию можно рассматривать как совокупность знаний о фактических данных и зависимостях между ними.
Люди обмениваются информацией в форме сообщений. Сообщение – это форма представления информации в виде речи, текстов, жестов, взглядов, изображений, цифровых данных, графиков, таблиц и т.п.
Одно и то же информационное сообщение (статья в газете, объявление, письмо, телеграмма, справка, рассказ, чертеж, радиопередача и т.п.) может содержать разное количество информации для разных людей – в зависимости от их предшествующих знаний, от уровня понимания этого сообщения и интереса к нему.
Так, сообщение, составленное на японском языке, не несет никакой новой информации человеку, не знающему этого языка, но может быть высокоинформативным для человека, владеющего японским. Никакой новой информации не содержит и сообщение, изложенное на знакомом языке, если его содержание непонятно или уже известно.
Информация есть характеристика не сообщения, а соотношения между сообщением и его потребителем. Без наличия потребителя, хотя бы потенциального, говорить об информации бессмысленно.
Применительно к компьютерной обработке данных под информацией понимают некоторую последовательность символических обозначений (букв, цифр, закодированных графических образов и звуков и т.п.), несущую смысловую нагрузку и представленную в понятном компьютеру виде. Каждый новый символ в такой последовательности символов увеличивает информационный объем сообщения.
Предметы, процессы, явления материального или нематериального свойства, рассматриваемые с точки зрения их информационных свойств, называются информационными объектами.
В процессе обработки информация может менять структуру и форму. Признаком структуры являются элементы информации и их взаимосвязь. Формы представления информации могут быть различны. Основными из них являются:
В повседневной практике такие понятия, как информация и данные, часто рассматриваются как синонимы. На самом деле между ними имеются существенные различия.
Данными называется информация, представленная в удобном для обработки виде. Данные могут быть представлены в виде текста, графики, аудио-визуального ряда. Представление данных называется языком информатики, представляющим собой совокупность символов, соглашений и правил, используемых для общения, отображения, передачи информации в электронном виде.
2.
|
Современный компьютер может обрабатывать числовую, текстовую, графическую, звуковую и видео информацию. Все эти виды информации в компьютере представлены в двоичном коде, т. е. используется алфавит мощностью два (всего два символа 0 и 1). Связано это с тем, что удобно представлять информацию в виде последовательности электрических импульсов: импульс отсутствует (0), импульс есть (1). Такое кодирование принято называть двоичным, а сами логические последовательности нулей и единиц - машинным языком. |
|
Вид информации |
Двоичный код |
|
Числовая |
10110011 |
|
Текстовая |
|
|
Графическая |
|
|
Звуковая |
|
|
Видео |
|
Каждая цифра машинного двоичного кода несет количество информации равное одному биту. Данный вывод можно сделать, рассматривая цифры машинного алфавита, как равновероятные события. При записи двоичной цифры можно реализовать выбор только одного из двух возможных состояний, а, значит, она несет количество информации равное 1 бит. Следовательно, две цифры несут информацию 2 бита, четыре разряда --4 бита и т. д. Чтобы определить количество информации в битах, достаточно определить количество цифр в двоичном машинном коде. |
В настоящее время большая часть пользователей при помощи компьютера обрабатывает текстовую информацию, которая состоит из символов: букв, цифр, знаков препинания и др.
Традиционно для того чтобы закодировать один символ используют количество информации равное 1 байту, т. е. I = 1 байт = 8 бит. При помощи формулы, которая связывает между собой количество возможных событий К и количество информации I, можно вычислить сколько различных символов можно закодировать (считая, что символы - это возможные события):
К = 2I = 28 = 256,
т. е. для представления текстовой информации можно использовать алфавит мощностью 256 символов.
Суть кодирования заключается в том, что каждому символу ставят в соответствие двоичный код от 00000000 до 11111111 или соответствующий ему десятичный код от 0 до 255.
Необходимо помнить, что в настоящее время для кодировки русских букв используют пять различных кодовых таблиц (КОИ - 8, СР1251, СР866, Мас, ISO), причем тексты, закодированные при помощи одной таблицы не будут правильно отображаться в другой кодировке. Наглядно это можно представить в виде фрагмента объединенной таблицы кодировки символов.
Одному и тому же двоичному коду ставится в соответствие различные символы.
В середине 50-х годов для больших ЭВМ, которые применялись в научных и военных исследованиях, впервые в графическом виде было реализовано представление данных. В настоящее время широко используются технологии обработки графической информации с помощью ПК. Графический интерфейс пользователя стал стандартом "де-факто" для ПО разных классов, начиная с операционных систем. Вероятно, это связано со свойством человеческой психики: наглядность способствует более быстрому пониманию. Широкое применение получила специальная область информатики, которая изучает методы и средства создания и обработки изображений с помощью программно-аппаратных вычислительных комплексов, - компьютерная графика. Без нее трудно представить уже не только компьютерный, но и вполне материальный мир, так как визуализация данных применяется во многих сферах человеческой деятельности. В качестве примера можно привести опытно-конструкторские разработки, медицину (компьютерная томография), научные исследования и др.
Особенно интенсивно технология обработки графической информации с помощью компьютера стала развиваться в 80-х годах. Графическую информацию можно представлять в двух формах: аналоговой или дискретной. Живописное полотно, цвет которого изменяется непрерывно - это пример аналогового представления, а изображение, напечатанное при помощи струйного принтера и состоящее из отдельных точек разного цвета - это дискретное представление. Путем разбиения графического изображения (дискретизации) происходит преобразование графической информации из аналоговой формы в дискретную. При этом производится кодирование - присвоение каждому элементу конкретного значения в форме кода. При кодировании изображения происходит его пространственная дискретизация. Ее можно сравнить с построением изображения из большого количества маленьких цветных фрагментов (метод мозаики). Все изображение разбивается на отдельные точки, каждому элементу ставится в соответствие код его цвета. При этом качество кодирования будет зависеть от следующих параметров: размера точки и количества используемых цветов. Чем меньше размер точки, а, значит, изображение составляется из большего количества точек, тем выше качество кодирования. Чем большее количество цветов используется (т. е. точка изображения может принимать больше возможных состояний), тем больше информации несет каждая точка, а, значит, увеличивается качество кодирования. Создание и хранение графических объектов возможно в нескольких видах - в виде векторного, фрактального или растрового изображения. Отдельным предметом считается 3D (трехмерная) графика, в которой сочетаются векторный и растровый способы формирования изображений. Она изучает методы и приемы построения объемных моделей объектов в виртуальном пространстве. Для каждого вида используется свой способ кодирования графической информации.
Мир наполнен самыми разнообразными звуками: тиканье часов и гул моторов, завывание ветра и шелест листьев, пение птиц и голоса людей. О том, как рождаются звуки и что они собой представляют люди начали догадываться очень давно. Еще древнегреческий философ и ученый - энциклопедист Аристотель, исходя из наблюдений, объяснял природу звука, полагая, что звучащее тело создает попеременное сжатие и разрежение воздуха. Так, колеблющаяся струна то разряжает, то уплотняет воздух, а из-за упругости воздуха эти чередующиеся воздействия передаются дальше в пространство - от слоя к слою, возникают упругие волны. Достигая нашего уха, они воздействуют на барабанные перепонки и вызывают ощущение звука.
На слух человек воспринимает упругие волны, имеющие частоту где-то в пределах от 16 Гц до 20 кГц (1 Гц - 1 колебание в секунду). В соответствии с этим упругие волны в любой среде, частоты которых лежат в указанных пределах, называют звуковыми волнами или просто звуком. В учении о звуке важны такие понятия как тон и тембр звука. Всякий реальный звук, будь то игра музыкальных инструментов или голос человека, - это своеобразная смесь многих гармонических колебаний с определенным набором частот.
Колебание, которое имеет наиболее низкую частоту, называют основным тоном, другие - обертонами.
Тембр - разное количество обертонов, присущих тому или иному звуку, которое придает ему особую окраску. Отличие одного тембра от другого обусловлено не только числом, но и интенсивностью обертонов, сопровождающих звучание основного тона. Именно по тембру мы легко можем отличить звуки рояля и скрипки, гитары и флейты, узнать голос знакомого человека.
Музыкальный звук можно характеризовать тремя качествами: тембром, т. е. окраской звука, которая зависит от формы колебаний, высотой, определяющейся числом колебаний в секунду (частотой), и громкостью, зависящей от интенсивности колебаний.
Компьютер широко применяют в настоящее время в различных сферах. Не стала исключением и обработка звуковой информации, музыка. До 1983 года все записи музыки выходили на виниловых пластинках и компакт-кассетах. В настоящее время широкое распространение получили компакт-диски. Если имеется компьютер, на котором установлена студийная звуковая плата, с подключенными к ней MIDI-клавиатурой и микрофоном, то можно работать со специализированным музыкальным программным обеспечением.
Условно его можно разбить на несколько видов:
1) всевозможные служебные программы и драйверы, предназначенные для работы с конкретными звуковыми платами и внешними устройствами;
2) аудиоредакторы, которые предназначены для работы со звуковыми файлами, позволяют производить с ними любые операции - от разбиения на части до обработки эффектами;
3) программные синтезаторы, которые появились сравнительно недавно и корректно работают только на мощных компьютерах. Они позволяют экспериментировать с созданием различных звуков;
и другие.
3.
Перевод чисел из одной системы счисления в другую составляет важную часть машинной арифметики. Рассмотрим основные правила перевода.
1. Для перевода двоичного числа в десятичное необходимо его записать в виде многочлена, состоящего из произведений цифр числа и соответствующей степени числа 2, и вычислить по правилам десятичной арифметики:
При переводе удобно пользоваться таблицей степеней двойки:
Таблица 4. Степени числа 2
|
n (степень) |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
1 |
2 |
4 |
8 |
16 |
32 |
64 |
128 |
256 |
512 |
1024 |
Пример . Число перевести в десятичную систему счисления.
2. Для перевода восьмеричного числа в десятичное необходимо его записать в виде многочлена, состоящего из произведений цифр числа и соответствующей степени числа 8, и вычислить по правилам десятичной арифметики:
При переводе удобно пользоваться таблицей степеней восьмерки:
Таблица 5. Степени числа 8
|
n (степень) |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
1 |
8 |
64 |
512 |
4096 |
32768 |
262144 |
Пример . Число перевести в десятичную систему счисления.
3. Для перевода шестнадцатеричного числа в десятичное необходимо его записать в виде многочлена, состоящего из произведений цифр числа и соответствующей степени числа 16, и вычислить по правилам десятичной арифметики:
При переводе удобно пользоваться таблицей степеней числа 16:
Таблица 6. Степени числа 16
|
n (степень) |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
1 |
16 |
256 |
4096 |
65536 |
1048576 |
16777216 |
Пример . Число перевести в десятичную систему счисления.
4. Для перевода десятичного числа в двоичную систему его необходимо последовательно делить на 2 до тех пор, пока не останется остаток, меньший или равный 1. Число в двоичной системе записывается как последовательность последнего результата деления и остатков от деления в обратном порядке.
Пример. Число перевести в двоичную систему счисления.
5. Для перевода десятичного числа в восьмеричную систему его необходимо последовательно делить на 8 до тех пор, пока не останется остаток, меньший или равный 7. Число в восьмеричной системе записывается как последовательность цифр последнего результата деления и остатков от деления в обратном порядке.
Пример. Число перевести в восьмеричную систему счисления.
6. Для перевода десятичного числа в шестнадцатеричную систему его необходимо последовательно делить на 16 до тех пор, пока не останется остаток, меньший или равный 15. Число в шестнадцатеричной системе записывается как последовательность цифр последнего результата деления и остатков от деления в обратном порядке.
Пример. Число перевести в шестнадцатеричную систему счисления.
7. Чтобы перевести число из двоичной системы в восьмеричную, его нужно разбить на триады (тройки цифр), начиная с младшего разряда, в случае необходимости дополнив старшую триаду нулями, и каждую триаду заменить соответствующей восьмеричной цифрой (табл. 3).
Пример. Число перевести в восьмеричную систему счисления.
8. Чтобы перевести число из двоичной системы в шестнадцатеричную, его нужно разбить на тетрады (четверки цифр), начиная с младшего разряда, в случае необходимости дополнив старшую тетраду нулями, и каждую тетраду заменить соответствующей восьмеричной цифрой (табл. 3).
Пример. Число перевести в шестнадцатеричную систему счисления.
9. Для перевода восьмеричного числа в двоичное необходимо каждую цифру заменить эквивалентной ей двоичной триадой.
Пример. Число перевести в двоичную систему счисления.
10. Для перевода шестнадцатеричного числа в двоичное необходимо каждую цифру заменить эквивалентной ей двоичной тетрадой.
Пример. Число перевести в двоичную систему счисления.
11. При переходе из восьмеричной системы счисления в шестнадцатеричную и обратно, необходим промежуточный перевод чисел в двоичную систему.
Пример 1. Число перевести в восьмеричную систему счисления.
Пример 2. Число перевести в шестнадцатеричную систему счисления.
4.
Представление чисел в формате с фиксированной запятой. Целые числа в компьютере хранятся в памяти в формате с фиксированной запятой. В этом случае каждому разряду ячейки памяти соответствует всегда один и тот же разряд числа, а "запятая" "находится" справа после младшего разряда, то есть вне разрядной сетки.
Для хранения целых неотрицательных чисел отводится одна ячейка памяти (8 битов). Например, число А2 = = 111100002 будет храниться в ячейке памяти следующим образом:
|
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
Максимальное значение целого неотрицательного числа достигается в случае, когда во всех ячейках хранятся единицы. Для n-разрядного представления оно будет равно
2n - 1.
Определим диапазон чисел, которые могут храниться в оперативной памяти в формате целых неотрицательных чисел. Минимальное число соответствует восьми нулям, хранящимся в восьми битах ячейки памяти, и равно нулю. Максимальное число соответствует восьми единицам и равно
А = 1 27 + 1 26 + 1 25 + 1 24 + 1 23 + 1 22 + 1 21 + 1 20 = 1 28 - 1 = 25510.
Диапазон изменения целых неотрицательных чисел чисел: от 0 до 255.
Для хранения целых чисел со знаком отводится две ячейки памяти (16 битов), причем старший (левый) разряд отводится под знак числа (если число положительное, то в знаковый разряд записывается 0, если число отрицательное - 1).
Представление в компьютере положительных чисел с использованием формата "знак-величина" называется прямым кодом числа. Например, число 200210 = 111110100102 будет представлено в 16-разрядном представлении следующим образом:
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
Представление чисел в формате с плавающей запятой. Вещественные числа хранятся и обрабатываются в компьютере в формате с плавающей запятой. В этом случае положение запятой в записи числа может изменяться.
Формат чисел с плавающей запятой базируется на экспоненциальной форме записи, в которой может быть представлено любое число. Так число А может быть представлено в виде:
|
A = m qn |
2.3 |
где m - мантисса числа;
q - основание системы счисления;
n - порядок числа.
Для единообразия представления чисел с плавающей запятой используется нормализованная форма, при которой мантисса отвечает условию:
1/n |m| < 1.
Это означает, что мантисса должна быть правильной дробью и иметь после запятой цифру, отличную от нуля.
Преобразуем десятичное число 555,55, записанное в естественной форме, в экспоненциальную форму с нормализованной мантиссой:
555,55 = 0,55555 103 .
Здесь нормализованная мантисса: m = 0,55555, порядок: n = 3.
Число в формате с плавающей запятой занимает в памяти компьютера 4 (число обычной точности) или 8 байтов (число двойной точности). При записи числа с плавающей запятой выделяются разряды для хранения знака мантиссы, знака порядка, порядка и мантиссы.
Диапазон изменения чисел определяется количеством разрядов, отведенных для хранения порядка числа, а точность (количество значащих цифр) определяется количеством разрядов, отведенных для хранения мантиссы.
Определим максимальное число и его точность для формата чисел обычной точности, если для хранения порядка и его знака отводится 8 разрядов, а для хранения мантиссы и ее знака - 24 разряда:
|
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
знак и порядок |
знак и мантисса |
5.
Персональный компьютер (ПК) предназначен для хранения и переработки информации. Информация может представлять собой текст, таблицы, рисунки, фотографии, звукозаписи и т. п. Информация хранится и обрабатывается в цифровом виде. Единица измерения информации - байт. Один байт (1б) соответствует примерно одному символу текста. Для удобства введены также более крупные единицы измерения информации: килобайт (Кб), мегабайт (Мб), гигабайт (Гб).
Современный ПК включает в себя следующие элементы:
Кроме перечисленных, в состав ПК могут входить модем или факс-модем, плоттер, устройства воспроизведения и записи звука и некоторые другие устройства.
Системный блок
В системном блоке размещаются основные устройства ПК, осуществляющие переработку и хранение информации. Непосредственно переработку информации производит процессор, размещенный на материнской плате системного блока. Основная характеристика процессора - его быстродействие, иначе называемое «тактовая частота». Единица измерения тактовой частоты - мегагерц (МГц), Современные офисные ПК оснащены процессорами с тактовой частотой 200...400 МГц. Кроме того, на материнской плате системного блока расположено оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), или оперативная память1. ОЗУ хранит информацию, в данный момент перерабатываемую процессором. Необходимо отметить, что информация в оперативной памяти хранится только при включенном ПК. После выключения ПК вся информация из ОЗУ пропадает. Основная характеристика ОЗУ - объем хранимой информации. Современные офисные ПК оснащены ОЗУ объемом 32...64 Мб. Постоянное хранение информации производится на жестком диске2, который также называют «винчестер». Основная характеристика жесткого диска - объем хранимой информации. Современные офисные ПК оснащены жестким диском объемом 3...7 Гб. Для работы с внешними носителями информации системный блок имеет 1 или 2 дисковода для дискет3, а также устройство для работы с лазерными компакт-дисками4. В последнее время используются почти исключительно дискеты размером 3,5" с объемом хранимой информации 1,44 Мб. Иногда еще встречаются дискеты размером 5" с объемом хранимой информации до 1,2 Мб. Компакт-диск может содержать информацию объемом до 640 Мб. Кроме перечисленных устройств, в системном блоке расположены и другие устройства, обеспечивающие работу ПК: блок питания, видеоплата, контроллеры, платы управления внешними устройствами.
Монитор
Монитор служит для отображения информации. Подавляющее число современных мониторов цветные. Большинство мониторов оснащено электронно-лучевой трубкой и работает по принципу телевизора. Монитор имеет собственную кнопку включения и выключения, а также кнопки или регуляторы для настройки яркости, контрастности и размера изображения. Современные офисные ПК имеют мониторы с размером экрана по диагонали 15" (38 см) или 17" (43 см).
Клавиатура
Клавиатура предназначена для ввода информации и управления ПК. В настоящее время чаще всего используются так называемые «стандартные клавиатуры 101/102 клавиши». На клавиатуре имеются алфавитно-цифровые клавиши, предназначенные для ввода букв, цифр, знаков препинания, некоторых математических и специальных символов. Расположение алфавитно-цифровых клавиш соответствует стандартной пишущей машинке. Ввод прописных букв производится при нажатой клавише [Shift]. Для переключения клавиатуры в верхний регистр используют клавишу [CapsLock]. Включение этой клавиши отмечается индикатором в правом верхнем углу клавиатуры. Для подтверждения выбранной команды, перехода к новому абзацу при вводе текста используют клавишу [Enter]. Для отказа от выполнения — клавишу [Esc]. Для перемещения курсора используют клавиши , , , , [Home], [End], [PageDown], [PageUp]. Для удаления символа слева от курсора используют клавишу [Backspace], расположенную над клавишей [Enter]. Часто на клавиатуре вместо названия этой клавиши изображена стрелка влево [<-]. Для удаления выделенного объекта или удаления символа справа от курсора используют клавишу [Delete]. Клавиши [Ctrl] и [Alt] используют, как правило, в комбинации с другими клавишами. Функциональные клавиши от [F1] до [F12] могут иметь разное назначение, в зависимости от используемой в данный момент программы. Однако, клавиша [F1] практически во всех случаях вызывает справочную систему.
Мышь
Мышь предназначена для перемещения курсора по экрану и управления различными объектами. В настоящее время чаще всего встречаются двухкнопочные мыши.
Принтер
Принтеры служат для вывода документов на бумагу. В современном офисе чаще всего используют лазерные принтеры. Лазерный принтер позволяет печатать до 10 страниц в минуту, обеспечивая высокое качество печати. Струйные принтеры работают медленнее, качество печати на них ниже. В то же время, струйные принтеры обеспечивают сравнительно недорогую многоцветную печать. Матричные принтеры в современных офисах практически не используются.
Сканер
Сканер предназначен для ввода в ПК рисунков, фотографий, схем и других изображений. Помимо этого, сканер, при наличии специальной программы, позволяет вводить и распознавать текстовые материалы. В настоящее время повсеместно используют планшетные сканеры. Ручные сканеры уже практически не встречаются.
6.
Первый накопитель на жестких дисках (Hard Disk Drive — HDD) был создан в 1973 г. по технологии фирмы IBM и имел кодовое обозначение «30/30» (двухсторонний диск емкостью 30 +30 Мбайт), которое совпало с названием известного охотничьего ружья «винчестер», использовавшегося при завоевании Дикого Запада. По этой причине накопители на жестких дисках получили название «винчестер». В 1979 г. Ф. Коннер и А. Шугарт организовали производство первых жестких пятидюймовых дисков емкостью 6 Мбайт.
По сравнению с дискетами HDD обладают такими преимуществами: значительно большая емкость (чтобы сохранить данные объемом 420 Мбайт, требуется один HDD или около 290 дискет 3,5" HD) и время доступа для NDD. Оно на порядок меньше, чем для приводов дискет.
2.1. Конструкция и принцип действия
Несмотря на большое разнообразие моделей винчестеров принцип их действия и основные конструктивные элементы одинаковы. На рис. 3.4 показаны основные элементы конструкции накопителя на жестком диске:
Типовой накопитель состоит из герметичного корпуса (гермоблока) и платы электронного блока. В гермоблоке размещены все механические части, на плате — вся управляющая электроника. Внутри гермоблока установлен шпиндель с одним или несколькими магнитными дисками. Под ними расположен двигатель. Ближе к разъемам, с левой или правой стороны от шпинделя находится поворотный позиционер магнитных головок. Позиционер соединен с печатной платой гибким ленточным кабелем (иногда одножильными проводами).
Гермоблок заполняется воздухом под давлением в одну атмосферу. В крышках гермоблоков некоторых винчестеров имеется специальное отверстие, заклеенное фильтрующей пленкой, которое служит для выравнивания давления внутри блока и снаружи, а также для поглощения пыли.
Интерфейс — коммуникационное устройство (или протокол обмена), позволяющее одному устройству взаимодействовать с другим и устанавливать соответствие между выходами одного устройства и входами другого. Основная функция интерфейса HDD — передача данных из вычислителя ПК в накопитель и обратно. Разработано несколько основных типов интерфейсов: ESDI, IDE, SCSI. Распространенный в конце 1980-х гг. интерфейс ESDI не отвечает требованиям современных систем по быстродействию, кроме того, его различные исполнения часто бывают несовместимы. В связи с этим ему на смену пришли интерфейсы: IDE (1989 г.), обладающий повышенным быстродействием, и SCSI (1986 г.), имеющий большие возможности для расширения системы за счет подключения разнообразных устройств, а также E-IDE — расширенный IDE.
IDE и SCSI — интерфейсы, в которых контроллер выполнен в виде микросхемы, установленной на плате накопителя. В интерфейсе SCSI между контроллером и системной шиной введен еще один уровень организации данных и управления, а интерфейс IDE взаимодействует с системной шиной непосредственно.
Основными характеристиками накопителей на жестких дисках, которые следует принимать во внимание при выборе устройства, являются емкость, быстродействие и время безотказной работы.
Емкость винчестера определяется максимальным объемом данных, которые можно записать на носитель. Реальная величина емкости винчестера достигает сотни гигабайт. Прогресс в области создания и производства накопителей на жестких дисках приводит к тому, что ежегодно плотность записи (и соответственно емкость) увеличивается примерно на 60%.
Среднее время доступа к различным объектам на HDD определяет фактическую производительность накопителя. Время, необходимое винчестеру для поиска любой информации на диске, измеряется миллисекундами. Среднее время доступа винчестеров составляет 7 — 9 мс.
Размер кэш-памяти (быстрой буферной памяти) винчестеров колеблется в диапазоне от 512 Кбайт до 2 Мбайт.
Скорость передачи данных (Maximum Data Transfer Rate — MDTR) зависит от таких характеристик винчестера, как число байт в секторе, число секторов на дорожке, скорость вращения дисков, и может быть рассчитана по формуле
MDTR= SRT • 512 • RPM/60 (байт/с),
где SRT — число секторов на дорожке; RPM — скорость вращения дисков, об/мин; 512 — число байт в секторе.
Средняя скорость передачи данных у накопителей 10—15 Мбайт/с.
Время безотказной работы для накопителей определяется расчетным среднестатистическим временем между отказами (Mean Time Between Failures — MTBF), характеризующим надежность устройства, указывается в документации и обычно составляет 20 000 — 500 000 ч. Практика показывает, что если накопитель на жестком диске безотказно работает на протяжении первого месяца гарантийного срока, он будет так же безотказно работать до окончания срока своего морального старения.
Подобно дискетам, жесткий диск делится на дорожки и секторы, как показано на рис. 3.5. Каждая дорожка однозначно определяется номером головки и порядковым номером, отсчитываемым на диске относительно внешнего края. Накопитель содержит несколько дисков, расположенных один над другим; их разбиения идентичны. Поэтому принято рассматривать пакет жестких дисков в виде цилиндров, каждый из которых состоит из аналогичных дорожек на поверхностях каждого диска. Секторы идентифицируются своим порядковым номером относительно начала дорожки. Нумерация секторов на дорожке начинается с единицы, а головок и цилиндров — с нуля.
7.
Оптические (лазерные) диски в настоящее время являются наиболее популярными носителями информации. В них используется оптический принцип записи и считывания информации с помощью лазерного луча.
Информация на лазерном диске записывается на одну спиралевидную дорожку, начинающуюся от центра диска и содержащую чередующиеся участки впадин и выступов с различной отражающей способностью.
При считывании информации с оптических дисков луч лазера, установленного в дисководе, падает на поверхность вращающегося диска и отражается. Так как поверхность оптического диска имеет участки с различными коэффициентами отражения, то отраженный луч также меняет свою интенсивность (логические 0 или 1). Затем отраженные световые импульсы преобразуются с помощью фотоэлементов в электрические импульсы.
В процессе записи информации на оптические диски применяются различные технологии: от простой штамповки до изменения отражающей способности участков поверхности диска с помощью мощного лазера.
Существует два типа оптических дисков:
CD-диски (CD - Compact Disk, компакт диск), на который может быть записано до 700 Мбайт информации;
DVD-диски (DVD - Digital Versatile Disk, цифровой универсальный диск), которые имеют значительно большую информационную емкость (4,7 Гбайт), так как оптические дорожки на них имеют меньшую толщину и размещены более плотно.
Накопители оптических дисков делятся на три вида:
Без возможности записи - CD-ROM и DVD-ROM
С однократной записью и многократным чтением -
CD-R и DVD±R (R — recordable, записываемый).
С возможностью перезаписи - CD-RW и DVD±RW
8.
Одной из наиболее важных составных частей любого персонального компьютера является его видеосистема. Под этим понятием обычно подразумевают монитор (дисплей), видеоадаптер и набор соответствующих программ-драйверов, поставляемых в комплекте с видеоадаптером или в составе прикладных пакетов.
Самая заметная, самая крупная и самая дорогая (около 1/3 стоимости всего ПК) часть видеосистемы – дисплей (display) или монитор (monitor). Он характеризуется несколькими свойствами:
Мониторы делятся на две группы: плоские, на электронно-лучевой трубке, хотя вторая группа уже практически исчезла с рынка.
9.
В современной технической литературе можно найти различные варианты классификации принтеров. В данной работе будет проведена классификация по всем наиболее значимым характеристикам современных принтеров. Такими характеристиками являются:
- принцип работы печатающего механизма;
- максимальный формат листа;
- поддерживаемая цветность печати;
- скорость печати;
- разрешающая способность;
- цена.
По принципу работы печатающего механизма различаются матричные, струйные и лазерные (страничные) принтеры. Существует ряд других технологий печати, например сублимационная, печать за счет термопереноса, которые применяются гораздо реже. Лазерная и светодиодная технологии (в последнем случае вместо лазера и отклоняющего лазерный луч зеркала используется линейка светодиодов) во многих случаях с точки зрения конечного пользователя неразличимы [3].
По максимальному формату листа бумаги (или другого материала, на котором осуществляется печать) различают также несколько видов. Наиболее распространены модели формата А4 (210х297 мм.), А3 (420х297 мм.) и Legal (т.е. рассчитанные на лист бумаги чуть больший, чем А4). Модели, работающие с бумагой формата А3, стоят несколько дороже. Соотношение числа продаж у "узких" и "широких" принтеров постепенно изменяется в сторону первых. Большая часть моделей принтеров формата А3 использует матричный или струйный принцип печати, хотя существуют и лазерные принтеры формата А3. По поддерживаемой цветности печати (по гамме воспроизводимых цветов) принтеры делятся на черно-белые, черно-белые с опцией цветной печати (такие модели есть среди матричных и струйных) и цветные. Для цветных принтеров в рамках одного типа (струйных) качество печати очень существенно меняется от модели к модели. В результате и позиционируются они на рынке по-разному. Принтеры с опцией цветной печати, как правило, стоят несколько дороже (для лазерных принтеров намного дороже), чем черно-белые модели.
Для качественного воспроизведения иллюстраций, хранящихся в векторных форматах, важно наличие встроенного интерпретатора языка PostScript. Формально модели, поддерживающие язык PostScript, приблизительно на 25% дороже аналогичных, не включающих эту опцию. Однако, чтобы на практике воспользоваться преимуществами языка PostScript, приходится приобретать дополнительную память и разница в цене может оказаться весьма существенной
По скорости печати можно выделить четыре группы: матричные принтеры без автоподачи (ручная подача каждого листа); принтеры, обеспечивающие скорость печати до 4 стр./мин. и предназначенные для индивидуального применения; принтеры со скоростью печати до 12 стр./мин., обслуживающие рабочие группы; мощные сетевые принтеры с производительностью более 12 стр./мин. Производительность принтера - существенный фактор для организаций, где одним принтером пользуются сразу несколько человек, и практически не влияющий на потребительские предпочтения показатель, если речь заходит об индивидуальной эксплуатации печатающего устройства.
Скорость при цветной печати, как правило, значительно ниже, чем при печати одним черным цветом.
Разрешающая способность является определяющим показателем качества полученных отпечатков. Наиболее употребительной единицей измерения разрешающей способности является dpi[2]. Чем больше dpi может воспроизвести принтер, тем лучше. Особенно важна разрешающая способность, если на принтере печатаются высоко качественные изображения, фотографии и т.п. Максимальная разрешающая способность, которая реализована в современных струйных и лазерных принтерах составляет порядка 2000 dpi [6].
По ценовому фактору принтеры поделить наиболее сложно. Самые дешевые - это простые модели матричных и струйных принтеров, не отличающиеся высокой скоростью и качеством печати. Они занимают ценовой диапазон от 70$ до 150$. Далее, в ценовом диапазоне от 150$ до 500$, можно условно выделить хорошие модели струйных принтеров и черно-белые лазерные. К принтерам стоимостью более 500$ относятся профессиональные фотографические струйные принтеры, широкоформатные и цветные лазерные принтеры. Цена хорошего производительного цветного лазерного принтера (корпоративного) может составить сумму в десятки тысяч долларов [11].
Полная классификация устройств не будет никогда завершена, потому что устройства постоянно изменяются: используются новые технологии, старые модели реализуются с использованием каких - либо новшеств, а кажущиеся абсолютными идеи повторяются снова и снова.
Поскольку самой важной характеристикой принтера является принцип действия печатающего механизма (который во многом определяет и другие характеристики), то целесообразно будет произвести рассмотрение и анализ характеристик принтеров применительно к каждой технологии действия печатающего механизма: матричной, струйной и лазерной.
Одно из наиболее важных технологических новшеств лазерной технологии печати - переход на принтерные архитектуры, базирующиеся на использовании ресурсов ведущего ПК. Раньше в печатающих устройствах для формирования (растризации) выводимого на печать изображения, как правило, применялись языки управления принтерами. Лазерные принтеры подразделялись на две категории: работающие под управлением PCL (Printer Control Language - язык управления принтерами) компании Hewlett-Packard и PostScript фирмы Adobe. В струйных принтерах применялся в основном язык PCL или один из стандартных командных языков для матричных принтеров (таких, как эмуляторы режимов Epson и IBM) [17].
Преимущество такого подхода состоит в том, что компьютер пересылает сравнительно компактные инструкции в контроллер принтера, а контроллер затем преобразует их в изображение на странице. Таким образом, передача системой достаточно сложных страниц происходит очень быстро; пока контроллер принтера занят интенсивной черновой работой (форматированием изображения), компьютер может вернуться к выполнению других задач. Недостаток - функции контроллера может выполнять лишь весьма совершенный микрокомпьютер с мощным процессором и большим объемом памяти. А это обходится недешево.
С появлением Windows новый подход стал вполне осуществимым. Прежде чем вывести на экран компьютера изображение документа или иные данные, прикладная программа Windows должна создать их образ в памяти. Выполняется это с помощью GDI (Graphics Device Interface - интерфейс графических устройств), составной части системы Windows. Как оказалось, такой же подход применим и к печати: если можно передать отформатированное изображение на экран, то почему бы не переслать его на принтер?
10.
В основу работы компьютеров положен программный принцип управления, состоящий в том, что компьютер выполняет действия по заранее заданной программе. Этот принцип обеспечивает универсальность использования компьютера: в определенный момент времени решается задача соответственно выбранной программе. После ее завершения в память загружается другая программа и т.д.
Программа - это запись алгоритма решения задачи в виде последовательности команд или операторов языком, который понимает компьютер. Конечной целью любой компьютерной программы является управление аппаратными средствами.
Для нормального решения задач на компьютере нужно, чтобы программа была отлажена, не требовала доработок и имела соответствующую документацию. Поэтому, относительно работы на компьютере часто используют термин программное обеспечение (software), под которым понимают совокупность программ, процедур и правил, а также документации, касающихся функционирования системы обработки данных.
Программное и аппаратное обеспечение в компьютере работают в неразрывной связи и взаимодействии. Состав программного обеспечения вычислительной системы называется программной конфигурацией. Между программами существует взаимосвязь, то есть работа множества программ базируется на программах низшего уровня.
Междупрограммный интерфейс - это распределение программного обеспечения на несколько связанных между собою уровней. Уровни программного обеспечения представляют собой пирамиду, где каждый высший уровень базируется на программном обеспечении предшествующих уровней. Схематично структура программного обеспечения приведена на рис. 1.
|
Базовый уровень
Базовый уровень является низшим уровнем программного обеспечения. Отвечает за взаимодействие с базовыми аппаратными средствами. Базовое программное обеспечение содержится в составе базового аппаратного обеспечения и сохраняется в специальных микросхемах постоянного запоминающего устройства (ПЗУ), образуя базовую систему ввода-вывода BIOS. Программы и данные записываются в ПЗУ на этапе производства и не могут быть изменены во время эксплуатации.
Системный уровень
Системный уровень - является переходным. Программы этого уровня обеспечивают взаимодействие других программ компьютера с программами базового уровня и непосредственно с аппаратным обеспечением. От программ этого уровня зависят эксплуатационные показатели всей вычислительной системы. При подсоединении к компьютеру нового оборудования, на системном уровне должна быть установлена программа, обеспечивающая для остальных программ взаимосвязь с устройством. Конкретные программы, предназначенные для взаимодействия с конкретными устройствами, называют драйверами.
Другой класс программ системного уровня отвечает за взаимодействие с пользователем. Благодаря ему, можно вводить данные в вычислительную систему, руководить ее работой и получать результат в удобной форме. Это средства обеспечения пользовательского интерфейса, от них зависит удобство и производительность работы с компьютером.
Совокупность программного обеспечения системного уровня образует ядро операционной системы компьютера. Наличие ядра операционной системы - это первое условие для возможности практической работы пользователя с вычислительной системой. Ядро операционной системы выполняет такие функции: управление памятью, процессами ввода-вывода, файловой системой, организация взаимодействия и диспетчеризация процессов, учет использования ресурсов, обработка команд и т.д.
Служебный уровень
Программы этого уровня взаимодействуют как с программами базового уровня, так и с программами системного уровня. Назначение служебных программ (утилит) состоит в автоматизации работ по проверке и настройки компьютерной системы, а также для улучшения функций системных программ. Некоторые служебные программы (программы обслуживания) сразу входят в состав операционной системы, дополняя ее ядро, но большинство являются внешними программами и расширяют функции операционной системы. То есть, в разработке служебных программ отслеживаются два направления: интеграция с операционной системой и автономное функционирование.
Классификация служебных программных средств
1. Диспетчеры файлов (файловые менеджеры). С их помощью выполняется большинство операций по обслуживанию файловой структуры: копирование, перемещение, переименование файлов, создание каталогов (папок), уничтожение объектов, поиск файлов и навигация в файловой структуре. Базовые программные средства содержатся в составе программ системного уровня и устанавливаются вместе с операционной системой
2. Средства сжатия данных (архиваторы). Предназначены для создания архивов. Архивные файлы имеют повышенную плотность записи информации и соответственно, эффективнее используют носители информации.
3. Средства диагностики. Предназначены для автоматизации процессов диагностики программного и аппаратного обеспечения. Их используют для исправления ошибок и для оптимизации работы компьютерной системы.
4. Программы инсталляции (установки). Предназначены для контроля за добавлением в текущую программную конфигурацию нового программного обеспечения. Они следят за состоянием и изменением окружающей программной среды, отслеживают и протоколируют образование новых связей, утерянных во время уничтожения определенных программ. Простые средства управления установлением и уничтожением программ содержатся в составе операционной системы, но могут использоваться и дополнительные служебные программы.
5. Средства коммуникации. Разрешают устанавливать соединение с удаленными компьютерами, передают сообщения электронной почты, пересылают факсимильные сообщения и т.п..
6. Средства просмотра и воспроизведения. Преимущественно, для работы с файлами, их необходимо загрузить в "родную" прикладную программу и внести необходимые исправления. Но, если редактирование не нужно, существуют универсальные средства для просмотра (в случае текста) или воспроизведения (в случае звука или видео) данных.
7. Средства компьютерной безопасности. К ним относятся средства пассивной и активной защиты данных от повреждения, несанкционированного доступа, просмотра и изменения данных. Средства пассивной защиты - это служебные программы, предназначенные для резервного копирования. Средства активной защиты применяют антивирусное программное обеспечение. Для защиты данных от несанкционированного доступа, их просмотра и изменения используют специальные системы, базирующиеся на криптографии.
Прикладной уровень
Программное обеспечение этого уровня представляет собой комплекс прикладных программ, с помощью которых выполняются конкретные задачи (производственных, творческих, развлекательных и учебных). Между прикладным и системным программным обеспечением существует тесная взаимосвязь. Универсальность вычислительной системы, доступность прикладных программ и широта функциональных возможностей компьютера непосредственно зависят от типа имеющейся операционной системы, системных средств, помещенных в ее ядро и взаимодействии комплекса человек-программа-оборудование.
11.
Операционная система (ОС) – это комплекс взаимосвязанных системных программ для организации взаимодействия пользователя с компьютером и выполнения всех других программ. ОС относятся к составу системного программного обеспечения и являются основной его частью. Операционные системы: MS DOS 7.0, Windows Vista Business, Windows 2008 Server, OS/2, UNIX, Linux.
Основные функции ОС:
12.
Одной из основных задач ОС является предоставление удобств пользователю при работе с данными, хранящимися на дисках. Для этого ОС подменяет физическую структуру хранящихся данных некоторой удобной для пользователя логической моделью, которая реализуется в виде дерева каталогов, выводимого на экран такими утилитами, как Norton Commander, Far Manager или Windows Explorer. Базовым элементом этой модели являетсяфайл, который так же, как и файловая система в целом, может характеризоваться как логической, так и физической структурой.
Файл – именованная область внешней памяти, предназначенная для считывания и записи данных.
Файлы хранятся в памяти, не зависящей от энергопитания. Исключением является электронный диск, когда в ОП создается структура, имитирующая файловую систему.
Файловая система (ФС) — это компонент ОС, обеспечивающий организацию создания, хранения и доступа к именованным наборам данных - файлам.
Файловая система включает:Файловая система включает:
Задачи, решаемые ФС, зависят от способа организации вычислительного процесса в целом. Самый простой тип – это ФС в однопользовательских и однопрограммных ОС. Основные функции в такой ФС нацелены на решение следующих задач:
Задачи ФС усложняются в однопользовательских многозадачных ОС, которые предназначены для работы одного пользователя, но дают возможность запускать одновременно несколько процессов. К перечисленным выше задачам добавляется новая задача - совместный доступ к файлу из нескольких процессов.
Файл в этом случае является разделяемым ресурсом, а значит ФС должна решать весь комплекс проблем, связанных с такими ресурсами. В частности: должны быть предусмотрены средства блокировки файла и его частей, согласование копий, предотвращение гонок, исключение тупиков. В многопользовательских системах появляется еще одна задача: Защита файлов одного пользователя от несанкционированного доступа другого пользователя.
Еще более сложными становятся функции ФС, которая работает в составе сетевой ОС ей необходимо организовать защиту файлов одного пользователя от несанкционированного доступа другого пользователя.
Основное назначение файловой системы и соответствующей ей системы управления файлами– организация удобного управления файлами, организованными как файлы: вместо низкоуровневого доступа к данным с указанием конкретных физических адресов нужной нам записи, используется логический доступ с указанием имени файла и записи в нем.
Термины «файловая система» и «система управления файлами» необходимо различать: файловая система определяет, прежде всего, принципы доступа к данным, организованным как файлы. А термин «система управления файлами» следует употреблять по отношению к конкретной реализации файловой системы, т.е. это комплекс программных модулей, обеспечивающих работу с файлами в конкретной ОС.
13.
Windows выполняет следующие основные функции:
Особенности Windows:
Windows позволяет запускать и программы, написанные для MS DOS, но при этом программы не могут использовать преимущества Windows.
Кроме того, интерфейс Windows в значительной степени стандартизирован, что облегчает пользователям процесс освоения новых порограмм.
14.
Основные объекты и приемы управления Windows
Windows является графической операционной системой для компьютеров платформы IBM PC. Ее основные средства управления – графический манипулятор (мышь или иной аналогичный) и клавиатура. Система предназначена для управления автономным компьютером, но также содержит все необходимое для создания небольшой локальной компьютерной сети (одноранговой сети) и имеет средства для интеграции компьютера во всемирную сеть (Интернет).
Рабочий стол Windows
Стартовый экран Windows представляет собой системный объект, называемый Рабочим столом. Мы не можем сказать, что экран Windows является Рабочим столом только потому, что существуют видеоадаптеры, позволяющие создать Рабочий стол, размер которого больше, чем видимый размер экрана, а также потому, что Windows имеет штатные средства, позволяющие разместить Рабочий стол на нескольких экранах, если к компьютеру подключено несколько мониторов.
Рабочий стол – это графическая среда, на которой отображаются объекты Windows и элементы управления Windows. Все, с чем мы имеем дело, работая с компьютером в данной системе, можно отнести либо к объектам, либо к элементам управления. В исходном состоянии на Рабочем столе можно наблюдать несколько экранных значков и Панель задач (рис.). Значки – это графическое представление объектов Windows, а Панель задач – один из основных элементов управления.
Управление Windows
В Windows большую часть команд можно выполнять с помощью мыши. С мышью связан активный элемент управления – указатель мыши. При перемещении мыши по плоской поверхности указатель перемещается по Рабочему столу, и его можно позиционировать на значках объектов или на пассивных элементах управления приложений.
Основными приемами управления с помощью мыши являются:
щелчок (быстрое нажатие и отпускание левой кнопки мыши);
двойной щелчок – два щелчка, выполненные с малым интервалом времени между ними;
щелчок правой кнопкой (то же, что и щелчок, но с использованием правой кнопки);
перетаскивание (drag-and-drop) – выполняется путем перемещения мыши при нажатой левой кнопке (обычно сопровождается перемещением экранного объекта, на котором установлен указатель);
протягивание мыши (drag) – выполняется, как и перетаскивание, но при этом происходит не перемещение экранного объекта, а изменение его формы;
специальное перетаскивание выполняется как и перетаскивание, но при нажатой правой кнопке мыши, а не левой;
зависание – наведение указателя мыши на значок объекта или на элемент управления и задержка его на некоторое время (при этом обычно на экране появляется всплывающая подсказка, кратко характеризующая свойства объекта).
Традиционные способы навигации по папкам. Расширенные возможности сортировки и фильтрации в библиотеках Windows. Работа с библиотеками в Windows 7. Как добавить папку в Библиотеку? Как удалить папку из Библиотеки? Как изменить папку по умолчанию в выбранной библиотеке? Как скрыть библиотеку с панели навигации? Как добавить новую библиотеку? Настройка библиотеки. Как удалить библиотеку? Как восстановить значения по умолчанию?
Так как работа с файлами и папками является вашими основными действиями, которые вы выполняете во время своей работы за компьютером, предлагаю немного подытожить, уже пройденный материал, а заодно и более детально рассмотреть работу с библиотеками.
Для удобства пользователей в Windows 7 предусмотрено множество различных способов навигации по папкам. Вывести из них самый удобный и пользоваться только им невозможно. В идеале, вы хорошо знаете их все и используете в комплексе, выбирая самый удобный из них для данной ситуации. Сразу же выучить их все и начать использовать оптимальным способом, конечно же, не получится. Такое умение обязательно придет с опытом. Поэтому, было бы неплохо, если бы вы использовали эту статью в качестве «шпаргалки» и иногда возвращались сюда, чтобы просмотреть выделенные пункты.
15.
Cервисные программы (утилиты) предназначены для выполнения различных вспомогательных операций- проверки исправности оборудования, архивации файлов, борьбы с вирусами, форматирования дисков ( подготовки новых дисков к работе путем разметки на них дорожек и секторов) и т.д. Пример: Norton Utilities. К узкопрофессиональным программам относится огромное множество программ специального назначения, ориентированных на специалистов в определенной области. Например, для расчетов прочности строительных конструкций, управления работой атомной электростанции, бухгалтерских расчетов и т.д. Однако, независимо от рода деятельности любой работник часто сталкивается с необходимостью подготовки каких-то текстовых документов, например, заявлений, отчетов, деловых писем и т.д. Для этих целей используют специальные программы- текстовые редакторы. Примеры: Word, Lexicon. Разновидностью текстовых редакторов являются издательские системы, используемые при издании книг, журналов, газет, рекламных объявлений.
Очень часто человек сталкивается с необходимостью выполнить какие-то расчеты или другие операции над данными в табличной форме. Вообще, таблицы сопровождают нас всю жизнь- расписание уроков, классный журнал, экзаменационная ведомость, расписание поездов, турнирная таблица футбольного чемпионата и т.д. Для автоматизированной обработки данных в табличной форме используют специальные программы- электронные таблицы. Примеры: Excel, Quattro.
Дефрагментация диска
Почти все современные компьютеры (то есть выпущенные после 2000 года) способны справиться с захватом и обработкой видео. Чтобы убедиться, что ваш компьютер справляется с этой задачей, в Studio имеется тест производительности, который желательно запустить сразу после установки программы. В этом случае вы немедленно обнаружите возможные проблемы.
Если диск, на котором вы будете хранить захваченные и обработанные видеоматериалы, уже содержит большой объем другой информации, его следует дефрагментировать перед выполнением теста. Дело в том, что при работе с диском Windows сохраняет и удаляет файлы со всей его поверхности, а длинные файлы могут храниться не в одном месте диска, а в разных, «по кусочкам». Дефрагментация - это процесс объединения «кусочков», в результате все файлы хранятся более компактно, а для теста производительности и проектов по редактированию видео остаются большие свободные участки.
Стандартная утилита Дефрагментация диска (Windows Disk Defragmenter) может проанализировать состояние диска и определить, нуждается ли он в дефрагментации. Мы опустим этот тест и сразу осуществим дефрагментацию, чтобы быть уверенными в том, что жесткий диск находится в наиболее оптимальной форме перед запуском теста производительности.
Порядок дефрагментации диска
Из окна Windows выберите команды Пуск => Программы => Стандартные => Служебные => Дефрагментация диска (Start => Programs => Accessories => System Tools = > Disk Defragmenter) .
Откроется окно утилиты для дефрагментации диска.
Выберите требуемый диск и щелкните по кнопке Дефрагментация (Defragment) .
Процесс этот достаточно долгий. На экране должно быть видно следующее: программа анализирует состояние диска до дефрагментации и выводит результат в виде черно-белых линий. Тонкие черные линии, окруженные белыми полосками, обозначают фрагментированные файлы, которые, в конечном счете, должны будут собраны «по кусочкам» в единое целое На дефрагментированном, готовом к тесту, диске все файлы собраны вместе и имеются большие свободные пространства.
В зависимости от размера диска и хранящихся на нем данных процесс дефрагментации может занять от минуты до нескольких часов. Имейте это в виду, прежде чем запускать утилиту.
Перед началом дефрагментации завершите работу всех программ, а во время нее не используйте компьютер. Если какая-нибудь программа произведет запись на диск во время дефрагментации, утилита Дефрагментация диска прервет свою работу и начнет ее заново, что только увеличит потраченное время.
Наличие на диске больших файлов замедляет дефрагментацию. Поэтому перед ее началом имеет смысл удалить чересчур большие видеофайлы и вообще все ненужные материалы.
16.
ППП Microsoft Office - это совокупность программных средств автоматизации офисной деятельности. В состав пакета входит множество приложений, каждое из которых предназначено для выполнения определенных функций и может быть использовано автономно и независимо от остальных. Весь набор офисных приложений можно разделить на основные идополнительные.
Основные компоненты Microsoft Office
Список и назначение основных компонентов, входящих в состав Microsoft Office приведен в таб. 1.
Таблица 1. Основные компоненты Microsoft Office
|
Название приложения |
Функциональное назначение приложения |
|
Microsoft Word |
Текстовый процессор |
|
Microsoft Excel |
Табличный процессор |
|
Microsoft PowerPoint |
Система подготовки презентаций |
|
Outlook |
Система управления персональной информацией |
|
Microsoft Access |
Система управления базами данных |
|
Microsoft Binder |
Система управления подшивками |
|
Microsoft FrontPage |
Система управления Web-узлами |
|
Microsoft PhotoDraw |
Графический редактор |
|
Microsoft Publisher |
Настольная издательская система |
|
Microsoft Project |
Система управления проектами |
|
Microsoft Team Manager |
Система управления персоналом |
Дополнительные компоненты MS Office
Кроме основных компонентов, в семейство Microsoft Office входит большое количество вспомогательных приложений, которые устанавливаются (или не устанавливаются) вместе с основными. Ими можно воспользоваться из основных приложений или вызвать независимо. В таб. 2 перечислены некоторые из вспомогательных приложений.
Таблица 2. Некоторые вспомогательные приложения Microsoft Office
|
Название приложения |
Функциональное назначение приложения |
|
Microsoft Query |
Интерпретатор запросов к внешним базам данных |
|
Microsoft Organization Chart |
Программа рисования блок-схем |
|
Microsoft WordArt |
Программа создания фигурных текстов |
|
Microsoft Equation |
Редактор математических формул |
|
Microsoft Map |
Программа отображения данных на географических картах |
|
Microsoft Graph |
Программа построения диаграмм |
|
Microsoft Photo Editor |
Графический редактор |
|
Microsoft Draw |
Средство рисования |
|
Microsoft Find Fast |
Служба индексации документов |
|
Microsoft Extended Finder |
Средство поиска документов в папках файловой системы и электронной почты |
|
Microsoft Script Editor |
Редактор сценариев |
|
Microsoft ClipArt |
Коллекция картинок и клипов |
|
Панель Microsoft Office |
Средство быстрого доступа к приложениям Office |
17.
Алгоpитм — точное и понятное пpедписание исполнителю совеpшить последовательность действий, направленных на решение поставленной задачи.
Название "алгоритм" произошло от латинской формы имени среднеазиатского математика аль-Хорезми — Algorithmi. Алгоритм — одно из основных понятий информатики и математики.
Основные свойства алгоритмов следующие:
Формы представления алгоритмов.
На практике наиболее распространены следующие формы представления алгоритмов:
Словесный способ записи алгоритмов представляет собой описание последовательных этапов обработки данных. Алгоритм задается в произвольном изложении на естественном языке. Например. Записать алгоритм нахождения наибольшего общего делителя (НОД) двух натуральных чисел.
18.
Алгоритм решения задачи, заданный в виде последовательности команд на языке вычислительной машины (в кодах машины), называется машинной программой.Команда машинной программы или машинная команда — элементарная инструкция машине, выполняемая ею автоматически без каких-либо дополнительных указаний и пояснений.
Программирование — теоретическая и практическая деятельность, связанная с созданием программ. Процесс перевода алгоритма в машинную программу называетсятрансляцией.
Осуществление трансляции силами человека — задача очень сложная в силу большого объема работы и сложности системы команд современных ЭВМ. Поэтому в целях облегчения задачи трансляции появились промежуточные способы задания алгоритмов, получившие название языков программирования.
Первоначально появились программы, переводящие символические имена в машинные коды. Затем были созданы программы, транслирующие арифметические выражения и, наконец, в 1958 году появился транслятор Фортрана — первого широко используемого языка программирования. С тех пор было создано множество языков программирования.
Как и естественные языки, языки программирования имеют свой алфавит, синтаксис и семантику (смысловое содержание). В зависимости от уровня абстракции понятий, которыми оперируют языки программирования, их принято подразделять на языкинизкого и высокого уровня.
Процесс разработки программы можно разбить на несколько этапов, последовательности выполнения которых рекомендуется строго придерживаться.
Перечислим их:
1. Постановка задачи
2. Выбор метода решения
3. Разработка внешней спецификации программы (или ее сценария)
4. Разработка алгоритма
5. Кодирование алгоритма на языке программирования
6. Испытания программы на тестах и ее отладка.
Результаты должны быть документированы. Минимальная доку-
ментация на программу должна включать:
• Внешнюю спецификацию или сценарий
• Систему тестов
• Комментарии в тексте программы на языке программирования.
19.
Языки программирования, оперирующие понятиями математической или информационной модели (или близкими к ним) называются языками высокого уровня. Языками высокого уровня являются такие языки, как Паскаль, C++, Бейсик, Java и другие. Языки высокого уровня используются для написания сложных программ, они не привязаны к конкретной архитектуре ЭВМ, значительно легче в изучении и рассчитаны на широкий круг задач.
Бейсик является сокращением от «Beginner's All-purpose Symbolic Instruction Code» (BASIC) — Многоцелевой Символический Обучающий Код для Начинающих.
Бейсик значительно легче в изучении, чем другие языки, с ним легко работать, программы на нем пишутся обычно быстрее, чем на других языках программирования высокого уровня. Долгое время Бейсик был встроен в ПЗУ персональных компьютеров.
Бейсик считается деловым языком, снабженным мощными средствами решения специфических задач, которые обычно большинство пользователей решают при помощи небольших компьютеров, а именно: работая с файлами и выводя текстовое и графическое изображение на экране дисплея.
Исторически Бейсик обычно реализовался как интерпретатор. Однако сейчас существует множество реализаций Бейсика, использующих методы компиляции и псевдо компиляции.
Версия Бейсика от компании Microsoft — Visual Basic — является самым распространенным средством программирования в мире. Его пользуются более 20 миллионов программистов.
Язык Паскаль был создан Никлаусом Виртом в конце 60-х годов и назван в честь французского математика Блеза Паскаля. Паскаль по сравнению с другими языками программирования имеет упрощенный синтаксис. Однако Паскаль наиболее близок к идеальному алгоритмическому процедурному языку. Этот язык полностью реализует принципы структурного программирования.
Реализация Паскаля под названием Object Pascal и среда программирования Delphi являются одной из самых популярных систем программирования в мире.
20.
Поскольку текст, записанный на языке программирования, непонятен компьютеру, то требуется перевести его на машинный код. Такой перевод программы с языка программирования на язык машинных кодов называется трансляцией, а выполняется она специальными программами – трансляторами.
Транслятор - обслуживающая программа, преобразующая исходную программу, предоставленную на входном языке программирования, в рабочую программу, представленную на объектном языке.
В настоящее время трансляторы разделяются на три основные группы: ассемблеры, компиляторы и интерпретаторы.
Ассемблер - системная обслуживающая программа, которая преобразует символические конструкции в команды машинного языка. Специфической чертой ассемблеров является то, что они осуществляют дословную трансляцию одной символической команды в одну машинную. Таким образом, язык ассемблера (еще называется автокодом) предназначен для облегчения восприятия системы команд компьютера и ускорения программирования в этой системе команд. Программисту гораздо легче запомнить мнемоническое обозначение машинных команд, чем их двоичный код.
Вместе с тем, язык ассемблера, кроме аналогов машинных команд, содержит множество дополнительных директив, облегчающих, в частности, управление ресурсами компьютера, написание повторяющихся фрагментов, построение многомодульных программ. Поэтому выразительность языка намного богаче, чем просто языка символического кодирования, что значительно повышает эффективность программирования.
Компилятор - это обслуживающая программа, выполняющая трансляцию на машинный язык программы, записанной на исходном языке программирования. Также как и ассемблер, компилятор обеспечивает преобразование программы с одного языка на другой (чаще всего, в язык конкретного компьютера). Вместе с тем, команды исходного языка значительно отличаются по организации и мощности от команд машинного языка. Существуют языки, в которых одна команда исходного языка транслируется в 7-10 машинных команд. Однако есть и такие языки, в которых каждой команде может соответствовать 100 и более машинных команд (например, Пролог). Кроме того, в исходных языках достаточно часто используется строгая типизация данных, осуществляемая через их предварительное описание. Программирование может опираться не на кодирование алгоритма, а на тщательное обдумывание структур данных или классов. Процесс трансляции с таких языков обычно называется компиляцией, а исходные языки обычно относятся к языкам программирования высокого уровня (или высокоуровневым языкам). Абстрагирование языка программирования от системы команд компьютера привело к независимому созданию самых разнообразных языков, ориентированных на решение конкретных задач. Появились языки для научных расчетов, экономических расчетов, доступа к базам данных и другие.
Интерпретатор - программа или устройство, осуществляющее пооператорную трансляцию и выполнение исходной программы. В отличие от компилятора, интерпретатор не порождает на выходе программу на машинном языке. Распознав команду исходного языка, он тут же выполняет ее. Как в компиляторах, так и в интерпретаторах используются одинаковые методы анализа исходного текста программы. Но интерпретатор позволяет начать обработку данных после написания даже одной команды. Это делает процесс разработки и отладки программ более гибким. Кроме того, отсутствие выходного машинного кода позволяет не "захламлять" внешние устройства дополнительными файлами, а сам интерпретатор можно достаточно легко адаптировать к любым машинным архитектурам, разработав его только один раз на широко распространенном языке программирования. Поэтому, интерпретируемые языки, типа Java Script, VB Script, получили широкое распространение. Недостатком интерпретаторов является низкая скорость выполнения программ. Обычно интерпретируемые программы выполняются в 50-100 раз медленнее программ, написанных в машинных кодах.
21.
Линейный алгоритм или следование – это тип алгоритма, в котором последовательность действий не меняется в его процессе выполнения.
Предложение языка программирование задающее описание действия называется оператором. Операторы бывают простые и структурные.
Простыми называются операторы, которые описывают одно действие. Такие операторы используют для составления простейших линейных алгоритмов.
В программе линейный алгоритм реализуется последовательным размещением операторов.
Разветвляющийся алгоритм - алгоритм, содержащий хотя бы одно условие, в результате проверки которого ЭВМ обеспечивает переход на один из двух возможных шагов.
22.
Алгоритм называется разветвляющимся, если он содержит несколько ветвей, отличающихся друг от друга содержанием вычислений. Выход вычислительного процесса на ту или иную ветвь алгоритма определяется исходными данными задачи.
В Turbo Pascal для организации ветвления используется условный оператор
If-Then-Else, который реализует алгоритмическую конструкцию ветвления и позволяет изменить порядок выполнения программы в зависимости от истинности или ложности некоторого условия.
Условные операторы
Они служат для изменения порядка выполнения операторов в зависимости от какого-либо условия. Условные операторы использоваться для организации циклов и разветвлений.
Общий вид оператора:
IF…THEN…ELSE…
IF<условие> THEN [блок операторов1] [ELSE [блок операторов2]]
Где <условие> логическое выражение
IF< условие > THEN<№ строки операторов>
IF< условие > ELSE <№ оператора>
Пример1:
IF x>0 THEN y=A*X*B ELSE Y=*X^2+B
Если <условие> = истина, то оператор 1
Если <условие> = ложь, то оператор 2
Очень часто вместо линейной формы записи оператора IF(приведена выше) используют блочную форму, особенно в тех случаях, когда размер блоков операторов очень большой и не вмещается в одну строку при написании их в среде программирования. Эта форма имеет следующий вид:
IF<условие> THEN
[блок операторов1]
ELSE
[блок операторов2]
END IF.
23.
Циклический алгоритм - это такой алгоритм, действия которого повторяются. Существует два типа циклических алгоритмов:
|
Цикл типа "Пока" |
Цикл типа "Для" |
|
Пример: алгоритм продавца по обслуживанию покупателей |
Пример: алгоритм учителя по проверке тетрадей учеников |
24.
Цикл — разновидность управляющей конструкции в высокоуровневых языках программирования, предназначенная для организации многократного исполнения набора инструкций. Также циклом может называться любая многократно исполняемая последовательность инструкций, организованная любым способом (например, с помощью условного перехода).
25.
Табличный процессор — программа для автоматизированной обработки данных,представленных в виде двухмерной таблицы.Табличный процессор Microsoft Excel 2007 существенно отличается от предыдущих версий Excel. Самое главное отличие — это иной принцип организации интерфейса, который стал контекстно-зависимым. Все строится на активном взаимодействии программы и пользователя: то или иное действие пользователя активизирует соответствующие инстру менты. Интерфейс процессора Excel 2007 включает в себя несколько элементов — кнопку Offi ce, ленту и вкладки на ней,группы инструментов на вкладках и панель быстрого доступа.Как и в Word 2007, все объекты Excel 2007 разделяются на две большие группы:объекты, созданные непосредственно в среде, и внедренные объекты. созданные в среде Microsoft Excel 2007. Внедренные объекты ничем не отличаются от тех, которые рассматривались в текстовом процессоре Word 2007: рисунки, клипы, фигурный текст и т. д. Каждый объект характеризуется набором параметров и методов обработки.При подготовке табличного документа важно четко понимать, с каким объектом вы работаете, какие параметры он имеет и какие действия для него предусмотрены.Среда табличного процессора всегда предоставляет несколько способов выполнения той или иной команды (действий с объектом). Мы будем предлагать для использования наиболее удобные из них
26.
Формулы, реализующие вычисления в таблицах, для адресации ячеек используют так называемые ссылки. Ссылка на ячейку может быть относительной или абсолютной.
Использование относительных ссылок 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 (см. предыдущий пример в табл. 25).
Абсолютная ссылка на ячейку .иди 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 - $.
Для создания абсолютной ссылки удобно использовать клавишу абсолютной ссылки F4, которая осуществляет преобразование относительной ссылки в абсолютную и наоборот.
Знак доллара ($) 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).
27.
При работе с электронными таблицами часто возникает необходимость их объединения. Существует 3 способа объединения:
28.
29.
Сводные таблицы предназначены для удобного просмотра данных больших таблиц, т.к. обычными средствами делать это неудобно, а порой, практически невозможно.
Сводными называются таблицы, содержащие часть данных анализируемой таблицы, показанные так, чтобы связи между ними отображались наглядно. Сводная таблица создается на основе отформатированного списка значений. Поэтому, прежде чем создавать сводную таблицу, необходимо подготовить соответствующим образом данные.
30.
Даны функция y = f(x) и отрезок [a, b]. Шаг h=0,1. Построить график этой функции на заданном отрезке, используя табличный процессор.
Пусть f(x) = x • cos(x); a = —10; b = 10.
Для решения задачи воспользуемся ЭТ MS Excel.
Решение состоит из двух шагов:
1) протабулировать заданную функцию на заданном отрезке, т.е. вычислить ее значения с заданным шагом.
Занесем начало и конец отрезка в отдельные ячейки, чтобы при необходимости можно было изменить начало и конец отрезка. В один из столбцов поместим значения аргумента, в другой — значения функции.
2) Получив необходимые значения, переходим собственно к построению графика. Для этого воспользуемся мастером диаграмм. Из всех диаграмм наиболее подходящей представляется точечная.
31.
Функция - это готовая формула, которая состоит из имени функции и аргумента или нескольких аргументов, например СУММ(A3;C8). Имя функции определяет действия, а аргументы задают значения или ячейки и указываются в круглых скобках. Причем между именем функции и круглыми скобками пробелы отсутствуют. Для вычислений с помощью функций используется Мастер функций – шаг 1 из 2, который вызывается щелчком на пиктограмме fx в строке ввода формул или выполнением команды Вставка/Формула. Перед вызовом функции необходимо установить курсор в ту ячейку, в которую необходимо ввести функцию.
Для наглядного представления зависимостей между величинами электронных таблиц в Excel используются диаграммы. С помощью Excel можно создавать сложные диаграммы для данных электронных таблиц. Диаграммы строятся с помощью мастера диаграмм, который можно вызвать, щелкнув на кнопке Мастер диаграмм на стандартной панели инструментов, или выполнив команду Вставка/Диаграмма. Диаграмму можно создать и за один шаг, щелкнув на клавише F11. Перед вызовом мастера диаграмм необходимо выделить электронную таблицу или часть таблицы, для которой требуется создать диаграмму.
Например, для построения графика функции Y = 2sin3(5пx) + 7cos(3 пx)2 в Microsoft Excel, ее необходимо представить (с помощью арифметических операций, используемых в Excel) в виде удобном для выполнения вычислений. После преобразования функции, она будет иметь вид: Y = 2*(sin(5*ПИ()*x)^3 + 7*cos(3*ПИ()*x)^2.
Затем в ячейки, которые определены для аргумента "x", надо ввести числа с определенным шагом (например, от -2 до +2 с шагом 0.1), а в ячейки, предназначенные для размещения функции Y, необходимо ввести формулу = 2*(sin(5*ПИ()*x)^3 + 7*cos(3*ПИ()*x)^2. При этом в формулу вместо аргумента "x" надо ввести ссылки на ячейки, в которых размещены их значения. После выполнения вычислений необходимо выделить результаты вычислений и вызвать мастер построения диаграмм одним из способов, а затем построить график функции за четыре шага, используя мастер диаграмм.
32.
Базы данных являются одним из основных компонентов современных информационных систем.Информационная система — это взаимосвязанная совокупность средств, методов и персонала, используемых для хранения, обработки и выдачи информации.
Цель любой информационной системы — обработка информации конкретной предметной области.
Под предметной областью понимается совокупность связанных между собой функций, задач управления в некоторой области деятельности предприятия, с помощью которых достигается выполнение поставленной цели.
База данных — это информационные структуры, содержащие взаимосвязанные данные о реальных объектах.
Особенностями такой совокупности данных являются:
Система управления базами данных (СУБД) — это Программное обеспечение для создания и редактирования баз данных, просмотра и поиска информации в них. I По технологии обработки базы данных делятся на централизованные и распределенные. Централизованная база данных хранится в памяти одной машины.
Распределенная база данных состоит из нескольких частей, хранимых на нескольких машинах вычислительной сети. Работа с такой базой осуществляется с помощью системы управления распределенной базой данных - СУРБД.
Централизованные базы данных по способу доступа делятся на:
33.
Концептуальная модель наиболее полно отвечает потребностям проектирования баз знаний и построена на ряде принципов, которые мы сейчас рассмотрим. Есть две большие области понятий в концептуальной модели. Обе они построены по принципу иерархического дерева. Первая область – это дерево типов данных, вторая – дерево данных. Дерево типов описывает структуру данных дерева данных, поэтому без дерева типов нет никакой логической целостности дерева данных. Для начала, рассмотрим простой пример с телевизионной камерой. Отраженный свет попадает в объектив камеры, там он разлагается на три составляющие: синий, красный, зеленый. Записывая уровень освещенности трех составляющих света 25 раз в секунду, мы можем составить представление об освещенности и отражающей способности предметов, которые мы снимаем.
Наиболее близка к концептуальной модели, модель “Сущьность-связь”, хоть и значительно более ущербная с точки зрения пользователя. Основными конструктивными элементами инфологических моделей, являются сущности, связи между ними и их свойства.
Концептуальная модель и модель “Сущьность-связь” – это общие рассуждения о принципах построения модели данных, как бы рекомендации. Это то, о чем Вы можете думать при создании реальной базы данных. В современных условиях, Вам, скорее всего, придется использовать реляционную модель, на которой (как инструмент) Вы можете создать и концептуальную модель, и модель “Сущьность-связь”. Это связано с тем, что современные серверы базы данных используют именно реляционную модель и язык SQL для организации работы с данными.
34.
Концептуальное (инфологическое) проектирование
Концептуальное (инфологическое) проектирование — построение семантической модели предметной области, то есть информационной модели наиболее высокого уровня абстракции. Такая модель создаётся без ориентации на какую-либо конкретную СУБД и модель данных. Термины «семантическая модель», «концептуальная модель» и «инфологическая модель» являются синонимами. Кроме того, в этом контексте равноправно могут использоваться слова «модель базы данных» и «модель предметной области» (например, «концептуальная модель базы данных» и «концептуальная модель предметной области»), поскольку такая модель является как образом реальности, так и образом проектируемой базы данных для этой реальности.
Логическое (даталогическое) проектирование
Логическое (даталогическое) проектирование — создание схемы базы данных на основе конкретной модели данных, например, реляционной модели данных. Для реляционной модели данных даталогическая модель — набор схем отношений, обычно с указаниемпервичных ключей, а также «связей» между отношениями, представляющих собой внешние ключи.
Преобразование концептуальной модели в логическую модель, как правило, осуществляется по формальным правилам. Этот этап может быть в значительной степени автоматизирован.
На этапе логического проектирования учитывается специфика конкретной модели данных, но может не учитываться специфика конкретной СУБД.
Физическое проектирование
Физическое проектирование — создание схемы базы данных для конкретной СУБД. Специфика конкретной СУБД может включать в себя ограничения на именование объектов базы данных, ограничения на поддерживаемые типы данных и т.п. Кроме того, специфика конкретной СУБД при физическом проектировании включает выбор решений, связанных с физической средой хранения данных (выбор методов управления дисковой памятью, разделение БД по файлам и устройствам, методов доступа к данным), создание индексов и т.д.
Проектирование баз данных, как правило, играет одну из ключевых ролей в большинстве проектов. Грамотно спроектированная база позволяет без особых проблем вносить изменения, изменять структуру системы. Так как сейчас наиболее популярны реляционные БД, мы рассмотрим основы нормализации и проектирования применительно к реляционной модели. А конкретно, сегодня мы поговорим об очень важной составляющей процесса проектирования — о нормализации.
Нормализация данных — одно из самых важных понятий и концепций реляционной системы. Нормализованная система сводит к минимуму количество избыточных данных, при этом сохраняя их целостность. Нормализованной можно назвать базу данных, в которой все таблицы следуют правилам нормальных форм. Нормальная форма — набор правил, которые показывают, как надо организовать данные, что бы они были нормализованными (логично, да?). С момента основания реляционных систем появилось множество нормальных форм, но важно понимать, что следование каждой новой форме повышает нагрузку на систему (в чем вы скоро убедитесь). Поэтому, в более сложных системах всегда нужно уметь найти компромисс между степенью нормализации и производительности. В большинстве же случаев, вполне хватает следования первым трем нормальным формам, которые мы сейчас и рассмотрим.
35.
СУБД Access (фирма Microsoft) имеет достаточно высокие скоростные характеристики и входит в состав чрезвычайно популярного в нашей стране и за рубежом пакета Microsoft Office. Набор команд и функций, предлагаемых разработчикам программных продуктов в среде Access, по мощи и гибкости отвечает большинству современных требований к представлению и обработке данных. В Access поддерживаются разнообразные всплывающие и многоуровневые меню, работа с окнами и мышью, реализованы функции низкоуровневого доступа к файлам, управления цветами, настройки принтера, представления данных в виде электронных таблиц и т.п. Система также обладает средствами быстрой генерации экранов, отчетов и меню, поддерживает язык управления запросами SQL, имеет встроенный язык Visual Basic for Applications (VBA), хорошо работает в сети. СУБД Access позволяет использовать другие компоненты пакета Microsoft Office, такие как текстовый процессор Word for Windows, электронные таблицы Excel и т.д.
36.
Независимо от метода, примененного для создания таблицы, всегда имеется возможность использовать режим конструктора для дальнейшего изменения макета таблицы, добавляя новые поля или удаляя и настраивая существующие поля таблицы. Также можно проверить орфографию и вывести табличные данные на печать, отфильтровать и отсортировать записи, изменить внешний вид таблицы или изменить структуру таблицы, добавив или удалив столбцы.
Создание структуры таблицы в режиме конструктора является самым распространенным способом и выполняется путем определения следующих компонент:
Имя каждого поля внутри таблицы уникально. Access предоставляет большую свободу в выборе имен полей, длина которых может простираться до 64 знаков. Имя поля вводится с первой позиции и может содержать любые символы, исключая следующие знаки: “.”, “!”, “’ ”, “[”, “]”.
Тип данных определяется значениями, которые предполагается вводить в поле, и операциями, которые будут выполняться с этими значениями. Access предполагает использование следующих типов данных:
37.
На этом шаге мы рассмотрим создание базы данных с помощью мастера.
Создать новую БД можно также при помощи команды Мастера, страницы и проекты баз данных (см. рис. 1, шаг 6), после выполнения которой на экране будет отображено диалоговое окно Создание. На вкладке Общие данного окна можно выбрать тип создаваемого объекта (БД, страница доступа к данным или проект).
Рис. 1. Диалоговое окно Создание. Вкладка Общие
На вкладке Базы данных можно выбрать один из имеющихся шаблонов для БД (рис. 2).
Рис. 2. Диалоговое окно Создание. Вкладка Базы данных
Работа мастера будет рассмотрена на примере создания БД Склад.
После выбора в окне Создание шаблона Склад и нажатия кнопки ОК будет отображен диалог создания новой БД, в котором можно оставить предлагаемое имя для создаваемого файла: Склад1, или указать собственное.
Рис. 3. Диалоговое окно создания базы данных Склад
При нажатии на кнопку Создать некоторое время будет осуществляться подготовка, мастеров по созданию БД, после чего появится диалоговое окно, в котором будет отображена общая информация о создаваемой БД (рис. 4).
Рис. 4. Диалоговое окно создания базы данных Склад. Общая информация
При нажатии кнопки Далее> будет осуществлен переход к следующему этапу работы мастера, где надо определить структуру таблиц, которые необходимо будет создать в БД Склад (рис. 5). При этом в левой части диалогового окна будет отображен список создаваемых таблиц, а в правой части - перечень полей, которые составляют структуру выбранной таблицы. В случае необходимости можно изменить набор полей для выбранной таблицы, убрав пометки рядом с соответствующими элементами.
Рис. 5. Мастер создания БД. Структура таблиц
После того как определена структура создаваемой БД, следует нажать кнопку Далее>.
Очередным этапом работы мастера является определение вида оформления экрана, который будет использоваться в формах создаваемой БД (рис. 6). Вид оформления определяет расположение элементов на форме, параметры используемого шрифта, а также фон для формы. После того как выбрано требуемое оформление, например, типСтандартный, необходимо нажать кнопку Далее>.
Рис. 6. Мастер создания БД. Оформление экрана
Следующим этапом в создании БД является определение вида оформления отчетов. Другими словами, на данном этапе определяется стиль, которым будут оформляться все отчеты данной БД (рис. 7).
Рис. 7. Мастер создания БД. Вид оформления отчетов
После выбора стиля отчета, например, Деловой, следует нажать кнопку Далее>.
На очередном этапе создания БД при помощи мастера можно задать заголовок для окна Access, который будет выводиться при запуске созданной БД, а также здесь имеется возможность включить во все отчеты какой-либо рисунок, например, логотип фирмы. Для этого в представленном диалоге необходимо установить флажок Да, после чего с помощью кнопки Рисунок вызвать диалоговое окно, в котором необходимо выбрать требуемый рисунок (рис. 8).
Рис. 8. Мастер создания БД. Заголовок
После нажатия кнопки Далее> на последнем этапе создания БД с помощью мастера можно запустить полученную БД, а также отобразить справку по работе с БД. В заключении следует нажать кнопку Готово, после чего будет выполнен процесс создания БД заданной структуры, и затем на экране отобразится главная кнопочная форма разработанного приложения, с помощью которой можно выполнять ввод и обработку информации в БД Склад (рис. 9).
Рис. 9. Главная кнопочная форма созданного приложения Склад
Создание новой БД Склад можно увидеть здесь, взять клип здесь, а саму базу данных Склад можно взять здесь.
Необходимо отметить, что на любом этапе работы мастера можно завершить создание БД при помощи кнопкиГотово.
38.
Связь позволяет моделировать отношения между объектами предметной области. Наименование связи должно быть уникально во всей модели.
Существует 4 типа связей:
1. «Один-к-одному» - любому экземпляру сущности А соответствует только один экземпляр сущности В, и наоборот.
У любого конкретного ученика может быть только одна характеристика, и эта характеристика относится к единственному ученику.
2. «Один-ко-многим» - любому экземпляру сущности А соответствует 0, 1 или несколько экземпляров сущности В, но любому экземпляру сущности В соответствует только один экземпляр сущности А.
Ученику ставят много оценок; поставленная оценка принадлежит только одному ученику.
3. «Многие-к-одному» - любому экземпляру сущности А соответствует только один экземпляр сущности В, но любому экземпляру сущности В соответствует 0, 1 или несколько экземпляров сущности А.
Преподаватель работает только в одном кабинете, однако рабочий кабинет может быть закреплен за несколькими преподавателями.
Какая же разница между связями «один-ко-многим» и «многие-к-одному»? Такая же, как между фразами «портфель ученика» и «ученик портфеля». То есть важно, кто во взаимоотношении двух объектов главный - ученик или портфель. Суть отношений двух объектов отражается в имени связи.
Если при определении связи вам сложно выделить подчиненность, то вывод только один: вы плохо разобрались в предметной области.
4. «Многие-ко-многим» - любому экземпляру сущности А соответствует 0, 1 или несколько экземпляров сущности В, и любому экземпляру сущности В соответствует 0, 1 или несколько экземпляров сущности А.
Ученик Иванов учится у нескольких преподавателей. И каждый преподаватель работает со многими учениками.
39.
Можно создавать в режиме «Конструктор» – «ручное» создание запроса на основе одной или нескольких таблиц.
На вкладке «Запросы» нажимаем кнопку «Создать». Выбираем режим «Конструктор»;
Выбираем таблицу, связанный с запросом справочник или базу данных и нажимаем кнопку «Закрыть». Они, вместе со связкой по соответствующим полям, появятся в верхней части экрана создания Запроса – схема данных данного запроса (при наличии заранее заданной связки). Например, справочник «Цеха» и База данных «Личные карточки», связанные по полю «Цех».
Далее необходимо в колонках Запроса выбрать в каждом столбце:
и т.д.
Подсчеты по количеству необходимо делать в виде макросов или «выражений».
Запуск запроса в работу – кнопка «Открыть».
Если не устраивает сортировка данных, можно ее осуществить с помощью выбора поля в столбце и нажатия кнопок <А-Я> или <Я-А> (см. выше – сортировка данных).
«S» - указание группировки по данному полю.
( для показа суммирования в одной колонке):
На вкладке «Запросы» нажимаем кнопку «Создать». Выбираем режим «Конструктор»;
Выбираем таблицу или Запрос, указываем поля (все или выборочно).
Далее нужно указать: подсчет для всех или Итоги.
Если интересуют Итоги – нужно нажать на кнопку <Итоги>. Так как цифровых полей нет, то Access сам предложит вариант «Подсчет количества записей KartPers».
Необходимо включить флажок. Далее даем название таблице и получаем сумму персонала по цехам (на основе выше описанного сделанного в Конструкторе Запроса).
( для создания всевозможных подсчетов на базе Схемы данных):
Данный запрос строится на основании продуманных заранее взаимосвязей и, обычно, на основе сводной Базы данных.
Сначала необходимо выбрать базу данных. Обычно – основную. В работе с Кадрами - это БД «Личные карточки».
Далее нужно выбрать одно – три поля – для организации строк – уровни вложения полей.
И одно поле для организации расчетов. В нем необходимо выбрать вид вычислений: Count (подсчет количества – например, персонала по цехам, должностям и т.д.), Sum (сумма – например, сумма окладов, зарплаты и т.д.). Расчеты производятся по выбранным полям.
( для повторов данных в таблицах):
( для показа записей, не имеющих связей):
Например, клиенты, не имеющие заказов.
Для создания запроса нужно выбрать главное меню «Создание» и в интерфейсной группе «Другие» нажать «Конструктор запросов». В результате открывается окно «Добавление таблицы», в котором нужно выбрать таблицу, на основании которой будет создаваться запрос. Мы собираемся создавать запрос по таблице «Товар», поэтому в окне «Добавление таблицы» выбираем «Товар». После нажатия кнопки «Добавить» и закрытия окна «Добавление таблицы», в области данных появляется новая закладка с именем «Запрос1». В этой закладке — таблица «Товар», схематически показанная в виде прямоугольника с именем и полями таблицы.
40.
Создание презентации состоит из трех разделов: планирование, разработке и репетиция презентации.
Планирование презентации - это многошаговая процедура, включающая определение целей, изучение аудитории, формирование структуры и логики подачи материала.
Разработка презентации - методологические особенности подготовки слайдов презентации, включая т.н. вертикальную и горизонтальную логику, содержание и соотношение текстовой и графической информации. Заполнение слайдов информацией, причем уже в момент заполнения вы понимаете, что вот здесь вы должны будете показать материал единым куском, а вот здесь – части материала должны будут появляться одна за другой, по мере надобности.
Репетиция презентации – это проверка и отладка созданного изделия. На этом этапе вы добавляете анимацию, которая была ранее запланирована, или усиливаете с помощью анимации свои утверждения, регулируете поток подачи информации. вы проверяете – насколько удачно вы смонтировали материал, насколько уместны ваши переходы от слайда к слайду. В конце концов, вы как бы смотрите на себя со стороны и спрашиваете себя – а насколько я и моя презентация эффективны, насколько мы достигаем намеченной цели?
41.
При проведении показа слайдов на компьютере возможно использование визуального, звукового и анимационного оформления.
При оформлении презентации очень важна умеренность. Используемое оформление, такое, как анимация и смена слайдов, должно подчеркивать выступление докладчика, а не притягивать внимание слушателей непосредственно к оформлению.
Анимацией называется звуковое и визуальное оформление, которое можно добавить к тексту или другому объекту (диаграмме или рисунку). Такой эффект привлечет внимание аудитории и обособит один пункт от других.
Анимация текста, рисунков, звуков, фильмов и других объектов на слайдах подчеркивает различные аспекты содержания, управляет потоком информации, делает презентацию более интересной. Для текста или любого объекта можно задать способ появления на экране, например вылет слева; текст может появляться по букве, слову или абзацу. Также можно задать поведение другого текста или объектов при добавлении нового элемента – затемнение или изменение цвета.
Порядок и время показа анимированных объектов можно изменять, а показ можно автоматизировать, чтобы не пользоваться мышью. Можно предварительно просмотреть и, если требуется, изменить общий вид эффектов анимации текста и объектов.
Для установки анимации нужно открыть слайд, к тексту или объектам которого требуется применить анимацию, в обычном режиме. Выполнить команды Показ слайдов – Настройка анимации – Добавить эффект.
В разделах Начало (как будет появляться объект – автоматически через определенное время или по щелчку мыши) иСкорость (быстро, медленно) задать требуемые параметры.
Подобные шаги повторяются для всех анимируемых объектов.
Кнопкой Порядок можно выбрать очередность объектов и установить. Для просмотра анимации нажимается кнопкаПросмотр. При этом появится одноименное окно, показывающее смену слайдов и эффекты анимации. Для повторения воспроизведения можно щелкнуть мышью это окно еще раз.
Значок звука или видеоклипа также можно анимировать; например, чтобы значок звука «влетал» на слайд с левой стороны, а затем начинал воспроизведение в порядке анимации.
42.
Сменой слайда называется способ появления слайда во время показа. Существует много способов появления и изменения скорости смены слайда. Изменением способа появления слайда можно обозначать новый раздел презентации или выделять какой-либо слайд.
В режиме сортировщика можно задать анимацию текста при выводе маркированных списков и переходы – способы смены слайдов при просмотре.
Для добавления переходов и анимаций в режиме сортировщика нужно иметь в виду, что режим сортировщика не позволяет осуществлять анимацию для отдельных объектов слайда.
Добавление переходов в показ слайдов осуществляется следующим образом: в режиме слайдов или режиме сортировщика выделяются слайды, для которых следует добавить переходы, и выполняется команда Показ слайдов – Смена слайдов или нажимается кнопка Смена, далее выбирается из списка Применить к выделенным слайдам вариант анимации (рис. 3.21).
43.
Представление данных на мониторе компьютера в графическом виде впервые был реализовано в середине 50-х годов для больших ЭВМ, применявшихся в научных и военных исследованиях. С тех пор графический способ отображения данных стал неотъемлемой принадлежностью большинства компьютерных систем.
Существует специальная область информатики, изучающая методы и средства создания и обработки изображения с помощью программно-аппаратных вычислительных комплексов, - компьютерная графика.
В зависимости от способа формирования изображений компьютерную графику принято подразделять на растровую и векторную.
Отдельным предметом считается трехмерная графика, изучающая приемы и методы построения объемных моделей объектов в виртуальном пространстве. Как правило, в ней сочетаются векторный и растровый способы формирования изображений.
На особенности специализации графики в отдельных областях указывают названия некоторых разделов: инженерная графика, научная графика, Web-графика, компьютерная полиграфия и прочие.
44.
Для растровых изображений, состоящих из точек, особую важность имеет понятие разрешения, выражающее количество точек, приходящихся на единицу длины. При этом следует различать:
Разрешение оригинала
Разрешение оригинала измеряется в точках на дюйм (dots per inch - dpi) и зависит от требований к качеству изображения и размеру файла, способу оцифровки или методу создания исходной иллюстрации, избранному формату файла и другим параметрам. В общем случае действует правило: чем выше требования к качеству, тем выше должно быть разрешение оригинала.
Разрешение экранного изображения
Для экранных копий изображения элементарную точку растра принято называть пикселем. Размер пикселя варьируется в зависимости от выбранного экранного разрешения, разрешения оригинала и масштаба отображения.
Для экранной копии изображения достаточно разрешение 72 dpi, для распечатки на цветном или лазерном принтере 150-200 dpi, для вывода на фотоэкспонирующеем устройстве 200-300 dpi. Установлено эмпирическое правило, что при распечатке величина разрешения оригинала должна быть в 1,5 раза больше, чем ланитура растра устройства вывода. В случае, если твердая копия будет увеличена по сравнению с оригиналом, эти величины следует умножить на коэффициент масштабирования.
Разрешение печатного изображения и понятие ланитуры
Размер точки растрового изображения как твердой копии (бумага, пленка и т.д.), так и на экране зависит от применяемого метода и параметров растрирования оригинала. При растрировании на оригинал накладывается сетка линий, ячейки которой образуют элемент растра. Частота сетки растра измеряется числом линий на дюйм (lines per inch - lpi) и называется ланитурой.
Размер точки растра рассчитывается для каждого элемента и зависит от интенсивности тона в данной ячейке. Чем больше интенсивность, тем плотнее заполняется элемент растра. То есть, если в ячейку попал абсолютно черный цвет, размер точки растра совпадает с размером элемента растра.
Интенсивность тона (так называемую светлоту) принято подразделять на 256 уровней. Большее число градаций не воспринимается зрением человека и является избыточным. Меньшее число ухудшает восприятие изображения (минимально допустимым для качественной полутоновой иллюстрации принято значение 150 уровней). Нетрудно подсчитать, что для воспроизведения 256 уровней тона достаточно иметь размер ячейки растра 16х16=256 точек.
Между разрешением оригинала, частотой растра и градацией уровней существует зависимость, описываемая формулой:
где N - число градаций уровней тона (оттенков),
dpi - разрешение устройства вывода (отображения),
lpi - ланитура растра.
Единица в формуле соответствует абсолютно белому цвету, когда ячейка растра не заполнена.
При выводе копии изображения на принтере или полиграфическом оборудовании ланитуру растра выбирают, исходя из компромисса между требуемым качеством, возможностями аппаратуры и параметрами печатных материалов. Для лазерных принтеров рекомендуемая ланитура составляет 65-100 lpi, для газетного производства - 65-85 lpi, для книжно-журнального - 85-133 lpi, для художественных и рекламных работ - 133-300 lpi.
Связь между параметрами изображения и размером файла
Размер файла растровых изображений стремительно растет с увеличением разрешения. Фотоснимок (стандартный размер 10х15 см, с оцифрованным разрешением 200-300 dpi, цветовое разрешение 24 бита), занимает в формате TIFF около 4 Мбайт. Если оцифровать этот фотоснимок с более высоким разрешением, то он будет занимать 45-50 Мбайт.
Масштабирование растровых изображений
Одним из недостатков растровой графики является так называемая пикселизация изображений при увеличении. Раз в оригинале присутствует определенное количество точек, то при большем масштабе увеличивается их размер, становятся заметны элементы растра, что искажает само изображение.
45.
Если в растровой графике базовым элементом изображения является точка, то в векторной графике - линия. Как и любой объект, линия обладает свойствами: формой (прямая, кривая), толщиной, цветом, начертанием (сплошная, пунктирная). Замкнутые линии приобретают свойство заполнения. Охватываемое ими пространство может быть заполнено другими объектами (текстуры, карты) или выбранным цветом. Линия описывается математически как единый объект, и потому объем данных для отображения объекта средствами векторной графики существенно меньше, чем в растровой графике.
Важно и то, что векторные изображения могут быть увеличены или уменьшены без потери качества. Это возможно, т.к. масштабирование изображений производится с помощью простых математических операций (умножение параметров графических примитивов на коэффициент масштабирования). Векторные графические изображения являются оптимальным средством для хранения высокоточных графических объектов (чертежей, схем и т.д.), для которых имеет значение сохранение четких и ясных контуров.
46.
Принято считать, что обработка растровой и векторной графики – задача исключительно для профессионального и дорогого софта. Это не соответствует действительности. Сегодня обработкой изображений занимаются не только профессионалы, но и рядовые пользователи, которым не нужна вся функцинальность таких программ, тем более что за нее нужно платить. В Linux доступны мощные решения, которые способны в некоторых случаях противостоять таким приложениям, как Adobe Photoshop или Corel Draw. Поиск по слову graphics на сайте http://freshmeat.net/ выдаст ссылки более чем на 2600 проектов, но широкой известностью пользуются только несколько десятков. Не следует забывать об OpenOffice.org Draw, Karbon14 и Krita
47.
Протекающие в ЭВМ любого класса информационные процессы локализованы рамками входящих в ее состав устройств. При этом обмен данными реализуется посредством системной шины и различного рода кабелей, обеспечивающих подключение внешних устройств. Современные информационные технологии предполагают широкое использование компьютерных сетей, в которых процессы обмена данными между компьютерами приобретают основополагающее значение.
Компьютерная сеть - это система, состоящая из двух и более разнесенных в пространстве компьютеров, объединенных каналами связи, и обеспечивающая распределенную обработку данных. Компьютерные сети представляют собой распределенные системы, позволяющие объединить информационные ресурсы входящих в их состав компьютеров.
Общепринятой классификацией компьютерных сетей является их разделение на локальные (LAN - Local Area Network), глобальные (WAN - World Area Network) и корпоративные сети.
Простейшая сеть образуется соединением двух рядом расположенных компьютеров через последовательные (СОМ) или параллельные (LPT) порты с помощью специальных кабелей. Такое соединение часто применяют при подключении ноутбука к другому компьютеру с целью передачи данных. В последние годы в практику входит использование инфракрасных портов для соединения компьютеров в пределах прямой видимости (без применения кабелей).
Локальная вычислительная сеть (ЛВС) представляет собой распределенную на небольшой территории вычислительную систему, не требующую специальных устройств (за исключением сетевых карт и в более сложных конфигурациях - концентраторов) для передачи данных. В связи с ослаблением сигналов в соединяющих компьютеры электрических кабелях Протяженность всей системы не должна превышать нескольких километров, что ограничивает ее распространение рядом близко расположенных зданий.
Глобальная компьютерная сеть (ГКС) связывает информационные ресурсы компьютеров, находящихся на любом удалении, что предполагает использование различных специализированных устройств и каналов связи для высокоскоростной и надежной передачи данных. Общедоступные глобальные сети ориентированы на обслуживание любых пользователей.
Корпоративная компьютерная сеть (ККС) создается для обеспечения деятельности различного рода корпоративных структур (например, банков со своими филиалами), имеющих территориально удаленные подразделения. В общем случае корпоративная сеть является объединением ряда сетей, в каждой из которых могут быть использованы различные технические решения. По функциональному назначению корпоративная сеть ближе к локальным сетям, по особенностям используемых для передачи данных технических решений и характеру размещения информационных ресурсов -- к глобальным сетям. В отличие от глобальных сетей как локальные, так и корпоративные сети являются, как правило, сетями закрытого типа, политика доступа в которые определяется их владельцами (как правило, для свободного доступа открыты небольшие сегменты сетей, ориентированные на рекламу, взаимодействие с клиентами и др.).
48.
Существует бесконечное число способов соединения компьютеров.Топология сети – геометрическая форма и физическое расположение компьютеров по отношению к друг другу. Топология сети позволяет сравнивать и классифицировать различные сети. Различают три основных вида топологии :1) Звезда; 2) Кольцо; 3) Шина.
|
ШИННАЯ ТОПОЛОГИЯ При построении сети по шинной схеме каждый компьютер присоединяется к общему кабелю, на концах которого устанавливаются терминаторы. Сигнал проходит по сети через все компьютеры, отражаясь от конечных терминаторов. Шина проводит сигнал из одного конца сети к другому, при этом каждая рабочая станция проверяет адрес послания, и, если он совпадает с адресом рабочей станции, она его принимает. Если же адрес не совпадает, сигнал уходит по линии дальше. Если одна из подключённых машин не работает, это не сказывается на работе сети в целом, однако если соединения любой из подключенных машин м нарушается из-за повреждения контакта в разъёме или обрыва кабеля, неисправности терминатора, то весь сегмент сети (участок кабеля между двумя терминаторами) теряет целостность, что приводит к нарушению функционирования всей сети. ТОПОЛОГИЯ «КОЛЬЦО» Эта топология представляет собой последовательное соединение компьютеров, когда последний соединён с первым. Сигнал проходит по кольцу от компьютера к компьютеру в одном направлении. Каждый компьютер работает как повторитель, усиливая сигнал и передавая его дальше. Поскольку сигнал проходит через каждый компьютер, сбой одного из них приводит к нарушению работы всей сети. ТОПОЛОГИЯ «ЗВЕЗДА» Топология «Звезда» - схема соединения, при которой каждый компьютер подсоединяется к сети при помощи отдельного соединительного кабеля. Один конец кабеля соединяется с гнездом сетевого адаптера, другой подсоединяется к центральному устройству, называемому концентратором (hub). Устанавливать сеть топологии «Звезда» легко и недорого. Число узлов, которые можно подключить к концентратору, определяется возможным количеством портов самого концентратора, однако имеются ограничения по числу узлов (максимум 1024). Рабочая группа, созданная по данной схеме может функционировать независимо или может быть связана с другими рабочими группами. |
|
49. 1. Физический уровень. На данном уровне основной рассматриваемой единицей передачи информации является бит (bit), передаваемый тем или иным способом. В контексте данного уровня рассматривается среда передачи (например, витая пара, оптоволоконный кабель), протоколы организации передачи (к примеру DSL, протокол работы оптики NRZ). К устройствам, работающим на данном уровне можно отнести регенераторы, репитеры, сетевые адаптеры. Пример протокола данного уровня -G703, описывающий стандарт передачи проводного 2-мегабитного потока. * Здесь хотелось бы сразу сделать пояснение. Является ли маршрутизатор устройством физического уровня? Да, является – имеет сетевые интерфейсы, обеспечивающие работу на данном уровне. Но вот процесс маршрутизации рассматриваться в контексте данного уровня не может. 2. Канальный уровень. Основной рассматриваемой единицей является фрейм(frame). *В переводной литературе частенько применяется перевод -кадр. Однако в общем и в целом, чтобы избежать путаницы, я рекомендую использовать термин фрейм. Интересующихся тем, как можно исказить понятия при переводе, привожу канонический пример. В контексте цифровых систем передачи рассматриваются понятия мультифрейм(multiframe) – фрейм(frame) – таймслот(timeslot). Приблизительный смысл вытекает уже из самого названия. Так нет, перевели как сверхцикл, цикл и канал. Фрейм – особым образом сгруппированная группа битов физического уровня, к которому добавляется битовый заголовок, содержащий аппаратные адреса отправителя и получателя, контрольную сумму для определения целостности фрейма и некоторые флаги, управляющие процессом передачи. На данном уровне работает процесс коммутации фреймов. Сам термин коммутация следует понимать как процесс проключения канала от получателя к отправителю. К функциям данного уровня можно отнести также контроль целостности фрейма (защиту от помех и ошибок). Как пример протоколов можно привести протоколы Ethernet (IEEE 802.3), WLAN (IEEE 802.11a/b/g/n).В принципе, на основании того, с чем (с блоком данных какого уровня) работает протокол, можно всегда уверенно утверждать, к технологии какого уровня(ей) он относится.Чтобы упростить понимание модели, рассмотрим работу модели на конкретном примере работы сети. 3.Сетевой уровень. Основной рассматриваемой единицей является пакет. Функцией данного уровня является объединение сетей. Под сетью в данном контексте понимается группа устройств - узлов (хостов) сети, которые объединены с помощью единой технологии канального уровня. На данном уровне работает процесс маршрутизации – выбора оптимального маршрута передачи пакета. Пакет представляет собой информационный блок, содержащий информацию вышестоящего уровня в качестве нагрузки, плюс заголовок, содержащий сетевые адреса отправителя и получателя и служебную информацию. Предыдущие три уровня я всегда рассматриваю как относящие к специфике работы специалиста сетевика. Следующий уровень уже можно рассматривать как стык на котором работают разработчики программ и сетевые специалисты. 4. Транспортный уровень. Протоколы транспортного уровня обеспечивают надежную передачу данных для протоколов более высоких уровней или для приложений. К фунциям уровня относятся обнаружение и исправление ошибок при передаче сообщения, контроль доставки, или восстановление аварийно прерванной связи, фрагментация пакетов с целью оптимизировать доставку сообщений. Следующие три уровня являются чисто программной надстройкой над транспортной системой и обеспечиваются исключительно программным обеспечением. 5.Сеансовый уровень. Отвечает за поддержание сеанса связи, позволяя приложениям взаимодействовать между собой длительное время. Уровень управляет созданием/завершением сеанса, обменом информацией, синхронизацией задач, определением права на передачу данных и поддержанием сеанса в периоды неактивности приложений. 6. Уровень представлений. На данном уровне обеспечивается кодирование исходного сообщения. К примерам можно отнести представление текста в кодировке ASCII или Unicode, сжатие видео MPEG, и т.п. 7.Уровень приложений. Основной задачей данного уровня является организация интерфейса между объектом – отправителем сообщения, представление сообщения в машинно-обрабатываемом виде и передача его на более низкие уровни модели. 50. Отличительной особенностью Интернета является высокая надежность. При выходе из строя части компьютеров и линий связи сеть будет продолжать функционировать. Такая надежность обеспечивается тем, что в Интернете нет единого центра управления. Если выходят из строя некоторые линии связи или компьютеры, то сообщения могут быть переданы по другим линиям связи, так как всегда имеется несколько путей передачи информации. Протокол, в данном случае, — это, образно говоря, «язык», используемый компьютерами для обмена данными при работе в сети. Чтобы различные компьютеры сети могли взаимодействовать, они должны «разговаривать» на одном «языке», то есть использовать один и тот же протокол. Проще говоря, протокол — это правила передачи данных между узлами компьютерной сети. Систему протоколов Интернет называют «стеком протоколов TCP/IP». Наиболее распространённые в Интернете протоколы (в алфавитном порядке, сгруппированные в примерном соответствии модели OSI):
51. В протоколе TCP/IP строго зафиксированы правила передачи информации от отправителя к получателю. Сообщение или поток данных приложения отправляется протоколу Internet транспортного уровня, то есть Протоколу пользовательских дейтаграмм (UDP) илиПротоколу управления передачей (TCP). Получив данные от приложения, эти протоколы разделяют всю информацию на небольшие блоки, которые называются пакетами. К каждому пакету добавляется адрес назначения, а затем пакет передается на следующий уровень протоколов Internet, то есть сетевой уровень. На сетевом уровне пакет помещается в дейтаграмму протокола Internet (IP), в которую помимо пакета входят заголовок и суффикс. Протоколы сетевого уровня определяют адрес следующего пункта назначения IP-дейтаграммы (она может отправлена сразу к получателю или передана на промежуточный шлюз) и передают ее на уровень сетевого интерфейса. Уровень сетевого интерфейса принимает IP-дейтаграммы и передает их в виде кадров с помощью аппаратного обеспечения, такого как адаптер Ethernet или Token-Ring 52. В настоящее время существует множество способов соединения с сетью Интернет от подключения компьютера посредством аналогового модема до способов подключения с использованием высокоскоростных технологий. коммутируемый доступ; доступ по выделенным линиям; доступ по широкополосной сети (DSL - Digital Subscriber Line); доступ к Интернет по локальной сети; спутниковый доступ в Интернет; доступ к Интернет с использованием каналов кабельной телевизионной сети; беспроводные технологии. 53. Благодаря использованию различных сетевых протоколов Интернет может обеспечить выполнение двух основных функций: · быть средством общения между удаленными пользователями; · быть средством доступа к общим информационным ресурсам, размещенным в Интернете. Очевидно, что каждая из этих функций может быть реализована с помощью различных средств, что обеспечивает многообразие услуг, предоставляемых пользователям Интернета. Средства обеспечения определенных услуг для пользователей глобальной сети принято называть службами Интернета. При этом коммуникационные службы обеспечивают общение между удаленными пользователями, а информационные - дают возможность пользователям получить доступ к определенным информационным ресурсам, хранящимся в Интернете. 54. Тема защиты информации становится все более актуальной по целому ряду причин - начиная от реальных проблем, порождаемых все более широким распространением того, что сейчас называется Интернетом (Интернетом сейчас называют всё, к чему можно получить доступ посредством уплаты денег тем, кого сейчас называют "провайдерами". На самом деле это набор слабо связанных сетей, поддерживающих протокол IP и протоколы следующего уровня TCP и UDP - о чём известно, а также несколько других протоколов, о которых пользователи, как правило, даже не подозревают) и, соответственно, катастрофическим снижением уровня квалификации тех, кто сейчас называется пользователями, - и заканчивая той причиной, что спекулятивные рассуждения на эту тему становятся все более модными и, более того, полезными в плане привлечения инвестиций в мертворожденные квазинаучные разработки на тему "защиты серверов в среде..." (далее - по вкусу: Microsoft Windows, Microsoft NT, Unix, OS/2 etc...). Тема защиты информации модна, и именно это давно уже мешает её изучению и даже пониманию. Цель настоящей статьи - не "решение" данной проблемы (которого нет и быть не может!), а попытка хотя бы обозначить основные понятия, цели, и возможные подходы. Вообще говоря, мы полагаем строгую классификацию невозможной, по крайней мере - на настоящий момент, хотя бы уже потому, что пользователи, данные, программы, операционные системы и сети непрерывно взаимодействуют между собой в процессе работы и поэтому, например, улучшение сетевой защиты может иметь конечной целью защиту данных или даже административной схемы. Кроме того, не всегда можно разделить специальные атаки и простые ошибки. Поэтому мы начнем не с создания формальной систематизации, а с феноменологического описания на основе наиболее типичных ситуаций из практики работы. Методы и группы методов защиты информации
|