-------
| Библиотека iknigi.net
|-------
| И. В. Воронина
|
| А. С. Редькин
|
| Информатика. Шпаргалка
-------
И. В. Воронина, А. С. Редькин
Информатика. Шпаргалка
Предмет информатики
Понятие «информатика» (от лат. – «осведомленность в чем-либо» появилось в середине XX в. во Франции. Термин образовался посредством объединения слов «информация» (information) и «автоматика» (automatique) и в переводе на русский язык означает «автоматизированная обработка информация»; возник, чтобы определить область знании, которая занимается обработкой информации с использованием ЭВМ. Другими словами, информатика является наукой о компьютерной технике.
В результате развития компьютеров информатика выделилась в отдельную область знания. В 1975 г. началась вторая электронная революция, вследствие того что появилась микропроцессорная техника. Область науки, связанная с созданием и применением компьютеров, стала развиваться намного стремительнее.
Понятие «информатика» получило новую жизнь. Оно применяется для закрепления достижений компьютерной индустрии и, как результат этого, процессов преобразования (передачи, накопления и обработки) информации.
В России такое объяснение понятия информатики установилось в 1982 г. Информатика в то время понималась 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.
Методы информатики могут применяться везде, где можно описывать какие-либо процессы, объекты или явления посредством использования информационных моделей. Объяснением этого служит то, что информатика направлена на разработку общих принципов построения информационных моделей.
При многообразии определений информатики наиболее популярным является следующее: информатика – это комплексная наука о методах и способах сбора, накопления, хранения, обработки, обмена, а также использования информации; область знаний, которая тем или иным образом связана с процессом обработки информации при помощи ЭВМ и взаимодействием их со средой применения.
Информатика изучает процессы создания и обработки информации, решает проблемы, которые сопряжены с применением компьютеров и оргтехники, благодаря развитию которых она и появилась.
В информатике все внимание сосредоточено на свойствах информации и средствах ее преобразования. Цель информатики – приобретение знаний об информационных системах, определение общих принципов их построения и работы. Основная функция информатики – нахождение и использование средств и методов обработки информации.
Задачи информатики – создание техники и технологии преобразования информации; решение трудностей разработки и использования информационных технологий и компьютерной техники; исследование информационных процессов.
Данные и информация. Свойства информации
В информатике различают понятия «данные» и «информация».
Данные представляют собой информацию, находящуюся в формализованном виде и предназначенную для обработки техническими системами.
Под информацией понимается совокупность представляющих интерес фактов, событий или явлений, которые необходимо зарегистрировать и обработать.
Информация в отличие от данных – это не все, что мы знаем о предмете, а только то, что нам интересно, что можно хранить, накапливать, применять, передавать и т. д. Например, если составить перечень из двадцати оценок и показать кому-либо, то они будут восприниматься как обыкновенные данные. А если напротив каждой оценки написать фамилии студентов, то это будет восприниматься уже как информация, она будет интересной в данном случае для студентов, получивших оценки по некоторой дисциплине.
Данные только хранятся, а не используются. Но как только данные начинают использоваться, т. е. представлять интерес, то они преобразуются в информацию.
В процессе обработки информация изменяется по структуре и форме. Признаками структуры является взаимосвязь элементов информации. Структура информации классифицируется на формальную и содержательную. Формальная структура информации ориентирована на форму представления информации, а содержательная – на содержание.
Виды форм представления информации. По способу отображения:
1) символьная представлена в виде знаков, цифр, букв;
2) графическая – в виде изображения;
3) текстовая – в виде набора букв, цифр;
4) звуковая – в виде звука.
По месту появления:
1) внутренняя (выходная) возникает в пределах объекта;
2) внешняя (входная) – вне объекта.
По стабильности:
1) постоянная может использоваться несколько раз и в течение долгого времени;
2) переменная может изменяться в зависимости от времени ее применения.
По стадии обработки:
1) первичная регистрируется впервые;
2) вторичная образуется при преобразовании первичной информации; может быть промежуточной и результативной.
Свойства информации: актуальность, полнота, точность, репрезентативность, своевременность, содержательность, устойчивость, достоверность. В компьютере вся информация может обрабатываться при помощи информационных процессов, состоящих из сбора (деятельности человека, при которой он получает сведения об объекте), обмена (процесса, в ходе которого источник информации с помощью сигналов передает, а приемник получает сведения об объекте), накопления (создания исходного несистематизированного массива информации), обработки (процесса преобразования данных в соответствии с алгоритмом), хранения (процесса поддержания исходных данных в определенном виде, который обеспечит их выдачу по запросам в установленный срок).
Информатизация общества и поколения ЭВМ
За время своего существования наша цивилизация прошла ряд этапов развития в области обработки информации, происходили информационные революции. Самая первая революция произошла, когда люди изобрели письменность и стала возможной передача знаний через временное пространство. Вторая революция была в XVI в., во времена изобретения книгопечатного станка, вследствие чего изменилось общество и его культура. Третья информационная революция произошла в XIX в., когда появились электричество, радио, телефон и телеграф, с помощью которых стало возможно собирать и передавать информацию на расстояние. Во время четвертой революции, которая имела место в 1970-е гг., появился персональный компьютер.
Появление ЭВМ первого поколения относится к началу 1950-х гг. Первые ЭВМ, основанные на электронных лампах, были крупногабаритными, «медленными», ненадежными, расходовали много энергии и программировались в машинных кодах.
Второе поколение ЭВМ существовало в период с конца 1950-х до начала 1960-х гг. ЭВМ стали производиться на полупроводниковых элементах. Технические характеристики вышли на новый уровень, программирование для них велось в алгоритмических языках.
Третье поколение существовало в период с 1960-х до середины 1970-х гг. ЭВМ стали производиться на интегральных схемах. Уменьшились размеры, повысилась производительность и надежность машин.
К четвертому поколению ЭВМ относятся персональные компьютеры на микропроцессорах, появившиеся в середине 1970-х гг. Отличительные черты компьютеров четвертого поколения – высокая мощность, производительность, надежность и относительная дешевизна.
О пятом поколении ЭВМ стали говорить с середины 1980-х гг. Компьютеры стали проникать во все сферы жизни человека.
Такое развитие компьютерной техники и технологий привело к появлению понятий «информационное общество» и «информатизация общества».
Информационное общество – совокупность людей, основная масса которых занята преобразованием и реализацией информации. Страны с развитым информационным производством – Япония, США, страны Западной Европы – постепенно приближаются к статусу информационного общества.
Информатизация общества – это эволюционный научно-технический и социально-экономический процесс создания благоприятных условий для удовлетворения информационных потребностей человека. Об информатизации общества впервые заговорили в США в 1960-е гг., в Японии – в 1970-е гг., а уже с начала 80-х гг. – в Западной Европе.
Информатизация общества – процесс вполне закономерный, особое внимание уделяется мерам, которые направлены на обеспечение применения всей совокупности знаний во всех сферах человеческой жизни.
Функциональная структура и принцип работы ЦВМ
Работа компьютера строится на принципах Фон Неймана. Универсальный компьютер включает в себя 4 блока: арифметико-логическое устройство, устройство управления, оперативную память и устройство ввода-вывода.
Арифметико-логическое устройство служит для выполнения команд программ, которые состоят из арифметических и логических операций.
Устройство управления служит для организации выполнения и управления программами. В определенное необходимое время устройство управления создает управляющие импульсы, а затем распределяет их во все блоки компьютера, а также создает адреса ячеек памяти в выполняемой операции и перераспределяет их в нужные блоки ПК.
Оперативная память осуществляет хранение данных и программ.
Устройство ввода-вывода служит для ввода и вывода информации.
Принцип работы ЦВМ заключается в следующем: вначале через устройство ввода-вывода в оперативную память вводится программа, которая последовательно записывается в пронумерованные ячейки памяти. Устройство управления считывает из памяти первой ячейки первую команду и занимается организацией ее выполнения с помощью арифметико-логического устройства. Затем этот же процесс повторяется необходимое количество раз.
Команда выполняется в два этапа. На первом – устройство управления формирует адрес ячейки (другими словами, номер), в которой хранится очередная команда, и определяет по коду операции, какую операцию необходимо выполнить.
На втором этапе арифметико-логическое устройство выполняет данную операцию. После того как будет выполнена первая команда, устройство управления начинает выполнять следующую команду.
Если адрес последующей команды создается путем прибавления единицы к адресу предыдущей команды, то порядок выполнения команд называется последовательным.
Но этот порядок выполнения команд может изменяться путем применения специальной команды передачи управления в любой другой ячейке, адрес которой указан команде.
Передача управления может происходить по условию или в обязательном порядке. Это позволяет осуществлять разветвление алгоритмов или организовывать циклическое выполнение группы. Выполненные команды устройство управления выводит на устройства ввода-вывода и переводит компьютер в режим ожидания новой программы.
Для современного компьютера характерно следующее устройство. Арифметико-логическое устройство и устройство управления объединены в единый комплекс – процессор (микропроцессор). Микропроцессор – это основной блок компьютера, который необходим для управления всеми частями ПК, а также для осуществления арифметических и логических операций. Выполнение программы может приостанавливаться для выполнения неотложных операций над сигналами по неисправности или сигналами от внешних устройств ПК.
База знаний, экспертные системы
Существует различие между понятиями «данные» и «знания».
Данные представляют собой факты, которые описывают свойства процессов, явлений, объектов определенной предметной области.
Знания в отличие от данных являются итогом мыслительного процесса человека, его опыта, полученного в течение осуществления какой-либо деятельности. С помощью знаний можно решать определенные задачи в конкретной предметной области, так как знания – это выявленные принципы, законы, связи, иными словами, закономерности предметной области; «данные о данных».
При обработке на компьютере знания преобразуются так же, как и данные. Знания описываются на языках их представления, остаются в памяти людей.
Данные хранятся в базах данных, а знания – в базах знаний. Вследствие того, что информационные массивы по объему малы, они дорогостоящие.
Знания бывают двух видов: глубинные (объясняют процессы в предметной области) и поверхностные (объясняют связи между отдельными данными в предметной области).
Экспертные системы представляют собой особые программные комплексы, объединяющие знания и умения специалистов в определенных предметных областях и распространяющие их для обучения менее опытных пользователей.
Предметной области не нужна экспертная система, если основная часть знаний представлена коллективными знаниями, умениями и опытом.
Предметной области нужна экспертная система, если основная часть знаний является личным опытом эксперта.
Экспертные системы имеют очень сложную структуру, которая в упрощенном варианте состоит из следующих элементов: пользователя (человека, для которого создается экспертная система), аналитика (буфера обмена информацией между экспертом и базой знаний), интерфейса пользователя (совокупности программ, осуществляющих общение пользователя с экспертной системой), базы знаний (совокупности знаний определенной области, которая понятна и пользователю, и эксперту), блока логического вывода, или решателя (особой программы, которая создает модель хода рассуждений эксперта на основе знаний), интеллектуального редактора базы знаний (программы, создающей базу данных при участии инженера), подсистемы объяснений (программы, которая дает пользователю ответы на его вопросы).
Экспертные системы бывают нескольких разновидностей, основными являются следующие: статические (они стабильны во времени), квазидинамические (объясняют процесс с постоянным временным промежутком), динамические (работают в режиме реального времени), а также гибридные (комплекс прикладных программ и средств управления знаниями) и автономные (консультации для пользователей).
В России в последние годы резко возрос интерес к экспертным системам среди специалистов в различных областях знаний.
Данные и их кодирование. Кодирование числовых данных
Кодирование данных используется для изменения названия конкретного объекта на условное обозначение для удобства обработки данных.
Под системой кодирования понимается обобщение правил кодирования объектов. Код образуется на основе алфавита, который включает в себя буквы, цифры и прочие элементы. Алфавит – это конечный набор символов любой природы.
Код определяется структурой (способом расположения в коде символов для обозначения признака) и длиной (количество пунктов или позиций в коде).
Кодирование – это процесс присвоения предмету или объекту кода.
В системе кодирования используются следующие методы:
1) методы классификационной системы кодирования;
2) методы регистрационной системы кодирования.
Первая группа методов проводит предварительную классификацию объектов.
Вторая группа методов не проводит и не требует проведения предварительной классификации.
После осуществления классификации объектов используется классификационное кодирование, разновидностями которого являются параллельное и последовательное кодирование.
При параллельном кодировании для значений фасет, кодируемых независимо друг от друга, выделяют четко определенное количество разрядов кода. Параллельное кодирование трудно произвести, так как нужно учесть много различных признаков объекта.
Последовательное кодирование применяется для ступенчатой структуры классификации. Этот метод используется так: коды группировок записываются «по старшинству», или по иерархии, сначала 1-й, потом 2-й и т. д. В итоге получаем кодовую комбинацию. Отдельный разряд кодовой комбинации информирует пользователя об отличительных чертах определенной группы на каждом отдельном уровне ступенчатой (или иерархической) структуры. Отрицательными моментами при применении этого метода являются следующие: во-первых, если заранее не предусмотреть сочетания признаков, то нельзя группировать объекты, а во-вторых, очень проблематично внести изменения, так как имеется четкая иерархическая структура. Но главным плюсом можно считать простоту и удобство построения и применения.
Чтобы осуществить регистрационное кодирование, предварительная классификация объектов не нужна. Регистрационное кодирование делится на два вида: серийно-порядковое и порядковое.
Для проведения серийно-порядкового кодирования необходимо для начала выделить группы объектов, составляющих серию, затем пронумеровать по порядку объекты каждой серии. Эту систему применяют, когда имеется небольшое количество групп.
При порядковом кодировании объекты последовательно нумеруют. Порядок нумерации можно определять как после упорядочения объектов, так и случайно. Этот метод также применяется при умеренном количестве объектов.
Кодирование текстовых данных
Под системой кодирования понимается комплекс норм обозначения информации с помощью кода.
Кодирование представляет собой перевод того или иного вида информации в код (условное обозначение) с целью оптимизации обработки данных.
Под текстовой информацией понимается сочетание различных знаков или символов (буквенных, цифровых или других), посредством которых выражаются или отображаются информационные объекты – данные на разнообразных носителях (бумага, электронный вид и т. д.).
Для разработчиков программного обеспечения кодирование текстовой информации является одной из важнейших задач. Эта задача облегчится, если каждую букву алфавита, цифру или знак препинания сопоставить с двоичными числами. Чтобы решить эту задачу, хватит и одного байта информации, с применением которого можно закодировать 256 символов. С этим связана одна общая проблема – система кодирования текстовых данных должна быть одинакова во всем мире и на всех компьютерах. Но эта проблема все еще не решена, так как, например, в России существует несколько систем кодирования текстовых данных. А относительно второй части проблемы можно сказать следующее: компьютеры, на которых применялись свои оригинальные системы кодирования, устарели и вышли из употребления. Кодирование текстовых данных осуществляется в соответствии со стандартами ASCII (американская система кодирования для обмена информацией), в основу которых положен принцип удовлетворения международных интересов и интересов отдельных стран и разработчиков. В соответствии с этим стандартом таблица кодирования символов разделена на две части: базовую (коды от 0 до 127) и расширенную (коды от 128 до 255). Базовая часть в свою очередь делится еще на две части. В первую часть входят коды от 0 до 31, которые были отданы разработчикам аппаратуры. Во вторую часть включены коды от 32 до 127. Эти коды составляют международную часть. Таблицы международной части используются во всех странах мира.
За расширенную часть стандарт не отвечает. В этой части каждая страна располагает свои символы исходя из своего удобства.
В настоящее время разработана шестнадцатиразрядная система кодирования текстовых данных, которая называется UNICODE. Данная система кодирования позволяет закодировать 65 536 символов. Благодаря системе UNICODE в одной таблице можно закодировать символы большинства стран планеты.
Кодировка КОИ-8 (восьмизначный код обмена информацией) применяется в сети Интернет, а также в компьютерных системах в России.
Кодировка ISO (международный стандарт кодировки русского текста), несмотря на свое обозначение как стандарта, практически не применяется.
Кодирование графических данных
Для работы с компьютерной графикой применяются два основных типа программ: растровые редакторы и векторные редакторы. Растровые редакторы представляют изображение в форме комплекса отдельных точек. Векторные редакторы формируют изображение в виде линий и фигур, сформированных из линий.
Стандартных способов кодирования векторных изображений не существует. Каждая программа использует свои форматы. Для кодирования растровых изображений также применяется некоторое количество форматов, такие как bmp, jpg. Наиболее простым и понятным для восприятия является формат bmp, потому что в нем не применяются способы сжатия информации и точечная структура изображения соответствует битовой структуре данных.
В случае контрастного черно-белого изображения для кодирования одной точки достаточно будет одного бита. Черной точке соответствует нуль, белой – единица. Соответственно, при помощи одного байта можно закодировать восемь точек изображения.
Для черно-белого изображения с оттенками серого для кодирования одной точки используется один байт информации, а это делает возможным закодировать 256 оттенков серого цвета.
При кодировании одной точки цветного изображения с шестнадцатью цветами требуется четыре бита. При этом не представляется возможным определить, какому цвету соответствует тот или иной код, так как в данном случае код является не характеристикой цвета, а его индексом (порядковым номером). По этой причине к таким изображениям прикладывается индексная палитра, которая указывает, какому коду соответствует цвет.
Для кодирования изображения с 256 цветами, чтобы закодировать одну точку, необходимо задействовать один байт информации. При этом остается та же проблема, что и при кодировании изображения с 16 цветами, а именно – нельзя определить, какому цвету соответствует определенный код. К изображению нужно прикладывать индексную палитру, но только большего размера.
При осуществлении кодирования изображения High Color для кодирования одной точки используется два байта информации. Это позволяет закодировать 65 536 оттенков, но и в этом случае необходимо применение индексной палитры. Индексная палитра не передается с изображением, а устанавливается на каждом персональном компьютере, и при этом она называется фиксированной.
В этом случае на кодирование одной точки выделяется три байта информации. Становится возможным кодирование 16 миллионов оттенков. В данном методе индексная палитра не используется. При таком виде кодирования один байт информации управляет яркостью красного цвета. Второй байт управляет яркостью зеленого цвета. Третий байт информации управляет яркостью синего цвета. Таким образом происходит кодирование цветной информации в Интернете.
Системное и прикладное программное обеспечение ПК
Программное обеспечение оказывает большое влияние на возможности ПК.
Под программным обеспечением понимается комплекс программ, предназначенных для нормальной работы комплекса технических средств, а также для осуществления задач и целей информационной системы.
Программное обеспечение состоит из общесистемных продуктов, специальных программных продуктов и технической документации.
В состав общесистемного обеспечения входит совокупность программ для обработки информации, предназначенных для пользователей.
Специальное программное обеспечение – это комплекс программ, состоящих из пакетов прикладных программ. Специальное программное обеспечение разрабатывается, когда создается определенная информационная система.
Техническая документация включает в себя описание задач, алгоритм их решения, математическую модель решаемой задачи.
Программа – определенный перечень команд ПК, предназначенных для машинной реализации решения задачи.
Для более четкого определения программного обеспечения необходимо дать определение таким терминам, как приложение и задача.
Приложение – это осуществление решения задачи на ПК.
Задача обозначает проблему, которая предназначена для решения с помощью ПК.
Системное программное обеспечение является одним из трех классов программных продуктов.
Системное программное обеспечение обычно предназначено для диагностики аппаратуры компьютера, обеспечения корректной работы ПК в сети, осуществления копирования, восстановления файлов, архивирования документов и других технологических процессов, а также для создания благоприятной среды для работы других программ. Системное программное обеспечение неотделимо от компьютера. Знание пользователем процесса работы программ этого типа необходимо.
Системное программное обеспечение должно быть эффективным, удобным и надежным в использовании и представляет собой комплекс программ для корректной работы ПК, который должен устанавливаться продвинутыми пользователями.
Системное программное обеспечение состоит из сервисного программного обеспечения, которое создает благоприятную рабочую среду для пользователя и увеличивает возможности компьютера, и базового программного обеспечения, включающего необходимый минимум программ для корректной работы ПК.
Прикладное программное обеспечение обеспечивает пользователю выполнение определенных задач (редактирование текстов, рисование картинок, решение математических задач и т. д.) с помощью следующих приложений: программ для подготовки текстов, программ для обработки табличных данных, программ для подготовки документов типографского качества, обучающих программ, игровых программ, электронных справочников.
Внешняя память ПК
Вся информация собирается и хранится в виде последовательности байтов.
Выделяют внутреннюю и внешнюю память, которая тоже может состоять из нескольких уровней.
Процессор имеет два вида памяти: память небольшого объема, которая представлена в виде буферных регистров, и местное запоминающее устройство. Обрабатываемые данные находятся в оперативном запоминающем устройстве (ОЗУ), информация в котором сохраняется только при включенном компьютере. Кроме ОЗУ, внутренняя память имеет и постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), информация на котором сохраняется и после выключения компьютера. ПЗУ обеспечивает хранение и выдачу информации, необходимой при включении компьютера и для поддержания непрерывной работы компьютера. В ПЗУ хранятся универсальные программы и данные, которые часто используются.
Внешняя память компьютера предназначена для хранения большого объема информации и обмена ею с оперативной памятью. Для построения внешней памяти используются энергонезависимые носители информации (магнитные диски, компакт-диски, DVD-диски).
Внешнюю память относят к внешним устройствам компьютера. Все программное обеспечение ПК хранится во внешней памяти. Существует множество запоминающих устройств, содержащихся во внешней памяти. Накопители на жестких магнитных дисках (НЖМД) и накопители на гибких магнитных дисках (НГМД) наиболее популярны и присутствуют в любом компьютере. НЖМД и НГМД служат для хранения большого количества информации и для ее записи и передачи в оперативное запоминающее устройство. НЖМД и НГМД различаются количеством хранимой на них информации, а также временем, необходимым для записи и поиска информации.
Существует очень много видов устройств внешней памяти или внешних запоминающих устройств. Поэтому в зависимости от типа носителя устройства внешней памяти подразделяются на следующие разновидности: дисковые накопители и накопители на магнитной бобинной и кассетной ленте (стримеры). Накопители на дисках подразделяются на: НГМД (дискеты), НЖМД (винчестер), CD-ROM, VHD-накопители, сменные магнитные диски (бернулли), накопители на магнитооптических дисках (НМОД) и многие другие.
Принцип магнитной записи: основу процесса цифровой магнитной записи составляет взаимодействие движущихся относительно друг друга магнитных головок и магнитного носителя (CD, магнитной ленты и т. д.). Для запоминания двоичной информации используют два противоположных состояния насыщения магнитных материалов магнитного носителя.
Информация на компакт-дисках кодируется посредством чередования отражающих и не отражающих свет участков на поверхности диска.
Наиболее надежными среди всех дисков являются лазерные диски, но скорость чтения у них ниже, чем у магнитных кассет.
Системный блок ПК. Процессор. Внутренняя память
В зависимости от задач и целей компьютер может состоять из различных устройств. В минимальный состав ПК входят следующие основные блоки: системный блок, дисплей, клавиатура.
К системному блоку могут подключаться различные дополнительные устройства (устройства ввода-вывода), которые расширяют возможности компьютера. С точки зрения расположения устройства делятся на внутренние и внешние. Как правило, внутренние устройства выполняют функции обработки и хранения информации, а внешние – функции ввода и вывода. Внутренние устройства располагаются внутри системного блока и подключаются к материнской плате. Внешние устройства подключаются к системному блоку с помощью кабелей и разъемов. Некоторые устройства используют смешанный способ подключения, а именно: системный блок персонального компьютера, адаптер, а само устройство подключается к электронной плате (адаптеру) кабелем.
Системный блок используется для хранения и обработки информации. В системном блоке находятся основные узлы компьютера: материнская плата, накопители на жестких магнитных дисках, блок питания. В свою очередь, на материнской плате находится процессор, магистраль передачи данных, постоянное запоминающее устройство, оперативное запоминающее устройство, контроллеры устройств и т. д.
Корпус системного блока характеризуется размером, типом и мощностью блока питания.
Процессор – это главный блок компьютера, характеризующийся рабочим напряжением, разрядностью, рабочей тактовой частотой, коэффициентом внутреннего умножения тактовой частоты, размером кэш-памяти и системой команд. Процессор состоит из арифметико-логического устройства, устройства управления, интерфейсной системы и памяти.
Память компьютера определяется принципом действия, объемом, временем доступа и скоростью считывания. Различают несколько видов памяти: кэш-память, оперативное запоминающее устройство, жесткий магнитный диск, гибкий магнитный диск и т. д.
Внутренняя (или основная) память необходима для хранения и обмена информацией. Внутренняя память состоит из постоянного запоминающего устройства и оперативного запоминающего устройства. Информация на постоянном запоминающем устройстве сохраняется и после выключения компьютера. С помощью этого устройства необходимая информация хранится и выдается пользователю, а также поддерживает в компьютере непрерывные процессы. Устройство является постоянным, так как оно заполняется при изготовлении ПК и не может быть изменено пользователем в процессе работы. Оперативное запоминающее устройство представляет собой комплекс электронных ячеек, в которых хранится информация, введенная через устройство ввода. Оперативное запоминающее устройство работает только при включенном компьютере.
Монитор ПК. Клавиатура ПК
Монитор – это периферийное устройство для вывода на экран текстовой и графической информации. По принципу своего действия монитор аналогичен телевизору, но монитор является цифровым устройством, что повышает качество изображения. Новейшие модели мониторов произведены на основе жидкокристаллических экранов. Монитор имеет следующие характеристики.
1. Графическое разрешение – это количество пикселей, воспроизводимых на экране. Чем больше пикселей (точек) на экране, тем выше плотность информации, но ниже процент ее читаемости, по той причине, что размеры изображения уменьшаются.
2. Зернистость представляет собой шаг решетки с отверстиями, при помощи которых появляется цветное изображение, которое образуется за счет совмещения трех цветов: зеленого, красного, синего. Цвета сформированы с помощью трех электронных лучей, причем каждый луч должен попадать на участок своего цвета. Перед экраном ставится решетка с отверстиями, чтобы обеспечить высокую вероятность и точность попадания. Четкость изображения будет выше, если диаметр отверстий и расстояние между ними будет меньше.
3. Размер монитора измеряется по диагонали в дюймах. Размеру монитора должно соответствовать графическое разрешение.
4. Частота регенерации экрана представляет собой частоту смены кадров, которая защищает глаза пользователя при продолжительной работе на ПК.
5. Класс защиты – это показатель, соответствующий стандарту и определяющий вредное излучение экрана.
Клавиатура – это устройство ввода текстовой информации на ПК пользователем. На клавишах находятся буквы, цифры, знаки, наименования команд и так далее. С неисправной клавиатурой или без клавиатуры большинство компьютеров не запустится. На стандартной клавиатуре может быть 101, 102 или 104 клавиши, назначение которых зависит от программы, в которой работает пользователь.
Можно выделить 5 групп клавиш.
Первая группа клавиш применяется для ввода информации и имеет название алфавитно-цифровой. Назначение клавиш в этой группе постоянно.
Вторая группа называется функциональной и применяется для удобства вызова различных функций в программах. Назначение клавиш в этой группе может меняться в зависимости от программы, в которой работает пользователь.
Третья группа клавиш на клавиатуре носит название дополнительной-цифровой (малая цифровая клавиатура). Клавиши здесь работают в двух режимах, которые могут изменяться путем переключения NUM LOCK: для ввода цифр и для редактирования и управления курсором.
Четвертая группа клавиш применяется для редактирования и управления курсором.
Пятая группа имеет специальные и регистровые клавиши, которые предназначены для изменения назначения других клавиш и могут использоваться совместно с ними.
Устройства вывода ПК
К устройствам вывода информации относятся принтеры, плоттеры, синтезаторы звука, звуковые колонки и громкоговорители, которые относятся к средствам мультимедиа. Средства мультимедиа представляют собой совокупность программных средств, с помощью которых человек взаимодействует с компьютером посредством звука, графики, текстов, изображения.
С помощью громкоговорителей или звуковых колонок выводится звук путем преобразования кодов в слова, т. е. в звук.
Принтер – это устройство вывода информации посредством печати информации на бумажном носителе. Производство принтеров в настоящее время находится на высоком уровне.
Существует более тысячи различных моделей принтеров, предлагаемых множеством фирм-производителей, среди которых: Hewlett Packard, Canon, Xerox. Набор функций принтера зависит от года выпуска и степени присутствия в его устройстве современных характеристик. Среди этого множества их можно классифицировать следующим образом:
1) по принципу действия принтеры бывают лазерными, струйными и матричными;
2) по цветности принтеры делятся на черно-белые и цветные;
3) по формированию символов – знакосинтезирующие и знакопечатающие;
4) по способу печати – ударные и безударные;
5) по формированию строк – параллельные и последовательные.
Одним из отличительных признаков принтеров можно назвать и длину печатной строки, которая может состоять из 136 и 80 символов. Единицей измерения разрешающей способности у принтеров принято называть dpi – количество точек, приходящихся на один дюйм. Печать у принтеров может производиться как построчно, постранично, так и посимвольно.
Матричные принтеры воспроизводят изображение ударным способом в текстовом и графическом режимах. Иногда такие принтеры называют ударно-матричными. Разновидностью матричных являются игольчатые принтеры (с игольчатой печатающей головкой) и термопринтеры (имеющие игольчатую печатающую головку в совокупности с термоматрицей). Отличительная черта таких принтеров – низкая скорость печати.
Струйные (безударные) принтеры осуществляют печать посредством мелких трубочек, из которых разбрызгиваются чернила на бумагу. Скорость печати выше, чем у матричных принтеров. Могут быть цветными.
Лазерные принтеры печатают электрографическим способом. Имеют очень высокую скорость печати и качество, могут быть цветными и иметь свою буферную память.
Плоттеры – это устройства, которые применяются для вывода графических документов из компьютера на бумагу. Существует несколько разновидностей плоттеров. Плоттеры могут быть растровыми, которые в свою очередь подразделяются на струйные, лазерные, электростатические, термографические. Отдельно можно сказать о векторных плоттерах, которые вычерчивают изображения с помощью пера.
Системное программное обеспечение ПК
Системное программное обеспечение необходимо для обеспечения бесперебойной работы компьютера, профилактики аппаратуры ПК, осуществления копирования, восстановления файлов, архивирования документов, а также для организации надежной работы других программ.
Системное программное обеспечение не может существовать отдельно от компьютера. Знание пользователем технологического процесса работы системного программного обеспечения необходимо.
Данный программный продукт должен быть эффективным, удобным и надежным в обращении и представлять собой комплекс программ, необходимых для нормальной работы компьютера, который должен устанавливаться квалифицированными пользователями (системными администраторами).
Системное программное обеспечение состоит из базового и сервисного программного обеспечения.
В свою очередь, базовое программное обеспечение представлено следующими компонентами: операционными системой и оболочкой, а также сетевой операционной системой. Операционная система загружается при включении ПК, этот компонент обеспечивает коммуникации с пользователем, управление компьютером и его памятью, запускает другие программы. Операционные оболочки дают новые возможности для пользователя, такие как расширенные средства для обмена информацией между операционной оболочкой Windows и программной оболочкой Norton Commander; возможности одновременного выполнения нескольких программных операций; графический интерфейс. Сетевая операционная система представляет собой совокупность программ, обеспечивающих технологическое движение данных в сети. Другими словами, с помощью этого компонента базового программного обеспечения пользователь может общаться по электронной почте, управлять сетью и файлами и т. д. Сетевые операционные системы поддерживают ассоциации локальных сетей. Наиболее популярным сетевым обеспечением являются Windows NT, Linux и т. д.
Сервисное программное обеспечение включает в себя антивирусные программы, программы проверки работоспособности ПК, программы архивирования данных, программы обслуживания дисков, а также программы, предназначенные для обслуживания сети. Антивирусные программы служат для борьбы с вирусами. Программы архивирования данных позволяют сжимать информацию на диске.
Программные компоненты в этом перечне называют утилитами, которые представляют собой вспомогательные программы, объединенные в комплексы.
В состав системного программного обеспечения компьютеров обычно входят MS DOS, Windows, Norton Commander, Norton Utilities, а также программы диагностики ПК и другие компоненты.
На базе системного программного обеспечения устанавливаются технологии прикладного программного обеспечения и программирования.
Состав MS DOS
Операционная система MS DOS, разработчиком которой является фирма Microsoft, появилась в 1981 году. В настоящее время эта операционная система установлена на основной массе компьютеров. Аббревиатура MS DOS расшифровывается как MicroSoft Disc Operation System, что в переводе с английского означает дисковая операционная система Microsoft.
MS DOS представляет собой однопоследовательную шестнадцатиразрядную операционную систему, которая «общается» с пользователем на языке команд.
MS DOS имеет определенную структуру.
1. Базовая система ввода-вывода BIOS, находящаяся в постоянном запоминающем устройстве; служит для осуществления услуг операционной системы, которые связаны с вводом и выводом информации. Базовая система ввода-вывода содержит тесты для проверки корректной работы компьютера и программы установщика операционной системы.
2. Командный процессор загружается в операционную память и выполняет разнообразные команды. Командный процессор хранится в файле command.com. Выполнение некоторых команд, например, type, dir и других, этот процессор осуществляет самостоятельно, такие команды называют внутренними.
3. Дисковые файлы MS-DOS.SYS и IO.SYS загружаются в операционную память и находятся там, пока компьютер работает. MS DOS.SYS – это модуль обработки прерываний; осуществляет основные услуги операционных систем. Используя определенные команды вызова прерываний, прикладные программы взаимодействуют с этим файлом. IO.SYS – это модуль расширения BIOS; управляет набором аппаратных средств.
4. Внешние команды DOS представляют собой программы, поставляемые операционной системой в виде отдельных файлов.
5. Драйверы устройств.
6. Файл autoexec.bat и config.sys. В командном файле autoexec.bat записываются команды, выполняемые при включении компьютера постоянно, а config.sys определяет конфигурацию компьютера.
Операционная система MS DOS может создавать файловую структуру информации, устанавливать и запускать программы и оборудование, обеспечивать совместное использование ресурсов и интерфейса пользователя, а также обслуживать компьютер.
Работа компьютера заключается в упорядочении потока информации, которая попадает в систему посредством клавиатуры и дисков. Чтобы различить эти потоки информации, в операционной системе MS DOS принята файловая структура.
Для обслуживания файловой структуры осуществляется удаление, переименование, перемещение, копирование, открытие файлов и т. д. В компьютере есть множество прикладных программ, для организации работы с которыми необходима их установка и запуск. При запуске программа общается с компьютером посредством файловой конфигурации.
Работа с интегрированной оболочкой Norton Commander
Для обеспечения работы с операционной системой MS DOS существуют программные оболочки, наиболее распространенной из которых является Norton Commander. Использование этой программы-оболочки облегчает процесс управления ПК. С помощью Norton Commander становятся возможны следующие операции:
1) получение информации о компьютере, оперативной памяти;
2) осуществление поиска файлов;
3) редактирование и архивирование файлов;
4) копирование файлов;
5) просмотр и изменение параметров файлов;
6) удаление или перемещение объектов;
7) создание документов.
Использование этой программы значительно повышает эффективность, удобство и скорость работы пользователя.
Данная программная оболочка отличается от аналогичных тем, что перечень ее услуг разнообразен, а интерфейс удобен в применении.
Программа-оболочка Norton Commander выгружает определенную свою часть, а по окончании работы возвращает ее в операционную память, поэтому время выполнения команд увеличено на несколько секунд.
Эта программная оболочка может отображать дерево каталогов, содержимое каталога на диске, текстовые, графические, архивные файлы; копировать, пересылать, удалять, переименовывать, просматривать, редактировать файлы; выполнять любые команды MS DOS и другие действия.
Если файл программы-загрузчика внесен в путь запуска, то запуск программной оболочки Norton Commander осуществляется автоматически.
Помимо данной оболочки, в ее состав входят еще 35 программ, предназначенных для просмотра файлов.
В каталоге Norton Commander на системном диске расположены программные файлы, к которым можно отнести следующие: программа-загрузчик, справка, редактор, конфигурационный файл, программа управления файлами, утилиты поиска и сжатия файлов, утилита чистки диска, утилиты форматирования и копирования дискет, утилита просмотра информации, утилита работы в локальной сети, утилита изменения метки тома.
В большинстве своем пакет программ Norton Commander в настоящее время русифицирован.
Пользователь работает в программе-оболочке Norton Commander в режиме диалога. Все необходимые данные отображаются в окнах.
Поиск и контекстная замена осуществляются посредством диалогового окна, которое открывается по команде Найти или Заменить в меню Правка. В диалоговом окне Найти в текстовом поле, которое называется Что, нужно набрать искомый фрагмент текста, а также установить параметры поиска. Для дальнейшего поиска текста необходимо щелкать по кнопке Найти → Далее.
Для контекстной замены в диалоговом окне необходимо в текстовом поле Что ввести искомый текст. В поле под названием Чем ввести текст для замены. Кроме того, необходимо задать параметры поиска.
Просмотр информации о файле, папке, ярлыке
В операционной системе Windows все объекты (файлы, папки, ярлыки) идентифицируются по именам, которые не должны повторяться. Информацию о файле можно посмотреть следующим образом: навести курсор мыши на файл, вызвать контекстное меню, щелкнув правой кнопкой мыши по объекту, в меню выбрать пункт Свойства и нажать на нее. Откроется окно, где отобразится следующая информация о файле:
1) название файла;
2) указание типа файла (текстовый, графический и т. д.);
3) местонахождение, т. е. где находится файл, путь к нему;
4) объем файла, т. е. сколько места на диске занимает данный объект;
5) время создания, изменения и открытия;
6) атрибуты – указание на то, какой это файл (для чтения, скрытый, архивный или системный).
Следующим объектом системы управления файлами является папка, которая служит для хранения файлов. Как и любой объект файловой системы, папка имеет имя, по которому она идентифицируется. Информацию о папке можно узнать из контекстного меню, при открытии которого правой кнопкой мыши появляется окно с необходимыми данными об объекте, а именно:
1) название папки;
2) значок, обозначающий папку;
3) тип (папка с файлами);
4) размещение с указанием пути к данной папке;
5) размер папки (сколько места она занимает на диске);
6) количество файлов, которое включает в себя папка;
7) время создания папки;
8) атрибуты.
В пункте Доступ можно посмотреть информацию о режиме доступа к папке (разрешен всем пользователям или запрещен для использования другими пользователями). В пункте Настройка можно просмотреть выбор типа папки, рисунок и значок и изменить их.
Информация о ярлыке содержится также в контекстном меню в подменю Свойства и содержит следующие составные части: 1)название документа, для которого предназначен ярлык;
2) тип файла – ярлык;
3) в описании также содержатся данные о документе, программе или файле, на которые указывает ярлык, а именно – название;
4) размещение;
5) размер документа, файла, папки, в том числе и на диске;
6) время создания, изменения, открытия;
7) атрибуты ярлыка – только для чтения, архивный или скрытый.
С помощью подменю Свойства можно также просмотреть и изменить параметры ярлыка, значок, параметры экрана и ввода.
Просмотреть информацию о файле можно не только при помощи вызова контекстного меню. Многие пользователи применяют специальные программы, такие как MONITOR или SERVMAN. Программа MONITOR позволяет осуществлять статистику диска, а SERVMAN отображает данные о системе управления файлов, а также о доступных устройствах. Посредством использования программ командной строки можно не только создать или удалить папки или файлы, но и просмотреть информацию о них.
Настройка окна папки
Настройка окна папки выполняется пользователем компьютера для удобства, а, следовательно, повышения эффективности рабочего процесса.
Настройка окна папки производится следующим образом:
1) войти с рабочего стола в папку Мой компьютер;
2) выбрать команду Сервис на панели инструментов;
3) выбрать пункт меню Свойства папки. Далее на панели инструментов выбрать закладку Общие, в которой в строке Задачи можно выбрать один из вариантов: Использовать обычные папки Windows либо Отобразить список типичных задач в папке. В строке Обзор папок можно выбрать: Открывать папки в одном и том же окне или Открывать папку в отдельном окне. В строке Щелчки мышью пользователь выбирает для удобства, каким образом будет открываться папка: одним щелчком или двумя. С помощью вкладки Общие можно выбрать все параметры по умолчанию.
Во вкладке Вид представляется возможным изменить представление папок, например, отображать папки в виде таблицы и применить это ко всем папкам. Здесь же можно установить дополнительные параметры относительно папок, например при входе в систему осуществить восстановление прежних окон папок, можно выбрать открытие папок в отдельном окне, а также показывать простой вид папок в их списке.
Во вкладке Типы файлов указаны все типы файлов, которые доступны и могут быть применены. Вкладка Автономные файлы дает возможность пользователю произвести настройку так, чтобы сетевые файлы могли быть доступными при автономной работе ПК, а именно после выхода его из сети.
Изменить расположение папок можно следующим образом: Мой компьютер → Вид папки → Плитка, Значки, Список, Таблица.
Если войти в меню Сервис и выбрать Свойства папки, можно определить как функции, так и внешний вид папки. К примеру, сделать видимыми ссылки на задачи, другие места дисков, а также получить развернутую информацию о папке. При этом для пользователя становится возможным изменить параметры папки как было сказано выше, открыв на панели управления Свойства папки. Это можно сделать и если открыть Сервис из окна папки. Процесс внесения изменений оказывает существенное влияние на внешнее отображение вида папки, а также ее содержимого.
Для изменения перечня кнопок на панели инструментов необходимо:
1) войти в папку Мои документы;
2) произвести двойной щелчок мышью по нужной папке;
3) Вид → Панель инструментов → Настройка;
4) для добавления кнопки – в перечне Имеющиеся кнопки выбрать Добавить;
5) для удаления кнопки – в перечне Панель инструментов выбрать Удалить. Для восстановления стандартных кнопок нужно выбрать кнопку Сброс на панели инструментов и нажать ее. Для настройки панели инструментов нужно выбрать Настройки, предварительно щелкнув на панели инструментов правой кнопкой мыши.
Основные команды MS DOS
Работа в MS DOS осуществляется посредством ввода команд в операционную систему. С помощью команд можно передавать данные, подсоединить внешнее устройство ввода-вывода и осуществлять другие операционные действия в компьютере. В операционной системе пользователь может общаться с компьютером с помощью команд.
Команда DOS – это обслуживающая программа операционной системы.
Команда представляет собой машинный код, который хранится в процессоре операционной системы MS DOS (внутренние команды) или в файле на диске (внешние).
По функциональному принципу команды классифицируются в зависимости от своего объекта назначения (диск, каталог, файл) на команды для работы с диском, каталогом, файлом, т. е. с тем объектом, над которым выполняются определенные действия.
В состав внутренних программ входят: команды кратких справок Date, Ver, Time; команды смены текущего диска A, В, С; команды создания и удаления каталогов MD, RD; команда изменения текущего каталога CD; команды создания и вывода текстового файла на экран COPY CON, TYPE; команды переименования и удаления файлов REN, DEL; команды копирования файлов COPY; команда возвращения в прикладную программу после прерывания ее работы EXIT.
Чтобы произвести вспомогательные операции, отсутствующие в командном процессоре, используют внешние команды, к которым относятся файлы с расширением. COM или. EXE. Такие вспомогательные операции можно объединить в группу сервисных программ. К внешним операциям относятся команды изменения атрибутов файлов ATTRIB, активизации размещения данных на дисках DEFRAG, вызова справки HELP, проверки диска на присутствие ошибок SCANDISK; вывода на экран дерева каталога TREE; команда копирования дискет DISKCOPY и системных файлов SYS; команда запуска MS DOS EDIT; команда запуска языка QBASIC; команда отображения данных на дисплее построчно MORE; команда восстановления файлов UNFORMAT, команда форматирования диска FORMAT; команда по расширению возможности редактируемой командной строки DOS KEY.
Если ввести новые внешние команды, можно тем самым расширить возможности операционной системы. У внешних команд время выполнения больше, чем у внутренних, так как необходимо обращение к диску.
И внешние, и внутренние команды задаются именем без указания типа команды.
Чтобы просмотреть содержимое файла, можно воспользоваться командой TYPE. Чтобы вывести содержимое файла на внешнее устройство, объединить содержимое файлов, а также создать копию файла, можно применить команду COPY. Форматирование диска производится посредством команды FORMAT, это проводится с целью создания на диске структуры, принятой в операционной системе.
Организация файловой системы
Под файлом (от англ. «папка») понимается область памяти на носителе, которая необходима для хранения различной информации.
Файловая структура представляет собой сочетание средств операционной системы, осуществляющих доступ к информации на внешних носителях. Файловую структуру иногда называют системой управления файлами.
Логический диск является основным понятийным элементом системы управления файлами MS DOS. Исходя из этого факта каждый логический диск представляет собой отдельный магнитный диск с индивидуальным именем, для создания которого применяются все латинские буквы. Число логических дисков варьируется от 1 до 26, но не более.
Для обозначения дисководов предназначены буквы A и В. Буквой C обозначают разделы жесткого диска. При этом системными дисками могут быть лишь логические диски A и С.
Операционная система MS DOS облегчает работу пользователю, так как осуществляет ее самостоятельно.
Под файловой системой понимается фрагмент операционной системы, который управляет распределением и доступом к каталогам и файлам, находящимся на логическом диске. Для осуществления постоянного доступа к каталогам и файлам операционная система формирует и дает поддержку особой файловой структуре, находящейся на логическом диске.
Определение файловой структуры плотно взаимосвязано с определением файловой системы.
Все составные части файловой структуры в процессе инициализации диска формируются с помощью особых программ. Основными составными частями файловой структуры являются корневой каталог, сектор первичной загрузки, область данных, занимающая все свободное место на диске, и таблица размещения файлов под названием FAT (File Allocation Table).
Файловая структура определяет, каким образом будет произведено размещение на диске следующих элементов: основного (главного) каталога и подкаталогов, а также различных файлов в составе операционной системы. Посредством файловой структуры можно также определить, сколько места будет отведено на тот или иной структурный элемент. Другими словами, одной из основных функций файловой структуры является определение объема дорожек, секторов и т. д.
В целях рационального создания файловой структуры необходимо соблюдать следующие основные принципы: во-первых, нужно контролировать процесс создания файлов с одинаковыми именами (в одном каталоге это возможно лишь однократно); во-вторых, при выделении места на диске файл можно разделить на несколько частей; в-третьих, последовательность файлов в основном родительском каталоге, имеющем подкаталоги, устанавливается пользователем произвольно.
Базой файловой системы является принцип организации пути доступа к файлам.
Полная спецификация файла, атрибуты файлов. Каталоги (директории)
Файл – это раздел памяти, находящийся на физическом носителе и необходимый для хранения данных. Файл не может просто существовать в операционной системе, нужно его регистрировать в любом каталоге файловой структуры, например в корневом. Все файлы и каталоги отличаются по именам, состоящим из имени диска, двоеточия, обратного слэша, отделяющего список каталогов, и имени. Необходимо строгое соблюдение принципа наименования каталогов и файлов – запрещено повторение имен элементов файловой системы. Предельное количество знаков в имени должно быть 128.
В процессе записи файла на диск выбираются свободные кластеры, на которых и размещается информация. При небольшом размере данных они могут поместиться на одном кластере.
При хранении файла в пассивном каталоге или на другом диске можно применить спецификацию файла, с помощью которой можно найти нужную информацию путем указания диска, на котором размещен файл, пути к файлу и непосредственно сам файловый документ. Например, С:\COPYCOM – данная спецификация показывает, что файл находится на диске дисковода С.
Есть разновидности спецификации файла: полная и сокращенная. Если разновидность спецификации формируется из названия логического диска, отделенного запятой от имени файла, она называется сокращенной. Важным моментом является то, что при записи спецификации не должно быть пробелов. Поиск файла будет осуществлен на текущем диске, если не указан конкретный. Если спецификация формируется с использованием пути к файлу, то она называется полной.
Различают также понятия «спецификация шаблона файла», при которой шаблон файла применяется взамен имени файла, и «спецификация каталога», которая служит непосредственно для нахождения каталога.
Чтобы информация о файле была полной, необходимо выделить основные моменты: наименование (имя) файла, время и дат создания документа, размер файла, а также атрибуты.
Атрибут представляет собой путь доступа к файлу. В соответствии с атрибутами, операционная система MS DOS выделяет следующие типы файлов:
1) системные файлы, которые не воспринимаются некоторыми командами MS DOS;
2) скрытые файлы;
3) архивные файлы, которые необходимы для определения возможности внесения изменений в файл со времени архивирования;
4) файлы для чтения, которые невозможно изменить или удалить посредством системы MS DOS.
Под директорией понимается перечень файлов с определенным местонахождением на логическом диске. Каталог может быть пассивным, если в настоящий момент он не используется, и активным, если в определенный промежуток времени он используется. Все каталоги структурированы. Главным структурным элементом является корневой каталог, которому подчиняются подкаталоги.
Файлы. Типы файлов, шаблоны имен файлов
Файл – это единица учета данных. Во всех каталогах происходит регистрация файлов. Чтобы произвести быстрый поиск файла, необходимо ввести его полное имя. По своему назначению файлы различны (программы, файлы настройки и др.), это зависит от хранящейся в них информации.
Расширение файла представляет собой элемент, необходимый для дифференциации файлов по различным категориям.
В операционной системе MS DOS основными видами расширения файлов являются следующие:
1) .ARJ – архивный файл;
2) .ASM – файл языка Ассемблера;
3) .BAT – командный файл;
4) .CFG – файл конфигурации;
5) .BAK – резервный файл;
6) .BAS – файл языка Basic;
7) .BMP – графический файл (рисунок);
8) .COM – командный файл;
9) .CPP – файл программы на языке C++;
10) .DAT – файл информационных данных;
11) .DOC – файл документа Word;
12) .EXE – выполняемый файл;
13) .GIF – файл пиксельного изображения;
14) .HLP – справочный файл;
15) .LIB – библиотечный файл;
16) .INI – настроечный файл;
17) .OVL и. OVR – оверлейные файлы;
18) .PAS – файл программы языка Pascal;
19) .SYS – системный файл;
20) .SYM – символьный файл;
21) .TMP – временной файл;
22) .TXT – текстовый файл;
23) .$$$ – временный файл;
24) .PRN – печать файла.
В операционной системе MS DOS есть несколько имен файлов, которые можно использовать только во внутреннем пользовании и только по назначению. Наиболее распространенными среди них являются следующие имена файлов: несинхронный интерфейс AUX; драйвер установки часов CLOCK; консоль CON; порты последовательного ввода-вывода COM1, COM2, COM3, COM4; порты параллельного ввода-вывода LPT1 (аналог – принтер PRN), LPT2, LPT3; нулевой выход NUL. Нельзя применять следующие сочетания: PRN.TXT, NUL.BAT и другие подобные имена.
Нередко пользователю ПК приходится работать с несколькими файлами, количество которых может быть неограниченным. Группы файлов могут копироваться и перемещаться на диски (в том числе и логические), а также удаляться. Перечень операций, производимых с группами файлов, тоже неограничен. Если при создании имен файла применить шаблон, процесс реализации операций над группами файлов будет намного легче.
Под шаблоном файла понимают особую форму имени файла, при создании которой применяются символы «?» или «*». С помощью символа «?» можно произвести замену только одного знака. Посредством использования символа «*» можно произвести замену любого количества знаков.
Назначение операционной системы Windows. Базовые элементы
Под операционной системой понимается автономный комплекс программных средств, обеспечивающих эффективный диалог пользователя с различными частями компьютера и программного обеспечения.
Основным назначением операционной системы является управление пользователем программами и ресурсами компьютера, а также осуществление их планирования. Наиболее распространенной является операционная система MS DOS, которая с середины 1990-х гг. стала распространяться как часть Windows.
Операционные системы можно классифицировать:
1) по количеству одновременно работающих в системе пользователей – многопользовательские и однопользовательские;
2) по количеству одновременно осуществляемых операций – многозадачные и однозадачные;
3) в зависимости от мобильности – переносимые и непереносимые на другие машины;
4) в зависимости от нахождения в локальной сети – сетевые и несетевые.
Исходя из этого операционная система Windows представляет собой многозадачную и многопоточную операционную систему с графическим интерфейсом и расширенными сетевыми возможностями. Она загружается автоматически при включении ПК и осуществляет запуск других программ. Посредством использования операционной системы происходит установка и сохранение в оперативной памяти всех программ.
Операционная система Windows повышает эффективность работы процессора посредством параллельной работы с множеством приложений (многозадачность); ускоряет синхронную обработку нескольких потоков данных (многопоточность); удобна и проста при запуске; увеличивает скорость работы; автоматизирует процесс выполнения операций; обеспечивает синхронизацию данных, а также объединение с сетью NetWare. Важной особенностью системы Windows является возможность осуществления работы в следующих режимах:
1) защищенном режиме;
2) режиме реального времени.
Базовыми элементами операционной системы Windows являются подсистема управления файлами, сетевая подсистема, подсистема диспетчера операционной системы, поддерживающая работу всех приложений (виртуальная машина), сервис операционной системы, а также драйверные устройства. Подсистема управления файлами необходима для улучшения функционирования файловой структуры, доступ к которой происходит синхронно. Посредством сетевой подсистемы можно обеспечить доступ к удаленным файлам. Подсистема диспетчера необходима для координации различных операций при работе с системой. С помощью системного сервиса осуществляются и поддерживаются низкоуровневые функции, необходимые для работы с файлами. Драйверные устройства – это внешние устройства, необходимые для повышения эффективности работы пользователя.
Особенности диалоговых окон Windows
Объекты, элементы управления рабочего стола и приемы управления являются важнейшими элементами интерфейса. Физические устройства, окна, файлы и папки относятся к Объектам интерфейса. Рабочий процесс в системе Windows происходит при помощи стандартных диалоговых окон.
Диалоговое окно является главным объектом операционной системы Windows, который ограничивает определенную область рабочего стола.
Можно выделить следующие классы стандартных окон:
1) диалоговые окна;
2) окна сообщений;
3) окна папок;
4) окна приложений.
Под диалоговым окном понимается особое специализированное окно, посредством которого пользователь взаимодействует с системой и может изменять ее настройки. Для вывода разнообразных сообщений и предупреждений операционной системы или программ применяются окна системных или программных сообщений. Для показа различных значков файлов, папок или устройств необходимы окна папок. Программы работают в окнах приложений.
Над окнами разных типов можно выполнять различные операции: открывать, закрывать, сворачивать, изменять, увеличивая или уменьшая их размер, и т. д. Диалоговые окна непосредственно можно только перемещать и закрывать.
Диалоговыми окнами являются: окно ниспадающего меню, окна поиска, копирования, перемещения, удаления файлов, окно атрибутов файла и т. д.
Кнопки управления, флажки и поля считаются зонами стандартного диалогового окна.
Основными функциями диалогового окна являются настройка параметров системы и вывод различных предупреждений и сообщений.
Основными структурными элементами этого вида окна являются:
1) текстовые поля;
2) поля списков;
3) вкладки;
4) флажки;
5) командные кнопки;
6) кнопки выбора;
7) окна предварительного просмотра.
Поля, предназначенные для ввода символьных данных, называются текстовыми.
При появлении перечня каких-либо операций или фрагментов операций выбор осуществляется посредством полей списка.
Вкладки представляют собой ярлыки, находящиеся в диалоговом окне, которые можно раскрыть щелчком мыши. Для изменения режимов работы (включения или отключения) служат флажки, этот процесс так же можно осуществить посредством щелчка мыши. Для выполнения определенных команд применяются командные кнопки, относящиеся к тому или иному действию. Чтобы произвести выбор какой-либо функции или операции, применяют кнопки выбора.
Чтобы увидеть документ таким, каким он будет отображен на бумажном носителе, пользуются кнопкой предварительного просмотра.
Верхняя часть любого окна, включающая название файла, называется строкой заголовка. Всю дополнительную информацию можно увидеть в строке состояния.
Функции обслуживания файлов системы Windows
Перечень функций обслуживания файлов системы Windows очень обширен и включает в себя:
1) создание каталогов, файлов и ярлыков;
2) присвоение и изменение названий (имен) файлов системы Windows;
3) копирование и изменение местонахождения файлов;
4) навигацию файловой системы;
5) удаление файлов и каталогов;
6) запуск программ;
7) открытие файловых документов;
8) изменение атрибутов файлов.
В операционной системе Windows осуществлять выполнение этих основных функций можно при помощи списка задач, который появляется при открытии документа. Это обеспечивает наиболее простой доступ к часто выполняемым функциям. Для этого необходимо выбрать нужный документ (файл), потом осуществить выбор функции, при выполнении которой можно произвести копирование, изменение месторасположения или удаление, а также отправку по e-mail или размещение в Интернете необходимого пользователю файла. Помимо основных функций обслуживания файлов в операционной системе Windows существуют и специальные функции, которые становятся доступными при открытии определенных папок. Например, осуществлять выбор и просмотр внешних запоминающих устройств (дискет, дисков и т. д.) можно, находясь в папке Мой компьютер. При активации программы-архиватора данных на жестком диске можно сформировать резервную копию информации на случай потери исходных файлов.
В операционной системе Windows (в версиях Windows 2000 и Windows XP) есть специальная программа, которая защищает системные файлы (с расширением. dll, exe, fon, sys и др.) от замещения или перезаписи, вызывающих сбои в работе системы и компьютера. В Windows 95 и Windows 98 такого средства защиты файлов не было, поэтому могли возникать изменения в системе, которые приводили к нестабильной работе компьютера. В настоящее время благодаря новейшим разработкам программистов эту проблему можно считать решенной.
По умолчанию средство защиты файлов Windows всегда включено и позволяет заменять имеющиеся файлы файлами с цифровой подписью Windows.
Чтобы уменьшить размер документов и тем самым высвободить дополнительное пространство, осуществляют процесс сжатия данных посредством NTFS и ZIP.
В операционной системе Windows существуют средства навигации по файловой структуре, а именно:
1) навигация по логической структуре с помощью Главного меню;
2) навигация по физической структуре с помощью значка Мой компьютер;
3) навигация с помощью элементов управления на рабочем столе;
4) навигация с помощью Проводника.
Окна Проводник, Мой компьютер являются основными встроенными средствами навигации. Обозреватель Internet Explorer является дополнительным средством навигации в последних версиях Windows. Он необходим для навигации в сети Интернет, а также приспособлен для навигации по файловой структуре.
Оптимизация доступа к жесткому диску
Под жестким диском (винчестером) понимается устройство для хранения информации; оно имеет корпус, в котором находятся пластины, покрытые магнитной пленкой. Считывание информации с жестких дисков происходит быстрее, чем с гибких, как ее загрузка на них.
Доступ к жесткому диску означает обращение к той дорожке диска, с которой будет осуществляться считывание необходимой информации, а также на которую будет производиться запись. Чтобы облегчить доступ к жесткому диску, его разбивают на логические диски и проводят их дефрагментацию.
Разбиение на отдельные диски винчестера облегчает доступ к нему благодаря тому, что так легче ориентироваться в файловой структуре.
Еще одним способом облегчения доступа к жесткому диску является дефрагментация. В процессе работы пользователю приходится удалять какие-либо документы, программы, файлы и т. д. На месте удаленного объекта появляется свободное место. Со временем таких пустых промежутков становится больше, и поэтому замедляется работа компьютера и усложняется доступ к жесткому диску. Фрагментация может происходить как внутри одного документа, так и между несколькими документами.
Чтобы избавиться от этих отрицательных последствий фрагментации, необходимо удалить или переместить эти свободные участки, другими словами, провести дефрагментацию. Выполнив процесс дефрагментации жесткого диска, пользователь объединит свободные места диска и упорядочит их, тем самым увеличится эффективность работы компьютера, оптимизируется доступ к жесткому диску и снизится вероятность и объемы повторной фрагментации.
Это объясняется тем, что происходит перезапись файлов на смежные промежутки-сектора. Увеличивается сплошное непрерывное свободное пространство на диске, и компьютер выбирает для записи информации большее по объему пространство на жестком диске. Когда же это свободное место раздроблено, увеличивается время, во-первых, на загрузку данных, во-вторых, на поиск и считывание информации, в-третьих, на ответ операционной системы пользователю.
Существуют различные программы, которые могут оптимизировать свободное пространство и информацию на жестком диске, а следовательно, уменьшить время доступа к ним. Эти программы осуществляют постоянный контроль над состоянием диска, обеспечивают пользователя необходимой информацией об этом, а также выбирают наилучший в определенный момент времени вид дефрагментации. Немаловажной функцией программ такого рода является планирование и выбор наиболее приемлемых средств оптимизации.
Для облегчения доступа к информации на жестком диске существует система управления файлами, или файловая система, которая включает в себя совокупность различных упорядоченных элементов, отличие и распознавание которых происходит посредством имен.
Средства проверки, очистки, дефрагментации
Для повышения эффективности работы в операционной системе Windows применяются средства проверки, очистки и дефрагментации. На первом этапе пользователь ПК должен проверить жесткий диск компьютера на наличие зазоров между файлами, ненужной информации, на втором этапе нужно провести очистку диска от ненужной информации, и на третьем этапе нужно провести дефрагментацию дисков.
Одним из элементов, необходимых для улучшения качества работы Windows, являются средства проверки. Используя эти средства, пользователь имеет возможность при необходимости осуществить проверку объема памяти, программ, установленных на компьютере устройств, выявить наличие свободного места на диске, а также получить информацию о состоянии компьютера.
Следующим элементом, способствующим оптимизации работы операционной системы Windows, являются средства очистки диска, под которыми понимается специальная программа, освобождающая на жестком диске дополнительное место. Для каждой системы файлов предназначен свой отдельный ресурс памяти в области хранения информации. Программа очистки диска осуществляет проверку диска, указывая файлы, являющиеся временными, скопированными из Интернета, ненужными пользователю, а также удаление которых не повлечет за собой отрицательных последствий. Осуществление такой глобальной проверки обеспечивает пользователя всей необходимой информацией об устройствах компьютера, программном обеспечении, файловых системах, а также сетевых подключениях. Для облегчения и оптимизации процесса проверки и очистки дисков применяются разнообразные специальные программы настройки системы, например Msconfig.exe.
Если на диске после удаления каких-либо файлов или документов стали появляться пустые, свободные пространства, которые разбиты занятыми местами, то считается, что диск фрагментирован. Чтобы расширить свободное место, нужно провести сначала очистку, а затем дефрагментацию, то есть удаление зазоров между фрагментами данных. Существует программа дефрагментации дисков, с помощью которой можно совместить находящиеся на жестком диске фрагментированные файлы. При завершении процесса дефрагментации диска пространство, занимаемое файлами, упорядочивается, исчезают зазоры между данными.
Если периодически не осуществлять процесс дефрагментации диска, то значительно снизится скорость работы компьютера. Дефрагментация диска как бы сжимает все данные на нем, увеличивая свободное пространство на диске, в результате этого доступ к информации ускоряется. Если систематически проводить эту процедуру с дисками, то намного снизится вероятность повторной фрагментации или фрагментации новых документов.
Панель задач Wndows, ее назначение
В нижней области Рабочего стола находится Панель задач, посредством которой можно осуществлять управление выполняемыми в конкретный момент времени задачами. Под задачей понимается сложный процесс, целью которого является успешное завершение.
Автоматически при включении компьютера на рабочем столе появляется Панель задач. Можно скрыть ее, если в данный момент она пользователю не нужна или мешает. Восстановить ее можно, щелкнув мышью по экрану, а именно по рабочему столу в нижней его части. Можно осуществлять перемещение Панели задач в любое место рабочего стола. Для того чтобы возвратить ее на прежнее место, курсор мыши нужно перевести на ту границу экрана, на которой Панель задач была отображена раньше.
В центре Панели задач находятся кнопки приложений или файловых документов, с которыми предстоит работа. Кнопка «Пуск» располагается слева, если ее нажать, то можно войти в главное меню, чтобы осуществить запуск документов, приложений. Та панель, на которой находятся значки часов, календаря, выбора языков, антивирусных программ, электронной почты, называется Панелью индикации и располагается справа.
При запуске приложений происходит отображение их на Панели задач. Если щелкнуть мышью по клавише какого-либо приложения, то кнопка нажмется, а приложение активизируется с помощью Панели задач. Активизированное окно приложения сразу появится на рабочем столе, после чего можно с ним работать, выполняя определенные операции. Нельзя нажать сразу несколько кнопок, в определенный момент времени можно сделать активным только одно приложение. Если пользователю будет нужно сделать активным другое приложение, то необходимо просто щелкнуть мышью по выбранной кнопке нового приложения. Отключить активное приложение можно, нажав активную кнопку повторно, и она будет «отжата».
При увеличении количества кнопок на Панели задач происходит уменьшение их размера, что может привести к неполному отображению.
Структурным звеном Панели задач считается панель инструментов. На одной Панели задач может располагаться несколько панелей инструментов. Является возможным изменение расположения и размерности Панели задач, это может быть вызвано увеличением количества необходимых кнопок и осуществлено по усмотрению пользователя.
По желанию пользователя на панели можно установить часы.
Важными элементами являются также кнопка пуска и область уведомлений, показывающая состояние той или иной операции на определенном этапе.
С помощью Панели задач можно осуществлять переход или переключение между программами или запущенными (активными) приложениями. Сделать это можно и при нажатии клавиш Alt+Tab.
Буфер обмена Windows. Команды, работающие с буфером обмена
При работе с операционной системой Windows во время создания документов пользователь применяет графический и текстовый редакторы отдельно, а потом должен объединять результаты их работы в один при необходимости. Это не очень удобно. Операционная система Windows рассчитана на высокий уровень интеграции всех приложений. С помощью этой операционной системы можно осуществлять эффективный обмен данными между приложениями.
Буфер обмена представляет собой раздел памяти, не доступный взгляду пользователя, созданный и обслуживаемый системой Windows и играющий центральную роль при осуществлении организации обмена данными. Буфер обмена является местом временного (промежуточного) хранения информации, в котором в конкретный момент времени может храниться только один фрагмент данных (объект). Скопированный в буфер обмена фрагмент может удалиться автоматически, если ввести новый.
Буфер обмена применяется:
1) для создания и удаления файлов;
2) как пункт хранения выделенного текстового объекта;
3) для редактирования текстовых и других документов;
4) для копирования, перемещения различных фрагментов файла.
Как и любой раздел памяти, буфер обмена имеет специфические свойства:
1) в буфере обмена пользователь может временно хранить необходимую информацию;
2) в любом приложении можно воспользоваться буфером обмена;
3) до загрузки следующего фрагмента или перезагрузки компьютера в буфере обмена предыдущий объект будет храниться и копироваться необходимое количество раз;
4) можно посмотреть, какая информация содержится в буфере обмена, если нажать кнопку Просмотреть буфер обмена.
Существует два понятия: «источник данных» и «приемник данных». Эти понятия тесно взаимосвязаны. Из источника данных объекты загружаются в буфер обмена. Эти данные помещаются в приемник и до определенного времени там хранятся.
Чтобы извлечь из буфера обмена информационный фрагмент, можно воспользоваться кнопкой контекстного меню Вставить, но можно и поменять способ вставки. Вставленный из буфера обмена фрагмент можно редактировать, но обычно при его вставке шрифты и стили совпадают с шрифтами и стилями приемника данных.
Для того чтобы скопировать в буфер обмена какой-либо объект данных, необходимо сначала его выделить, потом дать команду Вырезать, если перемещаемый фрагмент текста не нужен в исходном документе, или Копировать, если фрагмент текста исходного документа в нем еще нужен. Затем в приемнике данных курсор ставится на место ввода объекта данных документа. Чтобы вставить текст из буфера обмена на нужное место, необходимо нажать кнопку Вставить.
Внедрение и связывание объектов в Windows
Выделяют следующие способы обмена данными: внедрение и связывание объекта. Если объект обмена перемещается в приемник данных, то процесс обмена данными называется внедрением. Если в приемник данных перемещается только ссылка на источник данных, то этот процесс называется связыванием.
Фрагмент документа, перемещенный из одного приложения в другое, называется внедренным объектом. Внедренные фрагменты документа можно редактировать с использованием панелей инструментов и меню. Для этого необходимо щелкнуть по ним левой кнопкой мыши и при отображении меню начать этот процесс.
Существует несколько разновидностей осуществления процесса внедрения:
1) внедрение из файла путем выполнения команды Вставка файла;
2) внедрение вызовом OLE-сервера путем выполнения команды Вставить объект;
3) внедрение из документа путем выполнения команд Вставить и Специальная вставка.
Если документ открыт, внедрение из него фрагмента возможно при выполнении следующих этапов процесса:
1) выделения объекта внедрения;
2) перемещения его в буфер обмена;
3) вставления в приемник данных из буфера обмена посредством применения кнопки Вставить.
Редактирование данных в источнике не влечет за собой автоматическое обновление объекта внедрения в приемнике, это происходит потому, что связь между документами не возникает.
Важным моментом является то, что внедрение способны осуществлять не все программы, но в то же время их количество достаточно велико.
При необходимости автоматического внесения изменений в документ приемника данных применяется связывание данных. Фактически внедрение отличается от связывания лишь процессом редактирования информации. Связанным считается такой фрагмент данных, который остается в источнике данных, а в новый документ попадает только указание на месторасположение файла, то есть ссылка. При двойном щелчке мыши на связанных данных происходит их обновление или изменение. Все изменения, происходящие в источнике данных, осуществляются и в приемнике данных.
Процедура связывания существует для удобства пользователя и повышения эффективности его работы. Она применяется в тех случаях, когда нужно, чтобы скопированные данные автоматически обновлялись в разных документах, а также если данные большой объем, и не хватает внешней памяти.
Как и внедрение, связывание может осуществляться из файла, когда источник полностью переходит в приемник, и из документа, когда в приемник переходит лишь часть источника данных. Связывание происходит так:
1) происходит выделение фрагмента в источнике данных и перемещение его в буфер обмена;
2) происходит вставка данных при помощи выполнения команды Специальная вставка.
Установка и удаление приложений в Windows
Понятие «приложение» появилось с момента разработки операционной системы Windows, оно подразумевает совокупность взаимосвязанных программных продуктов, предназначенных для создания, изменения и управления различными документами. Под приложениями понимаются также прикладные программы, например, Проводник, антивирусные программы, графический редактор и т. д. После запуска приложение считается задачей.
В операционной системе Windows вне зависимости от версии существуют различные приложения.
В любом компьютере существует множество приложений, работу которых нужно грамотно организовать, для чего необходимы установка и запуск программ, а в случае необходимости и удаление.
Для повышения эффективности управления программами-приложениями существуют средства установки и удаления программ, с помощью которых становится возможной установка разнообразных приложений (Word, Access, Excel и т. д.) с внешних носителей информации (например, CD), внутренних носителей, глобальных сетей. Не установленным по умолчанию компонентом «Сетевые службы» тоже можно управлять, если использовать возможности средств установки и удаления программ.
Под установкой программы понимается присоединение различных документов, папок к уже имеющимся на винчестере, а также данных в системный реестр с целью повышения эффективности работы на компьютере и обеспечения корректной работы системного программного обеспечения. При установке новых программ уже существующие не изменяются (как это происходит при обновлении).
При подключении к компьютеру оборудования пользователь производит установку драйверов, представляющую собой процесс, аналогичный добавлению программ.
Программы можно устанавливать, выбрав наиболее удобный вариант в поле со списком.
Что касается удаления программ, необходимо четко знать, как эта процедура скажется на работе всей системы. Поэтому, следуя этому принципу, подверженными процессу удаления могут быть лишь те программы или документы, которые созданы для Windows. Можно удалить файлы и иметь возможность их восстановить, а можно произвести удаление, исключая их дальнейшее восстановление.
Для того чтобы просто удалить документ, но иметь возможность его восстановить, нужно щелкнуть по нему правой кнопкой мыши, выбрать команду Удалить и подтвердить удаление. Таким образом удаленный объект будет перемещен с диска в Корзину и может там храниться неограниченное количество времени, а также при необходимости его можно будет восстановить.
Если нужно удалить объект без возможности его восстановления, то Корзину, в которой хранятся удаленные документы, можно очистить, выбрав в меню Файл команду Очистить корзину. Можно также выбрать необходимый объект и, удерживая нажатой клавишу Shift, выбрать в контекстном меню команду удаления (или нажать клавишу Delete).
Меню окна Windows (командное меню)
В операционной системе Windows существует система меню, которая состоит из командного (главного) меню, контекстного меню и прикладного меню программ.
Рабочий стол любого компьютера состоит из трех основных частей, в которых находятся его компоненты. Внизу находятся кнопки задач, справа – Панели задач, а слева – вход в главное (командное) меню – кнопка Пуск.
Командное меню можно запустить с помощью кнопки Пуск на рабочем столе, щелкнув по ней мышью. Можно назвать следующие пункты командного меню: Программы, Документы, Настройка, Поиск (Найти), Справка, Выполнить, Завершение работы. Дополнительные пункты командного меню могут появляться по желанию пользователя, а также после загрузки различных программ. Основные пункты командного меню служат для запуска различных программ, а также для систематизации структуры меню.
Командное меню может состоять из меню, подменю и команд. Для запуска программ существуют команды. Меню необходимо для того, чтобы систематизировать систему подменю.
Одним из структурных элементов главного (командного) меню является подменю, на наличие которого указывает стрелка.
Пользователь может самостоятельно и по своему усмотрению осуществить систематизацию и структуризацию командного меню.
Пункт меню Программы необходим для доступа к программам и их запуска. У этого пункта имеется подменю, в котором можно увидеть все программы, которые установлены на данном компьютере, а также запустить их.
Пункт меню Документы открывает перечень документов в количестве 15, которые использовались в последнее время, что значительно ускоряет работу пользователя. Открыть любой документ можно с помощью мыши.
С помощью пункта меню Настройка пользователь может настроить дополнительное оборудование, часы, а также любые другие компоненты операционной системы. В этом пункте существуют подпункты Панель управления и Принтеры, путем активации которых можно осуществлять необходимые операции с объектами.
Посредством щелчка мышью на пункте меню Поиск (Найти) запускается поисковая система, с помощью которой можно найти файлы, папки, указав их название или дату создания. А при появлении ответа системы нужно просто следовать информации, представленной в окнах.
Пункт меню Справка дает доступ к справочной системе, поиск информационных данных в которой осуществляется при использовании предметного указателя, базы данных, а также по содержанию.
Пункт меню Выполнить осуществляет запуск любой программы, даже неизвестной операционной системе Windows.
Пункт меню Завершение работы позволяет корректно выключить компьютер или перезагрузить его.
Существует пункт меню Избранное, в котором находятся сохраненные ссылки на различные сайты Интернета.
Использование контекстного меню в Windows. Корзина
Одним из элементов системы меню в операционной системе Windows является контекстное меню. Это меню упрощает и делает эффективнее работу пользователя. Чтобы открыть контекстное меню, нужно навести курсор мыши на нужный объект и щелкнуть на нем правой кнопкой мыши.
Перечень команд в контекстном меню зависит от того, на каком объекте пользователь щелкнет мышью. Например, если открыть контекстное меню, отобразятся следующие основные команды: Открыть, Изменить, Создать, Печать (для документов), Открыть с помощью, Добавить в архив, Проводник (для папок), Запуск от имени (для ярлыка), Отправить, Копировать, Создать ярлык, Удалить, Переименовать, Свойства. Посредством открытия контекстного меню пользователь может получить информацию об интересующем объекте, а также выполнить все вышеперечисленные команды, хотя некоторые из них (например, переместить) можно выполнить и без открытия меню.
Под Корзиной понимается специальная, предназначенная для удаленных файлов и находящаяся на рабочем столе, папка. Все удаленные пользователем документы перемещаются в Корзину. Папка Корзина минимизирует опасность безвозвратного удаления файлов с жесткого диска компьютера.
Удаленные объекты хранятся в Корзине до тех пор, пока пользователь не очистит ее. Файлы, которые удалены и находятся в Корзине, можно вернуть на исходное местонахождение с помощью кнопки Восстановить. Пользователь самостоятельно может установить объем Корзины, т. е. то количество килобайт информации, которое может там храниться. Нужно иметь в виду, что находящиеся в корзине удаленные объекты занимают значительное пространство на жестком диске. Поэтому для того, чтобы сделать доступ к другим файлам более быстрым и эффективным, необходимо время от времени очищать корзину, хотя бы не полностью. Эта процедура поможет увеличить свободное место на жестком диске.
Операционная система Windows может и автоматически удалять документы из корзины. Поэтому если пользователь планирует восстановление того или иного файла, необходимо заранее удалить ненужные файлы. Можно производить удаление одного или нескольких файлов. Чтобы сократить время, которое займет процесс удаления, можно воспользоваться меню Файл → Очистить корзину и подтвердить удаление определенного количества объектов.
Удалить документ можно как с помощью контекстного меню, так и при помощи перетаскивания значка документа, если он находится на рабочем столе, в Корзину.
Не представляется возможным удалить следующие объекты рабочего стола: Мой компьютер, Корзина и Сетевое окружение. В Корзине можно посмотреть разнообразную информацию об удаленных файлах, например момент (дату и время) удаления файлов, их объем и т. п. Нельзя удалять файлы программного обеспечения, это нарушит работу компьютера.
Проводник. Запуск приложений из программы Проводник
Под программой Проводник понимается специальное приложение для поиска разнообразных объектов: документов, файлов, папок, а также для осуществления с ними необходимых операций.
Программа Проводник необходима для создания файловой структуры, а также навигации по ней и ее обслуживания. Запуск Проводника, как и других программ, производится с помощью Главного меню. Вторым способом запуска этой программы является запуск при помощи Контекстного меню, доступного с кнопки Пуск или значка на рабочем столе. При этом можно найти Проводник. В том, что появится в окне программы, и состоит различие между этими двумя способами запуска. Самый простой способ запуска программы Проводник – с помощью кнопки Пуск → Программы → Проводник.
Окно программы Проводник открывается так, что объект, посредством которого был произведен запуск, будет в нем отображаться, не нужно будет тратить время на его поиск. Структура окна Проводника стандартна, но его рабочая область делится на две панели: панель папок (находится слева), на которой отображается файловая структура, и панель содержимого (располагается справа), на ней отображается содержание активной папки. С помощью программы Проводник в дереве папок (левой панели) можно добраться до любой папки, а открыть ее, щелкнув мышью. Папка, которая была открыта до запуска последующей, закроется без помощи пользователя. Если пользователь на левой панели откроет какую-либо папку, то на правой панели отобразится ее содержимое.
Чтобы произвести поиск нужной папки, нужно открыть программу Проводник, затем в поисковое поле Имя ввести название объекта поиска, нажать клавишу Найти. Для облегчения поиска можно нажать кнопку Обзор, далее указать дополнительную информацию (время создания документа, текст и т. д.).
Для открытия объекта (папки) применяют двойной щелчок мыши на значке документа. Можно использовать и другой способ, в этом случае на значке документа нужно щелкнуть правой кнопкой мыши и в контекстном меню либо в меню Файл щелкнуть левой кнопкой мыши по пункту Открыть.
Для удобства работы пользователя очень часто применяется детальное отображение дополнительной информации об объекте поиска или открытия (даты изменения, объема данных и др.).
С помощью программы Проводник можно проводить сортировку документов по отдельному признаку, для чего нужно будет щелкнуть на названии необходимого столбца.
При помощи Проводника можно перемещать файлы, для этого на левой панели нужно найти и открыть папку-источник и папку-приемник, а также перемещаемый объект. На правой панели найти перемещаемый файл и перетащить его на левую, а именно на значок папки-приемника. В контекстном меню, которое появится, если отпустить кнопку мыши, нажать на пункт Переместить.
Ярлык. Создание и свойства
Под ярлыком понимают указатель на путь к необходимому документу.
Ярлык представляет собой значок, идентичный значку документа, но имеющий стрелочку черного цвета в нижнем левом углу.
Ярлык – это довольно важный элемент в системе Windows. Его значение объясняется тем, что с помощью ярлыков становится возможным изменить вид рабочего стола по своему усмотрению. Если пользователю постоянно приходится работать с одним и тем же объектом, рационально будет создать ярлык на рабочем столе для ускорения процесса открытия приложения, папки, файла и т. д. В большинстве случаев документы и их ярлыки находятся не в одних и тех же местах компьютера. Так как ярлыки находятся на высших ступенях структуры иерархии, наиболее удобно будет создавать их в случаях, когда документы и папки располагаются на подчиненных ступенях структуры.
Значок ярлыка довольно компактен, по объему занимает мало места в оперативной памяти, всего лишь один килобайт. Благодаря тому, что удаление ярлыка не влечет за собой удаления объекта, пользователь может свободно создавать и удалять ярлыки при необходимости. Это объясняется тем, что связь между документом и объектом основана только на указании пути.
Для того чтобы создать ярлык на рабочем столе, пользователю нужно выполнять следующие действия:
1) найти программу, папку, документ либо другой объект, открыв, к примеру, окно Мой компьютер;
2) щелкнуть правой кнопкой мыши по объекту и, не отпуская кнопки, путем перетаскивания переместить его на Рабочий стол;
3) когда пользователь отпустит кнопку мыши, отобразится контекстное меню, в нем необходимо щелкнуть по команде Создать ярлык;
4) убедиться в том, что ярлык создан, для этого на значке должна отобразиться черная стрелочка. Если ее нет, то процесс создания ярлыка прошел неудачно и его нужно будет повторить, вернув на исходное место помещенный на рабочий стол файл.
Существует еще один способ создания ярлыка на рабочем столе. Для этого необходимо:
1) отображение рабочего стола;
2) произвести по пустому месту щелчок правой кнопкой мыши;
3) отобразится меню, в котором необходимо выбрать пункт Создать ярлык;
4) нажав кнопку Обзор, выбрать документ, файл или папку, для которых нужно создать ярлык;
5) придерживаться указаний Мастера создания ярлыков.
Это окно отображает имя ярлыка, сведения об обозначаемом им объекте и о клавишах быстрого вызова. Здесь же можно выбрать способ отображения объекта при открытии ярлыка: в окне обычного размера, развернутым на весь экран или свернутым в значок на панели задач. Эта вкладка также позволяет просмотреть объект ярлыка, сменить значок для ярлыка и открыть ярлык от имени другого пользователя.
С ярлыком можно осуществлять такие же действия, как и с файлами. По желанию можно изменить ярлык объекта.
Текстовый процессор. Назначение, режимы работы, основные возможности
Для создания и изменения документов применяется один из основных компонентов прикладного программного обеспечения – текстовый процессор. С помощью этого компонента можно вносить изменения в документ, например перемещать, изменять, удалять слова, предложения, части текста, изменять режимы, формат и т. д.
Чтобы дать понятие текстового процессора, необходимо выявить основные группы таких программных компонентов. С помощью первой группы можно создавать документы разной сложности с включением средств форматирования и графики. Во вторую группу текстовых процессоров включены текстовые редакторы, с помощью которых можно работать (т. е. создавать, редактировать, удалять) в основном с различными текстовыми документами.
Выделяют два основных режима, в которых может находиться текстовый процессор, – режим замены и режим вставки. Чтобы изменить режим, пользуются кнопкой Insert. Во время режима замены текст добавляется в документ вместо существующего и стоящего после курсора текста. При режиме вставки новый текст не заменяет уже существующий, а просто отодвигает его.
С помощью текстового процессора можно не только производить набор текста, но и изменять уже набранный текст, а также его части (буквы и слова), т. е. корректировать его. Благодаря особым операциям можно вырезать часть текста и сохранить ее в течение работы как отдельный файл при помощи буфера обмена, затем при необходимости вставить этот фрагмент в текст.
В текстовом процессоре можно находить необходимые части текста (предложения или слова), а также заменять один фрагмент текста другим (частично или полностью).
Существует также множество автоматических операций, таких как разделение текста или его фрагмента на страницы (причем с заданным количеством строк), нумерация страниц и строк, ввод заголовков в разных частях страницы, поиск и исправление ошибок (с помощью операции проверки правописания) и т. д.
Важным свойством текстового процессора является форматирование. Задавая необходимые параметры текста, можно добиться определенного вида текста или его фрагмента, например изменения междустрочного интервала, полей, ширины страницы, выравнивания (т. е. параметров страницы), типа шрифта (курсив, жирный, подчеркнутый), шаблона и стиля.
Используя функцию предварительный просмотр, можно вывести на дисплей конечный вариант текста или его фрагмента в том виде, как он будет распечатан на принтере.
Текстовый процессор дает пользователю возможность вставлять в готовый текстовый документ рисунок, таблицу или формулу, изменять вид вставленных частей, а также переключаться на работу с другим видом алфавита.
С помощью этого вида программного обеспечения можно посредством табуляции создать текст в виде нескольких колонок на одной странице.
Текстовый процессор. Фрагменты. Операции откатки
Чтобы сделать часть текста объектом какой-либо команды, необходимо выделить этот фрагмент текста. Под фрагментом текста понимают неразрывную по структуре часть текстового документа.
Выделение фрагмента текстового документа производится с помощью клавиатуры или мыши. В зависимости от того, каким образом выделены строки, текстовые фрагменты можно классифицировать. Если текстовый фрагмент образован из последовательности обязательно целых строк, он называется строчным. Если фрагмент текста состоит из последовательности нецелых строк, то он называется потоковым или линейным. Если выделенные строки образуют прямоугольник, то текстовый фрагмент называется блочным.
Часть текста (предложение или слово) можно выделить по-разному (двойным щелчком мыши или тройным щелчком мыши). Но не в каждом текстовом процессоре присутствуют все способы выделения. Например, в текстовом процессоре MultiEdit есть все способы, а у процессора WinWord отсутствует строчное выделение.
Текстовые фрагменты можно удалять, копировать или перемещать (перетаскивать) как при помощи буфера обмена (например, в текстовом процессоре Лексикон), так и без него, либо двумя этими способами (например, в текстовых процессорах WinWord или MultiEdit). Эти операции касаются и внешних документов и других приложений. Это объясняется тем, что все приложения Windows взаимодействуют между собой посредством буфера промежуточного хранения. Таким образом, представляется возможным скопировать выделенную часть текстового документа из WinWord в таблицу Excel, и наоборот.
Операция удаления в текстовых процессорах производится посредством клавиши Delete (при удалении символа, находящегося после курсора) или кнопки Backspace (при удалении символа, введенного последним). Прежде чем удалить фрагмент текстового документа, необходимо его выделить (двойным или тройным щелчком мыши), а затем с помощью клавиши Delete или кнопки удаления закончить эту операцию. Так как эта часть текста находится в буфере промежуточного хранения, ее можно восстановить (при условии того, что не осуществлялось перемещение, удаление или копирование).
При работе с текстовым процессором пользователь сталкивается с понятием «операция откатки». Существуют команды откатки Undo и команда отмены Redo. С помощью команды Undo можно восстановить исходное состояние текстового документа. Другими словами, «откатиться» на несколько действий или шагов назад. На сколько именно действий можно «откатиться», зависит в основном от мощности компьютера пользователя. С помощью операции откатки можно попытаться восстановить текстовый документ, если случайно была выполнена ненужная операция. Команды Undo и Redo облегчают пользователю процесс создания документа.
Текстовый процессор. Форматирование текста
Непосредственно перед печатью документ должен пройти несколько этапов подготовки. Сначала вводится текст, затем его необходимо отредактировать (исправить ошибки и опечатки), выполнить форматирование (указать размер, начертание и тип шрифта, выделить заголовки, определить способ выравнивания строк и выделения абзацев, вставить рисунки, расставить колонцифры и колонтитулы, определить размеры страницы и т. д.), затем напечатать документ на принтере и записать созданный документ на жесткий диск или дискету (эта операция называется «записать в файл»). Окно программы, в котором находится окно документа с присвоенным именем, появляется на дисплее после запуска программы. Посредством кнопки Shift можно переключить регистры. Переключение языков производится с помощью нажатия сочетания клавиш Alt + Shift или Ctrl + Shift.
Весь непростой процесс редактирования документа сводится к нескольким простым операциям: удаления, добавления, копирования, перемещения. Можно удалять, добавлять, перемещать и копировать отдельные символы, слова, строки, предложения, абзацы, фрагменты текста или даже весь документ как в пределах одного документа, так и между несколькими документами.
Форматирование – это процесс формирования параметров страницы. Процедура форматирования состоит в изменении видов и размеров шрифтов, отступов абзацев, разбивки текстового документа на страницы и строки. Форматирование может быть автоматически выполнено посредством различных текстовых процессоров.
С помощью текстового процессора можно произвести замену полей страницы, выравнивание текста, выбор межбуквенного и межстрочного интервалов, видов шрифтов и т. д.
Панель инструментов форматирования содержит кнопки команд из меню Формат и несколько раскрывающихся списков. Первый раскрывающийся список позволяет выбрать вид шрифта, второй – размер.
Форматирование текста целесообразно выполнять не во время его ввода, а после ввода. Команды форматирования воздействуют на текст, который будет вводиться после их выдачи, или на выделенный фрагмент текста. Команды для форматирования текста находятся в меню Формат или на панели инструментов под названием Форматирование. Кроме того, команды форматирования можно найти в контекстном меню.
Форматирование в виде колонок осуществляется с помощью позиций табуляции, которые располагаются на координатной линии. При нажатии клавиши табуляции курсор перемещается от одной позиции табуляции к другой. Позиции табуляции могут быть заданы пользователем с помощью диалогового окна.
Для копирования или перемещения фрагментов текста может использоваться буфер обмена. Можно повторить или отменить последнюю команду. Но функции повтора и отмены применимы не ко всем командам.
Текстовый процессор. Минимальный набор типовых операций
Для работы с текстом необходимо выполнение типовых операций. Основные необходимые операции производятся над целым документом, над его фрагментом и над абзацем. Эти операции составляют минимальный набор типовых операций.
Любой документ проходит определенные этапы: создание, сохранение, удаление или вывод на принтер. Процесс создания документа представляет собой присвоения имени вновь созданному текстовому документу, а также ввод с клавиатуры текста. Перед тем как сохранить текстовый документ, его необходимо загрузить в оперативную память. А процесс непосредственного сохранения текстового документа представляет собой перемещение его во внешнюю память из оперативной. Можно удалить уже созданный документ с экрана. Вывод на принтер означает создание бумажного экземпляра (или копии) текстового документа. Эти операции производятся с текстовым документом в целом.
Над фрагментом текстового документа можно произвести следующие операции: копирование (перенос текстового фрагмента из буфера обмена или места документа в определенное указанное место документа), удаление («подсветка» части документа и нажатие клавиши Delete), выделение («подсветка» посредством мыши) определенной части текстового документа и перемещение (перенос или перетаскивание фрагмента текстового документа на новое необходимое место) текста.
Основным структурным элементом текстового документа является абзац. С абзацами можно осуществлять определенные операции, например, выравнивание, определение границ абзацев и включение функции Перенос.
Выравнивание позволяет распределить текст абзаца по ширине, по центру, по высоте, по левому или правому и верхнему или нижнему краям текстового документа. Определенными командами меню можно установить границы абзаца. Это действие можно также совершить посредством специальных маркеров на координатной линейке для изменения отступа.
При создании текстового документа, а именно непосредственно при наборе возникает необходимость осуществлять перенос слов на другую строку, так как не уместившееся на строке слово целиком переходит на другую строку. Для этого можно использовать ввод дефиса, но при дальнейшем форматировании документа произойдет смещение текста, и поставленные дефисы придется удалять и расставлять новые при необходимости. Для облегчения и автоматизации этого процесса на панели инструментов существует меню Сервис, в котором можно выбрать Язык → Расстановка переносов и выбрать автоматическую расстановку переносов (во всех словах или только в словах из прописных букв). При этом слова будут автоматически переноситься на следующую строку, и перенос будет изменяться даже при форматировании документа самостоятельно.
Текстовый процессор. Расширенный набор типовых операций
Помимо минимального набора типовых операций при создании текстового документа пользователю необходим и расширенный набор для более эффективной работы.
В расширенный набор типовых операций входят: операции сохранения, проверки правописания, поиска и замены, установления параметров страницы, словарь синонимов, применение макросов, осуществление слияния документов, автотекст, применение шаблонов.
Созданный и отредактированный текстовый документ можно перенести из оперативной памяти с помощью операции сохранения на диск, предназначенный для постоянного хранения. После выполненной операции сохранения можно продолжить редактирование (процесс осуществляется время от времени, это обезопасит пользователя от возможного несохранения документа) или завершить работу и выйти в операционную систему. Предотвратить удаление созданного текстового документа можно посредством создания резервной копии. Эффективным способом защиты документа от несохранения информации считается включение функции автосохранения.
Проверка правописания (орфографии, пунктуации, стиля) проводится автоматически при создании текстового документа с помощью специальных средств. Ошибки выделяются, и пользователь может либо исправить их, либо пропустить ошибку.
Поиск и замена представляют собой поиск в документе текстового фрагмента определенного содержания с возможной заменой его фрагментом другого содержания. Пользователь может произвести замену однократно либо осуществлять этот процесс автоматически.
Установление параметров страницы производится с помощью меню Файл → Параметры страницы, а также Формат → Абзац: можно изменить поля, нумерацию страниц, колонтитулы и т. д.
Предотвратить тавтологию можно посредством применения словаря синонимов.
Макрос – это файл, автоматизирующий определенные стадии работы с текстовым документом. Создание такого файла может быть автоматизировано либо осуществлено путем программирования списка команд.
При наличии текстового документа с постоянной информацией и документа с переменной информацией можно осуществить процесс слияния документов. Это необходимо для создания справок, приглашений и других документов.
Автотекст необходим для эффективного создания шаблонов документов. Фрагмент автотекста формируется на основе перечня наиболее часто встречающихся и использующихся слов и словосочетаний, которые можно скопировать в создаваемый текстовый документ.
Шаблоны – это инструменты, с помощью которых можно многократно создавать текстовые документы и хранить бланки документов (доверенностей, заявок, квитанций и т. д.). При создании текстового документа пользователь просто заполняет шаблон. Создание шаблонов может быть также автоматизировано.
Табличный процессор. Назначение электронной таблицы. Интерфейс табличного процессора
Электронная таблица представляет собой табличный фрагмент, эквивалентный таблице на бумажном носителе и управляемый табличным процессором.
Основным назначением табличного процессора является осуществление вычислительных операций. Но область применения этого процессора не исчерпывается только экономикой, она гораздо шире – вплоть до создания web-публикаций и форматирования текстов.
С помощью электронной таблицы можно создавать, редактировать и отображать тексты (списки, отчеты, таблицы экономических расчетов и т. п.), создавать графики и диаграммы (Мастер диаграмм), осуществлять расчеты, вносить изменения в прайс-листы и другие документы посредством введения формул.
Рабочая зона электронной таблицы включает в себя поименованные столбцы и строки, на пересечении которых находятся ячейки. При создании электронной таблицы пользователь сталкивается с понятием диапазона ячеек, или блока ячеек, составными элементами которого могут быть строки (обозначенные цифрами), столбцы (обозначенные буквами), ячейки, а также их совокупность.
В рабочем окне электронной таблицы существуют две области: панель управления и рабочее поле, состоящее из блока ячеек.
Стандартная панель управления состоит из главного и вспомогательного меню управления, а также строк подсказки и ввода. В главном меню находятся названия первостепенных режимов программы. Составными элементами вспомогательного меню управления являются полосы прокрутки, панель инструментов и строка состояния. Полосы прокрутки необходимы для быстрого перемещения внутри таблицы. Чтобы быстро найти и выполнить ту или иную функцию программы табличного процессора, необходима панель инструментов. А строка состояния покажет пользователю название текущего файла, порядковый номер окна и т. д. Для помощи пользователю по вопросам осуществления возможных операций в конкретный момент времени существует строка подсказки. Чтобы увидеть содержимое ячейки, а также внести изменения, пользуются строкой ввода.
Под рабочим полем понимают совокупность ячеек, строк и столбцов с названиями.
Ввести информацию в ячейку можно, если установить курсор в необходимом месте посредством клавиш движения курсора. Во время нахождения курсора в ячейке она считается активной, то есть готовой к вводу информации. При большом размере электронной таблицы просмотр ее целиком невозможен, поэтому приходится перемещаться по ней. Та часть таблицы, которая в определенный момент времени доступна для просмотра, носит название активной.
Информация, предназначенная для обработки, находится в окнах, которые являются активными, если пользователь в конкретный момент их видит. Табличный документ может включать в себя несколько листов, называться при этом рабочей книгой и храниться в одном файле.
Табличный процессор. Данные, хранимые в ячейках электронной таблицы
Любой табличный документ состоит из ячеек, в которые можно вводить информацию и вносить изменения. В ячейках могут быть размещены всевозможные данные, такие как текст, числа, даты, формулы, функции, графики, диаграммы.
С помощью текстовых данных пользователь описывает что-либо. Например, расчетно-платежная ведомость № 167, объем продаж за текущий период и т. д. К текстовым данным можно отнести не только буквы (а, б, в…), но и цифры (1, 2, 3…) и специальные символы (№, @, $…). Перед вводом данных этого типа пользователь может поставить пробел, кавычки или апостроф.
Числовые данные состоят только из цифр (иногда ставится запятая, чтобы показать десятичную дробь), так как они служат для выполнения различных математических операций. Примером числовых данных могут быть: 233; – 1; 0,123 и др.
Даты – это тип данных, посредством которых осуществляется выполнение различных функций, например, подсчет разницы дат, присоединение числовых данных к дате. Существуют определенные форматы дат: МММ-ГГ (Апр-99), МММ-ДД-ГГ (Апр-12–99), ДД-МММ (12-Апр), ДД-МММ-ГГ (12-Апр-99).
Формула представляет собой различные арифметические и другие действия, которые выполняются с имеющимися данными из других ячеек. Если в ячейке пользователь видит число, то в строке ввода он может увидеть формулу, по которой произведен расчет. Например, C6 – K2/100 – это формула, находящаяся в ячейке A2 и видимая в строке ввода. А в табличном варианте пользователь видит только число – результат произведенных арифметических действий.
Под функцией понимается близкая по значению формуле программа с определенным названием, в которой задаются значения аргумента (Х) функции (У). Функция может выглядеть следующим образом: @ SUM (A2…А5, А7). Это означает, что задана функция – подсчитать сумму значений ячеек A2, А3, A4, А5, A7. Существует множество функций. Например, SUM (подсчет суммы), AVERAGE (подсчет среднего арифметического), IF (логическая функция) и т. д.
Для улучшения наглядности пользователь применяет графики и диаграммы. С помощью графика можно увидеть динамику того или иного показателя во времени. Линейный график представляет собой координатные оси с изображенной ломаной линией. Для сравнения показателей в разное время применяется столбиковая диаграмма. Каждый показатель представляется в виде разноцветных столбиков. Чтобы сравнить значения показателя с итоговой суммой или между собой, существует круговая диаграмма, которая представляет собой круг с разноцветными секторами. Для просмотра общего значения показателя в различные периоды, процента составляющих элементов пользуются стопочной диаграммой. Она представляет собой столбики различных размеров, на которых просматриваются разноцветные слои.
Табличный процессор. Форматирование данных в электронных таблицах
При создании электронной таблицы важным моментом является наглядное представление вводимых данных. В связи с этим в табличном процессоре существует множество команд, посредством которых можно изменить визуальное представление табличного документа. А именно: изменять выравнивание введенных данных в активных ячейках, разновидность шрифтов, цвета фона, размер столбцов и строк (ширину и высоту соответственно). Для осуществления этого процесса необходимо выделить блок ячеек, который будет форматироваться.
Если пользователем не предусмотрено иное, выравнивание данных происходит автоматически: если данные числовые, то по правому краю, если текстовые – по левому краю активной ячейки.
Сочетание выбранных пользователем необходимых параметров приводит к возникновению особого стиля форматирования, при сохранении которого форматирование производится быстрее. Стиль может быть задан как для отдельной ячейки, так и для табличного документа в целом.
Для отображения данных в пределах одной таблицы применяются разнообразные форматы. Наиболее важными являются следующие: основной, процентный, денежный, научный и формат с определенным количеством десятичных знаков.
Основной формат числовых данных действует по умолчанию, при этом запись цифр в активных ячейках при вводе осуществляется без изменения.
Процентный формат означает, что при введении числовых данных происходит автоматический перевод их в проценты с добавлением знака %, т. е. если ввести в активную ячейку 0,567, то на дисплее в ячейке появится 56,7 %.
При установке денежного формата вводимые цифры будут группироваться в разряды, отделяемые при помощи запятой. Можно будет также установить точность отображения числовых данных. Например, если ввести число 658621036, то в активной ячейке появится 658,621,036.
Научный формат представления числовых данных применяется при записи очень маленьких или очень больших чисел. Например, число 65862 будет отображено в активной ячейке 6,5862Е + 04 или 6,59Е + 04 (при точности разряда 4 и 2 соответственно). Очень маленькое число 0,0000023 будет выглядеть 2,3Е – 06.
Формат с определенным количеством десятичных знаков приводит числовые данные к значениям с определенной точностью. При этом пользователь самостоятельно может задать необходимое количество знаков после запятой в десятичной дроби. Например, при установке формата «два знака после запятой в десятичной дроби» числовое значение, вводимое в активную ячейку, запишется не как 0,563, а как 0,56.
При форматировании текстовых данных можно установить различные виды выравнивания: по центру, правому или левому краю, при этом текстовые данные располагаются соответственно по центру, правому или левому краю активной ячейки.
Табличный процессор. Формулы. Абсолютные и относительные ссылки на адреса ячеек
Формулы представляют собой выражения, по которым выполняются вычисления на странице. Формула начинается со знака равенства (=). Например: = 5 + 2 * 3.
В состав формулы входят операнды и операторы. Операнды – это то, над чем выполняется та или иная операция (например, числовые данные). Операторы – это то, посредством чего осуществляется операция. Операторы сложения, вычитания, деления и умножения, а также операторы сравнения (больше, меньше, равно и т. д.) применяются в арифметических формулах. Операторы сравнения и логические операторы (И, ИЛИ, НЕ) применяются в логических формулах. Установить, истинно утверждение или ложно, можно, используя логические формулы.
В состав формулы может входить и функция (зависимость одной переменной от другой). В табличный документ функцию можно ввести как отдельно, так и в составе формулы. В электронном табличном документе можно встретить различные виды формул: логические, математические, текстовые, статистические и др.
Отличительной особенностью электронных табличных документов принято считать осуществление копирования и перемещения формул. При осуществлении перемещения или копирования перед установлением новой адресации данных используется буфер промежуточного хранения, для этого нужно наладить управление созданием адресов первичных данных.
Для осуществления этого процесса применяются абсолютные и относительные ссылки на адреса ячеек. Если в процессе копирования или перемещения формулы адрес ячейки с первичными данными не изменяется, то это называется абсолютной ссылкой. Чтобы показать, что это абсолютная ссылка, пользователю необходимо ввести знак $, и тогда операнд становится константой.
Существуют понятия частичной и полной ссылки на адреса ячеек. Частичной называется такая ссылка, в процессе копирования которой не меняется только часть адреса, например только название столбца или номер строки. Определить это можно по положению знака $, он будет ставиться или непосредственно перед названием столбца, или перед номером строки. Полная абсолютная ссылка на адрес ячеек формируется в том случае, если в процессе копирования адрес исходной ячейки совсем не меняется, при этом знак $ ставится и перед названием столбца, и перед нумерацией строки.
Иногда в процессе копирования и перемещения формулы адрес ячейки с данными полностью меняется, в этом случае такая ссылка на адрес называется относительной. Существует особое правило относительной ссылки на адреса ячеек. Формула, в которой в качестве исходных данных применяются ссылки на адреса ячеек, понимается операционной системой (табличным процессором) как шаблон, ссылки на адреса ячеек в котором считаются средством указания на местонахождение ячеек с исходными данными касательно ячейки с формулой.
Предметная область, база данных, система управления базами данных
В различных сферах деятельности человеку приходится встречаться с различными по своей природе данными, для управления которыми нужны особые знания и умения.
Чтобы лучше понять природу создания различных баз данных, необходимо дать понятие предметной области. Под ней понимается сочетание взаимодействующих задач управления, функций, необходимых для выполнения намеченных целей, а также часть области знаний, предназначенная для изучения человеком. Поэтому основной целью каждой информационной системы стала обработка данных различных предметных областей. Отсюда можно сделать вывод, что база данных представляет собой сочетание информации об определенных объектах окружающего мира в соответствующей предметной области.
Изначально база данных создается для компоновки структурированных данных с целью облегчения их поиска, обработки, хранения.
Но для осуществления эффективной работы недостаточно просто собрать информацию и создать базу данных, необходимо научиться правильно управлять ею. Поэтому создают особые системы управления базами данных, контроль над которыми осуществляет специальное лицо либо группа лиц, если размеры системы очень велики.
Под системой управления базами данных понимается совокупность языковых и программных средств, позволяющих осуществить процесс создания базы данных, нормальное функционирование и быстрый поиск информационных данных.
Стандартные базы данных состоят из отдельных таблиц, сведения в которые вносятся из разных источников. Чтобы сделать для пользователя доступной информацию из нескольких таблиц, можно установить связи между таблицами. Для быстрого поиска информации формируются запросы, которые делают возможным изменение (обновление) или удаление записей, а также выполнение вычислений. С помощью форм можно просмотреть, ввести или изменить содержимое таблицы. Чтобы проанализировать и распечатать данные таблицы, существует отчет.
Для того чтобы создать на компьютере обобщенную базу данных, используется система управления базами данных. Системы управления базами данных (СУБД) могут быть общего и специализированного назначения. Системы управления общего назначения считаются программным продуктом, направленным на определенную предметную область. При использовании системы этого типа можно заметно улучшить работу, а именно уменьшить сроки создания баз данных. Когда нельзя применять систему управления общего назначения, на помощь пользователю приходит систему управления специализированного назначения.
Современные СУБД при небольших затратах экономны, надежны и безопасны, а также делают данные целостными. В настоящее время наиболее популярны Microsoft Access 2.0, Microsoft FoxPro 2.6 for DOS, Microsoft FoxPro 2.6 for Windows и т. д.
Классификация
Системы управления базами данных классифицируются по различным основаниям: по разновидностям технологии обработки данных, по принципу доступа к базе данных.
В зависимости от принципа доступа к базе данных можно выделить базы с сетевым доступом и базы с локальным доступом.
Важным основанием, по которому можно классифицировать СУБД, является выполнение определенного набора функций, в зависимости от чего различают информационные и операционные системы управления.
Все СУБД в зависимости от сфер использования могут быть как универсальными (общими), так и проблемно-ориентированными (специализированными).
Системы управления базами данных могут иметь конкретные самостоятельные языки коммуникации пользователей с базами данных, тогда они называются закрытыми (или замкнутыми); когда для связи с базой данных пользователь применяет язык программирования в совокупности с языком управления (или манипулирования) данными, тогда система управления называется открытой.
В зависимости от числа уровней моделей данных, поддерживаемых СУБД, бывают одноуровневые, двухуровневые и трехуровневые системы управления.
В любой системе управления базами данных между данными устанавливаются связи, в зависимости от способа установки которых выделяют сетевые, реляционные и иерархические базы данных.
В зависимости от разновидности технологии обработки данных СУБД могут быть распределенными и централизованными. Если база включает в себя несколько компонентов, хранящихся в разных компьютерах сети, то она называется распределенной. Если данные базы хранятся в одном компьютере, то база данных называется централизованной.
По архитектуре среди централизованных систем баз данных с удаленным (или сетевым) доступом выделяют клиент – сервер и файл – сервер.
При осуществлении концепции клиент – сервер основной компьютер должен не только хранить данные, но и осуществлять их основную обработку. При запросе информации клиентом (периферийным компьютером) провоцируется поиск и вывод информации на сервере. Эти данные перемещаются к клиенту (периферийному компьютеру) от сервера (основного компьютера). Запрос осуществляется посредством языка SQL.
При архитектуре файл – сервер в качестве главного выделяют один компьютер из сети, предназначенный для хранения основной базы данных. А остальные компьютеры лишь помогают осуществлять доступ пользовательской системы к основной базе данных. Обработка данных пользователями происходит на периферийных компьютерах. При необходимости пользователи баз данных могут создавать локальные базы данных на периферийных компьютерах.
Для современных систем управления базами данных архитектура клиент – сервер практически стала стандартом.
Структурные элементы
Структурирование – это создание договоров о методах предоставления информации. Быстрая работа возможна только со структурированными (то есть созданными не в текстовом файле, а в табличном) данными.
Можно выделить следующие основные структурные элементы базы данных: поле, запись и таблица (или файл). Основным элементом логической организации данных является поле. Поле определяет столбец, используемый функцией. Данный структурный элемент может выглядеть как текст (имя столбца) или как число (нумерация строк).
Данный структурный элемент отвечает запросу реквизита (целостной структурной единице информации). Чтобы получить более полное представление об этом структурном элементе, необходимо дать определение таким понятиям, как имя поля, длина поля, тип поля и точность поля.
Имя поля представляет собой уникальное название того или иного поля базы данных и состоит в основном из текстовых символов. Практически всегда имя поля начинается с прописной буквы и может состоять из одного или нескольких слов. Примером имени поля базы данных может быть «Объем продаж», «Рентабельность», «Себестоимость единицы продукции» и т. д.
Под длиной поля понимают количество единиц информации, которое может вместить данное поле. Длиной поля должно считаться максимально возможное количество информации, которое уместится на данном участке базы данных. Например, 30 байт, 25 байт, 15 байт.
Тип поля является одной из характеристик информации, находящейся в поле базы данных и применяющейся для создания имен поля и других информационных данных. Различают несколько типов полей. Числовой тип поля включает в себя цифровые знаки, т. е. знаки, необходимые для осуществления расчетов. Символьный тип состоит из текстовых знаков. Календарный тип поля включает в себя необходимые даты в определенном формате.
Точность поля подразумевает определение количества знаков после запятой в десятичной дроби. Данная характеристика может быть установлена на усмотрение пользователя, например, округление дроби до двух, трех знаков после запятой.
Следующим структурным элементом базы данных является запись.
Запись представляет собой комплекс полей данных, связанных логически. У каждого поля есть свое определенное значение, которое находится в отдельном осуществлении записи.
Если экземпляры записей имеют одну и ту же структуру и находятся в комплексе, то говорят о наличии третьего структурного элемента базы данных – таблицы (или файла). Чтобы описать логический состав записи таблицы, необходимо создать последовательность нахождения полей записи и дать описание их характеристикам.
Ключи – это структурные элементы записи файла или таблицы. Первичные ключи определяют экземпляр записи, тогда как вторичные – поисковые качества.
Модели данных
Модель данных представляет собой комплекс основных составных частей данных, а также операций для их обработки. Посредством этого ядра базы данных можно показать объекты любой предметной области, а также взаимодействия между ними. Модель данных представляет собой множество структур данных, ограничений целостности и операций манипулирования данными.
В системах управления базами данных применяются основные разновидности моделей данных, а именно: иерархическая, сетевая и реляционная.
Под иерархической моделью данных понимают сочетание звеньев данных, объединенных между собой по особым принципам. Эта модель представляет собой «разветвленную книзу пирамиду». Основополагающими структурными элементами являются узел, уровень и связи. В центре каждого разветвления находится узел (или элемент). На каждом уровне находится несколько узлов-элементов (только на вершине один). Узлы соединены между собой посредством связей. Комплекс атрибутов данных, изображающих какой-либо объект, называется узлом. Любой узел на низшем уровне соединен лишь с одним узлом высшего уровня. Корень дерева – это единственный элемент иерархического дерева, представляющий собой вершину пирамиды. Узлы, находящиеся на низших уровнях, называются подчиненными, или зависимыми. Чтобы попасть к корневой записи базы данных, пользователем применяется единственный путь.
Иерархическими принцами являются следующие основные положения:
1) корень вершины – это главный по иерархии элемент;
2) одна иерархическая пирамида имеет лишь один корень вершины;
3) вновь созданные узлы могут включаться в пирамиду в различных направлениях;
4) несколько атрибутов могут находиться в одном узле.
Сетевая модель данных представляет собой комплекс звеньев данных, в котором каждое структурное звено может быть связано с другим звеном модели. Основными структурными элементами этой модели являются узел, уровень и связи (так же как и в иерархической модели). В сетевой модели запись может принимать участие в нескольких групповых отношениях – это является главным отличием сетевой модели от иерархической. В соответствии с принципами сетевой модели групповые отношения осуществляют отличие между его экземпляром и типом, для этого отношениям должны присвоиться имена. Сочетание записей-владельцев и подчиненных записей называется экземпляром группового отношения, который не в коем случае не должен являться составной частью нескольких экземпляров групповых отношений одного и того же типа.
Под реляционной моделью данных понимается совокупность данных, представленных в виде таблицы. Реляционная модель отличается простой для восприятия структурой данных, а также удобством для пользователя.
Реляционная модель данных
Слово «реляционный» в переводе с английского (relation) означает – «отношение». Впервые это понятие ввел знаменитый американский ученый Е. Кодд.
Реляционная модель данных представляет собой комплекс данных, отображенных в форме двумерной таблицы.
Характерными чертами реляционной модели данных являются:
1) удобство и простота структуры табличных данных, что необходимо для пользователя;
2) возможность реляционной обработки табличных данных;
3) эффективность применения.
При создании реляционной модели преследуется цель упорядочения данных посредством создания двумерных таблиц, каждая из которых строится на основных принципах модели данного типа:
1) каждому элементу данных соответствует именно один элемент таблицы;
2) последовательность строк и столбцов может быть выбрана пользователем произвольно;
3) вследствие однородности столбцов в реляционной таблице все ее элементы обладают одинаковой длиной и типом данных (вне зависимости от того, текстовый он или числовой);
4) в реляционной таблице не может быть одинаковых строк;
5) в реляционной таблице нет идентичных столбцов, так как у каждого из них имеется свое индивидуальное название (имя).
Строки в таблице реляционной модели соответствуют записям, а столбцы – полям. Ключевым полем (или простым ключом) называется такое поле реляционной таблицы с однозначным значением, которое устанавливает соответствующую запись. Ключ реляционной таблицы называется составным, если записи устанавливаются значением нескольких полей. Для связки таблиц нужно ключ одной реляционной таблицы внести в ключ другой таблицы, либо в структуру одной таблицы ввести ключ другой таблицы, если ключи реляционных таблиц совпали.
В отличие от более популярной сетевой модели данных у реляционной модели имеются особые преимущества. Для электронного представления данных необязательно создавать дополнительную структуру, так как реляционная модель данных дает средства описания данных, основываясь лишь на природной структуре данных.
Реляционная модель составляет базу языка данных высшего уровня, способствующего наибольшей самостоятельности программ, а также процесса организации и представления электронных данных.
Следовательно, при использовании реляционной модели никогда не будет казусов, связанных с неправильным или неточным возникновением связей при возникновении отношений, также избыточности и несогласованности отношений.
С помощью реляционной модели представляется возможным сопоставить преимущества различного представления электронных данных в одной системе, а также дать оценку ограничений и области действий отформатированных данных реляционной таблицы и решить другие проблемы в области реляционных электронных таблиц.
Проектирование базы данных. Понятие информационно-логической модели
При работе в Microsoft Access нужно определить структуру базы данных до непосредственного создания таблицы. Это необходимо для того, чтобы создать хорошую эффективную базу данных.
В процессе проектирования таблицы пользователь должен будет пройти ряд последовательных этапов. Для начала необходимо будет установить, для чего создается база данных, другими словами – цель создания базы, главные функции и информацию, которая будет содержаться в базе данных. Самым главным требованием должно быть удобство и простота в применении для пользователя. Особое внимание обращается на тематику, формы и отчеты базы данных.
После постановки цели нужно составить перечень таблиц, из которых будет состоять база данных. Это достаточно сложный процесс, потому что формы и отчеты иногда предоставляют пользователю недостаточную информацию. При этом нужно учесть, что не должно быть повторений и в каждой таблице освещена лишь одна тема.
Следующим этапом пользователь определяет поля таблицы, которые являются наиболее важными и должны быть связаны с тематикой таблицы. Полнота информации в таблице и логическая структура – важный показатель ее качества.
После этого каждому полю таблицы базы данных присваивается уникальное значение. Затем выявляются все возможные связи между таблицами данных.
Сопоставив все имеющиеся данные, производится обновление (изменение) структуры базы данных. Обновление таблицы включает в себя внесение изменений, исправление ошибок и недочетов, удаление повторов, выявленных после выполнения предыдущих этапов.
Если после выполнения всех этапов таблица готова, можно вводить данные и создавать отчеты, формы и т. д. Для улучшения структуры базы данных применяют мастер анализа таблиц, а также анализатор быстродействия.
Непосредственно после завершения процесса проектирования и создания базы данных, пользователю необходимо будет вывести необходимую информацию на дисплей или на принтер. Это можно сделать с помощью отчетов, в которые будет включены выбранные пользователем данные.
Значимым этапом процесса проектировки базы данных считается разработка и создание информационно-логической модели предметной области, не направленной на систему управления базами данных. В этой модели находит свое отражение состав и строение информационных данных.
Информационно-логическая модель – это инструмент превращения предметной области в комплекс объектов информации и их связей. При создании предметной области сначала строится информационно-логическая модель. Первое упоминание о ней происходит еще на допроектном этапе. Впоследствии она корректируется, и уже на этой основе создаются внешняя, внутренняя и логическая модели.
Процесс создания программ. Постановка задачи
Программа представляет собой совокупность инструкций или указаний, предназначенных для решения поставленной задачи. Понятие задачи используется в области информационных технологий при мультипрограммировании и многопроцессной обработке. В среде программирования выделяют технологические и функциональные задачи. Первый вид задач применяется для обеспечения работы компьютера, а также при разработке сервисных программ или обработке элементов функциональных задач. Функциональные задачи отражают проблему реализации функций управления в рамках системы, состоящей из задач управления и соответствующих функций.
Постановкой задачи определяется решение данной задачи, при этом используются понятия начальной (входной) и конечной (выходной) информации. Начальная информация представляется первичными документами, сигналами датчиков или различной информацией справочного характера из файла базы данных. Конечная информация может быть оформлена в виде документов, файла базы данных, видеограммы или машинограммы, специального сигнала для устройства управления.
При постановке функциональных задач необходимо определить цель задачи, условия ее решения, размещение данной задачи и связь с другими задачами, а также то, насколько часто требуется решать поставленную задачу. Отмечаются также пользователи задачи, источники и условия обработки начальной информации, состав и срок получения конечной информации. Постановка задачи обычно входит в процесс разработки и создания базы данных, изменения системы управления, проектирования передачи документов.
Таким образом, процесс постановки задач упорядочивает обработку данных и определяет основные направления реализации решаемой задачи. Данный процесс очень важен при разработке программного обеспечения, т. к. ошибки на данном этапе приводят к полному несоответствию созданной программы заданным параметрам и требованиям. Особенно это нужно учитывать при создании программного продукта под определенного заказчика.
Постановка задачи, входящая в анализ требований и спецификации программного продукта, составляет начальный этап жизненного цикла данного разрабатываемого программного продукта, на котором определяются также ресурсы, которыми будет располагать проектировщик или программист, требования пользователя к способу работы с данной программой, типу пользовательского интерфейса, общие рабочие характеристики будущего программного продукта, например сфера и гибкость применения, скорость выполнения команд или объем занимаемой памяти. Занимаясь постановкой задачи, требуется также указать состав и функции обработки создаваемой программы.
Процесс создания программ
Непосредственный процесс создания программы можно представить следующим образом: постановка задачи, составление алгоритмов для ее решения, программирование. Постановка задачи подразумевает четкое представление процесса решения задачи, ее формулировку и характеристику начальной и конечной информации. При этом определяются цели и назначение задачи, условия ее решения, пользователи данной задачи, операторы обработки исходной (начальной) информации, правильность и срок получения выходных (конечных) данных.
Процесс решения задачи, представляемый как последовательность определенных этапов, и при котором результаты предшествующих этапов определяют последующие, называется алгоритмизацией. В процессе алгоритмизации происходит определение метода решения задачи, при соблюдении некоторых условий, формул для расчета, достоверности выходной информации, состава исходных данных, заданного отрезка времени.
Программирование представляет собой осуществляемую в процессе создания программ практическую и теоретическую деятельность пользователя (программиста). Программа – это записанный на языке программирования алгоритм, который может распознаваться ЭВМ. При создании программы необходимо располагать определенными составляющими, такими как: текстовый редактор, использующийся для написания текста создаваемой программы (в результате работы которого получается исходный текст программы); транслятор, позволяющий перевести исходный текст в машинный код (в итоге – объектный код); объектный код подпрограммы, используя соответствующие библиотеки и созданный для обработки данного кода редактор связей. Важным этапом разработки программы является проектирование общей структуры программы, методов управления и взаимодействия между различными элементами создаваемой программы. После создания программа должна быть протестирована и лишь затем запущена в эксплуатацию. Данный этап позволяет обнаружить ошибки, определить эффективность реализации и в результате усовершенствовать разработанную программу.
В настоящее время к технологиям программирования предъявляются следующие требования: внедрение инновационных средств разработки программ, применение особых способов и методов проведения программных работ, стандартизация, тиражируемость и доступность способов программирования.
Для разработки программ используют такие универсальные языки программирования, как Basic, Pascal, C++. Данные языки имеют соответствующие системы программирования и среды быстрого проектирования (RAD – среды). Последние позволяют для программирования использовать готовые элементы, размещенные на палитре компонентов и перетаскиваемые в окно будущей программы. В результате осуществляется особый вид программирования – визуальный.
Алгоритмизация. Основные типы алгоритмов. Свойства алгоритмов
Алгоритм представляет собой заданный алгоритмическим процессом способ решения задачи, который начинается с произвольного исходного данного и который предполагает определенную последовательность элементарных процедур. В алгоритме должны сочетаться логика и процесс оформления результатов, при использовании формул и условий для расчета. Алгоритм предназначается для использования при любых ситуациях во время решения задачи. Решая задачу, можно применить готовые алгоритмы, заложенные в пакетах прикладных программ, стандартные методы и модели решения задач или разрабатывать специальные алгоритмы и программы реализации задач. Процесс, в котором последовательно и поэтапно происходит преобразование данных и результаты предшествующих этапов решения определяют результаты последующих, называется алгоритмизацией. Алгоритмизация определяет способ решения задач, при этом указываются формулы, логические условия, форма начальных данных и истинность конечной информации.
Согласно строению алгоритмов, выделяют 3 основных типа алгоритмов – линейные, разветвляющиеся и циклические. Линейный алгоритм представляет собой процесс решения задачи, характеризующийся строго последовательными правилами и не имеющий разветвлений и повторений.
Алгоритм может иметь ветвь, т. е. один из нескольких путей процесса вычисления. Таким образом, разветвленный алгоритм – это процедура решения, включающая в себя операции условного перехода, т. е. если проверяется истинность условия и исходя из полученного результата выбирается соответствующая ветвь.
Циклические алгоритмы показывают результат нескольких операций, при этом включают несколько циклов, которые означают неоднократное исполнение определенных операций, задавая каждый раз новые условия. В сфере программирования выделяют несколько циклов: цикл с параметром, цикл с предусловием и цикл с постусловием.
К основным свойствам алгоритма относятся:
1) дискретность – целый процесс обработки информации разделяется на постепенное исполнение простых этапов;
2) понятность – выполнение алгоритма должно быть ясно и четко определено;
3) массовость – алгоритм применяется в общем виде для решения задач одного типа;
4) определенность – каждый этап должен выполняться однозначно;
5) выполнимость – алгоритм позволяет добиться решения задачи за конечное число этапов.
Алгоритмы можно представить такими способами как: словесный – запись алгоритма без таблиц и формул на языке программирования; формульно-словесный – запись алгоритма на языке программирования с применением формул; графический – алгоритм оформляется как схема, в которой символы показывают отдельные этапы обработки и выполнения; табличный способ – алгоритм предстает как таблица вычислительных операций.
Машинные команды. Языки программирования низкого и высокого уровня. Трансляторы
Машинная команда – это команда компьютеру, входящая в систему команд данной ЭВМ и распознаваемая и выполняемая автоматически. Машинная команда должна указывать на то, какую операцию осуществить, какие операнды (т. е. данные в операции) и где применить, где представить результат операции. Выделяют насколько типов команд согласно выполняемым операциям: арифметические и логические операции, операции внутренней пересылки данных, операции управления, операции взаимодействия с внешними устройствами, вспомогательные операции.
Каждая машинная команда состоит из операционной и адресной частей. Операционная часть указывает на код операции, а адресная – на код адресов ячеек памяти компьютера. Согласно количеству адресов выделяют безадресные, одно-, двух-, трехадресные. Последние, например, означают, что ячейка с хранящейся в ней командой делится на 4 части:
где КОП – код операции;
A1 и A2 – адреса первого и второго операнда;
А3 – адрес результата выполнения операции.
Машинные языки и ассемблеры (машинно-ориентированные языки) являются языками низкого уровня. Они созданы для специальных типов процессоров и используются при программировании простых операций обработки информации. Данные языки сходны с машинным кодом и являются базой для создания языков высокого уровня. Языки высокого уровня используются для любого компьютера с учетом наличия на нем транслятора данного языка. Данный тип языков включает в себя слова естественных языков, например английского, и общепринятые символы. Среди языков высокого уровня выделяют: алгоритмические, (например, Basic, ALGOL, Pascal, Си), которые предусматривают выполнение алгоритма по шагам; логические – например, Lisp, Prolog – разрабатывают и создают алгоритмы, исходя из логических отношений между высказываниями; объектно-ориентированные – к примеру, Object Pascal, C++ – исходят из понятия объекта, взаимосвязей объектов друг с другом и их реагирования на изменения в среде программирования.
Транслятор представляет собой программу, которая преобразует исходную программу в машинный код ЭВМ, т. е. транслятор использует на практике идеи языка программирования. Операционная система управляет функционированием транслятора и его взаимосвязью с другими объектами ЭВМ. По принципу работы выделяют компиляторы и интерпретаторы. Компиляторы работают поэтапно: сначала просматривают, одновременно выполняя проверку, затем переводят всю исходную программу на машинный язык и записывают связанные со всей программой подпрограммы. В отличие от них интерпретаторы последовательно обрабатывают каждый оператор исходной программы и осуществляют его перевод на машинный код, при этом выполняют и проверяют правильность записи одновременно. Если оператор используется неоднократно, интерпретатор будет каждый раз выполнять его как в первый раз.
Процесс создания программ. Программирование. Инструментарий технологии программирования
Программирование – это практическая и теоретическая работа, связанная с созданием программ. Программирование состоит из создания исходного текста, использования специальной программы (транслятора), составления объектного кода подпрограмм с применением библиотек и редактора связей, получения исполнительного кода.
Разработка программы предполагает ряд этапов: маркетинг и определение требований и особенностей – создается техническое задание, показывающее функциональные возможности создаваемой программы, ее общую структуру и систему управления; проектирование – из отдельных элементов выстраивается структура будущей программы, с применением единого подход к созданию программы; кодирование – записанные на языке проектирования указания переводятся на язык программирования; тестирование – проводится основательная первичная проверка в условиях эксплуатации; сопровождение – введение программы в эксплуатацию, в результате чего могут быть обнаружены ошибки при работе программы с другими программами или компонентами ЭВМ; обновление – создаются новые версии программы в процессе доработки и усовершенствования.
Сейчас широко применяется инструментарий технологии программирования, т. е. программных продуктов, обеспечивающих технологии программирования. Существует несколько видов программных продуктов: средства, используемые при разработке и создании приложений – локальные средства разработки и интегрированные среды разработки программ; CASE-технология – комплекс способов создания программ и автоматизация разработки и реализации программных продуктов.
Локальные средства включают в себя языки программирования, системы программирования, инструментальную среду пользователя. Языки программирования делятся на языки низкого уровня и языки высокого уровня. Система программирования состоит из текстового редактора, транслятора, средства оптимизации кода программы, ряда библиотек, редактора связи, включает сервисные средства для работы с библиотеками, справочные службы. Инструментарий среды пользователя – встроенные в пакеты прикладных программ средства (например, библиотека функций, операций, объектов и способов обработки, клавишные и языковые макросы, генераторы приложений и др.).
Интегрированная среда разработки программ – комплекс средств, применяемых для технологии разработки и создания программ, что позволяет осуществить, к примеру, автоматическое создание кодов программ.
CASE-технологии имеют ряд элементов: включенные в систему выполнения – СУБД определяет анализ, проектирование и реализацию программных продуктов; независимые от системы выполнения – создание и проектирование предполагает стандартизацию этапов разработки программы и средств их определения.
Объектно-ориентированное программирование. Основные понятия
Концепция объектно-ориентированного программирования составляет основу современной технологии разработки программ и программных продуктов. Данная концепция характеризуется единым подходом к данным и программам, стремлением соединить данные и алгоритмы их обработки в единое целое – объект. Таким образом, облегчается процесс программирования и работа пользователя, который получает в свое распоряжение наглядные графические средства и различные подсказки. Принципы объектно-ориентированного программирования используются во время создания сложных программных проектов, позволяющих сформировать собственную библиотеку программирования.
Объекты – это особые образования, имеющие определенный размер и протоколы взаимодействия с другими объектами. Объекты могут быть использованы в качестве шаблонов – классов, с которых можно сделать копии. Объекты пользователя создаются на базе набора данных, заданных пользователем, т. е. свойств; процедур, управляющих этими данными, т. е. методов; выполнение которых ориентировано на внешние данные, т. е. события.
Свойства – параметры, характеризующие объект: они формируют внешний вид, особенности и поведение данного объекта. Свойства задаются при помощи переменных состояния.
Методы – процедуры и функции, обрабатываемые данными. Методы описывают взаимодействия объекта с другими объектами.
События – определенные сигналы, задаваемые операционной системой, используемой программой или пользователем, например перемещение мыши, сигналы об ошибках и т. п.
Класс – совокупность объектов, имеющих одинаковые свойства и методы; класс формирует поведение объектов. Классы образуют иерархическую структуру и определяют иерархию наследования: память и поведение одного класса могут использоваться любым более «низким» классом.
Сообщение – совокупность данных одного типа, перемещающихся от одного объекта к другому.
Состояние – совокупность всех характеристик данного объекта.
Элемент управления – типовой объект, который используется для ввода информации, например командная кнопка, включатель, текстовое поле и т. д.
Основу объектно-ориентированного программирования составляют инкапсуляция, наследование и полиморфизм. Инкапсуляция представляет собой скрытие внутренних деталей объекта, т. е. объекты отдаляются от внешнего мира. Наследование – это процесс, позволяющий выделить свойства, методы и события одного объекта и присвоить их другому. При этом объект может сохранять специфичные для него свойства. Полиморфизм – это способность объектов, которая позволяет выбирать метод на основе данных, полученных в сообщении. Одинаковые сообщения могут быть по-разному восприняты отдельными объектами.
Понятие визуального программирования
Совершенствование программных технологий связано с понятием объекта, т. е. объединение совокупности данных и обрабатывающих эти данные алгоритмов в единое целое. При выполнении программ могут создаваться объекты и при этом может происходить инициализация всех объектов или некоторой части элементов объекта. Методами объекта называются входящие в его состав алгоритмы, которые позволяют выполнить определенные функции и установить связь с другими объектами. Объекты объединяются в объектные библиотеки. Данные понятия являются основополагающими для объектно-ориентированного программирования.
Для того чтобы сделать процесс программирования с применением объектов более наглядным, некоторые из объектов получают особые средства, которые визуализируют процесс формирования данного объекта в приложении. Такие объекты называются компонентами, а объектные библиотеки – библиотеками компонентов.
Компоненты можно при помощи мыши перетащить с исходной панели инструментов на макет рабочей формы, на основе которой проектируется окно будущей программы, и при необходимости увеличить или уменьшить размеры или другие их характеристики. Данная технология программирования называется визуальным программированием. Рабочая форма представляет собой макет окна будущей программы, на котором располагаются элементы управления. Форма располагает сеткой, позволяющей построить элементы управления относительно друг друга. Используя панель компонентов, можно увидеть макеты, т. е. компоненты тех объектов, которые будут помещены на рабочую форму. Каждый помещенный в рабочую форму объект является элементом управления или элементом оформления для будущей программы. Свойства объекта определяют направление работы с данным элементом, они уже заданы заранее или могут настраиваться. Настройку свойств объектов можно осуществить с помощью Инспектора объектов, для этого необходимо выделить один элемент на рабочей форме, и в диалоговом окне Инспектора объектов появится его список свойств.
Программирование в визуальных системах является событийным, т. е. программа представляется как совокупность методов и свойств классов, и выполнение ее осуществляется на основе происходящих событий. Работа программ совершается путем управления внешними событиями, например системными, программными и пользовательскими событиями. Системными событиями являются события, которые происходят в операционной системе; программные события происходят в самой программе; пользовательские события формируются пользователем. Например, он может передать программе управляющие события, используя графический интерфейс, поэтому сначала необходимо задать ему требуемые элементы управления.
Окно и возможности среды
В качестве инструментов разработки приложений в среде Visual Basic используются несколько окон. Данные окна можно располагать в любом месте на рабочем столе, а также прикреплять друг к другу, поэтому их можно видеть на экране.
Окно инструментов. Средства и инструменты на панели инструментов используются для создания новых элементов пользовательского интерфейса. На панели инструментов размещены также средства управления для создания объектов, совершающих особые процедуры, например контроль временных интервалов и т. п. Количество средств управления на панели управления можно увеличить, используя в меню Project пункт Components.
Окно «Project» (Проект) обеспечивает доступ к проекту, его структуре и возможность внести в него изменения. Структура проекта в окне представлена в виде дерева, в проект можно добавлять созданные модули, формы или другие элементы изменения структуры.
Окно «Properties» (Свойства) позволяет просмотреть и задать разнообразные свойства объекту. Окно отображает перечень всех используемых объектов, их свойства можно найти по алфавиту или по категориям. Выделяют несколько типов свойств, например числовые свойства показывают размеры элементов управления, текстовые характеризуют строку текста и другие.
Окно Form1 и Project1 – Form1 (Form) предназначено для проектирования форм. Форма представляет собой диалоговое окно Windows, содержащее кнопки, меню, окна списков и другое. Пользователь может создавать произвольные типы диалоговых окон, а также просматривать или изменять их. В начале работы Visual Basic предоставляет одну форму со стандартной сеткой (на ней будут представлены элементы пользовательского интерфейса), которая называется Form1. Использование формы позволяет так представить хранящиеся данные, чтобы их удобнее всего можно было внести, просмотреть или изменить. Если нужно добавить новые формы, используют команду Add Form из меню Project.
Окно Form Layout Макет форм позволяет определить первоначальное расположение форм на дисплее при запуске приложения, данное действие осуществляется благодаря сдвигу окна формы в необходимое место внутри экрана.
Окно Модуль дает возможность пользователю создавать собственные процедуры. Модули позволяют хранить вспомогательные процедуры, которые применяются многими приложениями. В верхней части модуля расположены два поля с раскрывающими списками. В первом содержится объект или его свойства, второй представляет список возможных событий, связанных с процедурами обработки событий непосредственно для данного объекта. Для активации данного окна необходимо дважды щелкнуть по его имени в окне Проект.
Типы данных
Для хранения значений в Visual Basic используются следующие типы данных: Boolean занимает 2 байта памяти для хранения логических значений, возможные значения – True (истина) и False (ложь); Byte использует 1 байт памяти, для него характерна однобайтовая переменная с диапазоном значений от 0 до 255; Char использует 2 байта, определяет символ Unicode, диапазон значений от 0 до 65536. Date использует 8 байтов, хранит значение даты и времени: дата представлена в виде целых чисел дней, время – в виде дробной части дня. Decimal занимает 16 байт, хранит значение десятичных или целых чисел, Double использует 8 байтов для хранения десятичных чисел, Integer занимает 2 байта памяти для хранения целых чисел, а также 7 бит – для самого числа и 1 бит для его знака. Long использует 4 байта памяти для размещения и хранения целого числа двойной точности, Long Integer использует 8 байтов для хранения длинных целых чисел, Object занимает 4 байта памяти для ссылки на объект системы визуального программирования Visual Basic, Short использует 2 байта памяти для целых чисел, соответствует типу Integer, но в отличие от него используется для представления беззнаковых чисел. Single использует 4 байта для хранения десятичных чисел, String (строка фиксированной длины) занимает 1 байт памяти для 1 символа и хранит текстовую информацию, String (строка переменной длины) занимает 10 байт плюс 1 байт на символ для хранения текстовой информации, Currency использует 8 байт для хранения чисел, имеющих до 15 цифр до десятичной точки и 4 цифры после нее (денежные единицы), Array указывает на данные любого типа и любых размеров, Variant используется, если не определен какой-нибудь другой тип.
Данные типа Byte не содержат отрицательных значений, а типа Integer, Byte и Long не имеют дробных значений. Если переменная получает значение, не входящее в ее диапазон, то данное действие окажется ошибочным.
Идентификация данных или других объектов происходит посредством имен. Имена должны быть понятными и обозначать указанный объект.
Существует ряд определенных правил:
1) имена обязательно должны начинаться с буквы;
2) длина имени не должна быть больше 255 символов латинского или русского алфавита, причем Visual Basic учитывает только первый 31 символ от начала имени;
3) в имени не должно быть пробелов, точек и следующих символов: %, &, !, @, #, $;
4) в пределах определяющих их операций имена должны быть уникальны;
5) нельзя использовать имена, идентичные названиям функций, операторов Visual Basic;
6) написанные как строчными, так и прописными буквами имена равнозначны;
7) рекомендуется использовать имена, начинающиеся со специального знака – префикса или приставки, указывающего на тип данных.
Условные операторы в Visual Basic
Операторы If, или условные операторы, производят обработку условия, значение которого равно True. Данные операторы могут быть как однострочными, так и многострочными. Если при проверке значения условия оказывается, что оно равно True, то совершаются определенные этим оператором команды. Если значение равно False, то команды после If пропускаются и выполняется следующая строка кода.
Пример однострочного оператора:
If x=4 then x=0;
Многострочного оператора:
If x=3 then
x=0
End If.
Однострочный оператор предназначен для выполнения какого-либо единственного задания (одной команды или множества команд, разделенных двоеточием) при условии, равном True. Однострочный оператор записывается следующим образом:
If <выражение> Then <оператор>
Для того чтобы выполнялось более одной команды, можно использовать многострочный тип условного оператора, называемый также блочным. Он представлен в следующем виде:
If <выражение> Then
Программный оператор 1
Программный оператор 2
…
Программный оператор n
End If.
Если условие оператора If равно True, происходит выполнение команд из множества промежуточных операторов. При условии, равном False, начинается выполнение программы после оператора End If.
Если ни одно из выражений не отвечает требованиям истинности, существует другой способ обработки условий. В Visual Basic это осуществляется с помощью блока операторов Else, который является основным элементом среди операторов If и End If. Данный оператор располагается за последним операторов, который выполняется при условии, равном True, и перед первым, отвечающим за исполнение команды, если условие равно False:
If <выражение> Then
Программные операторы, выполняемые при значении условия True
Else
Программные операторы, выполняемые при значении условия False
End If
Если значение условия равно Тrue, то команды будут выполнять стоящие перед Else операторы, после чего программа продолжает обработку, начиная с первого оператора после Else. Если значение условий равно False, то пропускаются операторы перед Else и обработка происходит сразу с первого оператора, находящегося после Else.
При добавлении в блочный оператор дополнительного оператора ElseIf можно проводить обработку нескольких условий. Данный оператор определяет другое значение, если первое оказалось ложным. Таким образом, обработка условий будет выглядеть следующим образом: при значении условий, равном False, программа работает с оператором ElseIf и проверяет его условия. При условии, равном True, работу осуществляют следующие за ElseIf операторы, потом переходят к оператору, который находится после End If.
Организация циклов
В Visual Basic выделяют 3 типа циклов: со счетчиком, условные и перечислимые. Циклы со счетчиком, или циклы For, используются, если необходимо выполнить задание определенное количество раз. Условные циклы, или циклы Do, применяются, если задание выполняется до тех пор, пока происходит выполнение определенного условия или до начала выполнения данного определенного условия. Перечислимые циклы используются для выполнения какого-либо действия с каждым элементом из совокупности объектов.
Цикл For или For/Next называется так, потому что его границы определяются 2 операторами: For – «для» и Next – «следующий». В начале цикла происходит определение переменной счетчика, также начального и конечного значения для нее и значения для Step – «шаг». Последнее значение свидетельствует об изменении счетчика после каждого оборота цикла. При первом обороте переменная-счетчик определяется в начальное значение. После каждого прохода цикла значение счетчика увеличивается на величину Step, а затем сравнивается с заданным конечным значением счетчика. Если текущее значение окажется больше конечного, то программа выходит из цикла и будет выполняться, начиная с первого следующего за Next оператора. Цикл For/Next можно прервать преждевременно, например когда должно выполниться какое-то условие. Для этого применяется оператор Exit For.
Условные циклы характеризуются условием, которое может быть любым выражением, имеющим значение True или False. Это выражение может представлять собой свойство переключателя счетчика, заданную пользователем функцию или собственно выражение. Visual Basic располагает 2 основными типами циклов Do…Loop, условие может вводиться ключевыми словами While или Until. Do While – повторяется, пока значением условия является True, Do Until – повторяется, пока значение не станет True. Существует оператор Exit Do, который приостанавливает работу цикла и передает управление оператору Loop, в конец цикла. При использовании условных циклов можно сформировать бесконечный цикл. Для создания такого цикла необходимо задать условное выражение, которое можно выполнить всегда или которое никогда не может быть выполнено.
Цикл While-Wend полностью повторяет структуру оператора Do While, но он отличается тем, что невозможно прервать цикл из системы цикла. При этом проверка условий выполняется лишь в начале цикла.
Циклы For Each имеют названия перечислимых циклов, так как применяются к каждому элементу из набора объектов, который является массивом. Данный цикл осуществляется определенное количество раз, автоматически происходит определение числа элементов в наборе, при этом элементы размещаются в произвольном порядке.
Массивы в Visual Basic
Массив представляет собой совокупность переменных одного типа, для которых применяется одинаковое имя. При этом массив можно рассматривать как особый вид переменной структурного типа, созданный для определения и резервирования памяти для нескольких данных. Массивы разделяются на одномерные и многомерные. Объявление массива напоминает объявление переменной, т. е. к каждому элементу, индекс которого начинается с нуля, имеется доступ. Объявление массива имеет следующий вид:
Dim (индексы) As , где Dim – ключевое понятие, объявляющее массив, – имя массива, (индексы) – размерность массива, As – ключевое понятие, стоящее перед указанием типа данных, – тип данных переменной. Когда объявляется многомерный массив, в поле (индексы) необходимо указать несколько индексов, исходя из размера массива.
Для изменения размера массива используются операторы ReDim или ReDim Preserve. Preserve является ключевым словом, которое показывает на необходимость сохранения данных массива, т. к. при работе оператора ReDim элементы массива теряются при каждом изменении размеров. Синтаксис изменения размера массива:
ReDim [Preserve] (индексы) [As ], где индексы – размерность массива. Необходимо отметить, что диапазон индексов составляет от 0 до 60. Максимальное значение массива можно определить, используя функцию Ubound, которая возвращает верхнюю границу массива. Для добавления множества размерностей необходимо в скобках показать значение каждой из них, при этом каждое значение отделяется от других запятой. Используемый и Visual Basic метод Get Upper Bound – получить верхнюю границу – позволяет определить максимальное значение индекса в каждой размерности, причем индексы в размерностях должны начинаться с нуля.
Массив можно подвергнуть инициализации, для нее в операторе Dim значение массива заключается в фигурные скобки – {}. Фигурные скобки указывают на то, что границы четко не заданы, поэтому число данных массива определяется количеством элементов, указанных в фигурных скобках.
Класс Array, входящий в систему Net Framework, является базой для создания массива переменных, поэтому они имеют такие свойства класса Array, как возможность сортировки и возможность вести поиск в массиве. При сортировке массивов чисел и символьных строк используется метод Sort, который выстраивает элементы массива в алфавитном порядке. После сортировки массива появляется возможность найти необходимый элемент в массиве. Метод BinarySearch – двоичный поиск – возвращает индекс найденного компонента или отрицательное число, которое указывает, что компонент не найден.
Проектирование форм в Visual Basic
Начальным шагом для создания приложения Visual Basic является проектирование форм, используемых в этих приложениях. Для пользователя наиболее предпочтительными являются простые приложения, способные повысить эффективность их труда. Следовательно, это требует основательной работы при проектировании формы для получения оптимального варианта.
Для создания новой формы необходимо в меню Project выбрать команду Add Form (добавить форму), затем выбрать тип создаваемой формы. При этом можно создать абсолютно новую форму или специальную законченную форму, например Log In Dialog – диалоговое окно Вход в систему или Splash Screen – экран-заставка. Описание формы хранится в файле формы с расширением .frm. В файле содержится информация о файле (к примеру, начальный размер формы, ее заголовок и т. д.).
В окне Project можно увидеть свойства формы, которые могут иметь одно или несколько значений из возможных опций. Name показывает имя формы, Caption – заголовок формы; свойство Border Style определяет виды границ и возможных компонентов в заголовке. Размер и позиция формы задаются свойствами: Height – высота формы, Width – ширина формы, Left – расстояние от левой границы формы до левого края экрана, Top – расстояние от верхней границы формы до верхнего края экрана.
Задав основные свойства форме, ее необходимо сохранить, так как лишь такая форма может использоваться при создании различных проектов. Вкладка Existing позволяет выбрать нужную форму из набора сохраненных, удаление формы выполняется по команде Remove NameForm в меню Project.
В Visual Basic содержатся различные стандартные элементы управления, которые могут использоваться в формах. Элементы управления добавляются в форму следующими двумя способами: щелчком мыши выделить элемент управления на панели инструментов, затем начертить предполагаемую площадь размещения данного элемента на форме, при этом левая кнопка должна быть нажата; либо же двойным щелчком мыши по элементу на панели инструментов создать на форме объект, размеры которого будут заданы по умолчанию.
Скрыть форму позволяет команда Hide, при этом форма остается в памяти и ее можно применять в будущем. Для того чтобы загрузить форму, необходимо использовать команду Load NameForm, после этого можно использовать все ее свойства. Команда Show NameForm позволяет отобразить форму на экране. Форма, которая постоянно применяется для отображения на экране, называется модальной, а форма, которую можно отключить, называется немодальной. Преимуществом модальной формы в отношении немодальной, например HTML-формы, является то, что элемент управления копирует файл на FTP-узел и обновляет запись в базе данных или не совершает данных операций.
Символьные данные. Процедуры над символьными данными
Символьные данные представляют собой текст в определенной кодировке, включающей до 255 символов. Переменной символьного типа является любой символ: цифры, буквы, знаки препинания, особые символы. Наиболее известная международная система кодировки символов – это система ASCII. Базовая таблица кодов данной системы включает в себя символы с кодами от 0 до 127. Символьные коды от 128 до 255 образуют национальную кодовую таблицу, где размещаются, например, русские буквы. Символы от 0 до 32 являются управляющими.
Данные символьного типа обрабатываются с помощью идентификатора Char. Char включает большое количество методов, предназначенных для работы с теми или иными символами. Данный идентификатор облегчает анализ и проверку строк, введенных пользователем, предназначен для хранения символов как отдельных значений Unicode (2 байта). Идентификатор Char обладает двумя характеристиками: MaxValue и MinValue, которые возвращают наибольшее и наименьшее значения символа.
Char содержит методы для проведения классификации символов, при этом они хранятся в переменных вида Char и указывают на тип символов. Объявление переменной типа Char осуществляется по команде: Dim ch As Char = «X». При инициализации переменной ей присваивается значение типа Char.
Dim ch As Char = CChar («X»), где «X» – это строка, имеющая только один символ.
Идентификатор Char содержит набор методов обработки символов. Важным является то, что все методы используются совместно, т. е. их можно вызывать, не создавая образец класса Char. Например, по методу GetUnicodeCategory устанавливается категория символов Unicode, (денежные символы, знаки препинания и др.), когда числовое значение возвращается из перечня UnicodeCategory. Метод GetNumericValue возвращает символу цифры ее числовое значение. Если аргумент представлен не символом цифры, то данный метод возвращает -1.
Метод IsNumber позволяет установить, является ли указанный символ числом, возвращая значение True или False. Данный метод распознает даже шестнадцатеричные цифры, в то время как схожий метод IsDigit идентифицирует лишь десятичные цифры. Метод IsPunction, возвращающий значения True и False, позволяет определить заданный символ как знак препинания. Согласно методу IsLetter определяется, является ли указанный символ буквой, при этом устанавливается значение True или False. Метод IsControl определяет, относится ли данный символ к управляющим, возвращая значение True или False. По методу IsSeparation пользователь может установить, является ли символ специальным знаком – разделителем. К ним относятся пробел, символ новой строки, открывающая и закрывающая скобки, двоеточие, запятая, восклицательный знак, символ решетки, точка.
Функции для символьных данных
Выделяют ряд основных функций.
1. Функция Char (А) трансформирует массив A положительных чисел (диапазон от 0 до 65535) в массив символов системы MATLAB, при этом проводит его возвращение. Если значение превышает 65535, выдается предупреждение об ошибке и возвращается русская буква «я».
2. С помощью функции Char (С) можно превратить члены строкового массива в массивы символов, с учетом размера строки: если строки дифференцированы по размеру, то в конце них ставится пробел для того, чтобы в каждом ряде символов было идентичное их количество.
Если добавить некоторое количество пробелов, посредством применения функции Char (X1, X2, Х3) произойдет преобразование копии строк X1, X2, Х3 в ряды массива символов.
3. Функция Char (javaTang.string) осуществляет трансформацию объекта типа java.Tang.string в массив символов MATLAB.
4. Функция Char (javaarray of java.lang.string) учитывает, что конечным аргументом будет являться строковый массив, в котором осуществляется преобразование массива строк Java.
Вернуть символьное представление числа с учетом соответствия стандарту Unicode можно, если использовать функцию ChrW.
Функция Asc возвращает численное представление символа как аргумента, т. е. возвращает код ASCII первой буквы строки.
Функция AscW возвращает численное представление символа как аргумента, т. е. преобразует код Unicode в символ.
Функция Right возвращает указанное число символов, начиная с конца строки, то есть с правого конца строки.
Функция deblank (str) выполняет возвращение строки, являющейся результатом преобразований аргументов строки (str).
Функция deblank (С) использует функцию deblank для каждого члена массива строки С.
Функция double (Х) трансформирует символы строки Х в коды чисел от 0 до 65535 и возвращает вектор с данными кодами.
Посредством функции ischar (Х) можно вернуть логическую единицу, когда Х – это символьная переменная, иначе данная функция возвращает ноль.
Возвратить предшествующее значение символа Х можно посредством функции PRED (X).
Функция SUCC (X) позволяет произвести возвращение последующего значения символа Х.
Числовое значение символьного кода Х возвращается с помощью функции ORD (Х).
Функция Str Reverse позволяет изменить порядок символов в строке на обратный; если задается значение Null, то действие будет являться ошибочным.
Функция Str Change $ осуществляет замену какого-нибудь набора символов на любой другой.
Функция Str Filter $ проводит сортировку символов согласно составленному пользователем набору символов, при этом она удаляет незаданные символы из строковой переменной.
Функция Double Space Delete $ позволяет убрать лишние пробелы в строке.
Локальные и глобальные сети ЭВМ
Компьютерные сети созданы для общего пользования и общего доступа к различным службам сети. Определяя размеры компьютерных сетей, принято различать локальные сети Local Area Networks (LAN) и глобальные сети Wide Area Networks (WAN). Локальные сети используются в масштабах одной организации или ее подразделений, так как они охватывают небольшую территорию, не более 2 км. Преимуществом таких сетей является то, что они используют высококачественные линии связи, при этом обмен информацией происходит с высокой скоростью.
Глобальными сетями называются размещенные на обширной территории компьютерные сети, например в городах или даже странах. Для таких сетей характерно применение стандартных каналов связи (например, телеграфных, телефонных, спутниковых каналов). Скорость передачи информации таких линий связи низкая, всего несколько килобит в секунду. Услуги глобальных сетей ограничены – это передача файлов, как правило, в фоновом режиме и с применением электронной почты. При передаче данных используются отличные от локальных сетей методы и борудование, а также процесс контроля и восстановления информации, так как передача происходит со значительными искажениями.
В локальных сетях различные каналы связи проходят совместно по нескольким узлам сети, в глобальных сетях они используются по отдельности. Локальные сети отличаются неравномерным распределением нагрузки. Существует так называемый пульсирующий трафик, когда нагрузка увеличивается в 100 раз. Поэтому для связи узлов в локальных сетях используется метод коммутации пакетов, являющийся более эффективным, чем традиционный. Глобальные сети характеризуются применением не только методов коммутации каналов, но и методом коммутации каналов и использованием некоммутируемых каналов.
Для локальных сетей характерна плохая масштабируемость из-за определенных установок базовых топологий, утверждающих способ подключения к станции и длину линии. Глобальные сети имеют хорошую масштабируемость, поскольку они создавались с учетом работы произвольных топологий.
В результате развития новых технологий и установки новейшего оборудования скорость передачи информации в глобальных сетях становится такой же, как и в локальных, например в глобальных сетях ATM – 622 Мбит/с. Также режим on-line уже характерен и для глобальных сетей (например, для информационной службы WWW, использующей гипертекст и предоставляющей информацию в Интернете).
Локальные сети заимствовали у глобальных транспортные технологии. Появляются новые скоростные технологии, например Gigabit Ethernet, Fast Ethernet, работающие по индивидуальным линиям наряду с обычными разделяемыми линиями.
Интернет, основные понятия. История создания и развития
В 1969 г. при содействии Агентства Перспективных разработок Министерства обороны США была создана крупная компьютерная сеть национального масштаба ARPANET, соединившая опытную сеть Министерства обороны и компьютерные центры академических организаций: University of California Los Angeles, Stanford Research Institute, University of California at Santa Barbara, University of Utah. Основным моментом здесь является концепция, согласно которой различные компьютеры объединяются в одну сеть и каждый компьютер может связаться с любым другим, в случае отключения какого-либо компьютера работу в сети можно продолжить. Согласно проекту ARPANET проводились эксперименты и изучались способы поддержания связи в условиях ядерной атаки, разрабатывались проекты децентрализованного управления объектами различного назначения в период военных действий.
Министерство обороны США в 1972 г. разработало программу Internetting Project по исследованию способов и методов соединения сетей. В 1974 г. началась разработка универсального протокола передачи данных и соединения сетей Transmission Control Protocol / Internet Protocol (TCP/IP). Данный протокол представляет собой стек протоколов: транспортного (TCP) и адресного (IP). В 1983 г. сеть ARPANET была переведена на протокол связи TCP/IP, который был стандартизирован. Технологические решения, которые осуществляют концепцию построения Интернета, получили название Интернет-технологий.
В 1989 г. была создана технология гипертекстовых документов, в результате чего появилась служба World Wide Web, которая сделала доступной любую информацию в Интернете в мировом масштабе.
Подключившись к Интернету, пользователь может получить доступ к ресурсам других сетей по межсетевым шлюзам. Шлюз (gateway) представляет собой узел локальной сети, например компьютер, который осуществляет обмен данными между двумя сетями, основанными на различных протоколах взаимодействия. Под межсетевым шлюзом понимают также аппаратные и программные средства, которые обеспечивают межсетевую связь. Передача информации в Интернете осуществляется пакетами, т. е. небольшими порциями строго структурированных данных, причем сообщение может составлять несколько таких порций.
Самостоятельно подключенный к Интернету компьютер называется хост-компьютером, каждому компьютеру в сети приписывается свой определенный адрес, по которому проводится доступ в рамках одного из протоколов. Одновременно присутствуют и числовая адресация, т. е. так называемый IP-адрес, занимающий 4 байта и состоящий из четырех разделенных точками чисел, и доменные имена. Для того чтобы начать работать, пользователь должен использовать как IP-адрес, так и доменное имя.
Протокол TCP/IP. Основные службы Интернета
Протокол TCP/IP представляет собой не один сетевой протокол, а два протокола, находящихся на разных уровнях, т. е. так называемый стек протоколов. Протокол TCP является протоколом, управляющим передачей данных и регулирующим разбиение отправляемых данных на небольшие пакеты и сборку получателем получившейся информации из пакетов в один цельный документ.
Протокол IP – это адресный протокол, отвечающий за доставку пакетов к конечному пункту.
Схема передачи информации по TCP/IP: протокол разделяет информацию на пакеты и нумерует данные пакеты – протокол IP передает получателю все пакеты по сети – протокол TCP проводит проверку на доставленное количество пакетов – когда получены все пакеты с информацией, протокол TCP правильно собирает поступившие пакеты в единое целое.
Основные службы Интернета. Сервис World Wide Web (WWW) – это всемирная информационная система, располагающая хранящимся на Web-серверах множеством взаимосвязанных электронных документов. Пространство WWW формируется Web-сайтами, также называемыми Web-узлами. Для просмотра Web-сайтов, взаимодействия с другими ресурсами Интернета созданы специальные программы, называемые обозревателями или браузерами (наиболее популярным браузером является Microsoft Internet Explorer). Команды, согласно которым в браузере отображается, разбивается на абзацы документ, задаются заголовки, связывает с другими документами, называются тегами. Правила записи тегов формируют язык разметки гипертекста – HTML. Доступ к связанным Web-документам осуществляется на основе URL-адресов, которые имеют доменную структуру и состоят из указания службы связи (http://), адреса сайта, имени каталога и файла на этом сайте.
Электронная почта (е-mail) осуществляет передачу текстов сообщений в Интернете и между другими сетями данной службы. В сообщении можно использовать программные, графические и звуковые файлы. Процесс работы почты осуществляет почтовый сервер, который получает сообщение от пользователя и по цепочке посылает их к почтовому серверу адресата, затем адресат соединяется с сервером и автоматически получает сообщения на компьютер.
Служба передачи файлов (FTP) состоит из серверов, на которых хранятся огромные архивы данных. Для копирования файлов используется программа пересылки FTP, которая согласно протоколу FTP передает копии файлов с одного узла Интернета на другой. Протокол FTP также позволяет серверу идентифицировать пользователя.
Служба телеконференций (Usenet) предназначена для передачи новостей по всему миру. Вся система разбита на несколько тематических групп, в которые входят сотни подгрупп. Для доступа к службе Usenet используются специальные клиентские программы, которые выполняют подписку на телеконференции.
Поиск информации в Интернете
Наиболее используемой является система Alta Vista, имеющая мировую зону охвата и крупную индексную базу. Среди известных русских поисковых систем, представленных в Интернете, выделяют системы Апорт, Rambler, Яndex. В Интернете существуют отдельные сетевые службы, облегчающие поиск информации, – Gopher, Wais, Archie, Yahoo, WWW и т. д.
Archie – это служба, которая производит поиск информации по ключевым словам, используя специальную базу данных файлов, к которой имеет анонимный доступ ftp. Существующие в Интернете ftp-серверы хранят большое количество разнообразной информации.
Wais – это система, ориентированная на поиск информации не только по общим сведениям, но и по содержанию. Wais является очень привлекательной для обычных пользователей, так как запросы отправляются на упрощенном английском языке. В Интернете представлены около 200 Wais-библиотек.
Gopher – это популярная система, производящая поиск по ключевым словам и фразам. Gopher связывает между собой службы Archie и Wais, имеет обширный пользовательский интерфейс. Работа с данной системой заключается в том, что пользователь просматривает последовательность вложенных меню и выбирает необходимую тему. В Интернете существует более 2000 Gopher-систем, содержащих как специализированную, так и общую информацию.
Yahoo – мощная поисковая система, в которой помимо поискового запроса используется прямая навигация по иерархическому каталогу, тематически организованному в пределах Yahoo.
WWW – это специализированная сетевая служба, в которой текст представлен в виде множества фрагментов, связанных между собой (гипертекстовая технология). Гипертекстовая технология предполагает организацию базы данных в виде открытой сети, в которой линейные тексты (узлы) соединены в определенном порядке. Разработчик или сам пользователь может задавать систему переходов от одного узла к другому, опираясь на тип гипертекстовой системы.
Узлы, переход между которыми возможен, называются смежными; последовательно соединенные узлы образуют цепь. Линейные тексты могут быть представлены словом, словосочетанием, предложением, абзацем документа и рядом документов, которые касаются одной темы.
Необходимо выделить в системе особую составляющую – язык гипертекстовой разметки документа HTML, который получил широкое развитие. HTML связывает WWW в единое целое. Подготовка документа в HTML представляет собой процесс создания программы, так как существует длинный процесс переделок исходного текста в текстовом редакторе, загрузки файла для проверки и возврата в текстовый редактор для коррекции.
Информация, хранимая на WWW-серверах как набор документов, содержит ссылки, с помощью которых можно найти информацию в документах, относящихся к данной теме.
Виды компьютерных вирусов. Наиболее известные компьютерные вирусы
Компьютерный вирус – это встроенная в другие программы или определенные сферы носителей информации программа, способная «размножаться» и нарушить работу данных программ.
Вирусы можно разделить по таким характеристикам, как: среда обитания, способ воздействия, способ заражения, особенность алгоритма.
Рассматривая среду обитания, выделяют файловые, загрузочные, файлово-загрузочные и сетевые вирусы. Файловые вирусы заражают программные файлы, имеющие расширение. COM и. EXE. Вирусы способны проникать и в другие типы файлов, но они не могут размножаться. Загрузочные вирусы проникают в загрузочный сектор системного логического жесткого диска – Boot-сектор – или в сектор физического жесткого диска – Master Boot Record. Файлово-загрузочные поражают как файлы, так и загрузочные сектора дисков, поэтому они имеют наиболее разрушительную силу. Сетевые файлы находят свое распространение в различных компьютерных сетях.
В зависимости от степени воздействия различают неопасные, опасные и очень опасные компьютерные вирусы. Действие неопасных вирусов заключается, как правило, в сокращении объема свободной оперативной памяти и памяти на дисках. Опасные вирусы нарушают работу компьютера, очень опасные могут привести к уничтожению программ, потере данных и информации в системных областях диска.
По способу заражения компьютерные вирусы делятся на резидентные и нерезидентные. Резидентные вирусы активны до отключения или перезагрузки ПК, они оставляют резидентную часть в оперативной памяти компьютера, которая нарушает работу операционной системы с объектами заражения. Нерезидентные вирусы активны определенное количество времени и не инфицируют память компьютера.
Рассматривая особенности алгоритма, выделяют паразитические вирусы, которые легко найти и обезвредить; вирусы-репликаторы, или так называемые черви, которые распространяются в узлах компьютерной сети, записывают по адресам сетевых компьютеров свои копии и могут содержать в себе вирусы. Сложно выявить вирусы-мутанты и полиморфные вирусы, которые могут видоизменяться. Существуют также вирусы-невидимки (стелс-вирусы), которые трудно обнаружить, так как они перекрывают доступ операционной системе к зараженным файлам. Другой вид вирусов – «троянские» программы, которые проявляются как необходимые программы, разрушая при этом загрузочный сектор и файловую систему.
На сегодняшний день известен вирус SirCam, распространенный во вложениях электронной почты, он быстро занимает свободные места на диске и при каждой перезагрузке почты уничтожает все файлы. Вирус CodeRed проник в сайты Белого Дома и Пентагона, активен с 1 по 27 число каждого месяца. Затем наступает так называемый спящий режим, и вирус не оказывает никакого действия.
Методы борьбы с компьютерными вирусами. Антивирусные программные средства
В настоящее время используются различные методы обнаружения компьютерных вирусов – проверяется целостность путем создания базы контрольных сумм файлов, используется сканирование сигнатур для обнаружения вирусов с переменным кодом, применяются полиморфный (в определенной защищенной области) анализ и анализ, выполняющий обнаружение форматирования жесткого диска, инновационные (например, определение наличия вирусов через Интернет) методы. Некоторые программы имеют специальные функции, защищающие от почтовых вирусов и вирусов – моделей ActiveX и Java-аплетов. Возможна также автоматическая проверка писем электронной почты Интернет-провайдером.
Для обнаружения и нейтрализации вирусов используются особые антивирусные средства, например детекторы, дезинфекторы, иммунизаторы и вирус-фильтры. Детектор представляет собой программу, обнаруживающую вирусы на внешних носителях и в памяти компьютера. Детектор указывает зараженные файлы и области дисков, а также называет конкретные вирусы. Дезинфекторы – это программа, способная уничтожить вирус, восстанавливая или не восстанавливая область распространения. Иммунизатор – это программа, не допускающая заражения определенными вирусами памяти или другой области распространения. Иммунизаторы не позволяют вирусам размножаться. Вирус-фильтры – это резидентная программа, проверяющая осуществление определенных для данного типа вирусов действий, при этом она запрашивает у пользователя подтверждения их реализации.
На сегодняшний день существует ряд антивирусных программ (например, Symantec Norton Antivirus, Антивирус Касперского, «Диалог-Наука», Doctor Web, Trend Micro, Panda и др.).
Преимуществом программы Антивирус Касперского является то, что она обеспечивает функционирование компьютера после вирусной атаки. Антивирус Касперского предназначен также для проверки и очистки электронной почты, при этом уничтожает ее вирусы в режиме on-line. Данный антивирусная программа позволяет проверить на наличие вирусов Интернет и различные носители данных.
Doctor Web для Windows 95/XP представляет собой сочетание резидентного сторожа Spider и антивирусного сканера Doctor Web, который осуществляет защиту вместе с постоянно обновляющимися базами вирусов. Резидентный сторож Spider анализирует все потенциально опасные действия программ и тем самым предотвращает активность всех вирусов.
Symantec Norton Antivirus 2004 позволяет автоматически удалять различные вирусы, выявить и уничтожить вирусы во вложенных службах передачи мгновенных сообщений, проверить и очистить входящие и исходящие сообщения. Программа автоматически загружает также изменения в систему антивирусной безопасности для защиты в случае новых угроз.
Безопасность при работе в Интернете. Функции защиты информации в браузерах. История создания и развития
При работе в Интернете пользователю необходимо соблюдать правила безопасности: проверять полученные файлы на содержание вирусов, не рассекречивать и менять пароль при подключении к серверу провайдера, соблюдать осторожность при загрузке программы, проводить проверку электронной почты и др.
Использование электронной почты характеризуется доступностью для всех участвующих в обмене информацией, поэтому следуют применять меры по неразглашению конфиденциальных сведений. При пользовании службами Интернета можно применить функцию Ограничение доступа для фильтрации поступающей информации или защиты от несанкционированного доступа, при этом используется специальный пароль.
Работа в Интернете не должна приводить к нарушению законов стран, где расположены используемые серверы. Любое действие фиксируется специальными программами и обрабатывается протоколами, поэтому каждый незаконный шаг или несанкционированный доступ можно обнаружить.
Одним из средств защиты пользовательских данных является использование так называемой электронной подписи. При этом применяется шифрование с так называемыми открытым и закрытым ключами, первый из которых доступен для многих пользователей программ шифрования, а второй – лишь для определенного получателя информации. Необходимо учесть, что на территории Российской Федерации применяются сертифицированные государственными органами методы слежения, поэтому, пользуясь электронными платежами, клиент должен убедиться в законности и надежности получаемого программного обеспечения. Используя Интернет, можно воспользоваться сертификацией (например, сертификацией Web-узлов, даты, пользователей или издателей).
Активизацию списка издателей, т. е. организаций, подтверждающих подлинность изготовителей программного обеспечения, можно провести в диалоговом окне Свойства: Интернет.
Существует специальная вкладка Настройка, которая позволяет установить четыре зоны безопасности («Местная зона», «Зона надежных узлов», «Зона ограниченных узлов», «Зона Интернета») с подходящим уровнем безопасности, например («высокий», «средний», «низкий», «особый»).
Для защиты информации в Интернете существует специальный сервер – прокси-сервер, который обрабатывает запросы пользователя или входящие данные и лишь затем направляет их в Интернет или к пользователю. При работе также применяют так называемый прокси-сервер общего доступа, который позволяет не показывать IP-адрес пользователя и работать, таким образом, анонимно. Для подключения к прокси-серверу необходимо воспользоваться функцией Подключиться к Интернету через прокси-сервер и ввести параметры данного сервера, обратившись к вкладке Соединение.