kopilkaurokov.ru - сайт для учителей

Создайте Ваш сайт учителя Курсы ПК и ППК Видеоуроки Олимпиады Вебинары для учителей

Курс лекций по информатике

Нажмите, чтобы узнать подробности

Данный курс лекций по информатике, поможет вам подготовится к урокам, материал сисиетматичесики разобран по каждой теме, приведены примеры работы в классе и дома. Очень поможет молодым и начинающим специальста/ Предствавленны лекции: по алгебре логике, по технологии обработке информации, числовой , графической, текстовой., по алгоритмизации, интернету.

Вы уже знаете о суперспособностях современного учителя?
Тратить минимум сил на подготовку и проведение уроков.
Быстро и объективно проверять знания учащихся.
Сделать изучение нового материала максимально понятным.
Избавить себя от подбора заданий и их проверки после уроков.
Наладить дисциплину на своих уроках.
Получить возможность работать творчески.

Просмотр содержимого документа
«Лекция № 16(2) Работа в ОС Windows»

5



Лекция № 16 (2)

Работа в среде операционной системы Microsoft Windows


Основные понятия

Рабочий стол (РС) — исходное состояние диалоговой среды MS Windows. РС раскрывается на экране после запуска MS Windows. На «поверхности» РС располагаются ярлыки наиболее часто используемых приложений, документов, папок, устройств.



Объект — любой элемент в среде Windows, в том числе: рабочий стол, окно, папка, документ (файл), устройство, приложение (программа). Объект обладает определенными свойствами, над ним могут быть произведены определенные действия.

Контекстное меню — меню, связанное с объектом. Контекстное меню раскрывается щелчком правой кнопки мыши, если указатель мыши установлен на объекте. Через контекстное меню можно просмотреть свойства объекта (в некоторых случаях их можно изменить), а также выполнить допустимые действия над объектом.



Панель задач - обычно располагается в нижней части рабочего стола (может быть перемещена к любому краю). Содержит кнопки активных программ, документов.

Щелчок мышкой по кнопке раскрывает окно соответствующего приложения. На панели задач располагается кнопка «Пуск».

Пуск — кнопка открытия Главного меню.

Корзина — системная папка, в которую помещаются удаляемые файлы. Файл физически исчезает из памяти компьютера только после очистки корзины.

Мой компьютер — системная папка, корень иерархической файловой системы. Всегда располагается на рабочем столе.

Окно — основной элемент интерфейса MS Windows. Используются окна программ (приложений), окна документов, диалоговые окна. Окно можно перемещать по рабочему столу, сворачивать в значок на панели задач, разворачивать на весь экран, закрывать.

В пределах изображенного окна размещаются:

•  строка заголовка, в которой расположены: имя открытой папки; в левой части - кнопка вызова системного меню; в правой части - кнопки управления окном. Левая кнопка (со значком подчеркивания) сворачивает окно до иконки на панели задач. Средняя кнопка разворачивает окно на весь экран, или восстанавливает его первоначальные размеры. Правая кнопка (с крестиком) закрывает окно;



•  строка меню – представляет собой совокупность кнопок, называемых пунктами меню. При выборе пункта меню раскрывается подменю, в котором находятся пункты меню, при щелчке на них выпадает ниспадающее меню с командами, применяемыми к объектам рабочей области;

•  панель инструментов – содержит кнопки наиболее часто используемых команд;

•  адресная строка – играет роль командной строки и содержит список папок и дисков, доступных для работы пользователя;

•  строка состояния – содержит информацию об объектах, находящихся в папке (например, количество выделенных, скрытых объектов; объем объектов);

•  рабочая область – основная часть окна, в которой размещаются объекты;

•  полоса прокрутки (вертикальная или горизонтальная) – это полоса вдоль нижней или правой границы окна. Она состоит из стрелок прокрутки, бегунка, собственно полосы прокрутки и служит для просмотра содержимого окна, не умещающегося в его размерах;

•  рамка окна – ограничивает окно.

Основные виды окон – диалоговое окно, окно папки, окно справочной системы, окно программы, окно документа.

Диалоговое окно - окно, появляющееся на экране при вводе команды, выполнение которой требует от пользователя ввести дополнительные данные, необходимые для дальнейшей работы программы (например, Оk или Yes (“Готово”, “Принять”, “Да” и т.п.) и Cancel или No (“Отменить”, “Отказаться”, “Нет”)).

Диалоговые окна содержат следующие элементы управления

•  Вкладки (закладки) – предназначены для выполнения некоторых функций или команд в окне;

•  Кнопка – элемент управления в интерфейсе пользователя, который предназначен для выполнения команд. По форме кнопка может быть прямоугольником с надписью или значком с рисунком. Поскольку надпись на кнопке может быть очень краткой, а рисунок - символическим и не сразу понятным, то во многих приложениях используются подсказки (примечания). Подсказка появляется в виде текста в рамке, если на кнопку навести указатель мыши;

•  Надпись со статическим текстом обычно используется для вывода заголовков. Часто надпись размещается рядом с элементом управления, который не имеет собственного заголовка. К числу таких элементов, например, относятся объекты поле и счетчик;

•  Поле – элемент управления, предназначенный для ввода и редактирования данных. Вводимый текст может быть длиннее стороны прямоугольника, ограничивающего поле, т.е. может быть похож на бегущую строку;

•  Счетчик – элемент управления, предназначенный для изменения числового значения, выводимого в поле. Чаще всего счетчик размещается рядом с полем. Счетчик, по существу, состоит из двух кнопок - для увеличения или уменьшения;



•  Поле со списком – позволяет выбрать элемент из списка или ввести данные вручную. Текущее значение отображается в поле, а список возможных значений раскрывается при нажатии кнопки со стрелкой;

•  Переключатели (радиокнопки) - используются для предоставления возможности выбора одного варианта из нескольких (многих). В одной группе переключателей можно выбрать только один;

•  Флажок – используется для выбора одной или нескольких позиций из предложенного списка. Представляет из себя квадратик, который пользователь может пометить галочкой. Для отмены действия достаточно повторно щелкнуть мышью в квадратике. Заголовок – это название флажка, поясняющее его смысл;

•  Регулятор – устанавливает одну из позиций на шкале перемещением движка (больше, меньше).



•  Окно справочной системы - окно, которое выводит справочную информацию о том объекте, с которым работает пользователь. Обычно появляется при нажатии на клавишу F1.



•  Окно папки – предназначено для отображения содержимого папки и для выполнения операций над объектами, содержащимися в папке.

Просмотр содержимого документа
«Лекция № 23 Интернет»

13




Лекция № 23

Интернет


Интернет - сообщество соединенных между собой сетей, с которых используются общие правила или протоколы обмена данными между компьютерами. В наши дни Интернет объединяет тысячи глобальных, региональных и локальных сетей, рассеянных по всему земному шару и околоземному космическому пространству.

Под пользователями Интернет понимаются пользователей сетей, входящих в его состав. Эти пользователи получают доступ к информационным услугам или сервисам Интернет (www, E-mail, ftp, telnet, icq и т.д.).

Сети крупных предприятий сами по себе имеют сложную структуру, представляя собой "Интернет в миниатюре". Внутри этих сетей используются те же технические решения и сервисы, как и в большом Интернете. Для таких сетей используется термин "Интранет". Термин "интранет" подразумевает либо полную изолированность корпоративной сети от Интернета, либо использование при подключении специальных защитных программных и аппаратных средств.

Обычно пользователи подключаются к Интернету через посредство сети провайдера - фирмы, предоставляющий услуги доступа к мировой сети. Провайдеры соединены друг с другом скоростными каналами связи - спутниковыми или кабельными.

Крупные сети подключают к провайдеру при помощи специально проложенных линий связи (их называют выделенными).

Для подключения к провайдеру отдельных компьютеров или небольших локальных сетей чаще всего используется обычный телефонный канал, называемый коммутируемой линией. Для того, чтобы передать информацию по коммутируемой линии, используются специальные устройства - модемы. Модем, получив команду на установку связи, набирает телефонный номер провайдера, устанавливает соединение с модемом на другой стороне линии, преобразует компьютерные данные в электрический сигнал специальной формы, пригодной для передачи по телефонной линии и осуществляет прием-передачу данных.




Протокол TCP/IP

Правила межсетевой передачи информации были разработаны еще в начале 1970-х годов в рамках проекта американского проекта ARPANET. В 1974 году они были зафиксированы в протоколах заседаний межсетевой рабочей группы, работавшей под руководством Винтона Серфа (Vinton Cerf). Вскоре был опубликован документ, получивший название протокол TCP/IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol). Этот документ и стал основным стандартом Интернета.

Предложенные в нем принципы таковы:

Каждый компьютер в сети (или на сетевом жаргоне хост (host) - узел сети, не являющийся маршрутизатором, т.е. не передающий информацию из одной сети в другую) имеет уникальный двоичный 4-х байтовый адрес, идентифицирующий его в Интернет.

Например, 10111110101001110010001000000010. Для наглядности каждый байт (или октет) адреса выделен особым цветом. Во избежание ошибок принято после каждого октета адреса, кроме последнего, ставить точку. Тогда адрес запишется как 10111110.10100111.00100010.00000010 или 190.167.34.2, если перевести каждый октет в десятичную систему счисления.

Таким образом, адрес компьютера записывается в формате A.B.C.D, где 0IP-адресом.

Протокол передачи данных не зависит от физической среды передачи. Это означает, что протокол TCP/IP может использоваться для передачи информации в локальной сети Ethernet, по оптоволоконной или спутниковой линии или коммутируемой/выделенной линии с равным успехом.

Требование универсальности вынуждает строить многоуровневую модель передачи данных, встраивая протокол TCP/IP в промежуток между физическим уровнем( к нему относятся сетевые карты, модемы, кабели и их протоколы передачи данных) и уровнем прикладных программ (браузер Интернет, почтовая программа):



Протокол TCP/IP является открытым, с его официальным описанием (RFC-791, RFC-793) может познакомится в Интернет любой желающий. Неудивительно, что существуют программные реализации этого протокола практически для любой операционной системы. Например, Microsoft TCP/IP для Windows, Berkly TCP/IP для Unix линии BSD и т.д. И, хотя этот протокол не стандартизован ни одним госудаством мира, он стал фактически международным стандартом Интернет.


Как происходит передача данных

IP-адрес в двоичном представлении разбивается на 2 части - адрес сети (левая часть адреса) и адрес хоста (правая часть адреса).
Например, в адресе 190.167.34.2 первые 24 бита могут быть адресом сети, а последние 8 - адресом хоста. Тогда наш адрес будет выглядеть как 10111110101001110010001000000010, где зеленым цветом выделена сетевая часть адреса (она одинакова для всех хостов локальной сети), а красным - часть адреса, адресующая хост внутри локальной сети. Для того, чтобы быстро вычислять по IP-адресу адрес сети или хоста, используется понятие маски подсети (subnet mask). Это двоичное число, в котором все биты адреса сетевой части адреса равны 1, а все остальные биты равны нулю.

В нашем случае для адреса 10111110101001110010001000000010
получим маску подсети 11111111111111111111111100000000.

Маску подсети принято записывать в том же десятичном формате, что и IP-адрес. Для этого нужно каждый байт маски перевести в десятичное число и записать полученные десятичные числа через точки.

В нашем случае
111111112=255
111111112=255
111111112=255
000000002=0
Ответ: 255.255.255.0 - маска подсети.

Маску подсети в настоящее время все чаще называют маской сети, что точней отображает ее смысл.

Информационные пакеты пересылаются напрямую от компьютера-отправителя к компьютеру-получателю только в пределах одной сети. Если компьютер-получатель находится в другой сети, то информация пересылается специальному компьютеру сети, который называется шлюзом (gateway). Его адрес всегда известен. Об этом заботится системный администратор. Компьютер-шлюз имеет связь с как минимум с одной другой сетью и ретранслирует информацию в нужном направлении. Этот процесс называется маршрутизацией (routing).

Если ваш компьютер, имеющий IP адрес 192.169.204.12 и маску подсети 255.255.192.0 должен отправить информацию компьютеру с адресом 192.169.198.15, то прежде всего ваш компьютер проверит, находится ли получатель информации в той же сети.

Для этого двоичное представление адреса получателя он побитово умножит на двоичное представление маски подсети, то в результате получится адрес сети:

11000000101010001100011000001100 (адрес компьютера - получателя)
*
11111111111111111100000000000000 (текущая маска подсети)
----------------------------------------------------------
11000000101010001100000000000000 (адрес сети получателя)

Аналогичную процедуру компьютер проделает со своим адресом для того, чтобы узнать адрес своей собственной сети:
11000000101010011100110000001100 (адрес компьютера - отправителя)
*
11111111111111111100000000000000 (текущая маска подсети)
----------------------------------------------------------
11000000101010011100000000000000 (адрес своей собственной сети)

Адрес сети получателя совпадает с адресом собственной сети. Следовательно, получатель находится в локальной сети, и информация может быть послана напрямую. Если бы совпадения не произошло, то информация была бы отправлена шлюзу (с адресом, например,192.168.192.2) с указанием адреса получателя 192.169.204.15, а он переслал бы ее в другую сеть. Этот процесс продолжался бы до тех пор, пока информация не дошла бы до получателя.


Технология WWW

Всемирная паутина – это перевод с английского словосочетания     World Wide Web, которое часто обозначается как WWW.

Бурное развитие сети Интернет, которое происходило на протяжении 90-х годов во многом обусловлено появлением новой технологии WWW. В основу этой технологии положена технология гипертекста, распространенная на все компьютеры, подключенные к сети Интернет. 

Суть технологии гипертекста состоит в том, что текст структурируются, т.е. в нем выделяются слова-ссылки. При активизации ссылки происходит переход на заданный в ссылке фрагмент текста. Ссылки в документе обычно выделяются цветом и подчеркиванием.

Технология позволяет создавать ссылки (их иногда называют гиперссылки) которые реализуют переходы не только внутри исходного документа, но и на любой другой документ, находящийся на данном компьютере и, что самое главное, на любой документ любого компьютера, подключенного в данный момент к Интернет. При этом в качестве ссылки могут использоваться не только фрагменты текста, но и графические изображения. Сервера Интернет, реализующие WWW-технологию, называются Web-серверами, а документы, реализованные по технологии WWW, называются Web-страницами.

Всемирная паутина - это десятки миллионов серверов  Интернет, содержащих Web-страницы,  в которых используется работа гипертекста. Структуирование документов и создание Web-страниц осуществляются с помощью языка HTML (Hyper Text Markup Language).Последняя версия текстового редактора Word позволяет сохранять документы непосредственн в формате Web-страниц.

Web-страница может содержать информацию, представленную в различных формах: текст, таблицы, графику, анимацию, звук, видео. 



Просмотр Web-страниц осуществляется с помощью специальных программ просмотра - браузеров. В настоящее время наиболее распространенными браузерами являются Internet Exporer, Netscape Navigator, Opera, Mozilla Firefox.

        Если компьютер подключен к Интернет, то можно загрузить один из браузеров и отправится в путешествие по “Всемирной паутине”. В начале необходимо загрузить Web-страницу с одного из серверов Интернет, затем найти ссылку и активизировать ее. В результате будет загружена Web-страница с другого сервера Интернет, который при этом может находится в другой части света. В свою очередь можно активизировать ссылку на данной Web-странице, загрузится следующая Web-страница и т.д.

       Найти Web-страницу в Интернет или сделать на нее ссылку можно с помощью универсального указателя ресурсов (адреса страницы).

Универсальный указатель ресурсов включает в себя способ доступа к документу, имя сервера, на котором находится документ, а так же путь к файлу).

Способ доступа к документу определяется используемым протоколом передачи информации. Для доступа к Web-страницам используется потокол передачи гипертекста НТТР(Hyper Text Transfer Protocol).

Например для начальной Web-страницы Internet Explorer универсальный указатель ресурсов принимает вид http://home.microsoft.com/intl/ru/ и состоит из трех частей:

http:// - протокол доступа

home.microsoft.com - имя сервера фирмы Microsoft

/intl/ru/ - путь к файлу


Сервис доменных имен Интернет

Все пользователи Интернет имеют доступ к информационным услугам или сервисам Интернет. Некоторые из них имеют прикладной характер. Современному человеку не надо долго объяснять, зачем нужны такие услуги, как www, E-mail, icq и т.д. Существуют и менее известные, хотя очень важные сервисы. Некоторые из них являются системными, без них невозможно функционирование Интернет. Самое смешное, что пользователи сети часто не догадываются об их существовании, пока все работает нормально. Но как только происходит отказ подобной службы - нормальная работа сети прекращается. Сейчас мы познакомимся с одним из них.

Каждый хост Интернет имеет уникальный 32-битовый IP-адрес. Уже на заре Сети стало ясно, что обращаться к хостам по их IP-адресам крайне неудобно. При наборе числовых адресов пользователи часто ошибались, да и запомнить бессмысленные наборы цифр было очень сложно.

Тогда было решено поставить в соответствие каждому IP-адресу символьное имя, организованное по иерархическому принципу. Такое имя называется полным доменным именем хоста (FQDN -Fully Qualified Domain Name). Структура доменного имени такова:





echo

.

msk

.

ru

Имя хоста

 

Домен 2 уровня

 

Домен 1 уровня

Самое правая часть имени - домен первого уровня. Как правило, он имеет определенную государственную принадлежность. Например, Россия имеет домен ru и унаследованный от exUSSR su, Германия - домен de, Израиль - домен il. Такие домены называют национальными (ccTLD - country code Top Level Domains). Национальные доменные имена всегда двухбуквенные.

Кроме национальных, существуют трехбуквенные общие или интернациональные домены (gTLD - generic Top Level Domains). Общие домены привязаны к роду деятельности организации-владельца.


Домен

Род деятельности организации

com

Коммерческая

edu

Образовательная

gov

Правительственная

int

Международная

mil

Военная

net

Сетевая

org

Некоммерческая


Первоначально общие домены принадлежали США - родине Интернета. До сих пор национальный домен США (.us) используется редко и большинство ресурсов американского Интернета размещено в общих доменах. Например, www.whitehouse.gov - сайт Белого дома, www.yale.edu - сайт Йельского университета. В настоящее время география общих доменов расширилась за пределы США. Появились, например, российские серверы, имеющие домен первого уровня .com, .org, .net (например, www.ripn.net - сервер Российского института публичных сетей).

Доменные имена первого уровня выдаются Международным сетевым координационным комитетом (INTERNIC). Как правило, это происходит при появлении на карте мира новых государств, хотя есть и исключения. В последние годы появились общие домены для физических лиц (.name), лиц свободных профессий (.pro) и т.д. Так что, если вы встретите где-либо адрес vasya.pupkin.name, не удивляйтесь!

Доменные имена второго уровня выдают национальные сетевые организации. В России этим занимается Российский институт развития публичных сетей - РОСНИИРОС (www.ripn.net). Имена хостов придумывают системные администраторы. Если на хосте размещен web-сервер, часто используют имя www. В принципе, имя хоста может быть опущено вообще (Сравните www.ya.ru и ya.ru - разные интерфейсы одного и того же поискового сервера Яндекс).

Преобразование доменных имен в IP-адреса и обратное преобразование IP-адресов в доменные имена выполняется специальными серверами Интернет - серверами доменных имен (DNS-Domain Name Servers). Эти серверы дают возможность при работе в Сети использовать дружественные доменные имена хостов вместо IP-адресов.

При настройке протокола IP хоста кроме IP-адреса, маски подсети и адреса шлюза, указываются и IP-адрес сервера имен. Часто для большей надежности указывают адреса двух серверов имен - первичного и вторичного.

Благодаря службе DNS, доменные имена можно использовать повсеместно вместо IP-адресов. Например, при проверке связи командой ping можно использовать с равным успехом доменное имя хоста.

Вы наверняка обратили внимание на параметр TTL, значение которого выводится для каждого тестового пакета при выполнении команды ping. Этот параметр определяет время жизни пакета (TTL - Time To Live). Для каждого новорожденного пакета его значение равно 255. При прохождении через шлюз или маршрутизатор, значение TTL уменьшается на величину временной задержки на маршрутизаторе. Если значение TTL становится меньше или равно нулю, пакет уничтожается. Данное правило принять для предотвращения бесконечного блуждания пакетов по кольцевым маршрутам Сети.

Для того, чтобы проследить конкретный маршрут информационного пакета в Интернет, существуют программы, посылающие серии тестовых пакетов с монотонно возрастающими значениями TTL. Маршрутизатор, на котором значение TTL достигло нуля, посылает диагностическое сообщение о "смерти" пакета хосту, отправившему пакет в сеть. Таким образом можно проследить маршрут пакета. Windows-версия программы называется tracert (trace route - трассировка пути)



Электронная почта (E-mail)

Глобальная сеть Интернет привлекает пользователей своими информационными ресурсами сервисами (услугами).В настоящее время информационными сервисами Интернет пользуются около 250 млн.человек.

Электронная почта является наиболее распространенным сервисом Интернет, так как является исторически первой информационной услугой компьютерных сетей и не требует обязательного наличия высокоскоростных и качественных линий связи.

Принципы функционирования электронной и обычной почты, аналогичны. Вы посылаете людям письма по их конкретным адресам, они, в свою очередь, пишут вам на ваш почтовый адрес. Однако электронная почта имеет несколько серьезных преимуществ перед обычной почтой.





 

 

 

 

Наиболее важное из них - это скорость пересылки сообщений. Если письмо по обычной почте может идти до адресата дни и недели, то письмо посланное по элекронной почте, достигнет его за несколько секунд или, в худшем случае, за несколько часов.

Другое преимущество состоит в том, что элекронное письмо может содержать не только текстовое сообщение, но и вложенные файлы, программы, графику, звук. 

Однако не рекомендуется, чтобы размер пересылаемого файла был слишком большим, так как некоторые почтовые серверы вводят ограничение на размер посылаемого файла.

Еще одно достоинство электронной почты состоит в том, что письмо можно послать сразу нескольким абонентам и, например, оповестить их о встрече.

Любой пользователь Интернет может получить свой "почтовый ящик" на одном из почтовых серверов Интернет, в котором будут накапливаться передаваемые и получаемые электронные письма.

Для того, чтобы электронное письмо дошло до адресата, оно кроме текста послания обязательно должно содержать электронный адрес получателя письма.

Адрес электронной почты записывается по определенной форме и состоит из двух частей: имя пользователя@имя_сервера

Имя пользователя имеет произвольный характер и задается   самим пользователем, имя сервера  на котором он разместил свой почтовый ящик.

Например, почтовый сервер компании МТУ-ИНФОРМ имеет имя mtu-net.ru. Соответственно, имена почтовых ящиков пользователей будут иметь вид: [email protected]

Для того чтобы отправить электронное письмо, отправитель должен подключится к Интернет и передать на свой почтовый сервер сообщение. Почтовый сервер сразу же отправит это письмо через систему почтовых серверов Интернет на почтовый сервер получателя, которое попадет в его почтовый ящик. Однако реально получатель получит письмо только после того, как он соединится с Интернетом и "скачает" почту из  своего почтового почтового ящика.







Поиск информации в сети Интернет

Сеть Интернет растет очень быстрыми темпами, поэтому найти нужную информацию среди сотен миллиардов Web-страниц и сотен миллионов файлов становится все сложнее.

Для поиска информации используются специальные поисковые системы, которые обеспечивают:

- точность поиска;

- полноту поиска.

Поисковая машина содержит тематически сгруппированную информацию в базах данных, в которых практически для каждого слова естественного языка хранятся ссылки на документы, содержащие это слово.

Базы данных постоянно обновляются.

Специальные программы-роботы периодически «обходят» Web-серверы Интернета, читают все встречающиеся документы, выделяют в них ключевые слова и заносят в базу данных.

Большинство поисковых систем разрешают автору Web-сайта самому внести информацию в базу данных, заполнив регистрационную анкету.
Но в данный момент наиболее полные базы не охватывают даже 20% всех сведений Интернета.

Для повышения результативности поиска лучше использовать несколько машин.

Популярными поисковыми машинами являются:

  • http://www.yahoo.com

  • http://www.google.com

  • http://www.google.ru

  • http://www.rambler.ru

  • http://www.yandex.ru

  • http://www.aport.ru

  • http://www.ru

  • http://www.altavista.com

  • http://www.lycos.com

Большинство поисковых серверов имеет достаточно удобную систему каталогов, которая позволяет быстро найти нужный материал практически по любой теме. Эти каталоги являются аналогами тематического каталога в библиотеке.

Вся информация такой системы разбита на темы, которые соответственно разбиваются на подтемы и т.д.

В итоге получается иерархическое дерево, исследуя которое получаешь искомую информацию.

Классификацией информации занимаются определенные люди - систематизаторы.

Пример хорошей классификационной системы - Yahoo (www.yahoo.com). Едва появившись, Yahoo быстро завоевала признание качественной проработкой классификатора. Сейчас в Yahoo работают более 100 систематизаторов.




Поиск по ключевым словам

  • Большинство поисковых систем имеют сроку для ввода специальных запросов по поиску информации. Сюда можно записать логически объединённые между собой слова и нажать имеющуюся рядом кнопку Поиск, Найти, Find, Search, Seek и т.п.

  • Удобство такого поиска состоит в том, что сразу выдаются ссылки на нужные странички.

  • На правильно сформулированный вопрос практически всегда можно получить в Internet ответ. Надо только научиться правильно задавать вопросы, и поток искомой информации вам обеспечен. При работе в Internet нельзя забывать, что вы задаете вопрос не человеку, а машине, которая анализирует информацию в зависимости от заложенных в нее алгоритмов.

В каждой поисковой системе имеется справочная информация, в которой сказано, как правильно составить запрос.

Для получения справки найдите на страничке ссылку с надписью Help (Помощь) и щёлкните по ней.

Но поскольку во всех системах большинство запросов создаётся одинаково, ниже приведём правила поиска информации:

  • Если нужно найти информацию по какой-либо теме, выраженной одним словом, запишите его в строку поиска и нажмите расположенную рядом кнопку (обычно называется Поиск).

  • Если в запросе вводить несколько слов, поисковая система найдёт странички, содержащие хотя бы одно из этих слов.

  • Чтобы найти странички, содержащие все указанные слова, нужно между ними записать английское слово and (и) или поставить значок &.

  • Чтобы найти странички, содержащие целую фразу в таком виде, как Вы её записали, эту фразу нужно заключить в кавычки. В этом случае слова на страничке будут расположены рядом и именно в том порядке, как Вы записали.

  • Для исключения слова из поиска нужно перед ним поставить знак минус (или NOT). Поисковая система найдёт странички с информацией обо всех животных, кроме кошек.

  • При поиске информации о людях, записывайте их фамилии с большой буквы.

  • Для поиска web-странички, содержащей в адресе указанное слово, перед ним нужно записать url:, например: url:kamchatka. Будут найдены странички, в адресе которых имеется слово kamchatka.

  • Для поиска файлов изображений по имени файла, нужно указать слово image. Данный вид поиска используется довольно редко, так как можно просто найти странички, содержащие необходимые фотографии, например, составив запрос: фото and кошка или фото +кошка.







Проблемные ситуации, связанные с поиском информации


Проблемная

ситуация

Решение

Найдено слишком много ссылок

  • Попробуйте уточнить запрос, дописав более конкретное слово.

  • Попробуйте исключить лишние часто встречающиеся слова про помощи оператора NOT или знака минус.

  • Если среди первых нескольких ссылок Вы нашли то, что нужно, тогда нет никакой проблемы, Вам просто повезло: быстро нашли нужную информацию.

Найдено слишком мало ссылок

  • Попробуйте записать поменьше слов в запросе

  • Поищите при помощи другой поисковой системы, русской или иностранной.

  • Возможно, Вы ищите какой-то специальный термин, по которому очень мало информации.

Среди найденных ссылок нет ни одной нужной

  • Попробуйте записать запрос по-другому.

  • Используйте синонимы слов.

  • Уточните запрос, добавив более конкретное слово.

  • Воспользуйтесь другой поисковой системой.














Просмотр содержимого документа
«Лекция № 24 Моделирование и формализация»

7




Лекция № 24

Моделирование и формализация


Многие открытия в различных науках были сделаны именно благодаря построению моделей различных объектов, процессов и явлений.

Например, открытие кислорода стало возможным благодаря опытам по сгоранию некоторых веществ, а сконструированные модели летательных аппаратом Циолковским привело к созданию космических кораблей и спутников, которые были выведены на орбиту Земли в середине 20 века.

Модели всегда играли важную роль в деятельности человека, некоторые явления безопаснее исследовать на модели, нежели в реальности (изучение молнии, последствия атомного взрыва, ядерную энергию и т.д.)

В процессе построения модели выделяются главные, наиболее существенные свойства объекта. Модель – это новый объект, который отражает существенные особенности изучаемого объекта, явления или процесса.

В разных науках одни и те же объекта исследуются под разными углами зрения и строятся различные типы моделей.

Один и тот же объект иногда имеет множество моделей, а разные объекты могут описываться одной моделью.

Модели классифицируются по: области применения (научные, учебные, опытные, деловые игры и т.д.), временному фактору (динамические, статические), способу представления (материальные, информационные) и др.

Предметные (материальные) модели воспроизводят геометрические, физические и другие свойства объектов в материальной форме (глобус, модель кристаллической решётки, детские игрушки и др.).

Знаковые (информационные) модели представляют объекты и процессы в форме рисунков, схем, таблиц, текстов и т.д. Информационные модели, в свою очередь, бывают компьютерные и некомпьютерные.

К созданию моделей прибегают, когда исследуемый объект очень велик (модель Солнечной системы) или очень мал (модель атома), когда изучаемый процесс очень быстр (модель двигателя внутреннего сгорания) или очень медленен (геологические модели), когда прототип уже не существует в реальном времени (модель гибели Атлантиды или вымирания динозавров). Кроме того, модель позволяет сосредоточить внимание на наиболее существенных (в контексте решаемой задачи) свойствах объекта, исключая из рассмотрения второстепенные.

Строгие правила построения модели сформулировать невозможно, однако человечество накопило богатый опыт моделирования различных процессов и объектов.

Все многообразие моделей отличает нечто общее: моделью может стать искусственно созданный абстрактный или материальный объект. Анализ модели и наблюдение за ней позволяют познать суть реально существующего более сложного объекта, процесса или явления, называемого прототипом или оригиналом.

Моделирование – это метод познания, состоящий в создании и исследовании моделей.

Каждый объект имеет большое количество различных свойств. В процессе построения модели выделяются главные, наиболее существенные свойства. Модель самолета должна отражать его аэродинамические характеристики, модель атома – его строение и т.д.


Статические и динамические информационные модели

Статические модели – это модели, описывающие состояние системы в определённый момент времени, как бы одномоментный срез информации по объекту. Например, обследование учеников в стоматологической поликлинике дает картину состояния их ротовой полости на данный момент времени: число молочных и постоянных зубов, пломб и т.п.

Динамическая модель позволяет увидеть изменения объекта во времени. В примере с поликлиникой карточку школьника, отражающую изменения, происходящие с его зубами за многие годы, можно считать динамической моделью; модели, описывающие процессы изменения и развития систем.

В каждый момент времени объект находится в определённом состоянии, которое характеризуется набором свойств и их значений.


Формы представления информационных моделей

Знаковая система, которая позволяет создавать информационные модели, – язык. Общая идея описания мира с помощью некоторого языка заключается в выделении определенного набора простейших знаков, который называется алфавитом. Последовательности символов алфавита, в соответствии с правилами грамматики, образуют основные объекты языка – слова. Правила, согласно которым образуются предложения из слов того или иного языка, называются синтаксисом. Сам же язык – это множество слов и предложений, записываемых в данном алфавите согласно заданной грамматике и синтаксису. Наряду с естественными языками (русский, английский и т.д.) были разработаны формальные языки: системы счисления, алгебра высказываний, языки программирования. Основное отличие формальных языков от естественных состоит в наличии строгих правил грамматики и синтаксиса, в отсутствии неоднозначности в понимании тех или иных элементов языка.

Процесс построения информационных моделей с помощью формальных языков называется формализацией. Одним из наиболее распространенных формальных языков является алгебраический язык формул в математике, который позволяет описывать зависимости между величинами.

Модели, построенные с помощью математических понятий и формул, называются математическими моделями. Например, рассматриваемые в физике уравнения, по своей сути, представляют собой математические модели изучаемых процессов или явлений.

По способу представления можно выделить следующие виды информационных моделей:

  • Графические (геометрические) модели. Они представляют собой рисунки, карты, чертежи, схемы, графики, диаграммы и т.д. Графические модели более информативны, чем текстовые. Например, невозможно представить себе географию, судоходство, военное дело без инфомационных моделей поверхности Земли в виде карт.


  • Словесные (текстовые) модели – устные и письменные описания средствами разговорного языка. Примером словесных моделей являются и произведения художественной литературы, и модели исторических событий из учебника по истории, и модели природных процессов, происходящих на Земле, из учебника географии.

  • Математические модели – математические формулы, отображающие связь различных параметров объекта или процесса.

  • Табличные модели. В них объекты или их свойства представлены в виде списка, а их значения размещаются в ячейках прямоугольной таблицы.

  • Специальные модели – ноты, химические формулы и так далее.


Моделирование – творческий процесс. В наиболее общем виде его можно представить поэтапно:

  • Постановка задачи.

  • Разработка модели.

  • Компьютерный эксперимент.

  • Анализ результатов моделирования.


1-й этап – постановка задачи

Под задачей понимается некая проблема, которую надо решить. На этапе постановки задачи необходимо отразить три основных момента: описание задачи, определение целей моделирования и анализ объекта или процесса.

Описание задачи

По характеру постановки все задачи можно разделить на две основные группы.

К первой группе относятся задачи, в которых требуется исследовать, как изменятся характеристики объекта при некотором воздействии на него. Такую постановку задачи принято называть "что будет, если?..". Например, как изменится скорость автомобиля через 10 с, если он движется прямолинейно и равноускоренно из состояния покоя с ускорением 0,5 м/с?

Вторая группа задач имеет другую формулировку: какое надо произвести воздействие на объект, чтобы его параметры удовлетворяли некоторому условию? Такая постановка задачи часто называется "как сделать, чтобы?..". Например, какого объема должен быть воздушный шар с гелием, чтобы он мог подняться с грузом 120 кг?

Цель моделирования

Целью построения моделей может являться:

  • познание окружающего мира;

  • создание объектов с заданными свойствами;

  • определение последствий воздействия на объект;

  • эффективность управления объектом (процессом).



Анализ объекта

На этом этапе четко выделяют моделируемый объект и его основные свойства. Эти факторы – входные параметры моделирования. Результат анализа объекта появляется в процессе выявления его составляющих (элементарных объектов) и связей между ними.


2-й этап – разработка модели

Один и тот же объект можно рассматривать с разных точек зрения и, соответственно, описывать его по-разному. Некоторые свойства объекта можно записать в виде формул, связывающих различные параметры. Например, закон сохранения массы или законы преломления света. Для описания объектов, их свойств и отношений можно использовать схемы, рисунки, числовые характеристики.

В информационной модели параметры объекта и его составляющих представлены в числовой, текстовой или иной форме, а действия в ходе исследования – в виде процессов обработки информации.

Выбор наиболее существенной информации при создании информационной модели и ее сложность обусловлены целью моделирования.

Все входные параметры объектов, выделенные при анализе, располагают в порядке убывания значимости и проводят упрощение модели в соответствии с целью моделирования. При этом отбрасывают факторы, несущественные с точки зрения того, кто определяет модель.


3-й этап – компьютерный эксперимент

Когда сформирована информационная модель, приступают к компьютерному моделированию. Существует немало программных комплексов, которые позволяют проводить исследование (моделирование) информационных моделей. Каждая программная среда имеет свой инструментарий и позволяет работать с определенными видами информационных объектов. Например, для построения геометрических моделей и схем используются графические редакторы, для создания словесных – среда текстового редактора, для исследования табличных моделей – электронные таблицы и т.д.

Этап проведения компьютерного эксперимента включает две стадии: составление плана моделирования и технологию моделирования. План моделирования должен четко отражать последовательность работы с моделью.

Первым пунктом такого плана всегда является разработка теста, а затем – тестирование модели. Тестирование – процесс проверки правильности модели.

Тест – набор исходных данных, для которых заранее известен результат. Чтобы быть уверенным в правильности получаемых результатов моделирования, необходимо предварительно провести компьютерный эксперимент на модели для составленного теста. При этом надо иметь в виду, что исходные данные теста могут совершенно не отражать реальную ситуацию, а тест должен быть ориентирован на то, чтобы проверить разработанный алгоритм функционирования компьютерной модели.

После тестирования, когда появилась уверенность в правильности модели, переходят непосредственно к технологии моделирования.

Технология моделирования – совокупность целенаправленных действий пользователя над компьютерной моделью. Каждый эксперимент должен сопровождаться осмыслением результатов, которые станут основой анализа результатов моделирования.


4-й этап – анализ результатов моделирования.

Этот этап решающий – либо продолжать исследование, либо заканчивать. Если ожидаемый результат известен, то необходимо сравнить полученный и ожидаемый результаты. Этап анализа не может существовать автономно: полученные выводы часто способствуют проведению дополнительной серии экспериментов, а иногда и изменению модели. Основой для выработки решения служат результаты тестирования и экспериментов. Если результаты не соответствуют целям поставленной задачи, значит, допущены ошибки на предыдущих этапах. Это может быть слишком упрощенное построение информационной модели либо неудачный выбор метода или среды моделирования. Если такие ошибки выявлены, то требуется корректировка модели, то есть возврат к одному из предыдущих этапов. Процесс повторяется до тех пор, пока результаты эксперимента не будут отвечать целям моделирования.


Информационные модели процессов управления

В процессе функционирования сложных систем (биологических, технических и т.д.), входящие в них объекты постоянно обмениваются информацией. Изменение сложных систем во времени имеет свои особенности. Так, для поддержания своей жизнедеятельности любой живой организм постоянно получает информацию из внешнего мира с помощью органов чувств, обрабатывает её и управляет своим поведением (например, перемещаясь в пространстве, избегает в опасности).

В любом процессе управления всегда происходит взаимодействие двух объектов – управляющего и управляемого, которые соединены каналами прямой и обратной связи. По каналу прямой связи передаются управляющие сигналы, а по каналу обратной связи – информация о состоянии управляемого объекта.

Информационные модели процессов управления – модели, описывающие информационные процессы управления в сложных системах.

Если процесс не учитывает состояние управляемого объекта и обеспечивает управление по прямому каналу (от управляющего объекта к управляемому), то система управления называется разомкнутой (например, запись информации на гибкие дискеты). В противном случае система управления будет замкнутой (например, при записи информации на жёсткие диски)











Типы информационных моделей


Табличные информационные модели

Одним из наиболее часто используемых типов информационных моделей является прямоугольная таблица, которая состоит из столбцов и строк. Такой тип моделей применяется для описания свойств объектов, обладающих одинаковым набором свойств. В табличной информационной модели обычно перечень объектов размещён в ячейках первого столбца таблицы, а значения их свойств – в других столбцах.

С помощью таблиц могут быть построены как статические, так и динамические информационные модели.

С помощью таблиц строятся информационные модели в различных предметных областях. Широко известно табличное представление математических функций, статистических данных, расписание поездов и самолётов, уроков и т.д.

В табличной информационной модели объекты или их свойства представлены в виде списка, а их значения размещаются в ячейках прямоугольной таблицы.

В табличной информационной модели перечень однотипных объектов размещён в первом столбце (или строке) таблицы, а значения их свойств размещаются в следующих столбцах (или строках) таблицы.

В общем случае таблица не даёт представления о каких-либо закономерностях, однако бывают и исключения (например, периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева).

Табличные информационные модели проще всего строить и исследовать на компьютере с помощью электронных таблиц и СУБД.


Иерархические информационные модели

В процессе классификации объектов часто строятся информационные модели, которые имеют иерархическую структуру. В биологии весь животный мир рассматривается как иерархическая система (тип, класс, отряд, семейство, род, вид), в информатике используется иерархическая файловая система и т.д.

В иерархической информационной модели объекты распределены по уровням. Каждый элемент более высокого уровня может состоять из элементов нижнего уровня, а элемент нижнего уровня может входить в состав только одного элемента более высокого уровня.


Сетевые информационные модели

Сетевые информационные модели применяются для отражения таких систем, в которых связи между элементами имеют сложную структуру.

Например, различные региональные части глобальной компьютерной сети Интернет (американская, европейская, российская, австралийская и т.д.) связаны между собой высокоскоростными линиями связи. При этом одни части (например, американская) имеют прямые связи со всеми региональными частями Интернета, а другие могут обмениваться информацией только через американскую часть (например, российская и австралийская). Это статическая информационная модель. С помощью сетевой динамической модели можно, например, описать процесс передачи мяча между игроками в коллективной игре (футболе, баскетболе и т.д.)


Просмотр содержимого документа
«Лекция № 25 Алгоритмизация»

10



Лекция № 25

Алгоритмизация


Понятие алгоритма. Свойства алгоритма

Изменения состояния объектов описываются динамическими информационными моделями. Выберем в качестве объекта текст и построим информационную модель, описывающую процесс его редактирования.

Во-первых, должны быть определены начальное состояние объекта и его конечное состояние (цель преобразования). Следовательно, для текста необходимо задать начальную последовательность символов и конечную последовательность, которая должна быть получена после редактирования.

Во-вторых, для того чтобы изменить состояние объекта (значения его свойств) необходимо выполнить над ним определенные действия (операции). Выполняющий такие операции объект называется исполнителем. Исполнителем редактирования текста может быть человек, компьютер и др.

В-третьих, процесс преобразования текста необходимо разбить на отдельные операции, которые должны быть записаны в виде отдельных команд исполнителю. Каждый исполнитель обладает определенным набором, системой команд, которые он может выполнить, т.е. команды должны быть понятны исполнителю. В процессе редактирования текста возможны различные операции: удаление, копирование, перемещение или замена его фрагментов. Исполнитель редактирования текста должен быть в состоянии выполнить эти операции. Будем говорить, что информационная модель, описывающая информационный процесс и обладающая перечисленными выше свойствами, является алгоритмом.

В Толковом словаре по информатике (1991 г.) дано общепринятое определение этого понятия: алгоритм — точное предписание, определяющее вычислительный процесс, ведущий от варьируемых начальных данных к искомому результату.

Алгоритм — это информационная модель, описывающая процесс преобразования объекта из начального состояния в конечное, в форме последовательности понятных исполнителю команд.

Примером алгоритма может служить кулинарный рецепт приготовления блюда. Рассмотрим простейший алгоритм — алгоритм заварки чая:
1. Подготовить исходные величины — чай, воду, чайник, стакан, ложку.

2. Налить в чайник воду.

3. Довести воду до кипения и снять с огня.

4. Всыпать в чайник чай.

5. Довести воду до кипения (но не кипятить), снять с огня.

6. Чай готов. Процесс прекратить.


Исполнитель алгоритма – это некоторая абстрактная или реальная (техническая, биологическая или биотехническая) система, способная выполнить действия, предписываемые алгоритмом.



Исполнителя характеризуют:

  • среда;

  • элементарные действия;

  • система команд;

  • отказы.

Среда (или обстановка) – это «место обитания» исполнителя.

Каждый исполнитель может выполнять команды только из некоторого строго заданного списка - системы команд исполнителя. Для каждой команды должны быть заданы условия применимости (в каких состояниях среды может быть выполнена команда) и описаны результаты выполнения команды.

После вызова команды исполнитель совершает элементарное действие.

Отказы исполнителя возникают, если команда вызывается при недопустимом для неё состоянии среды.

Алгоритмический способ деятельности человека состоит в том, что он либо сам разрабатывает алгоритм, либо получает его в готовом виде и затем исполняет, строго следуя всем указаниям, образующим данный алгоритм.


Основные свойства алгоритмов следующие:

  • понятность (исполнитель алгоритма должен знать, как его выполнять);

  • дискретность (алгоритм должен представлять процесс решения задачи как последовательное выполнение простых или ранее определённых шагов);

  • определённость (каждое правило алгоритма должно быть чётким, однозначным и не оставлять места для произвола);

  • результативность (алгоритм должен приводить к решению задачи за конечное число шагов);

  • массовость (алгоритм решения задачи разрабатывается в общем виде, т.е. он должен быть применим для некоторого класса задач, различающихся лишь исходными данными).

  • переносимость (алгоритм не должен зависеть от типа используемой вычислительной техники или выбранного языка программирования)


Алгоритмы могут описывать процессы преобразования самых разных объектов. Широкое распространение получили вычислительные алгоритмы, которые описывают преобразование числовых данных. Само слово алгоритм происходит от algorithmi - латинской формы написания имени выдающегося математика IХ века аль-Хорезми, который сформулировал правила выполнения арифметических операций.

Алгоритм позволяет формализовать выполнение информационного процесса. Если исполнителем является человек, то он может выполнять алгоритм формально, не вникая в содержание поставленной задачи, а только строго выполняя последовательность действий, предусмотренную алгоритмом.

Рассмотрим работу пользователя, например, в среде текстового редактора Word. Word предоставляет пользователю возможность работы в мире своих объектов, которыми являются документ, фрагмент документа, символ и т.д.

Предположим, что пользователю необходимо провести редактирование текста. Пусть нам необходимо из исходного состояния объекта, содержанием которого является текст «информационная модель» (курсор находится перед первым символом), получить конечное состояние, т.е. текст «модель информационная» (курсор находится после последнего символа).

Необходимую для реализации такого преобразования последовательность действий, т.е. алгоритм, запишем на естественном языке, который понятен пользователю компьютера:

1. Выделить слово информационная + пробел.

2. Вырезать этот фрагмент и поместить его в буфер.

3. Установить курсор на позицию после слова модель + пробел.

4. Вставить вырезанный фрагмент текста.


Алгоритм должен обладать свойством точности, т.е. каждая команда алгоритма должна однозначно определять действие исполнителя. Для этого необходимо формализовать запись алгоритма и заменить содержательную модель текста на его формальную модель. Формальная модель представляет текст, делящимся на страницы, состоящие из определенного количества строк, которые, в свою очередь, включают определенное количество знакомест (символов). Наш текст состоит из одной страницы, которая содержит одну строку. Команде Выделить слово информационная пробел на формальном языке соответствует команда Выделить символы с 1 по 15, а команде Установить курсор после слова модель пробел соответствует команда Установить курсор после 7-го символа.
1. Выделить символы с 1 по 15.

2. Вырезать этот фрагмент и поместить его в буфер.

3. Установить курсор на позицию после 7-го символа.

4. Вставить вырезанный фрагмент текста.


Теперь этот алгоритм редактирования текста пользователь может выполнять формально. Так, в процессе выполнения алгоритма на компьютере пользователь будет выполнять команды алгоритма с помощью клавиатуры и мыши. Фактически же пользователь будет давать команды объектам программной среды, которые будут действительными исполнителями алгоритма.

Компьютер — автоматический исполнитель алгоритмов. Представление информационного процесса в форме алгоритма позволяет поручить его автоматическое исполнение различным техническим устройствам, среди которых особое место занимает компьютер. При этом говорят, что компьютер исполняет программу (последовательность команд), реализующую алгоритм.

Алгоритм, записанный на «понятном компьютеру языке программирования называется программой.


Способы описания алгоритмов

В настоящее время используется несколько таких способов.

1. Словесно-формульное описание алгоритма, т. е.
описание алгоритма с помощью слов и формул. Это наиболее простой способ.

Задача. Составить алгоритм начисления зарплаты согласно следующему правилу: если стаж работы сотрудника менее 5 лет, то зарплата 130 тыс. руб., при стаже работы от 5 до 15 лет — 180 тыс. руб., при стаже свыше 15 лет зарплата повышается с каждым годом на 10 тыс. руб. Сформулируем задачу в математическом виде: вычислить

Словесно-формульное описание алгоритма решения задачи:
1. Ввести SТ, перейти к п. 2.
2. Если SТто ZР:=13О, перейти к п. 4, иначе — перейти к п. З.
З. Если SТ то ZР:= 180, перейти к п. 4, иначе ZР:=180+( SТ —15)*10, перейти к п. 4.
4. Вывести (отпечатать) значение ZР, перейти к п. 5.
5. Вычисления прекратить.

2. Графическое описание алгоритма, т. е. описание с помощью схем алгоритмов. Схема алгоритма представляет собой систему связанных геометрических фигур. Каждая фигура обозначает один этап процесса решения задачи и называется блоком. Порядок выполнения этапов указывается стрелками, соединяющими блоки. В схеме блоки стараются размещать сверху вниз, в порядке их выполнения. Для наглядности операции разного вида изображаются в схеме различными геометрическими фигурами.

Это графическое изображение алгоритма в виде определенным образом связанных между собой нескольких типов блоков. Первое понятие о языке блок-схем ввели в 1956 г. русские математики А.А. Ляпунов и Ю.Н. Янов. В каждой такой схеме последовательность выполняемых исполнителем действий изображается с помощью линий, соединяющих отдельные блоки. Существуют заранее оговоренные условные обозначения для блоков различных типов. Чтобы придать блок-схемам наглядность и единообразие, все эти графические элементы стандартизированы.



Графические элементы блок-схем:

Блок начала используется для обозначения начала алгоритма, а также для входа в подпрограмму.

Блок конца используется для обозначения конца алгоритма (конца подпрограммы).

Блок ввода – вывода обозначает ввод данных в переменные с указанными именами или вывод содержимого указанных переменных на экран монитора или на принтер.

Блок действия – это блок, в котором происходит обработка данных (вычисления) и помещение результатов обработки в переменные с определенным именем или просто помещение данных в переменной без предварительной обработки.

Блок разветвления: в зависимости от результата проверки условия, выполняются только действия ветки "Да" или только действия ветки "Нет" (если она есть). Это – так называемая "полная альтернатива". Если ветка "Нет" отсутствует (неполная альтернатива), то при невыполнении условия никакие действия в рамках этого блока не производятся.


















3. Описание алгоритма на алгоритмическом языке (алгоязыке). Алгоритмический язык — это средство для записи алгоритмов в аналитическом виде, промежуточном между записью алгоритма на естественном (человеческом) языке и записью на языке ЭВМ (языке программирования).

Из примера видно, что запись алгоритма на алгоязыке весьма близка к его словесно-формульному описанию. Разница между ними состоит в том, что в алгоязыке используется ограниченный набор терминов, более строгие правила записи операции и т. д. с целью обеспечения однозначности понимания алгоритма.
Наглядность такого способа описания алгоритмов невысока, особенно алгоритмов сложной структуры. Однако алгоязык может быть полезен как средство компактной записи алгоритмов.

Вывод. Сравнение разных способов описания алгоритмов на конкретном примере должно подтвердить мысль о том, что наиболее наглядный способ схемы алгоритмов. Это и наиболее естественный способ, так как человек мыслит образами и, ожидая от него эффективной работы, следует предоставлять ему возможность работать с образами, в нашем случае — с образами алгоритмов, т. е. со схемами алгоритмов.


Базовые алгоритмические структуры

Линейные алгоритмы. Особенность линейных алгоритмов состоит в том, что действия в них выполняются последовательно друг за другом от начала до конца.
























Разветвляющиеся алгоритмы. Ветвление – форма организации действий, при которой в зависимости от выполнения некоторого условия совершается одна либо другая последовательность действий.










ЕСЛИ условие ТО действие 1 ИНАЧЕ команда 2 (конструкция выбора в полной форме)

ЕСЛИ условие ТО действие 1 (конструкция выбора в сокращённой форме)


Разветвляющиеся алгоритмы используются:

  • в цепях управления;

  • в механизмах терморегуляции живых организмов;

  • в схемах воздействия на социальные и другие процессы.


Циклические алгоритмы. Алгоритм называется циклическим, если определённая последовательность действий выполняется несколько раз в зависимости от заданной величины (параметров цикла). Операторы, многократно повторяющиеся в процессе выполнения цикла, носят название – тело цикла. Циклические алгоритмы бывают двух типов: циклы со счётчиком, в которых тело цикла выполняется определённое количество раз, циклы с условием, в которых тело цикла выполняется до тех пор, пока выполняется условие.

Циклические алгоритмы строятся в соответствии с базовой алгоритмической структурой Цикл. В циклических алгоритмах некоторая часть команд повторяется или заданное количество раз, или число раз, необходимое для получения результата. По этому признаку они делятся на алгоритмы типа "Для" и алгоритмы типа "Пока / До". Первые также называют циклическими алгоритмами с заранее известным числом повторений, циклами со счетчиком или регулярными циклами.

Телом цикла называются команды, многократно повторяющиеся в процессе его выполнения.

Перед выполнением цикла происходит присваивание начальных значений переменным, меняющимся в ходе его выполнения. Собственно выполнение цикла Пока начинается с проверки условия его окончания. Поэтому такую разновидность цикла называют еще циклом с предусловием. Переход к выполнению тела цикла, включающего в себя рабочий блок и изменение значений аргументов, осуществляется только в том случае, если условие выполняется. В противном случае происходит выход из цикла. В частности, может оказаться, что тело цикла не будет выполнено ни разу (если с самого начала условие не выполняется). С другой стороны, чтобы цикл не повторялся бесконечно, необходимо в теле цикла рано или поздно осуществить действия, приводящие к ситуации, когда условие перестанет быть истинным. Этой цели и служит блок изменения значений аргументов.

Вложенным называется цикл, находящийся полностью внутри другого цикла. В структуре вложенности могут участвовать различные типы циклов.

Поскольку внутренний цикл должен полностью находиться внутри внешнего, то их закрытие должно осуществляться в порядке, обратном их открытию (сначала закрывается внутренний цикл, затем внешний).
























Анализ работы алгоритмов. Анализ правильности алгоритмов

Правильность алгоритмов может обсуждаться только тогда, когда имеются четкие определения правильности результатов. Алгоритм является правильным, если он дает правильные результаты при любых допустимых исходных данных.

Для утверждения о наличии ошибок в алгоритме достаточно указать контрпример. Контрпример – это хотя бы один набор допустимых данных, при которых будет получен неправильный результат, либо результатов не будет получено вовсе.

Для утверждения же об отсутствии ошибок в алгоритме необходимо доказать, что правильные результаты будут получены всегда. А для этого необходим исчерпывающий анализ правильности результатов при любых (!) исходных данных.

Техника анализа правильности алгоритмов – это техника анализа промежуточных результатов выполнения. Для последовательности вычислений такой анализ сводится к проведению подстановок, а затем к сопоставлению утверждаемого с конечными результатами вычислений.

Для альтернативно выбираемых действий анализ правильности проводится разбором всех вариантов, соответствующих частным случаям постановок решаемых задач и подзадач.

Для упрощения программирования многих сложных задач используются вспомогательные алгоритмы.

Вспомогательные алгоритмы – это алгоритм решения некоторой подзадачи из исходной (основной) задачи.

Вспомогательный алгоритм, записанный на языке программирования, называется процедурой или подпрограммой.


Алгоритм может содержать обращение к самому себе как вспомогательному и в этом случае он называется рекурсивным. Если команда обращения алгоритма к самому себе находится в самом алгоритме, то такая рекурсия называется  прямой. Возможны случаи, когда рекурсивный вызов данного алгоритма происходит из вспомогательного алгоритма, к которому в данном алгоритме имеется обращение. Такая рекурсия называется косвенной.






Просмотр содержимого документа
«Лекция №1 Введение в дисциплину»

14



Лекция № 1

Введение в информатику. Человек и информация


1. Информатика как научная дисциплина

Последняя информационная революция привела к появлению множества новых областей теории и практики, которые связаны с изучением и производством технических средств, методов, технологий, обеспечивающих прирост новых знаний.

Одной из таких областей знаний является информатика.

Понятие «информатика» возникло в 60-х годах во Франции для обозначения области, занимающейся автоматизированной обработкой информации с помощью электронных вычислительных машин (ЭВМ). Французский термин Informatique (информатика) образован путем слияния начала слова information (информация) и конца слова automatique (автоматика) и означает «информационная автоматика» или «автоматизированная переработка информации». В англоязычных странах этому термину соответствует синоним Computer Science (наука о компьютерной технике).

Выделение информатики как самостоятельной сферы человеческой деятельности связано, в первую очередь, с развитием компьютерной техники. Причем основная заслуга в данном случае принадлежит микропроцессорной технике, появление которой в середине 70-х годов послужило началом 4-й информационной революции. С этого времени элементной базой вычислительной машины становятся интегральные схемы и микропроцессоры. Область, связанная с созданием и использованием компьютеров, получила еще один мощный импульс в своем развитии. Термин «информатика» начинает выступать в обновленном виде и служит не только для отражения успехов компьютерной техники, но связывается уже с глобальными процессами передачи и обработки информации.

В нашей стране подобная трактовка термина «информатика» утвердилась с момента принятия соответствующего решения в 1983 году на сессии годичного собрания Академии наук СССР об организации нового отделения информатики, вычислительной техники и автоматизации. Информатика трактовалась как «… комплексная научная и инженерная дисциплина, изучающая все аспекты разработки, проектирования, создания, оценки, функционирования основанных на ЭВМ систем переработки информации, их применения и воздействия на различные области социальной практики».

В таком понимании информатика нацелена на разработку общих методологических принципов построения информационных моделей. Поэтому методы информатики применимы всюду, где существует возможность описания объекта, явления, процесса и т. п. с помощью информационных моделей.

Существует множество определений информатики, что связано с многогранностью ее функций, возможностей, средств и методов. Обобщая существующие определения этого термина, предлагаем такую трактовку:

Информатика – область человеческой деятельности, связанная с процессами преобразования и использования информации с помощью компьютера.

Главная функция информатики заключается в разработке методов и средств преобразования информации. Исходя из этого, задачи информатики состоят в следующем:

• исследование информационных процессов любой природы;

• разработка новейшей информационной технологии на базе компьютеров и компьютерных сетей;

• решение научных и инженерных проблем создания и внедрения аппаратно-программного обеспечения компьютеров.

Информатика существует не сама по себе, а является комплексной научно-технической дисциплиной, предназначенной для создания новой информационной техники и технологии для решения проблем в других областях. Она предоставляет методы и средства исследования другим областям, даже таким, где применение количественных методов кажется невозможным из-за неформализуемости изучаемых процессов и явлений. В будущем индустрия информатики станет ведущей в информационном обществе и обеспечит своевременную информированность любого ее члена.

Информатика как наука опирается на несколько фундаментальных наук - физику, электронику, радиотехнику, математику, кибернетику и др., а также имеет свои собственные разделы: операционные системы, архитектура ЭВМ, теоретическое программирование, теорию баз данных и др.

Информатика как область практической деятельности людей оформилась с появлением компьютеров и учит применять информационные технологии в современном обществе. Сейчас мы уже не представляем свою жизнь без компьютеров.

В школьных стенах информатика представлена соответствующей дисциплиной, которая призвана сформировать у вас необходимый уровень информационной культуры, научить системно-информационному подходу к окружающему миру, подготовить к полноценной жизни в информационном обществе.

Круг проблем, рассматриваемых информатикой, настолько широк, что помимо сугубо специальных тем, касающихся исключительно компьютерной техники, приходится вникать в проблемы других областей знаний, таких как физика, химия, биология, литература. Это обусловлено тем, что информатика представляет совершенно особую отрасль знаний, которая интегрирует (объединяет) все остальные. Благодаря ожидаемому внедрению информационных систем и технологий в различные сферы деятельности, можно представить область информатики как некую среду существования прочих дисциплин. Информатика должна стать дисциплиной совершенно иного уровня и качества, нежели все существующие ныне. Она будет обобщать знания, полученные по другим предметам, учить новому системному осмыслению происходящих в мире процессов и явлений.



























3. Понятие информации

Информация относится к фундаментальным, неопределяемым понятиям науки информатика. В настоящее время наука пытается найти общие свойства и закономерности, присущие многогранному понятию «информация», но пока это понятие во многом остаётся интуитивным и получает различные смысловые наполнения в различных отраслях человеческой деятельности:

  • в быту информацией называют любые данные, сведения, знания, которые кого-либо интересуют. Например, сообщение о каких-либо событиях, чьей-либо деятельности и т.п.;

  • в толковом словаре Ожегова информация – это сведения об окружающем мире и протекающих в нём процессах, воспринимаемые человеком или специальным устройством; сообщения, осведомляющие о положении дел, о состоянии чего-нибудь;

  • в технике под информацией понимают сообщения, передаваемые в форме знаков или сигналов (в этом случае есть источник сообщений, получатель (приёмник) сообщений, канал связи);

  • в кибернетике под информацией понимают ту часть знаний, которая используется для ориентирования, активного действия, управления, т.е. в целях сохранения, совершенствования, развития системы;

  • в теории информации под информацией понимают сведения об объектах и явлениях окружающей среды, их параметрах, свойствах и состоянии, которые уменьшают имеющуюся степень неопределённости, неполноты знаний о них.

  • применительно к компьютерной обработке данных под информацией понимают некоторую последовательность символических сообщений (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 объём сообщения.

Мы будем использовать следующее понятие информации.

Информация – это сведения об окружающем мире, повышающие уровень осведомлённости человека.

Информация может существовать в виде:

  • текстов, рисунков, чертежей, фотографий;

  • световых или звуковых сигналов;

  • радиоволн;

  • электрических и нервных импульсов;

  • магнитных записей;

  • жестов и мимики;

  • запахов и вкусовых ощущений;

  • хромосом и др.

Наряду с понятием «информация» в информатике часто употребляется понятие «данные». Покажем, в чём их различие.

Данные – результаты наблюдений над объектами и явлениями, которые по каким-то причинам не используются, а только хранятся. Как только данные начинают использовать в каких-либо практических целях, они превращаются в информацию. Исходя из этого, можно определить информацию как «используемые данные».

Одно и то же информационное сообщение (статья в газете, объявление, письмо, телеграмма, справка, рассказ и др.) 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 на японском языке не несёт никакой новой информации человеку, не знающему этого языка, но может быть высокоинформативным для человека, владеющего японским языком. Никакой новой информации не содержит и сообщение, изложенное на знакомом языке, если его содержание непонятно или уже известно.


4. Человек и информация

Накопление человечеством опыта и знаний при освоении природы смешалось с освоением информации. Именно этот процесс и привел к образованию инфосферы. Такое понятие, как обработка информации, появилось совсем недавно, но обрабатывать информацию люди начали еще в древние времена.

Сначала из поколения в поколение информация передавалась устно. Это были сведения о профессиональных навыках, например, о приемах охоты, обработки охотничьих трофеев, способах земледелия и др. Но затем информацию стали фиксировать в виде графических образов окружающего мира. Первые наскальные рисунки, изображающие животных, растения и людей, появились примерно 20-30 тысяч лет назад.

Начатый поиск более современных способов фиксирования информации привел к появлению письменности. На чем только люди не писали! В Индии – на пальмовых листьях, в Вавилоне – на глиняных плитках, на Руси пользовались берестой. Как видим, письменность – новый шаг человечества в области хранения и передачи информации. Однако первым революционным явлением в этой сфере стало изобретение печатного станка, благодаря которому появилась книга и, таким образом, стало возможно массовое тиражирование профессиональных знаний, зафиксированных на материальном носителе.

Сегодня потоки книг, сливаясь с потоками технической документации и многотомной справочной литературой, образуют океаны информации. Эту информацию необходимо хранить и передавать потребителю, для чего нужен мобильный и емкий носитель.

Но книга является неудобным, сложным, дорогим, а главное "медленным" носителем информации. Вся многогранность содержания раскрывается человеку при перелистывании, чтении и рассматривании книги. Она не может непосредственно влиять на производственный процесс. Сначала человеку необходимо найти нужную ему книгу, освоить накопленные в ней знания, которые позже смогут дать толчок дальнейшему развитию производства. Книга, как носитель информации, сегодня уже отстает от стремительного продвижения человечества по пути освоения природы.

Был и другой вид информационной деятельности. Отдельные государства, стремясь к расширению своих территорий, проводили агрессивную политику по отношению к своим соседям. Подготовка и ведение боевых действий требовали информации о военном потенциале противника. Ее добывали, например, через разведчиков. Тогда остро встал вопрос о защите информации от утечки в посторонние руки. Стали развиваться методы кодирования, разрабатываться способы быстрой и безопасной пересылки информации.

Шли годы, рос объем информации, которой обменивалось общество. Для сбора, переработки и распространения информации создавались издательства и типографии – родилась информационная промышленность. Газеты, журналы и другие издания, выпускаемые большими тиражами, зачастую кроме полезной информации обрушивали на человека огромное количество и ненужных, бесполезных сведений. Для обозначения таких лишних сведений придумали специальный термин – информационный шум. Помимо печати появились и другие средства массовой информации – радио и телевидение. И общество привыкло к тому, что когда говорят об информации, то речь идет о сведениях, полученных через радио, газеты и т. д.

Революционным изобретением XX века явилась электронная вычислительная машина (ЭВМ). Она является как носителем информации, так и средством доставки ее потребителю. В совокупности с линиями связи, такими, как проводная, радио, космическая и оптическая, ЭВМ делает доступной любую часть гигантского океана информации, которая без непосредственного воздействия на человека может влиять на работу производственного оборудования, например, на станки с программным управлением.


5. Информационная система

Знакомство с информационной системой начнём с разбора понятий «система».

Система – любой объект, который одновременно рассматривается и как единое целое, и как совокупность разнородных объектов, объединённых для достижения определённого результата.

Системы значительно различаются между собой как по составу, так и по цели своего функционирования. Например, системой является образовательное учреждение, коммерческая фирма, автомобиль, компьютер и ещё множество различных объектов, которые, в зависимости от цели, можно рассматривать и как единое самостоятельное целое, и как совокупность нескольких объектов, взаимодействующих между собой.

Понятие «система» во множестве смысловых значений широко распространено в информатике. Чаще всего оно используется применительно к набору технических средств и программ. Системой может называться аппаратная часть компьютера. Системой может также считаться множество программ для решения конкретных прикладных задач.

Добавление к понятию «система» слова «информационная» отражает цель её создания и функционирования. Информационные системы обеспечивают сбор, хранение, обработку, поиск, выдачу информации; помогают анализировать проблемы и создавать новые продукты.

В качестве основного технического средства информационная система использует персональный компьютер. В крупных организациях, наряду с персональным компьютером, в состав технической базы информационной системы может входить суперЭВМ. Кроме того, техническое воплощение информационной системы лишено самостоятельного значения, если не учитывать роли человека, для которого предназначена производимая информация и без которого невозможно её получение и дальнейшее использование.

Информационная система - взаимосвязанная совокупность средств, методов и персонала, участвующих в обработке данных.

В работе информационной системы на равных участвуют как технические и программные средства, так и человек. Только в результате их взаимодействия возможна обработка первичной информации и получение информации нового качества.

Информационная система должна обеспечивать приём поступающей из источника информации, её преобразование, хранение и передачу результатов преобразования потенциальному потребителю (человеку, растению, устройству, другой информационной системе и т. д.). После приёма информации потребитель должен как-то реагировать, например, принимать решение, производить какую-то операцию, обрабатывать новое сообщение.

Любая информационная система может действовать по правилам разомкнутой или замкнутой схемы управления.

В разомкнутой информационной системе получаемая потребителем информация используется произвольно. От потребителя в информационную систему ничего не поступает. Система работает в автономном разомкнутом режиме, когда цель её функционирования не определяется потребителем.

Примером работы разомкнутой информационной системы служит компьютеризированная справочная система каталогов. Установленная в библиотеке система обеспечивает любого читателя информацией по интересующей его тематике. Получив соответствующий запросу перечень литературы, читатель прекращает взаимодействие с информационной системой, никак не повлияв ни на её работу, ни на хранящуюся в ней информацию.

В замкнутой информационной системе существует тесная связь между структурой и её потребителем. Информационная система ориентирована на конкретного потребителя и на его цели. Это достигается за счёт введения в её структуру канала обратной связи. По этому канала передаётся реакция потребителя на полученную им информацию. Информация, полученная от потребителя, поступает по каналу обратной связи в аппаратно-программную часть, где происходит её обработка совместно с данными, поступившими ранее из других источников. Результирующая информация вновь отправляется потребителю и т.п.

Например, идея замкнутой информационной системы воплощена при организации работы железнодорожной кассы. Сначала кассир обеспечивается необходимой информацией о наличии билетов. Как только очередной билет продан, кассир вводит сообщение об этом в компьютер. Соответствующая программа производит отметку о проданном билете. В этой замкнутой системе обратная связь от потребителя реализована в виде сведений о проданных билетах.

В информационной системе происходят следующие процессы:

  • ввод информации из внешних или внутренних источников;

  • обработка входной информации и представление её в удобном виде;

  • хранение как входной информации, так и результатов обработки;

  • вывод информации для отправки потребителю или в другую систему;

  • ввод информации от потребителя через обратную связь.

Информационную систему следует воспринимать как систему «Человек – Компьютер», занятую обработкой информации. Выходной продукцией этой системы является информация, на основе которой потребитель принимает решения.

В настоящее время сложилось представление об информационной системе как о системе, обязательно реализованной с помощью компьютерной техники. Однако информационную систему в целом можно понимать и в некомпьютерном варианте.

Значение информационной системы:

  • освобождает работников от рутинной работы за счёт её автоматизации;

  • обеспечивает достоверность информации;

  • обеспечивает более рациональную организацию переработки информации на компьютере.

Структура любой информационной системы может быть представлена совокупностью обеспечивающих подсистем. Среди обеспечивающих подсистем обычно выделяют информационное, техническое, математическое, программное, организационное и правовое обеспечение.

Информационное обеспечение определяет всю совокупность данных, хранящихся в разных источниках. В первую очередь, это совокупность средств и методов построения базы данных. При этом существенное значение имеет наличие системы классификации и кодирования информации, т. к. любая база данных содержит справочники, описательная часть которых должна быть обязательно закодирована.

Кроме того, сюда входят унифицированные системы документации, которые создаются на государственном, республиканском, отраслевом и региональном уровнях. Разработаны стандарты, где устанавливаются требования:

  • к унифицированным формам документов;

  • к составу и структуре параметров, характеризующих объект или процесс;

  • к порядку внедрения, ведения и регистрации форм документов.

К информационному обеспечению относятся и схемы, отражающие маршруты движения информации и её объёмы, а также взаимосвязь различных параметров.

Техническое обеспечение состоит из комплекса технических средств, предназначенных для работы информационной системы, а также соответствующая документация на эти средства. В состав комплекса технических средств входят:

  • компьютеры любых моделей;

  • устройства сбора, накопления, обработки и вывода информации;

  • устройства передачи данных и линии связи;

  • расходные материалы и др.

Документацией оформляется выбор технических средств, структура, порядок эксплуатации, технологический процесс обработки данных, технологическое оснащение.

Математическое и программное обеспечение образуется совокупностью математических моделей, алгоритмов и программ, предназначенных для реализации задач информационной системы.

В состав программного обеспечения входят системные и специальные программные продукты, а также техническая документация. К системному программному обеспечению относятся комплексы программ для расширения функциональных возможностей компьютеров и усовершенствования контроля и управления процессом обработки данных. Специальное программное обеспечение представляет собой совокупность пакетов прикладных программ, разработанных для конкретной информационной системы.

Организационное обеспечение содержит совокупность документов, регулирующих отношения внутри трудового коллектива, а также устанавливающих правила обращения персонала с техническими средствами.

Правовое обеспечение представлено правовыми нормами. Главной целью правового обеспечения является соблюдение законности. В состав правового обеспечения входят законы, указы, постановления государственных органов власти, приказы, инструкции министерств, ведомств, организаций, местных органов власти.


6. Информационная технология

Слово «технология происходит от греческого «techne», что в переводе означает «искусство», «мастерство», «умение». С определённой точки зрения, все перечисленные понятия могут трактоваться как процессы. Под процессом обычно принято понимать совокупность определённых действий, направленных на достижение поставленной цели.

Под технологией материального производства понимается процесс, определяемый совокупностью средств и методов обработки, изготовления, изменения состояния, свойств, формы сырья или материала. Технология изменяет качество или первоначальное состояние материала.

Информация является одним из ценнейших ресурсов общества с такими природными богатствами, как нефть, газ, полезные ископаемые и др. Следовательно, процесс переработки информации по аналогии с процессом переработки материальных ресурсов тоже можно определить как технологию. Тогда справедливо следующее определение:

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

Цель технологии материального производства – выпуск продукции, удовлетворяющей тем или иным потребностям человека или системы.

Цель информационной технологии – производство информации для её последующего анализа и принятия на его основе решения по выполнению какого-либо действия.

В современном обществе основным техническим средством обработки информации служит персональный компьютер. Внедрение персонального компьютера в информационную сферу и использование телекоммуникаций определило новый этап развития информационной технологии, которая с этого момента получает наименования «новой», «компьютерной».

Определение «новая» подчёркивает радикально новаторский, а не эволюционный характер этой технологии. Её внедрение существенно изменяет содержание различных видов деятельности в учреждениях и организациях. В сферу новой информационной технологии включены также коммуникационные технологии, обеспечивающие передачу информации различными средствами, такими как телефон, телеграф, телевидение, факс и др.

Определение «компьютерная» подчеркивает, что основным средством реализации информационной технологии является компьютер.

Существуют три основных принципа компьютерной информационной технологии:

  • интерактивный (диалоговый) режим работы с компьютером;

  • интеграция с другими программными продуктами;

  • гибкое изменение данных и поставленных задач.

Технологический процесс материального производства реализуют с помощью различных технических средств, к которым относятся: оборудование, станки, инструменты, конвейерные линии и т. п.

По аналогии, в информационной технологии должно быть нечто подобное. В роли технических средств производства информации выступает аппаратное, программное и математическое обеспечение этого процесса. С их участием перерабатывается первичная информация в информацию нового качества. В числе этих средств выделим программные продукты и назовём их программным инструментарием.

Инструментарий информационной технологии – совокупность программных продуктов, использование которых позволяет достичь поставленную пользователем цель. К инструментарию можно отнести, например, все известные программные продукты общего назначения: текстовый редактор, настольные издательские системы, электронные таблицы, системы управления базами данных, электронные записные книжки, электронные календари.

Информационная технология представляет собой процесс, состоящий из чётко регламентированных правил выполнения различных операций с данными, хранящимися в компьютере. Основная цель - получить необходимую для пользователя информацию в результате целенаправленных действий по переработке первичной информации.

Информационная система – это среда, равноправными элементами которой являются: работники персонала, компьютеры, компьютерные сети, программные продукты, базы данных, различного рода технические и программные средства связи и т. д. Основная цель – организация хранения и передачи информации. Информационная система представляет собой систему «Человек – Компьютер», осуществляющую обработку информации.

Реализация функций информационной системы невозможна без знания ориентированной на неё информационной технологии. Информационная технология может существовать и вне сферы информационной системы.

Таким образом, информационная технология является более ёмким понятием, отражающим современное представление о процессах преобразования информации в информационном обществе. Она представляет собой совокупность чётких целенаправленных действий по переработке информации в большинстве случаев при помощи компьютера.

Информационная система поддерживает принятие решений со стороны человека, который для получения необходимой информации должен владеть и умело применять компьютерную информационную технологию.








2. Место информатики в научном мировоззрении

Реальный мир

Представление

человека

о

реальном

мире.

ИНФОРМАТИКА

Информация и информационные процессы

ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ

Вещественные и энергетические объекты и процессы

Информатика – одна из фундаментальных областей научного знания, отражающая системно-информационный подход к анализу окружающего мира, изучающая информационные процессы, методы и средства получения, преобразования, передачи, хранения и использования информации. Это стремительно развивающаяся сфера деятельности человека, связанная с использованием информационных технологий.









Просмотр содержимого документа
«Лекция №10 Правила техники безопасности при работе на компьютере»

4



Лекция № 10

Правила техники безопасности при работе на компьютере


  1. Требования безопасности перед началом работы

    1. Перед началом работы студенты обязаны:

  • осмотреть и привести в порядок рабочее место;

  • отрегулировать освещенность на рабочем месте, убедиться в достаточной освещённости, отсутствии отражений на экране, отсутствии встречного светового потока;

  • проверить правильность подключения оборудования в электросеть;

  • убедиться в отсутствии дискет в дисководе;

  • при необходимости произвести регулировку рабочего стола и кресла, а также расположение элементов компьютера в соответствии с требованиями эргономики и в целях исключения неудобных поз и длительного напряжения тела.

    1. При включении компьютера студенты должны соблюдать следующую последовательность включения оборудования:

  • включить блок питания;

  • включить периферийные устройства (принтер, монитор, сканер и др.);

  • включить системный блок (процессор).

    1. Студентам запрещается приступать к работе при:

  • наличии информации о несоответствии параметров данного оборудования требованиям санитарных норм;

  • обнаружении неисправности оборудования.

    1. Рабочее место при расположении в колонну должны быть на расстоянии не менее 1,5 метра, площадью не менее 6 м2 на одно рабочее место.


  1. Требования безопасности во время работы

    1. Студенты во время работы обязаны:

  • выполнять только ту работу, которая была дана преподавателем и по которой они были проинструктированы;

  • содержать в порядке и чистоте своё рабочее место;

  • внешнее устройство «мышь» применять только при наличии специального коврика;

  • при необходимости прекращения работы на некоторое время корректно закрыть все активные задачи;

  • соблюдать правила эксплуатации вычислительной техники в соответствии с инструкциями по эксплуатации;

  • соблюдать установленные режимом рабочего времени регламентированные перерывы в работе и выполнять в физкультпаузах рекомендованные упражнения для глаз, шеи, рук, туловища, ног.

    1. Студентам во время работы запрещается:

  • касаться одновременно экрана монитора и клавиатуры;

  • прикасаться к задней панели системного блока (процессора) при включенном питании;

  • переключение разъёмов интерфейсных кабелей периферийных устройств при включенном питании;

  • загромождать верхние панели устройств бумагами и посторонними предметами;

  • производить отключение питания во время выполнения активной задачи;

  • допускать попадания влаги на поверхность системного блока (процессора), монитора, рабочую поверхность клавиатуры, дисководов, принтеров и др. устройств.


  1. Требования безопасности в аварийных ситуациях

    1. Студенты обязаны:

  • во всех случаях обнаружения обрыва проводов питания, неисправности заземления и других повреждений электрооборудования, появления запаха гари немедленно сообщить об аварийной ситуации преподавателю;

  • в случае появления рези в глазах, резком ухудшении видимости - невозможно сфокусировать взгляд или навести его на резкость, появлении болей в пальцах и кистях рук, усилении сердцебиения немедленно покинуть рабочее место, сообщить о происшедшем преподавателю и обратиться к врачу;


  1. Требования к безопасности после окончания работы

    1. При окончании работ студенты обязаны соблюдать следующую последовательность выключения вычислительной техники:

  • произвести закрытие всех активных задач;

  • убедиться, что в дисководе нет дискет;

  • выключить питание системного блока;

  • выключить питание периферийных устройств;

  • отключить блок питания.

    1. По окончании работ привести в порядок рабочее место.


  1. Профилактические мероприятия

При работе с компьютерами для предупреждения развития переутомления необходимо осуществлять комплекс профилактических мероприятий:

  • проводить упражнения для глаз при появлении зрительного дискомфорта, выражающегося в быстром развитии усталости глаз, рези, мелькания точек перед глазами и т.п., упражнения для глаз выполняются индивидуально;

  • для снятия общего утомления, улучшения функционального состояния нервной, сердечно-сосудистой, дыхательной систем, а также мышц плечевого пояса, рук, спины, шеи и ног следует проводить физкультпаузы;


Упражнения для глаз

Комплексные упражнения для глаз выполняются сидя или стоя, отвернувшись от экрана при ритмичном дыхании с максимальной амплитудой движения глаз.

  • закрыть глаза, сильно напрягая глазные мышцы, на счёт 1-4, затем раскрыть глаза, расслабив мышцы глаз, посмотреть вдаль на счёт 1-6. Повторить 4-5 раз.

  • посмотреть на переносицу и задержать взор на счёт 1-4. До усталости глаза не доводить. Затем открыть глаза, посмотреть вдаль на счёт 1-6, повторить 4-5 раз.

  • не поворачивая головы, посмотреть направо и зафиксировать взгляд на счёт 1-4, затем посмотреть вдаль прямо на счёт 1-6. Аналогичным образом проводятся упражнения, но с фиксацией взгляда влево, вверх и вниз. Повторить 3-4 раза.

  • перевести взгляд быстро по диагонали: направо- вверх, налево - вниз и посмотреть вдаль на счёт 1-6, повторить 4-5 раз.





Просмотр содержимого документа
«Лекция №11 История развития вычислительной техники»

5



Лекция № 11

История развития вычислительной техники

Поколения ЭВМ


Слово «компьютер» означает «вычислитель», то есть устройство для вычислений. Потребность в автоматизации обработки данных, в том числе вычислений, возникла очень давно. Многие тысячи лет назад для счёта использовались счётные палочки, камешки и т.д. Более 1500 лет тому назад (а может быть и значительно раньше) для облегчения вычислений стали использоваться счёты.

1642 г. – Блез Паскаль изобрёл устройство, механически выполняющее сложение чисел.

1673 г. – Готфрид Вильгельм Лейбниц сконструировал арифмометр, позволяющий механически выполнять четыре арифметических действия. Начиная с XIX века арифмометры получили очень широкое применение. На них выполняли даже очень сложные расчёты, например, расчёты баллистических таблиц для артиллерийских стрельб. Существовала и специальная профессия – счётчик – человек, работающий с арифмометром, быстро и точно соблюдающий определённую последовательность инструкций (программ). Но многие расчёты производились очень медленно, так как при таких расчётах выбор выполняемых действий и запись результатов производилась человеком, а скорость его работы весьма ограничена.

Первая половина XIX века – английский математик Чарльз Бэббидж попытался построить универсальное вычислительное устройство – Аналитическую машину, которая должна была выполнять вычисления без участия человека. Для этого она должна была уметь исполнять программы, вводимые с помощью перфокарт, и иметь «склад» для запоминания данных и промежуточных результатов. Бэббидж не смог довести работу до конца, однако он разработал все основные идеи, и в 1943 г. американец Говард Эйкен с помощью работ Бэббиджа на основе техники XX в. – электромеханических реле – смог построить на одном из предприятий фирмы такую машину под названием «Марк-1». Ещё раньше идеи Бэббиджа были переоткрыты немецким инженером Конрадом Цузе, который в 1941 г. построил аналогичную машину.

1943 г. – Джон Мочли и Преспер Экерт создали машину на основе электронных ламп и назвали её ENIAC (первый представитель первого поколения ЭВМ). Она работала в тысячу раз быстрее, чем «Марк-1», однако для задания её программы приходилось в течение нескольких часов или даже нескольких дней подсоединять нужным образом провода. Чтобы упростить процесс задания программ, Мочли и Экерт стали конструировать новую машину, которая могла бы хранить программу в свей памяти. В 1945 г. Джон фон Нейман подготовил доклад о такой машине. В нём фон Нейман ясно и просто сформулировал общие принципы функционирования универсальных вычислительных устройств, т.е. компьютеров. Первый компьютер, в котором были воплощены принципы фон Неймана, был построен в 1949 г. английским исследователем Морисом Уиклсом.

Компьютеры 40-х и 50-х годов были очень большими устройствами – огромные залы были заставлены шкафами с электронным оборудованием. Всё это стоило очень дорого, поэтому компьютеры были доступны только крупным компаниям и учреждениям.

Первый шаг к уменьшению размеров компьютеров стал возможен с изобретением в 1948 г. транзисторов, которые смогли заменить в компьютерах электронные лампы.

1955 г. – фирма Bell Laboratories создаёт первый транзисторный компьютер второго поколения TRADIC, состоящий из 800 транзисторов.

1964 г. – компания IBM выпускает компьютеры третьего поколения серии IBM System/360 на основе интегральных схем.

В 1965 г. фирма Digital Equipment выпустила первый мини-компьютер размером с холодильник. Но к тому времени был подготовлен ещё один шаг к миниатюризации компьютеров – были изобретены интегральные схемы.

В 1970 г. Маршиан Эдвард Хофф (фирма Intel) сконструировал интегральную схему, аналогичную по своим функциям центральному процессору большой ЭВМ – микропроцессор Intel-4004 (1973 г. – выпущен восьмибитовый микропроцессор Intel-8008, 1974 г. – его усовершенствованная версия Intel-8080). Родился микропроцессор, а вместе с ним родилось четвёртое поколение компьютеров – то самое, с которым мы работаем сегодня.

В начале 1975 г. появился первый коммерчески распространяемый компьютер «Альтаир-8800» на основе микропроцессора Intel-8080 (его возможности были весьма ограничены: клавиатура и экран отсутствовали, оперативная память составляла всего 256 байт). Пол Аллен и Билл Гейтс создали для компьютера интерпретатор языка Basic, что позволило пользователям достаточно просто общаться с компьютером и писать для него программы.

1981 г. – фирмой IBM был выпущен компьютер IBM PC на основе 16-разрядного микропроцессора Intel-8088 (оперативная память – 1 Мбайт). Фактически IBM PC стал стандартом персонального компьютера. Сейчас такие компьютеры (совместимые с IBM PC) составляют более 90% всех производимых в мире персональных компьютеров.

1983 г. – был выпущен компьютер IBM PC XT, имеющий встроенный жёсткий диск, а в 1985 г. - компьютер IBM PC AT на основе нового микропроцессора Intel-80286, работающий в 3-4 раза быстрее, чем IBM PC XT.

Сегодня мы стоим на пороге появления компьютеров пятого поколения, основанного на нанотехнологиях. И, возможно, уже через 15-20 лет сердцем нашего ПК будет не кремниевый кристалл, а колба со взвесью органических молекул…


История развития вычислительной техники



Первое автоматическое вычислительное устройство

Первая ЭВМ

Первая отечественная ЭВМ

Год выпуска, производитель

1882, Чарльз Бэббидж

1946, США

1950, СССР

Название устройства

Аналитическая машина

ENIAC (Electronic Numeral Integrator and Computer)

МЭСМ (Малая Электронная Счётная Машина)

Элементная база

Механические устройства

Электронные лампы (18900 шт.)

Электронные лампы (6000 шт.)

Быстродействие (количество операций в секунду)

Мельница (арифметическое устройство)

5000 операций сложения в секунду

5000 операций сложения в секунду

Разрядность


30 бит

16 бит

Оперативная память

Склад (устройство для хранения чисел)

600 бит

1800 бит

Долговременная па­мять

Перфокарты

4100 магнитных элементов памяти

Магнитный барабан на 5000 чисел









История развития персональных компьютеров



Первый персональный компьютер

Персональный компьютер IBM

Первый отечественный персональный компьютер

Современный персональный компьютер

Год выпуска, производитель

1976, фирма Apple

1983, корпорация IBM

1985, СССР

2001

Тип компьютера

Apple II

IBM PC/XT

Агат

Платформа Windows

Процессор, частота

Motorola 6502, 1 МГц

Intel 8086, 10 МГц

1 МГц

Intel Pentium 4, 1,5 ГГц

Разрядность процессора

8 бит

16 бит

8 бит

64 бита

Оперативная память

48 Кбайт

640 Кбайт

48 Кбайт

128 Мбайт

Долговременная па­мять

НГМД, 1400 Кбайт

НЖМД 10 Мбайт, НГМД, 360 Кбайт

НГМД, 840 Кбайт

НЖМД, 50 Гбайт, DVD-ROM


Поколения ЭВМ

1-е поколение (с середины 40-х годов). Элементная база – электронные лампы. ЭВМ отличаются большими габаритами, большим потреблением энергии, малой скоростью действия, низкой надёжностью, программирование ведётся в кодах.

2-е поколение (с конца 50-х годов). Элементная база – полупроводниковые элементы. По сравнению с ЭВМ предыдущего поколения улучшены все технические характеристики. Для программирования используются алгоритмические языки.

3-е поколение (с середины 60-х годов). Элементная база – интегральные схемы, многослойный печатный монтаж. Резкое снижение габаритов ЭВМ, повышение их надёжности, увеличение производительности. Доступ с удалённых терминалов.

4-е поколение (с конца 70-х годов по настоящее время). Элементная база – микропроцессоры, большие интегральные схемы. Улучшены технические характеристики. Массовый выпуск ПК. Направление развития – мощные многопроцессорные системы с высокой производительностью, создание дешёвых микроЭВМ. Опытные разработки интеллектуальных компьютеров. Внедрение во все сферы компьютерных сетей и их объединение, распределённая обработка данных, повсеместное использование компьютерных информационных технологий.

Просмотр содержимого документа
«Лекция №12 Программное обеспечение компьютера»

7



Лекция № 12

Программное обеспечение компьютера

Операционная система


1. Программное обеспечение компьютера

Числовая, текстовая, графическая и звуковая информация может быть представлена и обработана на компьютере в форме данных. Данные хранятся и обрабатываются на машинном языке, т.е. в виде последовательности нулей и единиц.

Данные – это информация, представленная в форме, пригодной для её передачи и обработки с помощью компьютера.

Для того чтобы процессор компьютера «знал», что ему делать с данными, как их обрабатывать, он должен получить определенную команду (инструкцию). Например, «сложить два числа» или «заменить один символ на другой».

Обычно для решения какой-либо задачи процессору требуется не единичная команда, а их последовательность. Такая последовательность команд (инструкций) называется программой.

В течение нескольких десятилетий создавались программы, необходимые для обработки различных данных. Совокупность необходимых программ составляет программное обеспечение компьютера.

Для обработки данных на компьютере необходимо иметь не только аппаратное обеспечение компьютера, так называемое «hardware» («железо»), но и программное обеспечение, так называемое «software».


Программная обработка данных

Программная обработка данных на компьютере реализуется следующим образом. После запуска на выполнение программы, хранящейся во внешней долговременной памяти, она загружается в оперативную память.

Процессор последовательно считывает команды программы и выполняет их. Необходимые для выполнения команды данные загружаются из внешней памяти в оперативную и над ними производятся необходимые операции. данные, полученные в процессе выполнения команды, записываются процессором обратно в оперативную или внешнюю память.

В процессе выполнения программы процессор может запрашивать данные с устройств ввода информации и пересылать данные на устройства вывода информации.

Программное обеспечение ЭВМ – совокупность программных средств для ЭВМ и их систем любого класса и типа, обеспечивающих функционирование, диагностику и тестирование их аппаратных средств, а также разработку, отладку и выполнение любых задач пользователя, где в качестве пользователя может выступать как человек, так и любое внешнее устройство, подключённое к ЭВМ и нуждающееся в её ресурсах, а также совокупность необходимых для эксплуатации этих программных средств документов. Аппаратное (hardware) и программное (software) обеспечение ЭВМ тесно связаны.

Основными характеристиками программного обеспечения являются:

  • алгоритмическая сложность;

  • состав и глубина проработки реализованных функций обработки;

  • полнота и системность функций обработки;

  • объём файлов программ;

  • требование к операционной системе и техническим средствам обработки со стороны программного средства;

  • размер оперативной памяти для запуска программ;

  • тип процессора;

  • версии операционной системы, в которой функционирует ПО;

  • использование глобальной или локальной сети и др.

Все программы, работающие на компьютере, можно разделить на три категории:

  1. прикладные программы, непосредственно обеспечивающие выполнение необходимых пользователям работ:

  • пакет прикладных программ общего назначения;

  • проблемно-ориентированные пакеты прикладных программ;

  • интегрированные пакеты прикладных программ;

  • пакеты прикладных программ, расширяющие функции ОС;

  • программное обеспечение пользователя

  1. системные программы, выполняющие различные вспомогательные функции:

  • операционные системы;

  • утилиты ОС;

  • оболочки ОС;

  • средства тестирования и диагностики ЭВМ;

  • системы программирования.

  1. инструментальные программные системы, облегчающие процесс создания новых программ для компьютера:

  • компиляторы с языков программирования высокого уровня;

  • интерпретаторы с языков программирования высокого уровня;

  • библиотеки стандартных программ;

  • средства редактирования, отладки и тестирования;

  • прикладные утилиты.


При построении классификации программного обеспечения нужно учитывать тот факт, что стремительное развитие вычислительной техники и расширение сферы приложения компьютеров резко ускорили процесс эволюции программного обеспечения.

На сегодняшний день можно сказать, что более или менее определенного сложились следующие группы программного обеспечения:

  • операционные системы и оболочки;

  • системное программирование (трансляторы, библиотеки подпрограмм, отладчики и т.д.);

  • инструментальные системы;

  • интегрированные пакеты программ;

  • динамические электронные таблицы;

  • системы машинной графики;

  • системы управления базами данных;

  • прикладное программное обеспечение.


2. Операционная система

Операционная система – комплекс взаимосвязанных системных программ, назначение которого - организовать взаимодействие пользователя с компьютером и выполнение всех других программ.

Операционная система выполняет роль связующего звена между аппаратурой компьютера, выполняемыми программами и пользователем. Операционная система – базовая составляющая программного обеспечения компьютера, без неё компьютер не может работать в принципе.

Операционная система обычно хранится во внешней памяти компьютера – на диске. При включении компьютера она считывается с дисковой памяти и размещается в оперативном запоминающем устройстве (ОЗУ). Этот процесс называется загрузкой операционной системы.

В функции операционной системы входит:

  • осуществление диалога с пользователем;

  • ввод-вывод и управление данными;

  • планирование и организация процесса обработки программ;

  • распределение ресурсов (оперативной памяти и КЭШа, процессора, внешних устройств);

  • запуск программ на выполнение;

  • всевозможные вспомогательные операции обслуживания;

  • передача информации между различными внутренними устройствами;

  • программная поддержка работы периферийных устройств (дисплея, клавиатуры, дисковых накопителей, принтера и др.)


Операционная система содержит следующие основные компоненты:

  • программный модуль, управляющий файловой системой. Процесс работы компьютера в определенном смысле сводится к обмену файлами между устройствами. В операционной системе имеются программные модули, управляющие файловой системой;

  • командный процессор, выполняющий команды пользователя. В состав операционной системы входит специальная программа — командный процессор, которая запрашивает у пользователя команды и выполняет их. Пользователь может дать команду запуска программы выполнения какой-либо операции над файлами (копирование, удаление, переименование), вывода документа на печать и т.д. Операционная система должна эту команду выполнить;

  • драйверы устройств. К магистрали компьютера подключаются различные устройства (дисководы, монитор, клавиатура, мышь, принтер и др.). Каждое устройство выполняет определённую функцию (ввод информации, хранение информации, вывод информации), при этом техническая реализация устройств существенно различается. В состав операционной системы входят драйверы устройств, специальные программы, которые обеспечивают управление работой устройств и согласование информационного обмена с другими устройствами. Каждому устройству соответствует свой драйвер;

  • программные модули, обеспечивающие графический пользовательский интерфейс. Для упрощения работы пользователя в состав современных операционных систем, и в частности, в состав Windows, входят программные модули, создающие графический пользовательский интерфейс. В операционных системах с графическим интерфейсом пользователь может вводить команды с помощью мыши, тогда как в режиме командной строки необходимо вводить команды с помощью клавиатуры;

  • сервисные программы. В состав операционной системы входят также сервисные программы или утилиты. Такие программы позволяют обслуживать диски (проверять, сжимать, дефрагментировать и т.д.), выполнять операции с файлами (архивировать и т.д.), работать в компьютерных сетях;

  • справочная система. Для удобства пользователя в состав операционной системы обычно входит также справочная система. Справочная система позволяет оперативно получить необходимую информацию о функционировании как операционной системы в целом, так и о работе ее отдельных модулей.


Загрузка операционной системы

Файлы операционной системы хранятся во внешней, долговременной памяти (на жестком, гибком или лазерном диске). Однако программы могут выполняться, только если они находятся в оперативной памяти, поэтому файлы операционной системы необходимо загрузить в оперативную память.

Диск (жесткий, гибкий или лазерный), на котором находятся файлы операционной системы и с которого производится ее загрузка, называется системным.

После включения компьютера производится загрузка операционной системы с системного диска в оперативную память, которая должна выполняться в соответствии с программой загрузки. Однако для того чтобы компьютер выполнял какую-нибудь программу, эта программа должна уже находиться в оперативной памяти. Разрешение этого противоречия состоит в последовательной, поэтапной загрузке операционной системы.


Самотестирование компьютера

В состав компьютера входит энергонезависимое постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), содержащее программы тестирования компьютера и первого этапа загузки операционной системы, так называемый ВIОS (ВаsInput/Output System — базовая система ввода/вывода).

После включения питания компьютера или нажатия кнопки Reset на системном блоке компьютера или одновременного нажатия комбинации клавиш {Сtrl + А1t + Dе1} на клавиатуре процессор начинает выполнение программы самотестирования компьютера РОSТ (Роwer-ON Self Test). Производится тестирование работоспособности процессора, памяти и других аппаратных средств компьютера.

В процессе тестирования сначала могут выдаваться диагностические сообщения в виде различных последовательностей коротких и длинных звуковых сигналов (например, 1 длинный и 3 коротких — не подключен монитор, 5 коротких — ошибка процессора и т.д.). После успешной инициализации видеокарты краткие диагностические сообщения выводятся на экран монитора.

Для установки правильной даты и времени, а также внесения изменений в конфигурацию аппаратных средств компьютера, в процессе выполнения самотестирования необходимо нажать клавишу {Dеl}. Загрузится системная утилита ВIОS Setup, имеющая интерфейс в виде системы иерархических меню. Пользователь может установить новые параметры конфигурации компьютера и запомнить их в специальной микросхеме памяти, которая при выключенном компьютере питается от батарейки, установленной на системной плате. В случае выхода из строя батарейки конфигурационные параметры теряются и компьютер перестает нормально загружаться.


Загрузка операционной системы

После проведения самотестирования специальная программа, содержащаяся в BIOS, начинает поиск загрузчика операционной системы. Происходит поочередное обращение к имеющимся в компьютере дискам (гибким, жестким, CD-ROM) и поиск на определенном месте (в первом, так называемом загрузочном секторе диска) наличия специальной программы Маster Воot (программа-загрузчик операционной системы).

Если диск системный и программа-загрузчик оказывается на месте, то она загружается в оперативную память и ей передается управление работой компьютера. Программа ищет файлы операционной системы на системном диске и загружает их в оперативную память в качестве программных модулей.

Если системные диски в компьютере отсутствуют, на экране монитора появляется сообщение «Non system disk or disk error» и компьютер зависает, т. е. загрузка операционной системы прекращается и компьютер остается неработоспособным.

После окончания загрузки операционной системы управление передается командному процессору. В случае использования интерфейса командной строки на экране появляется приглашение системы к вводу команд. Приглашение представляет собой последовательность символов, сообщающих о текущем диске и каталоге. Например, если загрузка операционной системы была произведена с диска С:, а операционная система была установлена в каталог WINDOWS, то появится приглашение:

C:\WINDOWS

В случае загрузки графического интерфейса операционной системы, команды могут вводиться с помощью мыши.

Просмотр содержимого документа
«Лекция №13 Файл. Файловая система»

4



Лекция № 13

Файл

Файловая система


1. Файлы

Файл – это поименованная область на диске или другом носителе информации. В файлах могут храниться тексты программ, документы, готовые к выполнению программы и др. данные.

Файлы подразделяются на текстовые (предназначены для чтения человеком), двоичные (не являющиеся текстовыми), исполнимые (головные файлы программ, запускающие её на выполнение), файлы документов (файлы, содержащие данные, с которыми работает пользователь).

Файл на диске имеет обозначение, состоящее из двух частей: имя и расширение (например, command.com, paper.doc, IO.sys и др.). Расширение файла должно состоять не более, чем из 3 символов. Расширение файла не обязательно. Оно, как правило, описывает содержимое файла, поэтому использовать расширение весьма удобно. Имя файлу даёт пользователь, а тип файла задаётся программой автоматически при его создании.

Имя файла в операционной системе Windows может включать до 256 символов. Недопустимы в имени файла следующие знаки: / \ : * ? ” |


Наиболее распространённые расширения.


Расширение

Тип файла

Программа

com, exe

исполняемый файл

программа запускается и производит какие-либо действия

txt

простой текстовый файл

Блокнот

rtf

текст с форматированием

WordPad, MS Word

doc

текстовый документ с рисунками, таблицами и т.д.

WordPad, MS Word

xls

электронная таблица

MS Excel

ppt

презентация

MS PowerPoint

mdb

база данных

MS Access

bmp

точечный, не сжатый рисунок

Paint

tif, gif, jpg

рисунок

Imaging, Adobe Photoshop и др.

rar, zip

архив

WinRar, WinZip


2. Файловая структура

Файловая структура – структура данных, определяющая метод хранения файлов и способ доступа к ним. Структуру выбирают в зависимости от типа носителя, на котором хранится информация.

Все носители информации можно разделить на две категории: устройства последовательного доступа (например, компакт-кассета) и устройства произвольного доступа (например, компакт-диск)

Если для хранения информации используют устройства с последовательным доступом, то применяют списочные или табличные структуры.

Если для хранения информации используют устройства с произвольным доступом, то применяют иерархические структуры.


3. Файловая система

На каждом носителе информации может храниться большое количество файлов. Порядок хранения файлов на диске определяется используемой файловой системой (системой хранения файлов и организации каталогов).

Каждый диск разбивается на две области: область хранения файлов и каталог. Каталог содержит имя файла и указание на начало его размещения на диске. Если сравнить диск с книгой, то область хранения файлов соответствует тексту книги, а каталог – её оглавлению. Причём книга состоит из страниц, а диск – из секторов.

Для дисков с небольшим количеством файлов (до нескольких десятков) может использоваться одноуровневая файловая система, когда каталог представляет собой линейную последовательность имён файлов. Такой каталог можно сравнить с оглавлением детской книжки, которое содержит только названия отдельных рассказов.

Если на диске хранятся сотни и тысячи файлов, то для удобства поиска файлы хранятся в многоуровневой иерархической файловой системе, которая имеет «древовидную» структуру. Такую иерархическую систему можно сравнить, например, с оглавлением учебника, которое содержит иерархическую систему разделов, глав, параграфов и пунктов.

Начальный, корневой, каталог содержит вложенные каталоги 1-го уровня, в свою очередь, каждый из них может содержать вложенные каталоги 2-го уровня и т.д. Необходимо отметить, что в каталогах всех уровней могут храниться и файлы.

Например, в корневом каталоге находятся два вложенных каталога 1-го уровня (Каталог_1, Каталог_2) и один файл (Файл_1). В свою очередь, в каталоге 1-го уровня (Каталог_1) находятся два вложенных каталога второго уровня (Каталог_1.1 и Каталог_1.2) и один файл (Файл_1.1).

Файловая система – это система хранения файлов и организации каталогов.

Рассмотрим иерархическую файловую систему на конкретном примере. Каждый диск имеет логическое имя (А:, В: — гибкие диски, С:, D:, Е: и т.д. — жесткие и лазерные диски).

Пусть в корневом каталоге диска С:\ имеются два каталога 1-го уровня (GАМЕS, ТЕХТ), а в каталоге GАМЕS — один каталог 2-го уровня (СНЕSS). При этом в каталоге ТЕХТ имеется файл ргоbа.tхt, а в каталоге СНЕSS — файл chess.ехе.

Как найти имеющиеся файлы (сhess.ехе, ргоbа.tхt) в данной иерархической файловой системе? Для этого необходимо указать путь к файлу. В путь к файлу входят записываемые через разделитель «\» логическое имя диска и последовательность имен вложенных друг в друга каталогов, в последнем из которых содержится нужный файл. Пути к вышеперечисленным файлам можно записать следующим образом:

С:\GАМЕS\СНЕSS

С:\ТЕХТ

Путь к файлу вместе с именем файла называют иногда полным именем файла, например:

С:\САМЕS\СНESShess.ехе

Операции над файлами. В процессе работы на компьютере наиболее часто над файлами производятся следующие операции:

• копирование (копия файла помещается в другой каталог),

• перемещение (сам файл перемещается в другой каталог),

• удаление (файл удаляется из каталога),

• переименование (изменяется имя файла).

В операционных системах с графическим интерфейсом иерархическая файловая система представляется в виде иерархической системы папок.



Просмотр содержимого документа
«Лекция №14 Инсталляция программ»

3



Лекция № 14

Инсталляция программ


С помощью стандартных приложений Windows можно выполнять многие повседневные задачи, но, разумеется не все. Если нам нужен более мощный графический редактор или настольная издательская система, или программа обработки видеоинформации и т. д., то такие приложения нужно устанавливать отдельно. Процессами установки, запуска и удаления нового ПО руководит сама операционная система, в результате чего пользователь избавляется от некоторых ненужных и громоздких подробностей. Но, тем не менее, приступая к установке приложений, необходимо знать особенности операционной системы, связанные с совместным пользованием ресурсов, и помнить, что процедура установки непроверенных программных средств относятся к категории потенциально опасных.

Носители программного обеспечения — это лазерные компакт-диски, гибкие диски, компьютерные сети и др., на которых поставляется (распространяется) программное обеспечение.

Дистрибутивный комплект — это все файлы, которые используются для корректной работы программы (графика, текст, музыка, речь, таблицы и т. д.) и непосредственно программные файлы. Дистрибутивный комплект является всего лишь «полуфабрикатом». Из этого «полуфабриката» формируется приложение, нормально работающее на компьютере и учитывающее особенности программного и аппаратного обеспечения именно этого компьютера, т.к. все они различны. Поэтому процесс установки нового ПО на каждом компьютере происходит уникально (неповторимо).

Установка (инсталляция) ПО — это процесс формирования приложения из исходного дистрибутивного комплекта.

Выделим основные проблемы, связанные с инсталляцией и деинсталляцией новых приложений Windows. Этих проблем не существовало в операционных системах, используемых на компьютерах до Windows, т.к. они были однозадачными и новые программы устанавливались обычным копированием и удалялись также обычным способом. Windows же является многозадачной и, кроме этого, имеет так называемые общие ресурсы (имеют массу одинаковых элементов управления, одинаково работают с окнами, используют общие шрифты. одинаково работают с устройствами компьютера и др.). Такая одинаковость достигается за счет того, что разные программы используют одни и те же общие файлы, в том числе и системные. Поэтому в Windows принято выделять одинаковые программные фрагменты и общие файлы и группировать их в специальные динамические библиотеки, к которым открыт доступ для разных программ. Такие динамические библиотеки имеют расширение файлов DLL.

Поэтому при установке новых приложений устанавливаются только те программные ресурсы, которые нужны для работы данного приложения, но отсутствуют на данном компьютере в динамических библиотеках. Т.е. при установке нового приложения происходит проверка, есть ли в динамической библиотеке компьютера файлы, нужные для его работы. В случае обнаружения таких файлов новое приложение будет использовать их, не устанавливая эти файлы заново. При отсутствии нужных файлов происходит их установка.

Что может произойти с общими ресурсами при неправильной установке новых приложений?

1. Подмена ресурсов

Подмена общих ресурсов происходит в том случае, когда нужный ресурс есть, но отличается от «ожидаемой» версии. Многие устанавливающие программы в этом случае проверяют дату и могут заменить ранее установленный ресурс наиболее свежим, даже не спрашивая разрешения. Работоспособность ранее установленной программы, которой нужен этот же ресурс, оказывается под вопросом.

2. Расширение общих ресурсов

Приложения могут опираться на ресурсы, ранее установленные другими приложениями, и постепенно возникает сложная система взаимоотношений между программами: чем больше приложений установлено, тем больше вероятность использования ими общих ресурсов.

3. Утрата общих ресурсов

Если при удалении приложения удалять все файлы, записанные при его установке, то это может привести к утрате общих ресурсов, используемых программами, установленными после него. В результате приложения, использующие эти ресурсы, могут стать неработоспособными.

4. «Замусоривание» операционной системы

Опасаясь потерять общие ресурсы при деинсталляции приложений, операционная система «перестраховывается» и удаляет только те файлы, которые с ее точки зрения не вызывают никаких сомнений. Сомнительные файлы остаются, постепенно «замусоривая» компьютер и замедляя работу операционной системы.

Полностью избежать вышеназванных проблем можно лишь в том случае, если вообще не устанавливать новое ПО. Но этот вариант решения проблемы для нас неприемлем, поэтому задача состоит в том, чтобы просто придерживаться нескольких простых правил при установке и удалении приложений, которые позволят нормально функционировать компьютерной системе.

1. Инсталляция новых приложений должна происходить только под руководством самой операционной системы и желательно средствами папки Панель управления.

2. Нельзя расставаться с дистрибутивным комплектом. Он может понадобиться при удалении приложения.

3. Установку устаревших версий приложений необходимо производить до установки более «свежих».

4. Для контроля за связями, возникающими между файлами при установке новых приложений, рекомендуется использовать специальные программы — мониторы установки.

5. Перед началом установки нового приложения следует закрыть все работающие программы и все открытые документы, т.к. во многих случаях после установки приложений следует перезагрузить компьютер для полной регистрации новой программы, которая выполняется в основном в момент завершения работы.

6. Удаление программ редко бывает полным, остаются некоторые папки, как правило пустые. Поэтому компоненты, не удаленные автоматически, следует удалить вручную, в Корзину и понаблюдать за компьютером в течение нескольких дней. Если после этого работоспособность прочих программ не нарушается, эти компоненты можно удалить из Корзины.


Получите в подарок сайт учителя

Предмет: Информатика

Категория: Уроки

Целевая аудитория: Прочее

Скачать
Курс лекций по информатике

Автор: Бочкарников Евгений Александрович

Дата: 21.01.2015

Номер свидетельства: 158808

Похожие файлы

object(ArrayObject)#854 (1) {
  ["storage":"ArrayObject":private] => array(6) {
    ["title"] => string(97) "Пользователь персонального компьютера. Курс лекций. "
    ["seo_title"] => string(55) "pol-zovatiel-piersonal-nogho-komp-iutiera-kurs-liektsii"
    ["file_id"] => string(6) "134509"
    ["category_seo"] => string(11) "informatika"
    ["subcategory_seo"] => string(7) "prochee"
    ["date"] => string(10) "1416756612"
  }
}
object(ArrayObject)#876 (1) {
  ["storage":"ArrayObject":private] => array(6) {
    ["title"] => string(54) "Программа кружка «3D графика» "
    ["seo_title"] => string(30) "proghramma-kruzhka-3d-ghrafika"
    ["file_id"] => string(6) "178593"
    ["category_seo"] => string(11) "informatika"
    ["subcategory_seo"] => string(12) "planirovanie"
    ["date"] => string(10) "1424858952"
  }
}
object(ArrayObject)#854 (1) {
  ["storage":"ArrayObject":private] => array(6) {
    ["title"] => string(73) "Факультативный курс изучения PGP в школе "
    ["seo_title"] => string(45) "fakul-tativnyi-kurs-izuchieniia-pgp-v-shkolie"
    ["file_id"] => string(6) "126106"
    ["category_seo"] => string(11) "informatika"
    ["subcategory_seo"] => string(11) "presentacii"
    ["date"] => string(10) "1415114693"
  }
}
object(ArrayObject)#876 (1) {
  ["storage":"ArrayObject":private] => array(6) {
    ["title"] => string(111) "7-9 cыныптар?а арнал?ан "WEB-ДИЗАЙН" ?олданбалы курс ба?дарламасы "
    ["seo_title"] => string(67) "7-9-cynyptarg-a-arnalg-an-web-dizain-k-oldanbaly-kurs-bag-darlamasy"
    ["file_id"] => string(6) "151819"
    ["category_seo"] => string(11) "informatika"
    ["subcategory_seo"] => string(12) "planirovanie"
    ["date"] => string(10) "1420747113"
  }
}
object(ArrayObject)#854 (1) {
  ["storage":"ArrayObject":private] => array(6) {
    ["title"] => string(122) "Программа элективного курса по теме "Построение графиков функции" "
    ["seo_title"] => string(72) "proghramma-eliektivnogho-kursa-po-tiemie-postroieniie-ghrafikov-funktsii"
    ["file_id"] => string(6) "117096"
    ["category_seo"] => string(10) "matematika"
    ["subcategory_seo"] => string(7) "prochee"
    ["date"] => string(10) "1412698591"
  }
}




ПОЛУЧИТЕ СВИДЕТЕЛЬСТВО МГНОВЕННО

Добавить свою работу

* Свидетельство о публикации выдается БЕСПЛАТНО, СРАЗУ же после добавления Вами Вашей работы на сайт

Удобный поиск материалов для учителей

Ваш личный кабинет
Проверка свидетельства