Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  


Загрузка...

Відповіді на питання з інформатики - файл 1.doc


Відповіді на питання з інформатики
скачать (1765 kb.)

Доступные файлы (1):

1.doc1765kb.24.11.2011 10:48скачать

содержание
Загрузка...

1.doc

1   ...   4   5   6   7   8   9   10   11   ...   18
Реклама MarketGid:
Загрузка...


^ 28. Системний блок.

Системний блок - основна складова, в середині якої містяться найважливіші компоненти. Пристрої, що знаходяться в середині системного блока називають внутрішніми, а пристрої, що під'єднуються ззовні називають зовнішніми. Зовнішні додаткові пристрої, що призначені для вводу та виводу інформації називаються також периферійними. За зовнішнім виглядом, системні блоки відрізняються формою корпуса, який може бути горизонтального (desktop) або вертикального (tower) виконання. Корпуси вертикального виконання можуть мати різні розміри: повнорозмірний (BigTower), середньорозмірний (MidiTower), малорозмірний (MiniTower). Корпуси горизонтального виконання є двох форматів: вузький (Full-AT) та надто вузький (Baby-AT). Корпуси персональних комп'ютерів мають різні конструкторські особливості та додаткові елементи (елементи блокування несанкціонованого доступу, засоби контролю внутрішньої температури, шторки від пилу).

Корпуси поставляються разом із блоком живлення. Потужність блоку живлення є одним із параметрів корпусу. Для масових моделей достатньою є потужність 200-250 Вт.
^

Основними вузлами системного блоку є:


  • електричні плати, що керують роботою комп'ютера (мікропроцесор, оперативна пам'ять, контролери пристроїв тощо);

  • накопичувач на жорсткому диску (вінчестер), призначений для читання або запису інформації;

  • накопичувачі (дисководи) для гнучких магнітних дисків (дискет).


^ 29. Системна плата

). Системні плати існують двох стандартів (форматів) для старих корпусів Baby-AT та сучасних корпусів АТХ. Офіційно конструкція АТХ була оголошена фірмою Intel у липні 1995 року і була описана як легальна специфікація для промисловості. Intel опублікувала докладний опис, таким чином, інші виробники змогли використовувати конструкцію АТХ у своїх комп'ютерах такі відомі виробники комп'ютерної галузі як: Intel, Asustek, Acorp International, Abit, Compag, Hewlett Packard, Soltek,Sevon krut і т. д. На системній платі розташовані:

  • установочнегнадо для процесора (типу: Socket 370, Soket A, Slotl, SlotA. ...

  • BIOS. У системних платах повинна використовуватися стандартна програма ВІ08 (базова система введення-виведення) фірми AMI, Phoenix, Microid Research або Award. Для спрощення модернізації BIOS записана в мікросхемах Flash-ROM або EEPROM, У BIOS передбачена система розширеного управління живлення АРМ (Advanced Power Management);

  • слоти розширення. Слоти розширення призначені для плат розширення (наприклад: мережевої карти, звукової і т. д.), а для відеоадаптера, якщо він не інтегрований, існує свій слот AGP (Accelerater Graphics Port прискорений графічний порт). Існують такі типи слотів ISA (Industrial Standart Architecture — промислова стандартна архітектура), PCI (PeComponent Interconnect);

  • раз 'єм для модулів нам 'яті. На системних платах з процесорами Pentium та Pentium Pro повинні бути встановлені 72-кок-такні модулі SIMM або 168-контакні модулі DIMM. Завдяки 64-розрядній конструкції цих плат 72-контакні модулі SIMM встановлюються парами, а модулі DIMM — по одному на 64-розрядний банк. Загальний обсяг пам'яті, який підтримують ці системні плати: 16 Мбайтів — це мінімум, необхідний для роботи сучасних програмних додатків. Метогу — синхронна динамічна пам'ять прямого доступу) та EDO (розширений вивід даних) типу SIMM/DIMM. Швидкодія мікросхем пам'яті повинна бути не більше 70 не. У системах, що виконують максимально точні операції, слід використовувати модулі з можливістю контролю.

вбудовані інтерфейси. Системна плата має велику кількість вбудованих контролерів та інтерфейсів. На ній встановлені:
контролер накопичувача на гнучких магнітних дисках на 2,88 Мбайта, роз'єм E1DE ,два вбудовані високошвидкісні
послідовні порти (з мікросхемами UART типу 16550А), швидкодіючий паралельний порт (ЕРР або ЕСР), вбудований
роз'єм для підключення маніпулятора «мишка» типу Р8/2, хоча для цього можна використовувати будь-який послідовний
порт. Велика кількість нових систем (особливо конструкції АТХ) підтримують вбудований порт USB

Вбудований порт SCSI ( малих комп'ютерних систем) — це не дисковий контролер, а системний інтерфейс, що здатний забезпечити роботу восьми пристроїв. У деяких випадках можуть вбудовуватися контролери відеоадапторів,

набори мікросхем. У Репиит II, Ретіит III повинні використовуватися високопродуктивні набори мікросхем (чипсети),
які забезпечують контроль парності, наприклад, Іпїеі 440 ВХ, Іпіеі 815 ЕР, Іпіеі 820, УІА Apoiio Pro 133А.
•управління живлення92 запуск редактора VBA

Щоб запустити редактор " VBA, виберіть в головному меню Excel команду Сервис/Макрос/Редяктор Visual Basic або натисніть одночасно сполучення клавіш Alt+FU. Відкриється вікно додатку Microsoft Visual Basic.

В редакторі VBA є різні інструменти, які полегшують розробку і управління додатками. Найбільш часто використовують Вікно проекту — спеціальне вікно редактора VBA, в якому виводяться всі елементи проекту VBA. Елементи відображуються у вигляді ієрархічної структури, яка включає форми користувача, модулі коду і об'єкти основного додатку, наприклад, робочі аркуші. Зображення елементів у вигляді дерева спрощує їх перегляд і відбір. Для відображення вікна проекту Редактор VBA виберіть команду Вид / Окно проекта (Project Explorer).

• Вікно модуля використовується при написанні будь-якої програми VBA, будь це код макросу, запуск якого відбувається при натисканні кнопки у формі користувача, або підпрограма проекту, проте воно відображується тільки в тому випадку, коли з обраним об'єктом є зв'язаний код.Для відображення вікна модуля треба виконати одну з таких дій:

  • у вікні проекту подвійно клацнути по імені потрібного об'єкта додатку, який може містити код;

  • подвійно клацнути на потрібній формі або на будь-якому елементу управління в формі;

  • виберіть команду Вставка/Модуль в меню редактора VBA. Зверніть увагу на два списки, які розташовані під рядком заголовка вікна модуля. В першому списку виводяться всі об'єкти модуля, а в другому — список процедур, пов'язаних з обраним об'єктом. Код програми вводиться безпосередньої у вікні модуля.



^ 30. Комп’ютерні мережі.

Компьютерні мережі—це зв’язані між собою комп’ютери за допомогою ліній зв’язку і оснащені мереженим обладнанням і мереженим програмним забезпеченням.




Комп’ютерна мережа дозволяє

1)Колективно опрацьовувати дані користувачем, комп’ютери, яких підєднано до мережі комп’ютерів, та обмінюватися даними між цими комп’ютерами

2)Спільно використовувати програми

3)Спільно використовувати принтери модеми та інші периферійні пристрої.

Комп’ютерна мережа

мережене обладнання програмне забезпечення


лінія зв’язку модем мережений адаптер

Лінія зв’язку—це обладнання за допомогою якого здійснюється зєднання комп’ютерів у мережу.

Лінії зв’язку:

1.Проводові (використовують кабель, провід, виведену лінію)

2.Безпроводові—супутниковий зв’язок
Модем—пристрій, що призначений для перетворення цифрових сигналів(комп’ютерних) в аналогові сигнали, сигнали телефонної мережі, навпаки.

Модем:

1)Модуляція—перетворення цифрових сигналів в аналогові

2)Демодуляція—аналогові в цифрові

Мережевий адаптер—спеціальний апаратний засіб для ефективної взаємодії комп’ютерів в мережі

Програмне забезпечення—набір програм, що забезпечують роботу мереженого обладнання(програми що працюють на низькому рівні) і обмін інформацією між комп’ютерами в мережі. (на «високому рівні»)

Схема зєднання «Шина»:







Схема зєднання кільце



Схема зєднання зірка:




--компьютер

Комп’ютерна мережа:

1.Глобальна—обєднує компьютори, що розташовує на невеликій відстані один від одного, і є замкненою системою

Однорангові—«Шина»

З виділеним сервером(файловий тип сервера)—Зірка

2)Глобальна комп’ютерна мережа—зєднання локальних мереж і окремих комп’ютерів, розташованих на далеких відстанях один від одного.

Компьютерная сеть — система связи между двумя или более компьютерами. Для передачи информации могут быть использованы различные физические явления, как правило — различные виды электрических сигналов или электромагнитного излучения.

Классификация

[править] По размеру, охваченной территории

[править] По типу функционального взаимодействия


^ 31. Мережні пристрої і засоби комунікацій.

Сетевое оборудование — устройства, необходимые для работы компьютерной сети, например: маршрутизатор, коммутатор, концентратор, патч-панель. Обычно выделяют активное и пассивное сетевое оборудование.
^

Активное сетевое оборудование


Под этим названием подразумевается оборудование, за которым следует некоторая «интеллектуальная» особенность. То есть Маршрутизатор, коммутатор (свитч) и т.д. являются активным сетевым оборудованием. Напротив — повторитель (репитер) и концентратор (хаб) не являются АСО, так как просто повторяют электрический сигнал для увеличения расстояния соединения или топологического разветвления и ничего «интеллектуального» не представляют собой.
^

Пассивное сетевое оборудование


Под пассивным сетевым оборудованием подразумевается оборудование, не наделенное «интеллектуальными» особенностями. Например, кабель ( Коаксиальный и витая пара (UTP/STP)), вилка/розетка (RG58, RJ45, RJ11, GG45), повторитель (репитер), концентратор (хаб), балун (balun) для коаксиальных кабелей (RG-58) и т.д.

Маршрутиза́тор или ро́утер (от англ. router) — сетевое устройство, используемое в компьютерных сетях передачи данных, которое, на основании информации о топологии сети (таблицы маршрутизации) и определённых правил, принимает решения о пересылке пакетов сетевого уровня модели OSI их получателю. Обычно применяется для связи нескольких сегментов сети.

^ Сетевой коммутатор или свитч (от англ. switch — переключатель) — устройство, предназначенное для соединения нескольких узлов компьютерной сети в пределах одного сегмента. В отличие от концентратора, который распространяет трафик от одного подключенного устройства ко всем остальным, коммутатор передает данные только непосредственно получателю. Это повышает производительность и безопасность сети, избавляя остальные сегменты сети от необходимости (и возможности) обрабатывать данные, которые им не предназначались.

Коммутатор работает на канальном уровне модели OSI, и потому в общем случае может только объединять узлы одной сети по их MAC-адресам. Для соединения нескольких сетей на основе сетевого уровня служат маршрутизаторы.

^ Сетево́й концентра́тор или Хаб (от англ. hub — центр деятельности) — сетевое устройство, для объединения нескольких устройств Ethernet в общий сегмент. Устройства подключаются при помощи витой пары, коаксиального кабеля или оптоволокна.

В настоящее время почти не выпускаются — им на смену пришли сетевые коммутаторы (свитчи), выделяющие каждое подключенное устройство в отдельный сегмент. Сетевые коммутаторы ошибочно называют «интеллектуальными концентраторами».

У якості засобів комунікації найбільше часто використовуються вітая пара, коаксіальний кабель оптоволоконні лінії.

Вітая пара.

Найбільше дешевим кабельним з'єднанням є вите двожильне провідне з'єднання часто називане "витою парою" (twisted pair). Вона дозволяє передавати інформацію зі швидкістю до 10 Мбит/с, проте є помехонезахищеною.

Довжина кабеля не може перевищувати 1000 м при швидкості передачі 1 Мбит/с.

Коаксіальний кабель.

Коаксіальний кабель має середню ціну, добре перешкодозахисний і застосовується для зв'язку на великі відстані (декілька кілометрів). Швидкість передачі інформації від 1 до 10 Мбит/с, а в деяких випадках можедосягати 50 Мбит/с. Коаксіальний кабель використовується для основної іширокополосної передачі інформації.

Оптоволоконні лінії.

Найбільше дорогими є оптопровідники, називані також скловолоконний кабель. Швидкість поширення інформації з них досягає декількох гигабит у секунду. Припустиме видалення більш 50 км. Зовнішній вплив перешкод практично відсутніх. На даний момент це найбільш дороге з'єднання для ЛОМ.

Застосовуються там, де виникають електромагнітні поля перешкод або потрібно передача інформації на дуже великі відстані без використанняповторювачів. Вони мають протипідспухувальні властивості, тому що техніка відгалужень в оптоволоконних кабелях дуже складна. Оптопровідникиоб'єднуються в ЛBC за допомогою зіркоподібного з'єднання.

Існує ряд принципів побудови ЛОМ на основі вище розглянутих компонентів. Такі принципи ще називають - топологіями.


32. Локальна комп'ютерна мережа

Локальна комп'ютерна мережа являє собою об'єднання певного числа комп'ютерів (іноді досить великого) на відносно невеликій території.

Сучасні локальні мережі будуються на основі топології "зірка" з використанням концентраторів (хабів), комутаторів (світчів) та кабелю UTP чи STP 5ї категорії ("вита пара"). Дана технологія (вона носить назву Fast Ethernet) дозволяє проводити обмін інформацією на швидкості до 100Мбіт/с. Ця величина достатня для того, щоб задовольнити більшість потреб користувачів мережі.

Якщо в одному приміщенні, будинку чи комплексі розташованих поруч будівель є кілька комп’ютерів, користувачі яких повинні спільно вирішувати які-будь завдання, обмінюватися даними чи використовувати спільні дані, то ці комп’ютери доцільно об’єднати в локальну мережу.

Локальна мережа (деколи використовують термін "локальна обчислювальна мережа", скорочено ЛОМ) - це група з декількох комп’ютерів, з’єднаних між собою з допомогою кабелів (іноді навіть телефонних ліній чи радіоканалів), які використовують для передачі інформації між комп’ютерами. Для з’єднання комп’ютерів в локальну мережу необхідно мережеве обладнання і програмне забезпечення.

Локальні мережі дозволяють забезпечити:

  • колективну обробку даних користувачами підключених в мережу комп’ютерів і обмін даними між цими користувачами;

  • спільне використання програм;

  • спільне використання принтерів, модемів та інших пристроїв.

Тому практично всі фірми, які мають більше одного комп’ютера, об’єднують їх в локальні мережі. Багато користувачів портативних комп’ютерів підключаються до локальної мережі фірми або коли приходять в офіс, або з’єднуються з комп’ютером фірми по телефонним каналам з допомогою модему.

Для об’єднання комп’ютерів в локальну мережу необхідно:

  • вставити в кожний комп’ютер, який підключається до мережі, мережевий контроллер (деколи використовують терміни мережевий адаптер або мережева плата), який дозволяє комп’ютеру отримувати інформацію з локальної мережі і передавати дані в мережу;

  • з’єднати комп’ютери кабелями, по яким відбувається передача даних між комп’ютерами, а також іншими підключеними до мережі пристроями (принтерами, сканерами і т.д.). В деяких типах мереж кабелі з’єднують комп’ютери безпосередньо (як електролампочки на ялинковій гірлянді), в інших з’єднання кабелів здійснюється через спеціальні пристрої - концентратори (або хаби), комутатори та ін.

Для забезпечення функціонування локальної мережі часто виділяють спеціальний комп’ютер - сервер, або декілька таких комп’ютерів. На дисках серверів розміщуються спільно використовувані програми, бази даних і т.д. Решта комп’ютерів локальної мережі часто називають робочими станціями. На тих робочих станціях, де вимагається опрацьовувати лише дані на сервері (наприклад, вводити відомості в спільно використовувану базу даних про замовлення і продаж), часто для економії (або з огляду на безпеку) не встановлюють жорстких дисків. В мережах, які складаються більш ніж з 20-25 комп’ютерів, наявність сервера обов’язкова - інакше, як правило, продуктивність мережі буде незадовільною. Сервер необхідний і при спільній інтенсивній роботі з будь-якою базою даних.

Деколи серверам призначають визначену спеціалізацію (зберігання даних, програм, забезпечення модемного і факсимільного зв’язку, вивід на друк та ін.). Сервери, як правило, не використовуються в якості робочих місць користувачів. Сервери, які забезпечують роботу з цінними даними, часто розміщують в ізольованому приміщенні, доступ до якого мають лише спеціально уповноважені люди (як в банківське сховище).

Для ефективної роботи користувачів локальної мережі застосовують допоміжне програмне забезпечення, яке іноді поставляється разом з мережевою операційною системою, а інколи його потрібно купляти окремо:

електронна пошта, яка забезпечує доставку листів (а часто і звичайних файлів, а також голосових і факсимільних повідомлень) від одних користувачів локальної мережі до інших;

засоби віддаленого доступу, які дозволяють підключатися до локальної мережі з допомогою модему і працювати на комп’ютері, ніби то він безпосередньо підключений до мережі;

засоби групової роботи, які дозволяють спільно працювати над документами, забезпечують засоби для забезпечення документообороту підприємства;

програми резервування, які дозволяють створювати резервні копії даних, які зберігаються на комп’ютерах локальної мережі;

засоби управління локальною мережею - дозволяють керувати ресурсами локальної мережі з одного робочого місця.

Локальні мережі тому й називають локальними, що вони з’єднують комп’ютери, які знаходяться поруч.
33. Мережа інтернет
^

Загальні відомості про Internet.


Internet - найбільша глобальна комп'ютерна мережа, що зв'язує десятки мільйонів абонентів у більш як 150 країнах світу. Щомісяця її поширеність зростає на 7-10%. Internet утворює немовби ядро, яке забезпечує, взаємодію інформаційних мереж, що належать різним установам у всьому світі. Якщо раніше вона використовувалася виключно як середовище для передачі файлів і повідомлень електронної пошти, то сьогодні вирішуються більш складні завдання, які підтримують функції мережного пошуку та доступу до розподілених інформаційних ресурсів й електронних архівів. Таким чином, Internet можна розглядати як деякий глобальний інформаційний простір.

Мережа Internet, що служила спочатку дослідницьким і навчальним групам, стає все популярнішою в ділових колах. Компанії спокушують дешевий глобальний зв'язок і його швидкість, зручність для проведення сумісних робіт, доступні програми, унікальна база даних цієї мережі. Вони розглядають глобальну комп'ютерну мережу як доповнення до своїх власних локальних мереж. Уже кілька років розвиваються і встигли широко ввійти в практику в розвинених країнах технології Intranet, що є інформаційними технологіями "великої" мережі в корпоративних мережах і навіть у дуже невеликих мережах ПК підприємств малого бізнесу. При низькій вартості послуг (часто це тільки фіксована щомісячна плата за лінії зв'язку або телефон) користувачі можуть дістати доступ до комерційних і некомерційних інформаційних служб США, Канади, Австралії, європейських країн, а тепер уже України та Росії. В архівах вільного доступу мережі Internet можна знайти інформацію практично з усіх сфер людської діяльності, починаючи з нових наукових відкриттів до прогнозу погоди на завтра. В Internet можна знайти рекламу багатьох тисяч фірм і розмістити (часто безкоштовно!) свою рекламу. Крім того, Internet надає унікальні можливості дешевого, надійного та конфіденційного глобального зв'язку. Це виявляється дуже зручним для фірм, що мають свої філіали по всьому світу, транснаціональних корпорацій і структур управління. Як правило, використання інфраструктури Internet для міжнародного зв'язку коштує набагато дешевше від прямого комп'ютерного зв'язку через супутниковий канал або телефон.
^

Ключевые принципы Интернета


Интернет состоит из многих тысяч корпоративных, научных, правительственных и домашних сетей. Объединение сетей разной архитектуры и топологии стало возможно благодаря протоколу IP (англ. Internet Protocol) и принципу маршрутизации пакетов данных. Протокол IP был специально создан агностическим в отношении физических каналов связи. То есть любая система (сеть) передачи цифровых данных, проводная или беспроводная, может передавать и трафик Интернета. На стыках сетей специальные маршрутизаторы (программные или аппаратные) занимаются сортировкой и перенаправлением пакетов данных, исходя из IP-адресов получателей этих пакетов. Протокол IP образует единое адресное пространство в масштабах всего мира, но в каждой отдельной сети может существовать и собственное адресное подпространство, которое выбирается исходя из класса сети. Такая организация IP-адресов позволяет маршрутизаторам однозначно определять дальнейшее направление для каждого мельчайшего пакета данных. В результате между отдельными сетями Интернета не возникает конфликтов, и данные беспрепятственно и точно передаются из сети в сеть по всей планете.

Сам протокол IP был рождён в дискуссиях внутри организации IETF (англ. Internet Engineering Task Force, Task force - группа специалистов для решения конкретной задачи), чьё название можно вольно перевести как «Группа по решению задач проектирования Интернета». IETF и её рабочие группы по сей день занимаются развитием протоколов Всемирной сети. IETF открыта для публичного участия и обсуждения. Комитеты организации публикуют т. н. документы RFC (англ. Request for Comments — запрос комментариев). В этих документах даются технические спецификации и точные объяснения по многим вопросам. Некоторые документы RFC возводятся организацией IAB (англ. Internet Architecture Board — Совет по архитектуре Интернета) в статус Стандартов Интернета (англ. Internet Standard). С 1992 года IETF, IAB и ряд других интернет-организаций входят в Общество Интернета (англ. Internet Society, ISOC). Общество Интернета предоставляет организационную основу для разных исследовательских и консультативных групп, занимающихся развитием Интернета.

^ Електронна пошта - найпоширеніша послуга мережі Internet. Сьогодні свою адресу в системі електронної пошти мають сотні мільйонів чоловік. Вартість пересилання листа електронною поштою значно нижча за пересилання звичайного листа. Крім того, повідомлення, передане електронною поштою, досягає адресата протягом кількох хвилин, тоді як звичайний лист він одержує через кілька днів, а то і тижнів.

Стандарти Internet забезпечують можливість групової роботи над спільним проектом за допомогою електронної пошти, гіпертекстових документів (служба WWW), а також за допомогою теле-, аудіо- і навіть відеоконференцій у масштабі реального часу. Для забезпечення інформаційної безпеки в мережі застосовуються різні протоколи шифрування конфіденційної інформації, електронні підписи, сертифікація інформації. Заборона на несанкціоноване переміщення даних між локальною мережею підприємства і глобальною мережею може забезпечуватися спеціальними комп'ютерами або програмами (брандмауерами).

^ 34. Зв'язок комп’ютерів між собою в Інтернеті.

Отдельные участки Интернет представляют собой сети различной архитектуры, которые связываются между собой с помощью маршрутизаторов. Передаваемые данные разбиваются на небольшие порции, называемые пакетами. Каждый пакет перемещается по сети независимо от других пакетов. Сети в Интернет неограниченно коммутируются (т.е. связываются) друг с другом, потому что все компьютеры, участвующие в передаче данных, используют единый протокол коммуникации TCP/IP (читается "ти-си-пи / ай-пи"). На самом деле протокол TCP/IP — это два разных протокола, определяющих различные аспекты передачи данных в сети:

  • протокол TCP (Transmission Control Protocol) — протокол управления передачей данных, использующий автоматическую повторную передачу пакетов, содержащих ошибки; этот протокол отвечает за разбиение передаваемой информации на пакеты и правильное восстановление информации из пакетов получателя;

  • протокол IP (Internet Protocol) — протокол межсетевого взаимодействия, отвечающий за адресацию и позволяющий пакету на пути к конечному пункту назначения проходить по нескольким сетям.

^ Схема передачи информации по протоколу TCP/IP такова: протокол ТСР разбивает информацию на пакеты и нумерует все пакеты; далее с помощью протокола IP все пакеты передаются получателю, где с помощью протокола ТСР проверяется, все ли пакеты получены; после получения всех пакетов протокол ТСР располагает их в нужном порядке и собирает в единое целое.

35.Адресація комп’ютерів в Інтернеті.
^

Система адрес у мережі Internet.


Адреси потрібні для ідентифікації об'єктів, які можуть цікавити користувача в мережі. Найчастіше такими об'єктами є вузли мережі (сайти), поштові скриньки, файли, Web-сторінки. Для кожного з них існує свій формат адреси. Однак, оскільки об'єкти зосереджено у вузлах мережі, в їхніх ідентифікаторах обов'язково присутня адреса вузла.

Для ідентифікації вузлів і маршрутизації пакетів служить IP-адреса. IP-адреса - це чотирибайтне число, перших два байти якого визначають адресу підмережі, а два інших - адресу вузла в ній. За допомогою IP-адреси можна ідентифікувати більш як 4 млрд. вузлів. На практиці ж через особливості адресації до деяких типів локальних мереж кількість можливих адрес становить понад 2 млрд. Для користувача працювати з числовим зображенням IP-адреси незручно, тому йому пропонується більш проста логічна система доменних імен DNS (Domain Name System) - послідовність імен, сполучених крапками, наприклад, microsoft.com, rambler.ru, itl.net.ua, lviv.ua і т.д.

Домен - група вузлів, об'єднаних за деякою ознакою (наприклад, вузли навчальних закладів, вузли якої-небудь країни, вузли однієї організації і т. д.). Система доменів має ієрархічну деревоподібну структуру, тобто кожний домен проміжного рівня містить групу інших доменів. Кореневий домен є умовним, на верхньому рівні можуть бути розташовані початкові (територіальні) домени різних країн. Ім'я вузла (машини) становить нижній рівень доменного імені та позначається крайнім лівим доменом (рис. 1).

Наведемо доменні імена деяких країн та організацій: us- США, au- Австралія, fr- Франція, са- Канада, jp- Японія, ru- Росія, uа- Україна, de- Німеччина, com- комерційні організація, edu - навчальні заклади, gov - урядові установи, net - постачальники мережних послуг, org - неприбуткові організації. Слід зазначити, що IP та DNS - різні форми запису адреси одного й того самого мережного комп'ютера. Для переведення доменних імен у IP-адресу служить сервіс DNS.

Для ідентифікації ресурсів мережі (файлів, Web-сторінок) використовується адреса URL (Uniform Resource Locator - уніфікований покажчик ресурсу), яка складається з трьох частин:

  1. зазначення сервісу, що забезпечує доступ до ресурсу (як правило, це ім'я протоколу). Після імені йдуть двокрапка: і два знаки / (коса риска): http://... ;

  2. зазначення DNS імені комп'ютера: http://www.itl.net.ua... ;

  3. зазначення повного шляху доступу до файлу на даному комп'ютері: http://www.itl.net.ua/Faes/Arcbiv/pagel.html

Як роздільник у повному імені використовується знак /. Вводячи ім'я, потрібно точно дотримувати регістр символів, оскільки в Internet малі та великі літери вважаються різними. В електронній пошті адреса складається з імені одержувача (поштової скриньки), знака "@" та доменної адреси поштового сервера (локальної мережі), до якого приєднано одержувача. Наприклад: kovalenko@polynet.lviv.ua .

Каждый компьютер, подключенный к сети Интернет имеет два равноценных уникальных адреса: цифровой IP-адрес и символический доменный адрес. Присваивание адресов происходит по следующей схеме: международная организация Сетевой информационный центр выдает группы адресов владельцам локальных сетей, а последние распределяют конкретные адреса по своему усмотрению.

IP-адрес компьютера имеет длину 4 байта. Обычно первый и второй байты определяют адрес сети, третий байт определяет адрес подсети, а четвертый — адрес компьютера в подсети. Для удобства IP-адрес записывают в виде четырех чисел со значениями от 0 до 255, разделенных точками, например: 145.37.5.150. Адрес сети — 145.37; адрес подсети — 5; адрес компьютера в подсети — 150.

Доменный адрес (англ. domain — область), в отличие от цифрового, является символическим и легче запоминается человеком. Пример доменного адреса:   barsuk.les.nora.ru. Здесь домен   barsuk   — имя реального компьютера, обладающего IP-адресом, домен   les   — имя группы, присвоившей имя этому компьютеру, домен   nora   — имя более крупной группы, присвоившей имя домену   les  , и т.д. В процессе передачи данных доменный адрес преобразуются в IP-адрес. Механизм такого преобразования подробно описан в   [54].

^

Числовые адреса


Компьютеpы IP-сетей обмениваются между собой, используя в качестве адpесов 4-байтные коды, котоpые в литеpатуpе пpинято пpедставлять соответствующей комбинацией десятичных чисел, напоминающей нумерацию абонентов в телефонии, например:

144.206.160.32

В общем случае, такие числовые адреса могут иметь некотоpое pазнообpазие тpактовок, из котоpых приведем здесь лишь следующую:

<класс сети><номер сети><номер компьютера>.

С помощью специального механизма (маскирования) любая сеть, в свою очередь, может быть пpедставлена набоpом более мелких сетей.

36. Основні сервіси мережі Інтернет.
^

Основні мережні сервіси


Практично всі послуги мережі Internet побудовані на принципі "клієнт-сервер".

  • Сервер (у мережі Internet) - це комп'ютер або програма, здатні надавати клієнтам (у міру надходження від них запиту) деякі мережні послуги.

  • Клієнт - прикладна програма, завантажена в комп'ютер користувача, яка забезпечує передачу запитів до сервера й одержання відповідей від нього.

Різні сервіси мають різні прикладні протоколи. У міру розвитку мережі з'являються нові протоколи (сервіси), змінюючи її вигляд і стрімко розширюючи коло користувачів. Таким чином, щоб скористатися якоюсь із служб мережі Internet, необхідно встановити на комп'ютері клієнтську програму, здатну працювати за протоколом цієї служби. Деякі клієнтські програми входять до складу ОС Windows 98, NT, а також до складу програм-броузерів, наприклад, Microsoft Internet Explorer та Netscape Communicator. Розглянемо деякі сервіси, які забезпечує Internet.

^ Сервіс FTP (File Transfer Protocol). Це протокол передачі файлів, один із перших сервісів Internet. Цей сервіс дає можливість абоненту обмінюватися двійковими і текстовими файлами з будь-яким комп'ютером мережі. Встановивши зв'язок із віддаленим комп'ютером, користувач може скопіювати файл із нього на свій комп'ютер або скопіювати файл із свого на віддалений комп'ютер. Для вузлів FTP характерною є наявність процедури входу (login). Як "гостьові" ім'я й пароль часто використовуються імена anonymous, ftp, а також адреса електронної пошти. При цьому користувачеві надається доступ до безкоштовно поширюваної інформації. Для зручності роботи з цим сервісом розроблено цілий ряд прикладних програма, що забезпечують зручний Windows-подібний інтерфейс для FTP-сервісу. Даний сервіс може бути використаний для комерційного поширення програмних продуктів, баз даних, моделей, рекламних презентацій, великих за обсягом документів (книг) тощо.

^ Електронна пошта (E-mail). Вона є одним із перших і, мабуть, найпоширенішим сервісом Internet. Цей сервіс забезпечує обмін поштовими повідомленнями з будь-яким абонентом мережі Internet. Існує можливість відправлення як текстових, так і двійкових файлів. Електронна пошта є найдешевшим і доступним Internet-сервісом в Україні. Можна навести такі переваги електронної пошти в організації ділової діяльності:

  • реалізується дешеве і майже моментальне розсилання;

  • не витрачається час на візити до посадових осіб із дрібних питань;

  • не треба переписувати (передруковувати) копії для розсилання;

  • дуже просто використати цитати, відповідаючи на повідомлення;

  • архів листування зберігається в комп'ютері в зручному вигляді;

  • можна задавати списки розсипки, псевдоніми (alias), вести адресні записники;

  • можна передавати двійкові файли (схеми, ілюстрації, програми, архіви тощо).

Поштові сервери одержують повідомлення від клієнтів і пересилають їх по ланцюжку до поштових серверів адресатів, де ці повідомлення накопичуються. При встановленні сполучення між адресатом і його поштовим сервером, за командою відбувається передача повідомлень, що надійшли на комп'ютер адресата. Серед клієнтських поштових програм можна виділити The Bat, Microsoft Outlook та інші.

^ Сервіс Мail Lists (списки розсилки). Його створено на підставі протоколу електронної пошти. Підписавшись (безкоштовно) на списки розсилки, можна регулярно одержувати електронною поштою повідомлення про певні теми (науково-технічні й економічні огляди, презентація нових програмних та апаратних засобів і т. д.).

^ Сервіс WWW (World Wide Web - всесвітня павутина). WWW - це єдиний інформаційний простір, який складається із сотень мільйонів взаємозв'язаних гіпертекстових електронних документів, що зберігаються на Web-серверах. Окремі документи всесвітньої павутини називаються Web-сторінками. Групи тематично об'єднаних Web-сторінок утворюють Web-вузол (жаргонний термін - Web-сайт, або просто сайт). Web-сторінка - це текстовий файл, що містить опис зображення мультимедійного документа на мові гіпертекстової розмітки - HTML (Hyper-Text Markup Language). Сторінка може містити не тільки форматований текст, а й графічні, звукові та відео об'єкти.

Найважливішою рисою Web-сторінок є гіпертекстові посилання. З будь-яким фрагментом тексту або, наприклад, із малюнком, можна пов'язати інший Web-документ, тобто встановити гіперпосилання. У цьому разі під час клацання лівою клавішею миші на тексті або рисунку, що є гіперпосиланням, відправляється запит на доставку нового документа. Цей документ, у свою чергу, також може мати гіперпосилання на інші документи. Таким чином сукупність величезного числа гіпертекстових електронних документів, які зберігаються в серверах WWW, утворює своєрідний гіперпростір документів, між якими можливе переміщення.

Для передачі інформації у WWW використовується протокол HTTP (HyperText Transfer Protocol - протокол передачі гіпертексту). Перегляд Web-сторінок і переміщення через посилання користувачі здійснюють за допомогою програм браузерів (від слова "to browse" - переглядати). Найпопулярнішими Web-браузерами в Україні є Microsoft Internet Explorer та Netscape Communicator.

^ Сервіс IRC (Internet Relay Chat). Він забезпечує проведення телеконференцій у режимі реального часу. Переваги: можна анонімно поговорити на цікаву тему або швидко одержати консультацію. На відміну від системи телеконференцій, в якій спілкування між учасниками обговорення теми відкрито для всього світу, в системі IRC беруть участь, як правило, лише кілька чоловік. Іноді службу IRC називають чат-конференціями, або просто чатом. Існує кілька популярних клієнтських програм для роботи з серверами і мережами, що підтримують сервіс IRC, наприклад, програми mIRC і mIRC32 для Windows. Ці, а також подібні до них програми застосовуються для ділового й особисто-го спілкування персоналу фірм у реальному часі, для проведення групових консультацій і нарад.

^ Служба ICQ. Вона призначена для пошуку мережної IP-адреси людини, комп'ютер якої приєднано в даний момент до мережі Internet. Назва служби є акронімом виразу І seek you - я тебе шукаю. Необхідність у подібній послузі пов'язана з тим, що більшість користувачів не мають постійної IP-адреси. Їм видається динамічна ІР-адреса, що діє тільки протягом цього сеансу. Цю адресу видає той сервер, через який відбувається приєднання. У різних сеансах динамічна IP-адреса може бути різною, причому заздалегідь невідомо якою. При кожному приєднанні до мережі Internet програма ICQ, встановлена на комп'ютері користувача, визначає поточну IP-адресу і повідомляє його центральній службі, яка, в свою чергу, оповіщає партнерів користувача. Далі партнери (якщо вони також є клієнтами цієї служби) можуть встановити з користувачем прямий зв'язок. Після встановлення контакту зв'язок відбувається в режимі, аналогічному сервісу IRC.
^

Доступ користувачів до мережі Internet.


Для роботи в мережі необхідно:

  • фізично приєднати комп'ютер до одного з вузлів мережі Internet;

  • одержати IP-адресу на постійній або тимчасовій основі;

  • встановити і настроїти програмне забезпечення - програми-клієнти тих сервісів, послугами яких мається намір скористатися.

Організаційно доступ до мережі користувачі дістають через провайдери.

Провайдер - це організація (юридична особа), що надає послуги у приєднанні користувачів до мережі Internet.

Як правило, провайдер має постійно ввімкнений досить продуктивний сервер, сполучений з іншими вузлами каналами з відповідною пропускною здатністю, і засоби для одночасного підключення кількох користувачів (багатоканальний телефон, багатопортова плата тощо).

Провайдери роблять подібну послугу на договірній основі, найчастіше орієнтуючись на час роботи користувача або обсяг даних, які пересилаються по мережі. При укладанні договору провайдер повідомляє клієнту всі атрибути, необхідні для підключення та настройки з'єднання (ідентифікатори, номери телефонів, паролі тощо). Як правило, користувачі навчальних закладів, великих організацій, фірм, підприємств приєднуються до мережі Internet через свою локальну мережу. На один із комп'ютерів локальної мережі покладається вирішення завдань proxy-сервера - управління локальною мережею й виконання функцій "посередника" між комп'ютерами користувачів та мережею Internet (proxy - представник, довірена особа).

Всі технічні й організаційні питання взаємодії з провайдером вирішує адміністратор мережі. Для користувачів розробляється інструкція, в якій наводиться перелік дій, які треба виконати для приєднання до мережі Internet. Технічно для приєднання до комп'ютера провайдера потрібні ПК, відповідне програмне забезпечення й модем - пристрій, що перетворює цифрові сигнали від комп'ютера на сигнали для передачі по телефонних лініях і навпаки. Комп'ютер провайдера може виконувати функції хост-машини або звертатися до більш потужних хост-машин для доступу до глобальних ресурсів мережі Internet через високопродуктивний канал передачі даних - магістраль.

Хост-машина (від англ. host - господар) - це комп'ютер, що виконує мережні функції, реалізуючи повний набір протоколів. Крім мережних функцій, хост-машина може виконувати завдання користувача (програми, розрахунки, обчислення). Деякі хост-машини можуть виконувати функції шлюзів - апаратних і програмних засобів для передачі даних між несумісними мережами, наприклад, між мережею Internet та мережами FidoNet. Роль шлюзу між мережею Internet і локальними мережами відіграє рroху-сервер.


^ 37. Мультимедіа та мультимедіа-комп’ютери.

Термин "мультимедиа" образован из слов "мульти" — много, и "медиа" — среда, носитель, средства сообщения, и в первом приближении его можно перевести как "многосредность" [47].

Мультимедиа — это собирательное понятие для различных компьютерных технологий, при которых используется несколько информационных сред, таких, как графика, текст, видео, фотография, движущиеся образы (анимация), звуковые эффекты, высококачественное звуковое сопровождение.




Мультимедиа-компьютер — это компьютер, снабженный аппаратными и программными средствами, реализующими технологию мультимедиа.

Области применения мультимедиа

  • Обучение с использованием компьютерных технологий (Специальными исследованиями установлено, что из услышанного в памяти остается только четверть, из увиденного — треть, при комбинированном воздействии зрения и слуха — 50%, а если вовлечь учащегося в активные действия в процессе изучения при помощи мультимедийных приложений — 75% [46].

  • ^ Информационная и рекламная служба.

  • Развлечения, игры, системы виртуальной реальности.

Технологию мультимедиа составляют две основные компоненты — аппаратная и программная.

Аппаратные средства мультимедиа

  • Основные — компьютер с высокопроизводительным процессором, оперативной памятью 64 — 512 Мбайт, винчестерским накопителем ёмкостью 40 — 100 Гбайт и выше, накопителем на гибких магнитных дисках, манипуляторами, мультимедиа-монитором со встроенными стереодинамиками и видеоадаптером SVGA.

  • Специальные — приводы CD-ROM; TV-тюнеры и фрейм-грабберы; графические акселераторы (ускорители), в том числе, для поддержки трёхмерной графики; платы видеовоспроизведения; устройства для ввода видеопоследовательностей; звуковые платы с установленными микшерами и музыкальными синтезаторами, воспроизводящими звучание реальных музыкальных инструментов; акустические системы с наушниками или динамиками и др.

Программные средства мультимедиа

  • Мультимедийные приложения — энциклопедии, интерактивные курсы обучения по всевозможным предметам, игры и развлечения, работа с Интернет, тренажёры, средства торговой рекламы, электронные презентации, информационные киоски, установленные в общественных местах и предоставляющие различную информацию, и др.

  • ^ Cредства создания мультимедийных приложений — редакторы видеоизображений; профессиональные графические редакторы; средства для записи, создания и редактирования звуковой информации, позволяющие подготавливать звуковые файлы для включения в программы, изменять амплитуду сигнала, наложить или убрать фон, вырезать или вставить блоки данных на каком-то временном отрезке; программы для манипуляции с сегментами изображений, изменения цвета, палитры; программы для реализации гипертекстов и др.

Технологии мультимедиа

  • Телевизионный приём — вывод телевизионных сигналов на монитор компьютера на фоне работы других программ.

  • Видеозахват — "захват" и "заморозка" в цифровом виде отдельных видеокадров.

  • Анимация — воспроизведение последовательности картинок, создающее впечатление движущегося изображения.

  • Звуковые эффекты — сохранение в цифровом виде звучания музыкальных инструментов, звуков природы или музыкальных фрагментов, созданных на компьютере, либо записаных и оцифрованых.

  • Трёхмерная (3D) графика — графика, создаваемая с помощью изображений, имеющих не только длину и ширину, но и глубину.

  • Музыка MIDI (Musical Instrument Digital Interface, цифровой интерфейс музыкальных инструментов) — стандарт, позволяющий подсоединять к компьютеру цифровые музыкальные инструменты, используемые при сочинении и записи музыки.

  • ^ Виртуальная реальность (Virtual Reality, VR). Слово "виртуальный" означает "действующий и проявляющий себя как настоящий".

Виртуальная реальность — это высокоразвитая форма компьютерного моделирования, которая позволяет пользователю погрузиться в модельный мир и непосредственно действовать в нём. Зрительные, слуховые, осязательные и моторные ощущения пользователя при этом заменяются их имитацией, генерируемой компьютером.

Признаки устройств виртуальной реальности: моделирование в реальном масштабе времени; имитация окружающей обстановки с высокой степенью реализма; возможность воздействовать на окружающую обстановку и иметь при этом обратную связь.

^ Пример использования виртуальной реальности: архитектурно-строительная компания использует программное обеспечение, позволяющее заказчикам "посетить" виртуальный образ будущего архитектурного сооружения задолго до того, как будет начато строительство.
Мультимедиа (англ. multimedia, от лат. multum — много и media, medium — средоточие, средства) — комплекс аппаратных и программных средств, позволяющих пользователю работать в интерактивном режиме с разнородными данными (графикой, текстом, звуком, видео и др.), организованными в виде единой информационной среды.

Данные мультимедиа могут включать в себя самые разнообразные формы естественной информации и могут обеспечивать возможность произвольного интерактивного доступа к их элементам. Поскольку информация представлена в различных формах, мультимедиа увеличивает пользовательский опыт и позволяет быстрее усваивать информацию.

Мультимедиа находит различное применение, включая образование, медицину, производство, науку, искусство и развлечения.

В образовании, мультимедиа используется в учебных курсах, базирующихся на информационных технологиях (медиаобразование).

В производстве, особенно в механической и автомобильной промышленности, мультимедиа, прежде всего, используется на стадии проектирования. Это позволяет, например, инженеру рассматривать изделие в различных перспективах, производить другие манипуляции, прежде, чем приступать к производству (автоматизированное проектирование).

В медицине мультимедиа применяется в процессе обучения хирургов (виртуальная хирургия). В науке мультимедиа главным образом используется для моделирования различных процессов. Например, ученый может средствами мультимедиа создать молекулярную модель специфического вещества и управлять ей с целью достижения нового качества.

В искусстве наиболее яркими примерами мультимедиа являются специальные эффекты в кино, компьютерная мультипликация и трехмерная графика. Особого следует отметить «мультимедиа-художников», умы которых в состоянии смешать различные методики, используя различные формы представления информации, которые, к тому же, могут включать в себя способы взаимодействия со средством просмотра. Примером может служить творчество Питера Гринуэя (Питер Гринуэй), который сочетает в своих работах кино с оперой и другими видами искусства и формами представления информации.

В области развлечений ярким примером мультимедиа являются компьютерные игры. Это приложения мультимедиа, которые позволяют пользователям активно участвовать в их работе, вместо того, чтобы быть только пассивными получателями информации. Такую форму мультимедиа еще называют диалоговой мультимедиа. В среде мультимедиа активно используются такие приборы ввода информации, как джойстики и датчики различных конструкций, в качестве устройства вывода — акустические системы (наушники), видеомониторы. Различные компоненты мультимедиа могут объединяться в общий комплекс, называемый виртуальным миром. Он представляет собой среду, которая воспринимается пользователем подобно действительности. Эта методика используется в некоторых играх, а также тренажерах полета для обучения пилотов.

^ 38. Області застосування мультимедіа.

Мультимедіа — це інтерактивні системи, що забезпечують роботу з нерухомими зображеннями і рухомим відео, анімованою комп’ютерною графікою і текстом, мовою і високоякісним звуком.

Мультимедіа надає користувачеві приголомшливі можливості в створенні фантастичного світу (віртуальній реальності), інтерактивного спілкування з цим світом, коли користувач виступає не в ролі стороннього пасивного споглядача, а бере активну участь в подіях, що розгортаються там; причому спілкування відбувається на звичній для користувача мові, в першу чергу, на мові звукових і відеообразів

Можливості технології мультимедіа безмежні. У бізнес-додатках мультимедіа в основному застосовуються для навчання і проведення презентацій. Завдяки наявності зворотного зв'язку і живому середовищу спілкування, системи навчання на базі мультимедіа володіють приголомшливою ефективністю і істотно підвищують мотивацію навчання. Вже давно з'явилися програми, які навчають користувача іноземним мовам, які в інтерактивній формі пропонують користувачеві пройти декілька уроків, від вивчення фонетики і алфавіту до поповнення словникового запасу і написання диктанту. Завдяки вбудованій системі розпізнавання мови, здійснюється контроль вимови людини, що навчається. Мабуть, найголовніша особливість таких повчальних програм – їх ненав'язливість, адже користувач сам визначає місце, час і тривалість заняття.

Поява систем мультимедіа, безумовно, проводить революційні зміни в таких областях, як освіта (від дитячого до літнього віку і від вузівських аудиторій до домашніх умов), комп’ютерний тренінг, в багатьох сферах професійної діяльності науки, мистецтва, в комп’ютерних іграх і т.д. Мультимедіа продукти успішно використовуються в різних інформаційних, демонстраційних і рекламних ціля; впровадження мультимедіа в телекомунікації стимулювало бурхливе зростання нових застосувань.

^

39. Критерії класифікації комп'ютерів.


Номенклатура видів комп'ютерів на сьогодні величезна: машини розрізняються за призначенням, потужністю, розмірами, елементною базою і т.д. Тому класифікують ЕОМ за різними ознаками. Слід зауважити, що будь-яка класифікація є певною мірою умовна, оскільки розвиток комп'ютерної науки і техніки настільки стрімкий, що, наприклад, сьогоднішня мікро-ЕОМ не поступається за потужністю міні-ЕОМ п'ятирічної давності і навіть суперкомп'ютерам віддаленішого минулого. Крім того, зарахування комп'ютерів до певного класу досить умовне як через нечіткість розмежування груп, так і в наслідок впровадження в практику замовного складання комп'юерів, коли номенклатуру вузлів і конкретні моделі їх адаптують до вимог замовника. Розглянемо найбільш поширені критерії класифікації комп'ютерів.
^

Класифікація за призначенням


  • великі електронно-обчислювальні машини (ЕОМ);

  • міні ЕОМ;

  • мікро ЕОМ;

  • персональні комп'ютери.
^

Великі ЕОМ (Main Frame)


Застосовують для обслуговування великих галузей народного господарства. Вони характеризуються 64-розрядними паралельно працюючими процесорами (кількість яких досягає до 100), інтегральною швидкодією до десятків мільярдів операцій за секунду, багатокористувацьким режимом роботи. Домінуюче положення у випуску комп'ютерів такого класу займає фірма IBM (США). Найбільш відомими моделями супер-ЕОМ є: IBM 360, IBM 370, IBM ES/9000.

На базі великих ЕОМ створюють обчислювальний центр, що містить декілька відділів або груп (структура якого зображена на рис. 2). Штат обслуговування - десятки людей.

^ Центральний процесор - основний блок ЕОМ, у якому відбувається обробка даних і обчислення результатів. Уявляє собою декілька системних блоків в окремій кімнаті, де підтримується постійна температура та вологість повітря.

Міні ЕОМ


Подібна до великих ЕОМ, але менших розмірів. Використовують у великих підприємствах, наукових закладах і установах. Часто використовують для керування виробничими процесами. Характеризуються мультипроцесорною архітектурою, підключенням до 200 терміналів, дисковими запам'ятовуючими пристроями, що нарощуються до сотень гігабайт, розгалуженою периферією. Для організації роботи з мініЕОМ, потрібен обчислювальний центр, але менший ніж для великих ЕОМ.

МікроЕОМ


Доступні багатьом установам. Для обслуговування достатньо обчислювальної лабораторії у складі декількох чоловік, з наявністю прикладних програмістів. Необхідні системні програми купуються разом з мікроЕОМ, розробку прикладних програм замовляють у великих обчислювальних центрах або спеціалізованих організаціях.

Програмісти обчислювальної лабораторії займаються втіленням придбаного або замовленого програмного забезпечення, виконують його налаштування і узгоджують його роботу з іншими програмами та пристроями комп'ютера. Можуть вносити зміни в окремі фрагменти програмного та системного забезпечення.
^

Персональні комп'ютери


Бурхливий розвиток набули в останні 20 років. Персональний комп'ютер (ПК) призначений для обслуговування одного робочого місця і спроможний задовольнити потреби малих підприємств та окремих осіб. З появою Інтернету популярність зросла значно вище, оскільки за допомогою персонального комп'ютера можна користуватись науковою, довідковою, учбовою та розважальною інформацією.

Персональні комп'ютери умовно можна поділити на професійні та побутові, але в зв'язку із здешевленням апаратної частини, межі між нами розмиваються. З 1999 року задіяний міжнародний сертифікаційний стандарт - специфікація РС99:

  • масовий персональний комп'ютер (Consumer PC)

  • діловий персональний комп'ютер (Office PC)

  • портативний персональний комп'ютер (Mobile PC)

  • робоча станція (WorkStation)

  • розважальний персональний комп'ютер (Entertaiment PC)

Більшість персональних комп'ютерів на ринку підпадають до категорії масових ПК. Ділові ПК - мають мінімум засобів відтворення графіки та звуку. Портативні ПК відрізняються наявністю засобів з'єднання віддаленого доступу (комп'ютерний зв'язок). Робочі станції - збільшені вимоги до пристроїв збереження даних. Розважальні ПК - основний акцент до засобів відтворення графіки та звуку.
^

Класифікація по рівню спеціалізації


  • універсальні; спеціалізовані.

На базі універсальних ПК можна створити будь-яку конфігурацію для роботи з графікою, текстом, музикою, відео тощо. Спеціалізовані ПК створені для рішення конкретних задач, зокрема, бортові комп'ютери у літаках та автомобілях. Спеціалізовані мініЕОМ для роботи з графікою (кіно- відеофільми, реклама) називаються графічними станціями. Спеціалізовані комп'ютери, що об'єднують комп'ютери у єдину мережу, називаються файловими серверами. Комп'ютери, що забезпечують передачу інформації через Інтернет, називаються мережними серверами.
^

Класифікація за розміром


  • настільні (desktop);

  • портативні (notebook);

  • кишенькові (palmtop).

Найбільш поширеними є настільні ПК, які дають змогу легко змінювати конфігурацію. Портативні зручні для користування, мають засоби комп'ютерного зв'язку. Кишенькові моделі можна назвати 'інтелектуальними' записниками, дозволяють зберігати оперативні дані і отримувати швидкий доступ.
^

Класифікація за сумісністю


Існує безліч видів і типів комп'ютерів, що збираються з деталей, які виготовлені різними виробниками. Важливим є сумісність забезпечення комп'ютера:

  • апаратна сумісність (платформа IBM PC та Apple Macintosh)

  • сумісність на рівні операційної системи;

  • програмна сумісність;

  • сумісність на рівні даних.

  • ^ 40. Класифікація комп’ютерів за поколіннями.

Історія виникнення обчислювальної техніки

1 передумова: необхідність збільшувати швидкість обчислення (абак, рахівниця, логарифмічна лінійка, архівна машина Паска ля, арифмометр)

Друга передумова—машини та механізми які використовували принцип програмування(шарманка, музична шкатулка, механізм ткацький, станок Джак кара, машинка для перепису населення Холлєріта)

Третя передумова—наукові відкриття, які з годом були використані при побудові комп’ютерів(Аналітична статика Чарльза Бебіджа, алгебра Буля(тільки 2 цифри о; 1), кібернетика)

1943 р. В США створили машину МАРК-1

1941 р. В Німеччині створили машину Z-3

1946р. В США створили Еніак на радіолампах

1949р. МЕСМ малая електронно-счетная машинка, створена у Києві Лебедєвим

1951р. БЕСМ бістрая електронно-счетная машинка, створена в Москві

Покоління ЕОМ

1) Лампові(50-ті роки, 20000 операцій в секунду, машини були великі)

2)Напівпровідникові(кінець 50-х—початок 60-х. років, 100000 операцій в секунду

3) Інтегральні мікросхеми

4) Мікропроцесори(80-ті роки)

5) Штучний інтелект

^ 41. Стаціонарні та портативні комп’ютери.

Використання ноутбука суттєво полегшує життя ділової людини. У своєму нинішньому вигляді ноутбук далеко пішов від записної книжки, навіть якщо розглядати її електронний варіант. За деякими функціями він уже перевершує стаціонарний комп'ютер, хоча, як і раніше, продовжує обходити його утричі за ціною.

Кількість запропонованих брендів зростає з кожним кварталом, але основними лідерами залишаються Toshiba, HP-Compaq, IBM, Sony, Asus і Fujitsu. Усі разом, як запевняють маркетологи, вони займають близько 80% ринку. На частку місцевого виробника залишається сегмент розміром у 7-9%.

Якщо говорити про співвідношення обсягів реалізації ноутбуків до традиційних ПК, то картина тут така. У цілому вітчизняний комп'ютерний ринок із продажів більш аніж на 90% складається зі стаціонарних апаратів (без серверів). Частка ноутбуків складає 5%, серверів - 4%.

До моделей бізнесу-класу пред'являються підвищені вимоги щодо надійності роботи. Гарантія на них, як правило, не менше трьох років. Такі "нотатники" максимально напхані комунікаційними пристроями та розніманнями, використовують всі останні технології.

Головним достоїнством портативного комп'ютера є можливість створення мобільного міні-офісу. Мобільний офіс - це ноутбук, портативний принтер, сканер і, природно, мобільний телефон. Завдання, що стоять перед ним: створення документів "на ходу", робота з базами даних, прийом-відправлення електронної пошти, робота в Інтернеті, можливість моментального відправлення платежів і відстежування стану банківського рахунку.

При цьому радіодоступ в Інтернет забезпечується завдяки технології Wi-Fi. На Заході є громадські портали, і кожен користувач, який має свій ноутбук із Wi-Fi, може виходити в Інтернет із різних місць, коли з'являється в цьому необхідність. Бездротове з'єднання пристроїв мобільного офісу між собою по радіоканалу забезпечується за допомогою технології BlueTooth.

Українські оператори мобільного зв'язку вже пропонують послуги технології GPRS (General Packet Radio Service - послуга пакетної радіопередачі даних), що забезпечує високу швидкість передачі даних при з'єднанні ноутбука з мобільним телефоном, який підтримує дану технологію. Обмін даних на швидкості 9600 б/с, який досі пропонується операторами при звичайному виході в Інтернет, - учорашній день. Kyivstar надає GPRS усім контрактним абонентам, а UMC уже рік пропонує її лише в тестовому режимі для корпоративних клієнтів. Таке підключення різниться від традиційного мобільного виходу в Інтернет насамперед підходом до оплати: замість щохвилинної оплати здійснюється плата за трафік, тобто за кількість "прокачаної" інформації в мегабайтах. Хоча швидкість поки залишає бажати кращого. У Києві - усього 33,6 кбіт/с за максимально можливої 107 кбіт/с.

Портативний варіант комп'ютеризованого робочого місця також може використовуватися для проведення презентацій, настроювання обладнання тощо у польових умовах, тобто поза офісом. Причому, окрім основного периферійного обладнання, до ноутбука можна без проблем підключати інші пристрої: клавіатури, мишки, приводи пишучі й звичайні, зовнішні додаткові монітори, мультимедійні проектори. Ще ширші можливості у використанні, якщо виробник уже додав у ноутбук і мультимедійні порти. Це можуть бути рознімання Security Digital, Multimedia Card, рознімання для зчитування флеш-карт, що використовуються в цифрових відеокамерах, фотоапаратах, диктофонах, плеєрах. За бажанням замовника ноутбуки можуть комплектуватися і з'єднанням для переносу відеозаписів із цифрових відеокамер, а також швидкісними з'єднаннями USB 2.0.


42. Мікрокомп’ютери.

На основі великих і надвеликих інтегральних мікросхем були створені процесори – спрощений варіант великих ЕОМ і мінікомп’ютерів. Через малі розміри й обмежені можливості ці процесори назвали мікропроцесорами. Комп’ютери з використанням мікропроцесорів, що мають невеликі розміри й обмежені можливості, були названі мікрокомп’ютерами.

Малі розміри мікропроцесорів, їх низька вартість і висока надійність дозволяють створювати на їх основі не тільки мікрокомп’ютери, але й різноманітні керувальні пристрої, що вбудовуються безпосередньо в машини, прилади, устаткування і технологічні процеси, зокрема в окремі компоненти комп’ютера.

За розрядністю, швидкодією і набором команд мікропроцесори наближаються, а інколи і перевищують процесори великих ЕОМ та мінікомп’ютерів. Згодом вони мали такі самі можливості, що й процесори цих класів комп’ютерів. Швидкість обміну із зовнішніми пристроями і максимально допустима кількість підключених зовнішніх пристроїв різко збільшилися завдяки використанню нових стандартів на системні шини та інтерфейси із зовнішніми пристроями.

Це привело до появи нового типу мікрокомп’ютерів, що зайняли місце великих ЕОМ і мінікомп’ютерів. Їх назвали серверами, оскільки вони мали обслуговувати велику кількість користувачів у комп’ютерних мережах. Інші мікрокомп’ютери були названі персональними комп’ютерами, оскільки за одним таким ПК, на відміну від великих ЕОМ і мінікомп’ютерів, одночасно може працювати тільки один користувач(хоча сучасні програмні засоби дозволяють забезпечити багатокористувацький режим роботи, а апаратні засоби сучасних мікрокомп’ютерів, а також швидкодія процесора і портів введення – виведення – підключати до комп’ютера додатні термінали.
^ 43. Схеми числення.

Систе́ма счисле́ния — способ записи чисел с помощью набора специальных знаков, называемых цифрами. Системы счисления подразделяются на позиционные и непозиционные.

В позиционных системах счисления величина, обозначаемая цифрой в записи числа, зависит от её положения в числе (позиции). Количество используемых цифр называется основанием системы счисления.

Позиционная система счисления обладает рядом важных свойств:

  1. Основание системы счисления в ней самой всегда записывается как 10; например, в двоичной системе счисления 10 означает число 2.

  2. Для записи числа x в b-ричной системе счисления требуется [logb(x)] + 1 цифр, где целая часть числа.

  3. Сравнение чисел. Сравним числа 321 и 312. Для этого слева направо сравниваем цифры, стоящия на одних и тех же позициях: 3 = 3 — результат сравнения чисел не определён; 2 > 1 — первое число больше независимо от оставшихся цифр.

  4. Сложение чисел. Сложим 321 и 312. Для этого справа налево складываем отдельные цифры:

3 + 3 = 6

2 + 1 = 3

1 + 2 = 3, итого 633.

Таким же образом можно сложить числа произвольной длины.

В непозиционных системах счисления величина, которую обозначает цифра, не зависит от положения в числе. При этом система может накладывать ограничения на положение цифр, например, чтобы они были расположены в порядке убывания.
^

[править] Римская система счисления


Каноническим примером фактически непозиционной системы счисления является римская, в которой в качестве цифр используются латинские буквы:
I, обозначает 1,
V — 5,
X — 10,
L — 50,
C — 100,
D — 500,
M — 1000

Например, II = 1 + 1 = 2
здесь символ I обозначает 1 независимо от места в числе.

На самом деле, римская система не является полностью непозиционной, так как меньшая цифра, идущая перед большей, вычитается из неё, например:

IV = 4, в то время как:
VI = 6
^ 44. Форми представлення чисел в комп’ютерах.

Целые числа могут представляться в компьютере со знаком или без знака.

Целые числа без знака

Обычно  занимают  в  памяти  компьютера  один  или  два  байта.     В  однобайтовом  формате  принимают  значения  от  000000002   до   111111112.     В двубайтовом формате — от  00000000 000000002   до   11111111 111111112.
 

^ Диапазоны значений целых чисел без знака


Формат числа в байтах 

Диапазон 

Запись с порядком

Обычная запись

1

0 ... 28–1

0 ... 255

2

0 ... 216–1

0 ... 65535

Примеры:

а) число 7210 = 10010002 в однобайтовом формате:



б) это же число в двубайтовом формате:



в) число 65535 в двубайтовом формате:


 
 

^ Целые числа со знаком

Обычно занимают в памяти компьютера один, два или четыре байта, при этом самый левый (старший) разряд содержит информацию о знаке числа.
 

^ Диапазоны значений целых чисел со знаком


Формат числа в байтах

Диапазон

Запись с порядком

Обычная запись

1

–27 ... 27–1 

–128 ... 127 

2

–215 ... 215–1 

–32768 ... 32767

4

–231 ... 231–1 

–2147483648 ... 2147483647

Рассмотрим особенности записи целых чисел со знаком на примере однобайтового формата, при котором для знака отводится один разряд, а для цифр абсолютной величины – семь разрядов.

В компьютерной технике применяются три формы записи (кодирования) целых чисел со знаком: 
прямой код,   обратный код,   дополнительный код.


Последние две формы применяются особенно широко, так как позволяют упростить конструкцию арифметико-логического устройства компьютера путем замены разнообразных арифметических операций операцией cложения.

^ Положительные числа в прямом, обратном и дополнительном кодах изображаются одинаково  —  двоичными кодами с цифрой 0 в знаковом разряде. Например:
 



^ Отрицательные числа в прямом, обратном и дополнительном кодах имеют разное изображение.

1. Прямой код. В знаковый разряд помещается цифра 1, а в разряды цифровой части числа — двоичный код его абсолютной величины. Например:
 



2. Обратный код. Получается инвертированием всех цифр двоичного кода абсолютной величины числа, включая разряд знака: нули заменяются единицами, а единицы — нулями. Например:
 



3. ^ Дополнительный код. Получается образованием обратного кода с последующим прибавлением единицы к его младшему разряду. Например:
 



Обычно отрицательные десятичные числа при вводе в машину автоматически преобразуются в обратный или дополнительный двоичный код и в таком виде хранятся, перемещаются и участвуют в операциях. При выводе таких чисел из машины происходит обратное преобразование в отрицательные десятичные числа.
^ 45. Алгебра логіки. Логічні формули

Алгебра логики. Логические формулы


Алгебра логики — это раздел математики, изучающий высказывания, рассматриваемые со стороны их логических значений (истинности или ложности) и логических операций над ними.

Алгебра логики возникла в середине ХIХ века в трудах английского математика ^ Джорджа Буля. Ее создание представляло собой попытку решать традиционные логические задачи алгебраическими методами.

Что же такое логическое высказывание?

Логическое высказывание — это любoе повествовательное пpедлoжение, в oтнoшении кoтopoгo мoжно oднoзначнo сказать, истиннo oнo или лoжнo.


     

Так, например, предложение "^ 6 — четное число" следует считать высказыванием, так как оно истинное. Предложение "Рим — столица Франции" тоже высказывание, так как оно ложное.

Разумеется, не всякое предложение является логическим высказыванием. Высказываниями не являются, например, предложения "ученик десятого класса" и "информатика — интересный предмет". Первое предложение ничего не утверждает об ученике, а второе использует слишком неопределённое понятие "интересный предмет". Вопросительные и восклицательные предложения также не являются высказываниями, поскольку говорить об их истинности или ложности не имеет смысла.

Предложения типа "в городе A более миллиона жителей", "у него голубые глаза" не являются высказываниями, так как для выяснения их истинности или ложности нужны дополнительные сведения: о каком конкретно городе или человеке идет речь. Такие предложения называются высказывательными формами.

Высказывательная форма — это повествовательное предложение, которое прямо или косвенно содержит хотя бы одну переменную и становится высказыванием, когда все переменные замещаются своими значениями.

Алгебра логики рассматривает любое высказывание только с одной точки зрения — является ли оно истинным или ложным. Заметим, что зачастую трудно установить истинность высказывания. Так, например, высказывание "площадь поверхности Индийского океана равна 75 млн кв. км" в одной ситуации можно посчитать ложным, а в другой — истинным. Ложным — так как указанное значение неточное и вообще не является постоянным. Истинным — если рассматривать его как некоторое приближение, приемлемое на практике.

Употребляемые в обычной речи слова и словосочетания "не",   "и",   "или",  "если... , то",   "тогда и только тогда" и другие позволяют из уже заданных высказываний строить новые высказывания. Такие слова и словосочетания называются   логическими связками.

Bысказывания, образованные из других высказываний с помощью логических связок, называются   составными. Высказывания, не являющиеся составными, называются   элементарными.

Так, например, из элементарных высказываний "^ Петров — врач", "Петров — шахматист" при помощи связки "и" можно получить составное высказывание "Петров — врач и шахматист", понимаемое как "Петров — врач, хорошо играющий в шахматы".

При помощи связки "или" из этих же высказываний можно получить составное высказывание "Петров — врач или шахматист", понимаемое в алгебре логики как "Петров или врач, или шахматист, или и врач и шахматист одновременно".

Истинность или ложность получаемых таким образом составных высказываний зависит от истинности или ложности элементарных высказываний.

^ Чтобы обращаться к логическим высказываниям, им назначают имена. Пусть через А обозначено высказывание "Тимур поедет летом на море", а через В — высказывание "Тимур летом отправится в горы". Тогда составное высказывание   "Тимур летом побывает и на море,  и в горах"   можно кратко записать как     А и В.  Здесь   "и"  — логическая связка,   А,   В   — логические переменные, которые мoгут принимать только два значения —   "истина"   или   "ложь",  обозначаемые, соответственно,   "1"  и   "0".

Каждая логическая связка рассматривается как операция над логическими высказываниями и имеет свое название и обозначение:

НЕ    Операция, выражаемая словом "не", называется отрицанием и обозначается чертой над высказыванием (или знаком ).   Высказывание истинно, когда A ложно, и ложно, когда A истинно.   Пример. "^ Луна — спутник Земли" (А); "Луна — не спутник Земли" ().

И    Операция, выражаемая связкой "и", называется конъюнкцией (лат. conjunctio — соединение) или логическим умножением и обозначается точкой " . " (может также обозначаться знаками или &). Высказывание А . В истинно тогда и только тогда, когда оба высказывания А и В истинны. Например, высказывание   "10 делится на 2 и 5 больше 3"   истинно, а высказывания     "10 делится на 2 и 5 не больше 3",     "10 не делится на 2 и 5 больше 3",     "10 не делится на 2 и 5 не больше 3"     —   ложны.

ИЛИ    Операция, выражаемая связкой "или" (в неисключающем смысле этого слова), называется дизъюнкцией (лат. disjunctio — разделение) или логическим сложением и обозначается знаком v (или плюсом). Высказывание А v В ложно тогда и только тогда, когда оба высказывания А и В ложны.   Например, высказывание   "10 не делится на 2 или 5 не больше 3"   ложно,     а высказывания "10 делится на 2 или 5 больше 3",   "10 делится на 2 или 5 не больше 3",   "10 не делится на 2 или 5 больше 3"     —   истинны.

ЕСЛИ-ТО   Операция, выражаемая связками   "если ..., то",  "из ... следует",  "... влечет ...",  называется импликацией (лат. implico — тесно связаны) и обозначается знаком . Высказывание   ложно тогда и только тогда, когда  ^ А  истинно,  а  В  ложно.

Каким же образом импликация связывает два элементарных высказывания? Покажем это на примере высказываний: "данный четырёхугольник — квадрат" (А) и "около данного четырёхугольника можно описать окружность" (В). Рассмотрим составное высказывание  , понимаемое как "если данный четырёхугольник квадрат, то около него можно описать окружность". Есть три варианта, когда высказывание   истинно:

  1. А истинно и В истинно, то есть данный четырёхугольник квадрат, и около него можно описать окружность;

  2. А ложно и В истинно, то есть данный четырёхугольник не является квадратом, но около него можно описать окружность (разумеется, это справедливо не для всякого четырёхугольника);

  3. A ложно и B ложно, то есть данный четырёхугольник не является квадратом, и около него нельзя описать окружность.

^ Ложен только один вариант, когда А истинно, а В ложно, то есть данный четырёхугольник является квадратом, но около него нельзя описать окружность.

В обычной речи связка   "если ..., то" описывает причинно-следственную связь между высказываниями. Но в логических операциях смысл высказываний не учитывается. Рассматривается только их истинность или ложность. Поэтому не надо смущаться "бессмысленностью" импликаций, образованных высказываниями, совершенно не связанными по содержанию.   Например, такими: "если президент США — демократ, то в Африке водятся жирафы",   "если арбуз — ягода, то в бензоколонке есть бензин".

^ РАВНОСИЛЬНО   Операция, выражаемая связками "тогда и только тогда", "необходимо и достаточно", "... равносильно ...", называется эквиваленцией или двойной импликацией и обозначается знаком    или  .   Высказывание истинно тогда и только тогда, когда значения А и В совпадают.       Например, высказывания     "24 делится на 6 тогда и только тогда, когда 24 делится на 3",    "23 делится на 6 тогда и только тогда, когда 23 делится на 3"   истинны,   а высказывания   "24 делится на 6 тогда и только тогда, когда 24 делится на 5",   "21 делится на 6 тогда и только тогда, когда 21 делится на 3"   ложны.

Высказывания А и В, образующие составное высказывание , могут быть совершенно не связаны по содержанию, например:     "три больше двух" (А),     "пингвины живут в Антарктиде" (В). Отрицаниями этих высказываний являются высказывания   "три не больше двух" (),   "пингвины не живут в Антарктиде" ().   Образованные из высказываний А и В составные высказывания A B     и       истинны, а высказывания   A   и    B — ложны.
 

Итак, нами рассмотрены пять логических операций: отрицание, конъюнкция, дизъюнкция, импликация и эквиваленция.

Импликацию можно выразить через  дизъюнкцию  и  отрицание:

А В = v В.
 


Эквиваленцию можно выразить через отрицание, дизъюнкцию и конъюнкцию:

А В = (v В) . (v А).

Таким образом, операций отрицания, дизъюнкции и конъюнкции достаточно, чтобы описывать и обрабатывать логические высказывания.

Порядок выполнения логических операций задается круглыми скобками. Но для уменьшения числа скобок договорились считать, что сначала выполняется операция отрицания ("не"), затем конъюнкция ("и"), после конъюнкции — дизъюнкция ("или") и в последнюю очередь — импликация

^ С помощью логических переменных и символов логических операций любое высказывание можно формализовать, то есть заменить логической формулой.

Определение логической формулы:

  1. Всякая логическая переменная и символы "истина" ("1") и "ложь" ("0") — формулы.

  2. Если  А и В — формулы,   то   ,   А . В ,   А v В ,   А B ,   А В   —  формулы.

  3. Никаких других формул в алгебре логики нет.

В п. 1 определены элементарные формулы; в п. 2 даны правила образования из любых данных формул новых формул.

В качестве примера рассмотрим высказывание "если я куплю яблоки или абрикосы, то приготовлю фруктовый пирог". Это высказывание формализуется в виде (A v B) C. Такая же формула соответствует высказыванию   "если Игорь знает английский или японский язык, то он получит место переводчика".

Как показывает анализ формулы (A v B) C, при определённых сочетаниях значений переменных A, B и C она принимает значение "истина", а при некоторых других сочетаниях — значение "ложь" (разберите самостоятельно эти случаи). Такие формулы называются выполнимыми.

Некоторые формулы принимают значение "истина" при любых значениях истинности входящих в них переменных. Таковой будет, например, формула А v , соответствующая высказыванию "Этот треугольник прямоугольный или косоугольный". Эта формула истинна и тогда, когда треугольник прямоугольный, и тогда, когда треугольник не прямоугольный. Такие формулы называются тождественно истинными формулами или тавтологиями. Высказывания, которые формализуются тавтологиями, называются логически истинными высказываниями.

В качестве другого примера рассмотрим формулу А . , которой соответствует, например, высказывание "Катя самая высокая девочка в классе, и в классе есть девочки выше Кати". Очевидно, что эта формула ложна, так как либо А, либо обязательно ложно. Такие формулы называются тождественно ложными формулами или противоречиями. Высказывания, которые формализуются противоречиями, называются логически ложными высказываниями.

Если две формулы А и В одновременно, то есть при одинаковых наборах значений входящих в них переменных, принимают одинаковые значения, то они называются равносильными.

Равносильность двух формул алгебры логики обозначается символом "=" или символом "" Замена формулы другой, ей равносильной, называется равносильным преобразованием данной формулы.

^ 46. Зв'язок між алгеброю логіки і двійковим кодуванням.

Математический аппарат алгебры логики очень удобен для описания того, как функционируют аппаратные средства компьютера, поскольку основной системой счисления в компьютере является двоичная, в которой используются цифры 1 и 0, а значений логических переменных тоже два: “1” и “0”.

Из этого следует два вывода:

  1. одни и те же устройства компьютера могут применяться для обработки и хранения как числовой информации, представленной в двоичной системе счисления, так и логических переменных;

  2. на этапе конструирования аппаратных средств алгебра логики позволяет значительно упростить логические функции, описывающие функционирование схем компьютера, и, следовательно, уменьшить число элементарных логических элементов, из десятков тысяч которых состоят основные узлы компьютера.


^ 47. Логічні елементи І, АБО, НІ. Розв’язання логічних задач.

frame1Логическими элементами компьютеров являются электронные схемы И, ИЛИ, НЕ, И—НЕ, ИЛИ—НЕ и другие (называемые также вентилями), а также триггер.

С помощью этих схем можно реализовать любую логическую функцию, описывающую работу устройств компьютера. Обычно у вентилей бывает от двух до восьми входов и один или два выхода.

Чтобы представить два логических состояния — “1” и “0” в вентилях, соответствующие им входные и выходные сигналы имеют один из двух установленных уровней напряжения. Например, +5 вольт и 0 вольт.

Высокий уровень обычно соответствует значению “истина” (“1”), а низкий — значению “ложь” (“0”).

Каждый логический элемент имеет свое условное обозначение, которое выражает его логическую функцию, но не указывает на то, какая именно электронная схема в нем реализована. Это упрощает запись и понимание сложных логических схем.

Работу логических элементов описывают с помощью таблиц истинности.

frame2
^

С х е м а   И


Схема И реализует конъюнкцию двух или более логических значений. Условное обозначение на структурных схемах схемы И с двумя входами представлено на рис. 5.1.


 
                  Рис. 5.1

^ Таблица истинности схемы И

frame3Единица на выходе схемы И будет тогда и только тогда, когда на всех входах будут единицы. Когда хотя бы на одном входе будет ноль, на выходе также будет ноль.

Связь между выходом  z  этой схемы и входами  x  и  y  описывается соотношением:   z = x . y
(читается как "x и y"). Операция конъюнкции на структурных схемах обозначается знаком  "&"  (читается как "амперсэнд"),  являющимся сокращенной записью английского слова  and.
 
^

С х е м а   ИЛИ


Схема  ИЛИ  реализует дизъюнкцию двух или более логических значений. Когда хотя бы на одном входе схемы  ИЛИ  будет единица, на её выходе также будет единица.

Условное обозначение на структурных схемах схемы ^ ИЛИ с двумя входами представлено на рис. 5.2.   Знак "1" на схеме — от устаревшего обозначения дизъюнкции как   ">=1"  (т.е. значение дизъюнкции равно единице, если сумма значений операндов больше или равна 1).    Связь между выходом  z  этой схемы и входами  x  и  y   описывается соотношением:  z = x v y  (читается как "x или y").


 
                  Рис. 5.2

Таблица истинности схемы ИЛИ

frame4
 
^

С х е м а   НЕ


Схема   НЕ  (инвертор) реализует операцию отрицания.  Связь между входом   x этой схемы и выходом  z  можно записать соотношением   z =, где читается как "не x" или "инверсия х".

Если на входе схемы  0,  то на выходе  1.  Когда на входе  1,  на выходе  0.  Условное обозначение на структурных схемах инвертора — на рисунке 5.3


 
                  Рис. 5.3

^ Таблица истинности схемы НЕ

frame5Приклад (n — ціле число, (х,у) — координати точки площини):

frame6
^

48. Поняття програмного забезпечення. Класифікація програмного забезпечення.


Програмне забезпечення (ПЗ) (software) - Загальне поняття, що вказує на набір кодованих інструкцій (програма) для керування процесором (CPU) комп'ютера. Процесор CPU комп'ютера зчитує такі кодовані інструкції та виконує їх. Виконання програмного забезпечення комп'ютером полягає у маніпулюванні інформацією та керуванні апаратними компонентами комп'ютера. Наприклад, типовим для персональних комп'ютерів є відображення інформації на екран та прийом її з клавіатури.

Програмне забезпечення (software) та апаратне забезпечення (hardware) є дві комплементарні компоненти комп'ютера, причому границя між ними не є чіткою, бо деякі фрагменти програмного забезпечення на практиці реалізуються суто апаратурою мікросхем комп'ютера, а програмне забезпечення, в свою чергу, здатне виконувати (емулювати) функції електронної апаратури. Але по суті призначення програмного забезпечення полягає в керуванні як самим комп'ютероv так і іншими програмами та маніпулюванні інформацією.

Теоретичні основи програмного забезпечення комп'ютерів базуються на теорії cкінченних автоматів, і практично були закладені британським математиком Аланом Т'юрінгом (Alan Turing) в 1936 році, який створив так звану машину Т'юрінга, математичну модель абстрактної машини здатної виконувати послідовності рудиментарних операцій які переводять машину з одного фіксованого стану в інший, наперед заданий стан. Головна ідея полягала в математичному доведенні факту, що будь-який, попередньо сформульований стан системи може бути завжди досянутий послідовним виконанням кінцевого набору елементарних команд (програми) з фіксованого алфавіту команд.

На відміну від апаратних складових hardware комп'ютера, ^ Програмне забезпечення являє собою інформацію, яка зберігається на матеріальних носіях у вигляді файлів (дискета, HDD,CD,DVD, тощо) та може передаватись по каналах зв'язку.

Розрізняють системне та прикладне програмне забезпечення;

Системне програмне забезпечення призначено для обслуговування власних потреб комп'ютера - забезпечення його працездатності і виконання його внутрішніх функцій а також для створення передумов для виконання прикладного програмного забезпечення. Типовим прикладом системного ПЗ є операційна система

прикладне програмне забезпечення власне призначено для розвязання конкретних задач. Наприклад: редактори тексту, електронні таблиці, бази даних, тощо.

^ 49. Операційна система.

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

Операционная система выполняет роль связующего звена между аппаратурой компьютера, с одной стороны, и выполняемыми программами, а также пользователем, с другой стороны.

Операционная система обычно хранится во внешней памяти компьютера — на диске. При включении компьютера она считывается с дисковой памяти и размещается в ОЗУ.

Этот процесс называется загрузкой операционной системы.

В функции операционной системы входит:

  • осуществление диалога с пользователем;

  • ввод-вывод и управление данными;

  • планирование и организация процесса обработки программ;

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

  • запуск программ на выполнение;

  • всевозможные вспомогательные операции обслуживания;

  • передача информации между различными внутренними устройствами;

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

Операционную систему можно назвать программным продолжением устройства управления компьютера. Операционная система скрывает от пользователя сложные ненужные подробности взаимодействия с аппаратурой, образуя прослойку между ними. В результате этого люди освобождаются от очень трудоёмкой работы по организации взаимодействия с аппаратурой компьютера.

В зависимости от количества одновременно обрабатываемых задач и числа пользователей, которых могут обслуживать ОС, различают четыре основных класса операционных систем:

  1. однопользовательские однозадачные, которые поддерживают одну клавиатуру и могут работать только с одной (в данный момент) задачей;

  2. однопользовательские однозадачные с фоновой печатью, которые позволяют помимо основной задачи запускать одну дополнительную задачу, ориентированную, как правило, на вывод информации на печать. Это ускоряет работу при выдаче больших объёмов информации на печать;

  3. однопользовательские многозадачные, которые обеспечивают одному пользователю параллельную обработку нескольких задач. Например, к одному компьютеру можно подключить несколько принтеров, каждый из которых будет работать на "свою" задачу;

  4. многопользовательские многозадачные, позволяющие на одном компьютере запускать несколько задач нескольким пользователям. Эти ОС очень сложны и требуют значительных машинных ресурсов.

В различных моделях компьютеров используют операционные системы с разной архитектурой и возможностями. Для их работы требуются разные ресурсы. Они предоставляют разную степень сервиса для программирования и работы с готовыми программами.

Операционная система для персонального компьютера, ориентированного на профессиональное применение, должна содержать следующие основные компоненты:

  • программы управления вводом/выводом;

  • программы, управляющие файловой системой и планирующие задания для компьютера;

  • процессор командного языка, который принимает, анализирует и выполняет команды, адресованные операционной системе.

Каждая операционная система имеет свой командный язык, который позволяет пользователю выполнять те или иные действия:

  • обращаться к каталогу;

  • выполнять разметку внешних носителей;

  • запускать программы;

  • ... другие действия.

Анализ и исполнение команд пользователя, включая загрузку готовых программ из файлов в оперативную память и их запуск, осуществляет командный процессор операционной системы.

Для управления внешними устройствами компьютера используются специальные системные программы — драйверы. Драйверы стандартных устройств образуют в совокупности базовую систему ввода-вывода (BIOS), которая обычно заносится в постоянное ЗУ компьютера.

50, 76. Файлова система.

Файлова система - формат даних, який використовуються операційною системою для збереження інформації про файли на логічному томі. Також цим поняттям позначають сукупність файлів та директорій, які розміщуються на одному логічному томі. Логічний том, на якому створено файлову систему, називають форматованим.

Файл (англ. file —папка) — это именованная совокупность любых данных, размещенная на внешнем запоминающем устройстве и хранимая, пересылаемая и обрабатываемая как единое целое. Файл может содержать программу, числовые данные, текст, закодированное изображение и др.
 
Файловая система — это средство для организации хранения файлов на каком-либо носителе.

 

Файлы физически реализуются как участки памяти на внешних носителях — магнитных дисках или CD-ROM. Каждый файл занимает некоторое количество блоков дисковой памяти. Обычная длина блока — 512 байт.

Обслуживает файлы специальный модуль операционной системы, называемый драйвером файловой системы. Каждый файл имеет имя, зарегистрированное в каталоге — оглавлении файлов.

Каталог (иногда называется директорией или папкой) доступен пользователю через командный язык операционной системы. Его можно просматривать, переименовывать зарегистрированные в нем файлы, переносить их содержимое на новое место и удалять.

Каталог может иметь собственное имя и храниться в другом каталоге наряду с обычными файлами: так образуются иерархические файловые структуры. Пример такой структуры — на рис. 6.3.

Что происходит, когда пользователь подает операционной системе команду "открыть файл ...", в которой указано имя файла и имя каталога, в котором размещён этот файл?

Для выполнения этой команды драйвер файловой системы обращется к своему справочнику, выясняет, какие блоки диска соответствуют указанному файлу, а затем передает запрос на считывание этих блоков драйверу диска.

При выполнении команды "сохранить файл" драйвер файловой системы ищет на диске незанятые блоки, отмечает их, как распределённые для вновь созданного файла, и передаёт драйверу диска запрос на запись в эти блоки данных пользователя.




Драйвер файловой системы обеспечивает доступ к информации, записанной на магнитный диск, по имени файла и распределяет пространство на магнитном диске между файлами.




Для выполнения этих функций драйвер файловой системы хранит на диске не только информацию пользователя, но и свою собственную служебную информацию. В служебных областях диска хранится список всех файлов и каталогов, а также различные дополнительные справочные таблицы, служащие для повышения скорости работы драйвера файловой системы.

К файловой системе имеет доступ также и любая прикладная программа, для чего во всех языках программирования имеются специальные процедуры.

Понятие файла может быть обращено на любой источник или потребитель информации в машине, например, в качестве файла для программы могут выступать принтер, дисплей, клавиатура и др.

Структура файловой системы и структура хранения данных на внешних магнитных носителях определяет удобство работы пользователя, скорость доступа к файлам и т.д.

^ 51.Системи програмування.

Система програмування (programming system) - 1) те ж що й інструментальна система; 2) система автоматичного програмування, що складається з мови програмування, компілятора або інтерпретатора програм, які написані на цій мові, відповідної документації, а також допоміжних засобів для підготовки програм до виконання; Інструментальна система (development environment) — комплекс програмних або програмних і технічних засобів, який використовується фахівцями з програмування як інструмент для розробки програмного забезпечення (програм, програмних комплексів та систем тощо).


Система программирования — это система для разработки новых программ на конкретном языке программирования.

Современные системы программирования обычно предоставляют пользователям мощные и удобные средства разработки программ. В них входят:

  • компилятор или интерпретатор;

  • интегрированная среда разработки;

  • средства создания и редактирования текстов программ;

  • обширные библиотеки стандартных программ и функций;

  • отладочные программы, т.е. программы, помогающие находить и устранять ошибки в программе;

  • "дружественная" к пользователю диалоговая среда;

  • многооконный режим работы;

  • мощные графические библиотеки; утилиты для работы с библиотеками

  • встроенный ассемблер;

  • встроенная справочная служба;

  • другие специфические особенности.

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

В последнее время получили распространение системы программирования, ориентированные на создание Windows-приложений:


 
пакет Borland Delphi (Дельфи) — блестящий наследник семейства компиляторов Borland Pascal, предоставляющий качественные и очень удобные средства визуальной разработки. Его исключительно быстрый компилятор позволяет эффективно и быстро решать практически любые задачи прикладного программирования.

  • пакет Microsoft Visual Basic — удобный и популярный инструмент для создания Windows-программ с использованием визуальных средств. Содержит инструментарий для создания диаграмм и презентаций.

  • пакет Borland C++ — одно из самых распространённых средств для разработки DOS и Windows приложений.

Ниже для иллюстрации приведены на языках Бейсик, Паскаль и Си программы решения одной и той же простой задачи — вычисления суммы S элементов одномерного массива A=(a1, a2, ..., an).




 

^ 52.Транслятори, компілятори, інтерпретатори.

Трансля́тор (англ. translator) — програма або технічний засіб, який виконує трансляцію програми.

Транслятори поділяються на компілятори та інтерпретатори.

Компілятор – це програма, що читає програму записану початковою мовою і записує цільовою мовою. Цей процес називають компіляцією (трансляцією, перекладом). Він складається з двох частин.

Коротко К. можна визначити, як програма або технічний засіб, що виконує компіляцію.

Концептуально компілятор працює фазово, в процесі кожної фази відбувається перетворення початкової програми з одного представлення до іншого. На практиці фази можуть об'єднуватись і деякі проміжні представлення можуть не будуватись в явному вигляді. Типове розбиття компілятора на фази:

  1. Лексичний аналізатор

  2. Синтаксичний аналізатор

  3. Семантичний аналізатор

  4. Генератор проміжного коду

  5. Оптимізатор

  6. Генератор цільового коду


Історично К. називалась програма що зв'язувала підпрограми, чим й зумовлено походження слова. Сьогодні це завдання виконує консолідатор або лінкер (англ. Linker).

Для того щоб бути виконаною програма не завжди повинна бути перекладена К., існує також інший принцип: Інтерпретатор (англ. Interpreter).

  1. Аналіз (parsing) – розбиття початкової програми на складові частини та створення проміжного представлення

  2. Синтез – побудова цільової програми з проміжного представлення

Інтерпретатор (interpreter) - програма чи технічні засоби, необхідні для виконання інших програм; вид транслятора, який здійснює пооператорну (покомандну) обробку, перетворення у машинні коди та виконання програми або запиту (на відміну від компілятора, який транслює у машинні коди всю програму без її виконання).

Інтерпретатори можуть працювати як з вихідним кодом програми, написаним на мові програмування, так і з байт-кодом (інтерпретатори байт-коду).


^ 53. Бібліотеки підпрограм.

Библиотека стандартных подпрограмм — это совокупность подпрограмм, составленных на одном из языков программирования и удовлетворяющих определенным единым требованиям к структуре, организации их входов и выходов, описаниям подпрограмм и т.п.

Стандартные подпрограммы имеют единую форму обращения, что обеспечивает простоту и удобство настройки параметров подпрограммы на решение конкретной задачи.

В качестве примера можно привести библиотеку стандартных подпрограмм по численным математическим методам решения уравнений, вычисления интегралов, нахождения экстремумов и т.п

Підпрограма (subroutine) - частина програми, яка реалізує певний алгоритм і дозволяє звернення до неї з різних частин загальної (головної) програми.

Підпрограма часто використовується для скорочення розмірів програм в тих задачах, в процесі розв'язання яких необхідно виконати декілька разів однаковий алгоритм при різних значеннях параметрів. Оператори (команди), які реалізують відповідну підпрограму, записують один раз, а в необхідних місцях розміщують оператори передачі управління на цю підпрограму.

Набір найвживаніших підпрограм утворює бібліотеку стандартних підпрограм.

В більшості мов програмування високого рівня, підпрограми називаються процедурами.

^ 54. Текстові редактори.

Текстовый редактор — это программа, используемая специально для ввода и редактирования текстовых данных.

Этими данными могут быть программа или какой-либо документ или же книга. Редактируемый текст выводится на экран, и пользователь может в диалоговом режиме вносить в него свои изменения.

Текстовые редакторы могут обеспечивать выполнение разнообразных функций, а именно:

  • редактирование строк текста;

  • возможность использования различных шрифтов символов;

  • копирование и перенос части текста с одного места на другое или из одного документа в другой;

  • контекстный поиск и замена частей текста;

  • задание произвольных межстрочных промежутков;

  • автоматический перенос слов на новую строку;

  • автоматическая нумерацию страниц;

  • обработка и нумерация сносок;

  • выравнивание краев абзаца;

  • создание таблиц и построение диаграмм;

  • проверка правописания слов и подбор синонимов;

  • построение оглавлений и предметных указателей;

  • распечатка подготовленного текста на принтере в нужном числе экземпляров и т.п.

Возможности текстовых редакторов различны — от программ, предназначенных для подготовки небольших документов простой структуры, до программ для набора, оформления и полной подготовки к типографскому изданию книг и журналов (издательские системы).

Наиболее известный текстовый редактор — Microsoft Word.

Полнофункциональные издательские системы — Microsoft Publisher, Corel Ventura и Adobe PageMaker. Издательские системы незаменимы для компьютерной верстки и графики. Значительно облегчают работу с многостраничными документами, имеют возможности автоматической разбивки текста на страницы, расстановки номеров страниц, создания заголовков и т.д. Создание макетов любых изданий — от рекламных листков до многостраничных книг и журналов — становится очень простым, даже для новичков.

^ 55. Графічні редактори.

Графический редактор — это программа, предназначенная для автоматизации процессов построения на экране дисплея графических изображений. Предоставляет возможности рисования линий, кривых, раскраски областей экрана, создания надписей различными шрифтами и т.д..

Широкий клас програм, що призначені для створення та обробки графічних зображень. Розрізняють три категорії:

  • растрові редактори;

  • векторні редактори;

  • 3-D редактори (тривимірна графіка).

У растрових редакторах графічний об'єкт представлений у вигляді комбінації точок (растрів), що мають свою яскравість та колір. Такий підхід ефективний, коли графічне зображення має багато кольорів і інформація про колір елементів набагато важливіша за інформацію про їх форму. Це характерно для фотографічних та поліграфічних зображень. Застосовують для обробки зображень, створення фотоефектів і художніх композицій.

Векторні редактори відрізняються способом представлення даних про зображення. Об'єктом є не точка, а лінія. Кожна лінія розглядається, як математична крива ІІІ порядку і представлена формулою. Таке представлення компактніше за растрове, дані займають менше місця, побудова об'єкта супроводжується підрахунком параметрів кривої у координати екранного зображення, і відповідно, потребує більш продуктивних обчислювальних систем. Широко застосовуються у рекламі, оформленні обкладинок поліграфічних видань.

Редактори тривимірної графіки. Використовують для створення об'ємних композицій. Мають дві особливості: дозволяють керувати властивостями поверхні в залежності від властивостей освітлення, а також дозволяють створювати об'ємну анімацію.

Пользуется известностью Corel DRAW! — мощный графический редактор с функциями создания публикаций, снабжённый инструментами для редактирования графики и трёхмерного моделирования.
^ 56. База Даних. Системи управління базами даних.

Системи управління базами даних (СУБД). Базою даних називають великі масиви даних організовані у табличні структури. Основні функції СУБД:

створення пустої структури бази даних;

наявність засобів її заповнення або імпорту даних із таблиць іншої бази;

можливість доступу до даних, наявність засобів пошуку й фільтрації.

У зв'язку з поширенням мережевих технологій, від сучасних СУБД вимагається можливість роботи з віддаленими й розподіленими ресурсами, що знаходяться на серверах Інтернету.

2. Поняття бази даних.

Зауважимо, що в літературних джерелах існує багато описів поняття бази даних, що зовні значно відрізняються один від одного, акцентуючи увагу на тій чи іншій рисі об'єкта опису, але по своїй суті вони достатньо близькі.

База даних (БД) -- це сукупність взаємозв'язаних даних, що зберігаються разом. Основними та невід'ємними властивостями БД є такі:

- для даних допускається така мінімальна надлишковість, яка сприяє їх оптимальному використанню в одному чи кількох застосуваннях;

- незалежність даних від програм;

- для пошуку та модифікації даних використовуються спільні механізми;

- як правило, у складі БД існують засоби для підтримки її цілісності та захисту від неавторизованого доступу

В комп’ютері , наприклад, можна зберігати прізвища та адреси друзів, або клієнтів. Можливо , ви зберігаєте усі свої листи, і вони сгруповані по адресатам, а можливо, у вас є набір файлів з фінансовими даними: отриманими, або виставленими рахунками, витратами по чековій книжці, або балансам.
Один із типів баз даних – це документи, набрані за допомогою текстових редакторів та сгруповані по темах.Інший тип–файли електронних таблиць, об’єднані в групи по характеру використання.

Якщо ви організована людина,то спеціальна структура каталогів та підкталогів, можливо, допоможе вам впоратись з кількома сотнями електро- них таблиць.В цьому випадку ви є диспетчером бази даних. Але що робити коли, виконувана вами задача стає надто великою?Як зібрати інформацію про всіх клієнтів та їх замовленнях, якщо дані розкидані по окремих текстових файлах та електроних таблицях?Як зберегти зв’язки міжфайлами при введені нової інформації? Як переконатися,що дані введені правильно?Що робити , коли одна і та ж інформація може знадобитися одразу кільком користувачам, але при цьому не можна допустити, щоб дві людини одночасно змінювали одні і тіж дані? Коли з’являються подібні проблеми, вам потрібна система управління базами даних.(СУБД)

Система управління базами даних надає вам повний контроль над процесом
визначення даних , їх обробкою та використанням СУБД також істотно полегшує обробку великих об’ємів інформації, які зберігаються в багаточисленних таблицях. Різноманітні засоби СУБД забезпечують виконання трьох основних функцій: визначення даних,обробка даних та оперування даними.
Всі ці функціональні можливості в повній мірі реалізовані в FoxPro.

Але ж, що ж таке дані? Дані – це набір різнорідної неорганізованої інформації, подібний до рахунків, кинутих у ящик столу, або сюжету останнього поганого роману. І якщо ви коли-небудь намагались знайти потрібний вам рахунок у своєму ящику, або хороші розділ поганого роману, ви знаєте, що самі по собі дані не принесуть користі .Для того щоб дані стали корисними, вам потрібний засіб управління ними –система управління базою даних. Вам потрібно упорядкувати усі розкидані рахунки з тим, щоб можна було легко знайти те, що потрібно в даний момент. Організований набір даних і є базою даних.
^ 57. Інтегровані пакети програм.

Интегрированные пакеты представляют собой набор нескольких программных продуктов, объединенных в единый удобный инструмент. Наиболее развитые из них включают в себя текстовый редактор, органайзер, электронную таблицу, СУБД, средства поддержки электронной почты, программу создания презентационной графики.

Результаты, полученные отдельными подпрограммами, могут быть объединены в окончательный документ, содержащий табличный, графический и текстовый материал.

Интегрированные пакеты, как правило, содержат некоторое ядро, обеспечивающее возможность тесного взаимодействия между составляющими.

Пример: интегрированный пакет для написания книг, содержащих иллюстрации. Он содержит:

  • текстовый редактор;

  • орфографический корректор на 80000 слов (программу обнаружения орфографических ошибок);

  • программу слияния текстов;

  • программу формирования оглавлений и составления указателей;

  • автоматический поиск и замену слов и фраз;

  • средства телекоммуникации;

  • электронную таблицу;

  • систему управления базами данных;

  • модули графического оформления;

  • графический редактор;

  • возможность печати сотнями разных шрифтов и т.д.

Наиболее известные интегрированные пакеты:

Microsoft Office. В этот мощный профессиональный пакет вошли такие необходимые программы, как текстовый редактор WinWord , электронная таблица Excel, программа создания презентаций PowerPoint, СУБД Access, средство поддержки электронной почты Mail. Мало того, все части этого пакета составляют единое целое, и даже внешне все программы выглядят единообразно, что облегчает как их освоение, так и ежедневное использование.

Microsoft Works — это очень простой и удобный пакет, объединяющий в себе текстовый редактор, электронные таблицы и базы данных, а также телекоммуникационные средства для соединения с другими компьютерами по телефонным линиям. Пакет ориентирован на людей, не имеющих времени осваивать сложные продукты, на начинающих пользователей, а также на домашних пользователей.


58. Органайзери.

Органайзеры — это программы — электронные секретари.

Они позволяют эффективно распорядиться рабочим временем, финансовыми средствами и т.п. Обладают возможностью автоматизации регулярных действий, составления персональных и групповых расписаний, планирования встреч, ведения записной книжки. В их состав традиционной входят календарь, часы, калькулятор и т.п.

Lotus Organizer — блокнот, разбитый по секциям: календарь, список дел, адресная и телефонная книга, планировщик, записная книжка, список памятных дат.

Microsoft Project позволяет спланировать проведение проектов и представить расписание в графическом виде, что очень удобно для сложных проектов.

^ 59. Мережне програмне забезпечення.

Сетевое программное обеспечение предназначено для организации совместной работы группы пользователей на разных компьютерах. Позволяет организовать общую файловую структуру, общие базы данных, доступные каждому члену группы. Обеспечивает возможность передачи сообщений и работы над общими проектами, возможность разделения ресурсов.

Функции и характеристики сетевых операционных систем (ОС)

К основным функциям сетевых ОС относят:

  • управление каталогами и файлами;

  • управление ресурсами;

  • коммуникационные функции;

  • защиту от несанкционированного доступа;

  • обеспечение отказоустойчивости;

  • управление сетью.

Управление каталогами и файлами в сетях заключается в обеспечении доступа к данным, физически расположенным в других узлах сети. Управление осуществляется с помощью специальной сетевой файловой системы. Файловая система позволяет обращаться к файлам путем применения привычных для локальной работы языковых средств. При обмене файлами должен быть обеспечен необходимый уровень конфиденциальности обмена (секретности данных).

^ Коммуникационные функции обеспечивают адресацию, буферизацию, выбор направления для движения данных в разветвленной сети (маршрутизацию), управление потоками данных и др.

^ Защита от несанкционированного доступа — важная функция, способствующая поддержанию целостности данных и их конфиденциальности. Средства защиты могут разрешать доступ к определенным данным только с некоторых терминалов, в оговоренное время, определенное число раз и т.п. У каждого пользователя в корпоративной сети могут быть свои права доступа с ограничением совокупности доступных директорий или списка возможных действий, например, может быть запрещено изменение содержимого некоторых файлов..

^ Программное обеспечение сетевых ОС распределено по узлам сети. Имеется ядро ОС, выполняющее большинство из охарактеризованных выше функций, и дополнительные программы (службы), ориентированные на реализацию протоколов верхних уровней, выполнение специфических функций для коммутационных серверов, организацию распределенных вычислений и т.п. К сетевому программному обеспечению относят также драйверы сетевых плат. Для каждого типа ЛВС разработаны разные типы плат и драйверов. Внутри каждого типа ЛВС может быть много разновидностей плат с разными характеристиками интеллектуальности, скорости, объема буферной памяти.

^

60. Поняття алгоритму. Базові алгоритмічні структури.


Человек ежедневно встречается с необходимостью следовать тем или иным правилам, выполнять различные инструкции и указания. Например, переходя через дорогу на перекрестке без светофора надо сначала посмотреть направо. Если машин нет, то перейти полдороги, а если машины есть, ждать, пока они пройдут, затем перейти полдороги. После этого посмотреть налево и, если машин нет, то перейти дорогу до конца, а если машины есть, ждать, пока они пройдут, а затем перейти дорогу до конца.

В математике для решения типовых задач мы используем определенные правила, описывающие последовательности действий. Например, правила сложения дробных чисел, решения квадратных уравнений и т. д. Обычно любые инструкции и правила представляют собой последовательность действий, которые необходимо выполнить в определенном порядке. Для решения задачи надо знать, что дано, что следует получить и какие действия и в каком порядке следует для этого выполнить. Предписание, определяющее порядок выполнения действий над данными с целью получения искомых результатов, и есть алгоритм.

Алгоpитм — заранее заданное понятное и точное пpедписание возможному исполнителю совеpшить определенную последовательность действий для получения решения задачи за конечное число шагов.

Это — не определение в математическом смысле слова, а, скорее, описание интуитивного понятия алгоритма, раскрывающее его сущность.

Название "алгоритм" произошло от латинской формы имени величайшего среднеазиатского математика ^ Мухаммеда ибн Муса ал-Хорезми (Alhorithmi), жившего в 783—850 гг. В своей книге "Об индийском счете" он изложил правила записи натуральных чисел с помощью арабских цифр и правила действий над ними "столбиком", знакомые теперь каждому школьнику. В XII веке эта книга была переведена на латынь и получила широкое распространение в Европе.

Понятие алгоритма является не только одним из главных понятий математики, но одним из главных понятий современной науки. Более того, с наступлением эры информатики алгоритмы становятся одним из важнейших факторов цивилизации [56].

Алгоритмы можно представлять как некоторые структуры, состоящие из отдельных базовых (т.е. основных) элементов. Естественно, что при таком подходе к алгоритмам изучение основных принципов их конструирования должно начинаться с изучения этих базовых элементов. Для их описания будем использовать язык схем алгоритмов и школьный алгоритмический язык.

^ Логическая структура любого алгоритма может быть
представлена комбинацией трех базовых структур:
следование,   ветвление,   цикл.


Характерной особенностью базовых структур является наличие в них одного входа и одного выхода.

^ 1. Базовая структура  "следование". Образуется последовательностью действий, следующих одно за другим:

2. Базовая структура  "ветвление". Обеспечивает в зависимости от результата проверки условия (да или нет) выбор одного из альтернативных путей работы алгоритма. Каждый из путей ведет к общему выходу, так что работа алгоритма будет продолжаться независимо от того, какой путь будет выбран. Структура ветвление существует в четырех основных вариантах:

  • если—то;

  • если—то—иначе;

  • выбор;

  • выбор—иначе.




  3. Базовая структура  "цикл". Обеспечивает многократное выполнение некоторой совокупности действий, которая называется телом цикла. Основные разновидности циклов представлены в таблице:

Примеры структуры цикл

^

61. Мови програмування. Основні поняття алгоритмічних мов програмування.

Мова програмування


Мова програмування — формальна мова представлення програм для системи програмування.

Каждое понятие алгоритмического языка подразумевает некоторую синтаксическую единицу (конструкцию) и определяемые ею свойства программных объектов или процесса обработки данных.

Понятие языка определяется во взаимодействии синтаксических и семантических правил. Синтаксические правила показывают, как образуется данное понятие из других понятий и букв алфавита, а семантические правила определяют свойства данного понятия

Основными понятиями в алгоритмических языках обычно являются следующие.

1.  Имена (идентификаторы) — употpебляются для обозначения объектов пpогpаммы (пеpеменных, массивов, функций и дp.).

2.  Опеpации. Типы операций:

  • аpифметические опеpации   +   ,   —   ,   *   ,   /   и дp. ;

  • логические опеpации   и   ,   или   ,   не  ;

  • опеpации отношения   <   ,   >   ,   <=   ,   >=   ,   =   ,   <>   ;

  • опеpация сцепки (иначе,   "присоединения",   "конкатенации"  ) символьных значений дpуг с другом с образованием одной длинной строки; изображается знаком "+".

3.  Данныевеличины, обpабатываемые пpогpаммой. Имеется тpи основных вида данных: константы, пеpеменные и массивы.

  • Константы — это данные, которые зафиксированы в тексте программы и не изменяются в процессе ее выполнения.

Пpимеpы констант:

    • числовые   7.5   ,   12   ;

    • логические   да (истина),   нет   (ложь);

    • символьные (содержат ровно один символ)   "А"   ,   "+"   ;

    • литеpные (содержат произвольное количество символов) "a0",  "Мир",  ""  (пустая строка).




  • Пеpеменные обозначаются именами и могут изменять свои значения в ходе выполнения пpогpаммы. Пеpеменные бывают целые, вещественные, логические, символьные и литерные.

  • ^ Массивы — последовательности однотипных элементов, число которых фиксировано и которым присвоено одно имя. Положение элемента в массиве однозначно определяется его индексами (одним, в случае одномерного массива, или несколькими, если массив многомерный). Иногда массивы называют таблицами.

^ 4.  Выpажения — пpедназначаются для выполнения необходимых вычислений, состоят из констант, пеpеменных, указателей функций (напpимеp, exp(x)), объединенных знаками опеpаций.

Выражения записываются в виде линейных последовательностей символов (без подстрочных и надстрочных символов, "многоэтажных" дробей и т.д.), что позволяет вводить их в компьютер, последовательно нажимая на соответствующие клавиши клавиатуры.

Различают выражения арифметические, логические и строковые.

  • Арифметические выражения служат для определения одного числового значения.  Например,  (1+sin(x))/2. Значение этого выражения при x=0 равно 0.5,  а при x=p/2 — единице.

  • Логические выражения описывают некоторые условия, которые могут удовлетворяться или не удовлетворяться. Таким образом, логическое выражение может принимать только два значения —  "истина"  или  "ложь"  (да  или  нет). Рассмотрим в качестве примера логическое выражение  x*x + y*y < r*r ,  определяющее принадлежность точки с координатами  (x, y)  внутренней области круга радиусом  r  c центром в начале координат.  При  x=1,  y=1,  r=2 значение этого выражения —  "истина", а при  x=2,  y=2,  r=1  — "ложь".

  • ^ Cтроковые (литерные) выражения, значениями которых являются текcты. В строковые выражения могут входить литерные и строковые константы, литерные и строковые переменные, литерные функции, разделенные знаками операции сцепки. Например, А + В означает присоединение строки  В  к концу строки  А . Если   А = "куст ",   а   В = "зеленый",   то значение выражения   А + В   есть   "куст зеленый".

5.  Операторы (команды). Оператор — это наиболее крупное и содержательное понятие языка: каждый оператор представляет собой законченную фразу языка и определяет некоторый вполне законченный этап обработки данных. В состав опеpатоpов входят:

  • ключевые слова;

  • данные;

  • выpажения и т.д.

Операторы подpазделяются на исполняемые и неисполняемые. Неисполняемые опеpатоpы пpедназначены для описания данных и стpуктуpы пpогpаммы, а исполняемые — для выполнения pазличных действий (напpимеp, опеpатоp пpисваивания, опеpатоpы ввода и вывода, условный оператор, операторы цикла, оператор процедуры и дp.).

^ Алгоритмический язык (как и любой другой язык) образуют три его составляющие:

алфавит,   синтаксис   и   семантика.

Алфавит — это фиксированный для данного языка набор основных символов, т.е. "букв алфавита", из которых должен состоять любой текст на этом языке — никакие другие символы в тексте не допускаются.

Синтаксисэто правила построения фраз, позволяющие определить, правильно или неправильно написана та или иная фраза. Точнее говоря, синтаксис языка представляет собой набор правил, устанавливающих, какие комбинации символов являются осмысленными предложениями на этом языке.

Семантика определяет смысловое значение предложений языка. Являясь системой правил истолкования отдельных языковых конструкций, семантика устанавливает, какие последовательности действий описываются теми или иными фразами языка и, в конечном итоге, какой алгоритм определен данным текстом на алгоритмическом языке.

В настоящее время в мире существует несколько сотен реально используемых языков программирования. Для каждого есть своя область применения.

Любой алгоритм, как мы знаем, есть последовательность предписаний, выполнив которые можно за конечное число шагов перейти от исходных данных к результату. В зависимости от степени детализации предписаний обычно определяется уровень языка программирования — чем меньше детализация, тем выше уровень языка.

По этому критерию можно выделить следующие уровни языков программирования:

Машинные языки и машинно-ориентированные языки — это языки низкого уровня, требующие указания мелких деталей процесса обработки данных. Языки же высокого уровня имитируют естественные языки, используя некоторые слова разговорного языка и общепринятые математические символы. Эти языки более удобны для человека.

Языки высокого уровня делятся на:

  • процедурные (алгоритмические) (Basic, Pascal, C и др.), которые предназначены для однозначного описания алгоритмов; для решения задачи процедурные языки требуют в той или иной форме явно записать процедуру ее решения;

  • логические (Prolog, Lisp и др.), которые ориентированы не на разработку алгоритма решения задачи, а на систематическое и формализованное описание задачи с тем, чтобы решение следовало из составленного описания;

  • объектно-ориентированные (Object Pascal, C++, Java и др.), в основе которых лежит понятие объекта, сочетающего в себе данные и действия над нами. Программа на объектно-ориентированном языке, решая некоторую задачу, по сути описывает часть мира, относящуюся к этой задаче. Описание действительности в форме системы взаимодействующих объектов естественнее, чем в форме взаимодействующих процедур.

^

62 Етапи розв’язання задач.


Решение задач с помощью компьютера включает в себя следующие основные этапы, часть из которых осуществляется без участия компьютера.

  1. Постановка задачи:

    • сбоp инфоpмации о задаче;

    • фоpмулиpовка условия задачи;

    • опpеделение конечных целей pешения задачи;

    • определение формы выдачи результатов;

    • описание данных (их типов, диапазонов величин, структуры и т.п. ).

  2. Анализ и исследование задачи, модели:

    • анализ существующих аналогов;

    • анализ технических и программных средств;

    • pазpаботка математической модели;

    • разработка структур данных.

  3. Разработка алгоритма:

    • выбор метода проектирования алгоритма;

    • выбор формы записи алгоритма (блок-схемы, псевдокод и др.);

    • выбоp тестов и метода тестиpования;

    • проектирование алгоритма.

  4. Пpогpаммиpование:

    • выбор языка программирования;

    • уточнение способов организации данных;

    • запись алгоpитма на выбpанном языке пpогpаммиpования.

  5. Тестиpование и отладка:

    • синтаксическая отладка;

    • отладка семантики и логической стpуктуpы;

    • тестовые pасчеты и анализ pезультатов тестиpования;

    • совершенствование пpогpаммы.

  6. Анализ результатов решения задачи и уточнение в случае необходимости математической модели с повторным выполнением этапов 2 — 5.

  7. Сопровождение программы:

    • доработка программы для решения конкретных задач;

    • составление документации к pешенной задаче, к математической модели, к алгоpитму, к пpогpамме, к набору тестов, к использованию.



63.


Математическая модель — это система математических соотношений — формул,
уравнений, неравенств и т.д., отражающих существенные свойства объекта или явления.


^ Всякое явление природы бесконечно в своей сложности. Проиллюстрируем это с помощью примера, взятого из книги В.Н. Тростникова "Человек и информация" (Издательство "Наука", 1970).

... Обыватель формулирует математику задачу следующим образом: "Сколько времени будет падать камень с высоты 200 метров?" Математик начнет создавать свой вариант задачи приблизительно так: "Будем считать, что камень падает в пустоте и что ускорение силы тяжести 9,8 метра в секунду за секунду. Тогда ..."

Позвольте, — может сказать "заказчик", — меня не устраивает такое упрощение. Я хочу знать точно, сколько времени будет падать камень в реальных условиях, а не в несуществующей пустоте.

Хорошо, — согласится математик. — Будем считать, что камень имеет сферическую форму и диаметр... Какого примерно он диаметра?

^ Около пяти сантиметров. Но он вовсе не сферический, а продолговатый.

Тогда будем считать, что он имеет форму эллипсоида с полуосями четыре, три и три сантиметра и что он падает так, что большая полуось все время остается вертикальной. Давление воздуха примем равным 760 мм ртутного столба, отсюда найдем плотность воздуха...

Если тот, кто поставил задачу на "человеческом" языке не будет дальше вмешиваться в ход мысли математика, то последний через некоторое время даст численный ответ. Но "потребитель" может возражать по-прежнему: камень на самом деле вовсе не эллипсоидальный, давление воздуха в том месте и в тот момент не было равно 760 мм ртутного столба и т.д. Что же ответит ему математик?

Он ответит: "Точное решение реальной задачи вообще невозможно. Мало того, что форму камня, которая влияет на сопротивление воздуха, невозможно описать никаким математическим уравнением; его вращение в полете также неподвластно математике из-за своей сложности. Далее, воздух не является однородным, так как в результате действия случайных факторов в нем возникают флуктуации колебания плотности. Если пойти ещё глубже, нужно учесть, что по закону всемирного тяготения каждое тело действует на каждое другое тело. Отсюда следует, что даже маятник настенных часов изменяет своим движением траекторию камня.

^ Короче говоря, если мы всерьез захотим точно исследовать поведение какого-либо предмета, то нам предварительно придется узнать местонахождение и скорость всех остальных предметов Вселенной. А это, разумеется, невозможно ....

Чтобы описать явление, необходимо выявить самые существенные его свойства, закономерности, внутренние связи, роль отдельных характеристик явления. Выделив наиболее важные факторы, можно пренебречь менее существенными.

Наиболее эффективно математическую модель можно реализовать на компьютере в виде алгоритмической модели — так называемого "вычислительного эксперимента" (см. [1], параграф 26).

Конечно, результаты вычислительного эксперимента могут оказаться и не соответствующими действительности, если в модели не будут учтены какие-то важные стороны действительности.

Итак, создавая математическую модель для решения задачи, нужно:

  1. выделить предположения, на которых будет основываться математическая модель;

  2. определить, что считать исходными данными и результатами;

  3. записать математические соотношения, связывающие результаты с исходными данными.

При построении математических моделей далеко не всегда удается найти формулы, явно выражающие искомые величины через данные. В таких случаях используются математические методы, позволяющие дать ответы той или иной степени точности.

Существует не только математическое моделирование какого-либо явления, но и визуально-натурное моделирование, которое обеспечивается за счет отображения этих явлений средствами машинной графики, т.е. перед исследователем демонстрируется своеобразный "компьютерный мультфильм", снимаемый в реальном масштабе времени. Наглядность здесь очень высока.

^

64. Тестування програм.


Отладка программы — это процесс поиска и устранения ошибок в программе, производимый по результатам её прогона на компьютере.
 
Тестирование (англ. test — испытание) — это испытание, проверка правильности работы программы в целом, либо её составных частей.

^ Отладка и тестированиеэто два четко различимых и непохожих друг на друга этапа:

  • при отладке происходит локализация и устранение синтаксических ошибок и явных ошибок кодирования;

  • в процессе же тестирования проверяется работоспособность программы, не содержащей явных ошибок.

^ Тестирование устанавливает факт наличия ошибок, а отладка выясняет ее причину.

Английский термин debugging ("отладка") буквально означает "вылавливание жучков". Термин появился в 1945 г., когда один из первых компьютеров — "Марк-1" прекратил работу из-за того, что в его электрические цепи попал мотылек и заблокировал своими останками одно из тысяч реле машины.
Как бы ни была тщательно отлажена программа, решающим этапом, устанавливающим ее пригодность для работы, является контроль программы по результатам ее выполнения на системе тестов.

^ Программу условно можно считать правильной, если её запуск для выбранной системы
тестовых исходных данных во всех случаях дает правильные результаты.


Но, как справедливо указывал известный теоретик программирования Э. Дейкстра, тестирование может показать лишь наличие ошибок, но не их отсутствие. Нередки случаи, когда новые входные данные вызывают "отказ" или получение неверных результатов работы программы, которая считалась полностью отлаженной.

Для реализации метода тестов должны быть изготовлены или заранее известны эталонные результаты.

^ Вычислять эталонные результаты нужно обязательно   до,   а не   после  
получения машинных результатов.


В противном случае имеется опасность невольной подгонки вычисляемых значений под желаемые, полученные ранее на машине.

Процесс тестирования можно разделить на три этапа.

^ 1. Проверка в нормальных условиях. Предполагает тестирование на основе данных, которые характерны для реальных условий функционирования программы.

2. Проверка в экстремальных условиях. Тестовые данные включают граничные  значения области изменения входных переменных, которые должны восприниматься программой как правильные данные. Типичными примерами таких значений являются очень маленькие или очень большие числа и отсутствие данных. Еще один тип экстремальных условий — это граничные объемы данных, когда массивы состоят из слишком малого или слишком большого числа элементов.

^ 3. Проверка в исключительных ситуациях. Проводится с использованием данных, значения которых лежат за пределами допустимой области изменений. Известно, что все программы разрабатываются в расчете на обработку какого-то ограниченного набора данных. Поэтому важно получить ответ на следующие вопросы:
      что произойдет, если программе, не расчитанной на обработку отрицательных и нулевых значений переменных, в результате какой-либо ошибки придется иметь дело как раз с такими данными?
      как будет вести себя программа, работающая с массивами, если количество их элементов певысит величину, указанную в объявлении массива?
      что произойдет, если числа будут слишком малыми или слишком большими?

Наихудшая ситуация складывается тогда, когда программа воспринимает неверные данные как правильные и выдает неверный, но правдоподобный результат.

Программа должна сама отвергать любые данные, которые она не в состоянии обрaбатывать правильно.

^ 65. Комп’ютери в освіті.

Процесс подготовки квалифицированных специалистов длителен и сложен. Обучение в средней школе и затем в вузе занимает почти треть продолжительности жизни человека. К тому же в современном информационном обществе знания очень быстро стареют. Чтобы быть способным выполнять ту или иную профессиональную деятельность, специалисту необходимо непрерывно пополнять своё образование.

 

^ В  информационном  обществе  знать   "КАК"   важнее,  чем  знать   "ЧТО".
 


Поэтому в наше время основная задача среднего и высшего этапов образования состоит не в том, чтобы сообщить как можно больший объем знаний, а в том, чтобы научить эти знания добывать самостоятельно и творчески применять для получения нового знания. Реально это возможно лишь с введением в образовательный процесс средств новых информационных технологий (СНИТ), ориентированных на реализацию целей обучения и воспитания.

Средства новых информационных технологий — это программно-аппаратные средства и устройства, функционирующие на базе ком-пьютерной техники, а также современные средства и системы информационного обмена, обеспечивающие операции по сбору, созданию, накоплению, хранению, обработке и передачи информации.

Рассмотрим основные перспективные направления использования СНИТ в образовании [52, 53].

^ 1. Автоматизированные обучающие системы (АОС)комплексы программно-технических и учебно-методических средств, обеспечивающих активную учебную деятельность. АОС обеспечивают не только обучение конкретным знаниям, но и проверку ответов учащихся, возможность подсказки, занимательность изучаемого материала и др.

АОС представляют собой сложные человеко-машинные системы, в которых объединяется в одно целое ряд дисциплин: дидактика (научно обосновываются цели, содержание, закономерности и принципы обучения); психология (учитываются особенности характера и душевный склад обучаемого); моделирование, машинная графика и др.

Основное средство взаимодействия обучаемого с АОС — диалог. Диалогом с обучающей системой может управлять как сам обучаемый, так и система. В первом случае обучаемый сам определяет режим своей работы с АОС, выбирая способ изучения материала, который соответствует его индивидуальным способностям. Во втором случае методику и способ изучения материала выбирает система, предъявляя обучаемому в соответствии со сценарием кадры учебного материала и вопросы к ним. Свои ответы обучаемый вводит в систему, которая истолковывает для себя их смысл и выдает сообщение о характере ответа. В зависимости от степени правильности ответа, либо от вопросов обучаемого система организует запуск тех или иных путей сценария обучения, выбирая стратегию обучения и приспосабливаясь к уровню знаний обучаемого.

^ 2. Экспертные обучающие системы (ЭОС). Реализуют обучающие функции и содержат знания из определенной достаточно узкой предметной области. ЭОС располагают возможностями пояснения стратегии и тактики решения задачи изучаемой предметной области и обеспечивают контроль уровня знаний, умений и навыков с диагностикой ошибок по результатам обучения.

^ 3. Учебные базы данных (УБД) и учебные базы знаний (УБЗ), ориентированные на некоторую предметную область. УБД позволяют формировать наборы данных для заданной учебной задачи и осуществлять выбор, сортировку, анализ и обработку содержащейся в этих наборах информации. В УБЗ, как правило, содержатся описание основных понятий предметной области, стратегия и тактика решения задач; комплекс предлагаемых упражнений, примеров и задач предметной области, а также перечень возможных ошибок обучаемого и информация для их исправления; база данных, содержащая перечень методических приемов и организационных форм обучения.

^ 4. Системы Мультимедиа. Позволяют реализовать интенсивные методы и формы обучения, повысить мотивацию обучения за счет применения современных средств обработки аудиовизуальной информации, повысить уровень эмоционального восприятия информации, сформировать умения реализовывать разнообразные формы самостоятельной деятельности по обработке информации.

Системы Мультимедиа широко используются с целью изучения процессов различной природы на основе их моделирования. Здесь можно сделать наглядной невидимую обычным глазом жизнь элементарных частиц микромира при изучении физики, образно и понятно рассказать об абстрактных и n-мерных мирах, доходчиво объяснить, как работает тот или иной алгоритм и т.п. Возможность в цвете и со звуковым сопровождением промоделировать реальный процесс поднимает обучение на качественно новую ступень.

^ 5. Системы «Виртуальная реальность». Применяются при решении конструктивно-графических, художественных и других задач, где необходимо развитие умения создавать мысленную пространственную конструкцию некоторого объекта по его графическому представлению; при изучении стереометрии и черчения; в компьютеризированных тренажерах технологических процессов, ядерных установок, авиационного, морского и сухопутного транспорта, где без подобных устройств принципиально невозможно отработать навыки взаимодействия человека с современными сверхсложными и опасными механизмами и явлениями.

^ 6. Образовательные компьютерные телекоммуникационные сети. Позволяют обеспечить дистанционное обучение (ДО) — обучение на расстоянии, когда преподаватель и обучаемый разделены пространственно и (или) во времени, а учебный процесс осуществляется с помощью телекоммуникаций, главным образом, на основе средств сети Интернет. Многие люди при этом получают возможность повышать образование на дому (например, взрослые люди, обремененные деловыми и семейными заботами, молодежь, проживающая в сельской местности или небольших городах). Человек в любой период своей жизни обретает возможность дистанционно получить новую профессию, повысить свою квалификацию и расширить кругозор, причем практически в любом научном или учебном центре мира.

В образовательной практике находят применение все основные виды компьютерных телекоммуникаций: электронная почта, электронные доски объявлений, телеконференции и другие возможности Интернета. ДО предусматривает и автономное использование курсов, записанных на видеодиски, компакт-диски и т.д. Компьютерные телекоммуникации обеспечивают:

  • возможность доступа к различным источникам информации через систему Internet и работы с этой информацией;

  • возможность оперативной обратной связи в ходе диалога с преподавателем или с другими участниками обучающего курса;

  • возможность организации совместных телекоммуникационных проектов, в том числе международных, телеконференций, возможность обмена мнениями с любым участником данного курса, преподавателем, консультантами, возможность запроса информации по любому интересующему вопросу через телеконференции.

  • возможность реализации методов дистанционного творчества, таких как участие в дистанционных конференциях, дистанционный «мозговой штурм» сетевых творческих работ, сопоставительный анализ информации в WWW, дистантные исследовательские работы, коллективные образовательные проекты, деловые игры, практикумы, виртуальные экскурсии др.

Совместная работа стимулирует учащихся на ознакомление с разными точками зрения на изучаемую проблему, на поиск дополнительной информации, на оценку получаемых собственных результатов.


^ 66.Системи автоматизованого проектування (САПР).

Застосування математичних методів та ЕОМ при проектуванні сприяє підвищенню технічного рівня та якості об'єктів, що проєктуються, скрореченню строків розробки та освоєння їх у виробництві. Автоматизація проектування є особливо ефективною, коли від автоматизації виконання окрмих інженерних розрахунків переходять до компексної автоматизації, створюючи для цього системи автоматизованого проектування . При цьому автоматизація проектування природнім шляхом доповнює попередні автоматизацію виробничих процесів, автоматизацію управління та організації виробництва (АСУ).

Система автоматизованого проектування (САПР) (англ. Computer-aided design) — комп'ютерна система обробки інформації, що підтримує діяльність в сферах планування, розробки та ілюстрування. Багато таких систем забезпечують передові технології, такі, як високо стандартне моделювання. Топологія об'єктів не зберігається в базах даних CAD.
Компоненти САПР:

Математичне забезпечення — математичні моделі, методики та методи їх отримання

Лінгвістичне забезпечення

Технічне забезпечення

Інформаційне забезпечення

Програмне забезпечення

Програмні компоненти

Методичне забезпечення

Організаційне забезпечення


Управління процесом проектування.

Кожна організація, яка займається проектуванням великих об'єктів, має давно сформовану технологію проектування, вироблену виходячи з специфічних особливостей галузі, для якої вона працює. Тому САПР розробляються для того, щоб такі проектні організації та групи застосовували свої, вже сталі методи та технології виконання робіт проекту, при переході до автоматизованих методів проектування. Це дозволяє їм без зміни сформованої структури та без втрат часу на адаптацію ефективно засвоїти САПР. Це досягається модульністю таких САПР та забезпечує максимальну гнучкість та ефективність виконання робіт, дозволяючи проектувальникам компонувати ці модулі за своїми вимогами.

Наприклад, програма AutoPLANT97 використовує відкриті формати графічних файлів, які отримали широке розповсюдження. Однак, можлива робота і з форматами файлів інших САПР. Усі бази даних мають відкриту архітектуру і можуть бути модифіковані користувачем, а використання інтерфейсу ODBC робить систему незалежною від формату даних: Microsoft Access, dBase чи Oracle. Проектувальник, який працює на Rebis AutoPLANT, може працювати і автономно на локальному комп'ютері, і у групі розробників на мережевому робочому місці. Працюючи в мережі, можливості системи можна настроїти під будь-які вимоги групової роботи. Файли даних можуть легко передаватися по мережі та бути доступними будь-яким іншим проектантам, які мають відповідні інтерфейси та доступ та можливість працювали з файлами даного проекту.

^ Управління розподілом інформації між учасниками робіт.

Для великих проектів необхідно, щоб проектна інформація була постійно синхронізована, відображала актуальні дані і була доступною для усіх членів проектної групи. В умовах одночасної роботи великої кількості проектувальників, система контролю дає користувачам можливість значно зменшити час перевірки інформації і цим значно скоротити час розробки свого проекту. За рахунок здібності масштабування цей модуль підходить для виконання великих, середніх та невеликих проектів. Оскільки система забезпечує розподіл та контроль даних, перестають бути проблемою об'єми креслярської документації та баз даних, які постійно змінюються.

Завдяки такому підходу зменшується час розробки проекту за рахунок наявності динамічних ліній зв'язку між технологічним кресленням та базою даних проекту, що також дозволяє вносити оперативні зміни у процес проектування. Крім того, користувачі, які зайняті розробкою певних креслень, можуть миттєво скористатися довідковими проектними даними, які знаходяться на інших кресленнях, тощо. Це значно скорочує час, який необхідний для перевірки та вибору креслень, та зводить до мінімуму помилки людей.
Такий модуль дозволяє зберегти точну базу даних. Він забезпечує унікальність номерів, характеристик та атрибутів усіх об'єктів, наприклад трубопроводів, приборів, насосів, ємностей, тощо, які є на усіх кресленнях проекту.


  1. 67. ^ Автоматизовані системи наукових досліджень.




Автоматизированные системы научных исследований (АСНИ) предназначены для автоматизации научных экспериментов, а также для осуществления моделирования исследуемых объектов, явлений и процессов, изучение которых традиционными средствами затруднено или невозможно.

В настоящее время научные исследования во многих областях знаний проводят большие коллективы ученых, инженеров и конструкторов с помощью весьма сложного и дорогого оборудования.

Большие затраты ресурсов для проведения исследований обусловили необходимость повышения эффективности всей работы.

Эффективность научных исследований в значительной степени связана с уровнем использования компьютерной техники.

Компьютеры в АСНИ используются в информационно-поисковых и экспертных системах, а также решают следующие задачи:

  • управление экспериментом;

  • подготовка отчетов и документации;

  • поддержание базы экспериментальных данных и др.

В результате применения АСНИ возникают следующие положительные моменты:

  • в несколько раз сокращается время проведения исследования;

  • увеличивается точность и достоверность результатов;

  • усиливается контроль за ходом эксперимента;

  • сокращается количество участников эксперимента;

  • повышается качество и информативность эксперимента за счет увеличения числа контролируемых параметров и более тщательной обработки данных;

^ 68. Бази даних.

База даних (БД) – впорядкований набір даних, у технічному розумінні включно й система керування БД.
Головним завданням БД є гарантоване збереження значних обсягів інформації (т.зв. записи даних) та надання доступу до неї користувачеві або ж прикладній програмі. Таким чином БД складається з двох частин — запам'ятованої інформації, та системи управління нею. З метою забезпечення ефективності доступу записи даних організовують як множину фактів (елемент даних).
Історія розвитку:

• 1960-ті рр. розробка перших БД. CODASYL - мережна модель даних та одночасно незалежна розробка ієрархійної БД фірмою North American Rockwell, пізніше перейнятої IBM за основу їх власної розробки під назвою IMS.

• 1970-ті рр. розробка Едгаром Ф. Коддом основ реляційної моделі, котра на початку зацікавила лише наукові кола. Вперше цю модель було використано у БД Ingres (Берклі) та System R (IBM), анонсовані на протязі 1976 року і були лише дослідними прототипами.

• 1980-ті рр. поява перших комерційних версій реляційних БД Oracle та DB2. Реляційні БД успішно починають витісняти мережні та ієрархійні. Дослідження децентралізованих (розподілених) систем БД, проте вони не відіграють особливої ролі на ринку БД.

• 1990-ті рр. увага науковців зміщується у сторону об'єктно-орієнтованих БД, котрі знайшли застосування у першу чергу в тих областях де використовуються комплексні дані: інженерні, мультимедійні дані.
• 2000-ні рр. головним нововведенням є підтримка та застосування XML у БД. Розробники комерційних БД котрі панували на ринку у 1990-их рр. отримують все більшу конкуренцію зі сторони руху відкритого програмного забезпечення. Реакцією на це стає поява безкоштовних версій комерційних БД.


^ Структуровані та неструктуровані БД

Структуровані БД використовують структури даних, тобто структурований опис типу фактів за допомогою схеми даних, більш відомої як модель даних. Модель даних описує об'єкти та взаємовідносини між ними. Існує декілька моделей (чи типів) баз даних, основні: плоска, ієрархійна, мережна та реляційна. Приблизно з 2000 року більше половини БД використовують реляційну модель.

До неструктурованих БД відносяться повнотекстові бази даних, котрі містять неструктуровані тексти статей чи книг у формі, що дозволяє здійснювати швидкий пошук (як наприклад вікіпедія).

Характеристика БД

Часто зустрічається характеристика БД на основі певних параметрів або необхідних вимог, наприклад:
• значна кількість даних

• незалежність даних

• відкритий доступ до даних

• підтримка транзакцій з гарантією відповідних властивостей

• гарантована відсутність збоїв

• одночасна робота з багатьма користувачами

З подальшим розвитком БД змінюються й ці вимоги та додаються нові, тому одностайності щодо повноти цієї характеристики немає.

^ 69. «Експертні системи»

Експертні і навчальні системи

Експертна система - це програма, що поводиться подібно експерту в деякій, звичайно вузькій прикладній області. Типові застосування експертних систем містять у собі такі задачі, як медична діагностика, локалізація несправностей в устаткуванні й інтерпретація результатів вимірів

Експертні системи повинні вирішувати задачі, що вимагають для свого рішення експертних знань у деякій конкретній області. У тій чи іншій формі експертні системи повинні мати ці знання. Тому їх також називають системами, заснованими на знаннях. Однак не всяку систему, засновану на знаннях, можна розглядати як експертну.

Експертна система повинна також уміти певним чином пояснювати свою поведінку і свої рішення користувачу, так само, як це робить експерт-людин. Це особливо необхідно в областях, для яких характерна невизначеність, неточність інформації (наприклад, у медичній діагностиці). У цих випадках здатність до пояснення потрібна для того, щоб підвищити ступінь довіри користувача до рад системи, а також для того, щоб дати можливість користувачу знайти можливий дефект у міркуваннях системи. У зв'язку з цим в експертних системах варто передбачати дружня взаємодія з користувачем, що робить для користувача процес міркування системи "прозорим".

Часто до експертних систем висувають додаткову вимогу - здатність мати справу з невизначеністю і неповнотою. Інформація про поставлену задачу може бути неповною чи ненадійною; відносини між об'єктами предметної області можуть бути наближеними. Наприклад, може не бути повної впевненості в наявності в пацієнта деякого симптому чи в тому, що дані, отримані при вимірі, вірні; ліки може стати причиною ускладнення, хоча звичайно цього не відбувається. В усіх цих випадках необхідні міркування з використанням ймовірнісного підходу.

У самому загальному випадку для того, щоб побудувати експертну систему, ми повинні розробити механізми виконання наступних функцій системи:

  • рішення задач з використанням знань про конкретну предметну область можливо, при цьому виникне необхідності мати справу з невизначеністю;

  • взаємодія з користувачем, включаючи пояснення намірів і рішень системи під час і після закінчення процесу рішення задачі.

Кожна з цих функцій може виявитися дуже складною і залежить від прикладної області, а також від різних практичних вимог. У процесі розробки і реалізації можуть виникати різноманітні важкі проблеми.

Структура експертної системи

При розробці експертної системи прийнято поділяти її на три основних модулі:

  • база знань;

  • машина логічного висновку;

  • інтерфейс із користувачем.

База знань містить знання, що відносяться до конкретної прикладної області, у тому числі окремі факти, правила, що описують чи відносини явища, а також, можливо, методи, евристики і різні ідеї, що відносяться до рішення задач у цій прикладній області.

Машина логічного висновку вміє активно використовувати інформацію, що міститься в базі знань.
Інтерфейс із користувачем відповідає за безперебійний обмін інформацією між користувачем і системою; він також дає користувачу можливість спостерігати за процесом рішення задач, що протікають у машині логічного висновку.

Прийнято розглядати машину висновку й інтерфейс як один великий модуль, звичайно називаний оболонкою експертної системи, чи, для стислості, просто оболонкою.

В описаній вище структурі власне знання відділені від алгоритмів, що використовують ці знання. Такий поділ зручно по наступним розуміннях. База знань, мабуть, залежить від конкретного додатка. З іншого боку, оболонка, принаймні в принципі, незалежна від додатків. Таким чином, розумний спосіб розробки експертної системи для декількох додатків зводиться до створення універсальної оболонки, після чого для кожного додатка досить підключити до системи нову базу знань. Зрозуміло, усі ці бази знань повинні задовольняти тому самому формалізму, що оболонка "розуміє". Практичний досвід показує, що для складних експертних систем сценарій з однією оболонкою і багатьма базами знань працює, не так гладко, як би цього хотілося, за винятком тих випадків, коли прикладні області дуже близькі. Проте, навіть якщо перехід від однієї прикладної області до іншої вимагає модифікації оболонки те, принаймні основні принципи її побудови звичайно вдається зберегти

Для створення оболонки, за допомогою якої можна проілюструвати основні ідеї і методи в області експертних систем, можна дотримувати наступного плану:

•Вибрати формальний апарат для представлення знань.

•Розробити механізм логічного висновку, що відповідає цьому формалізму.

•Додати засобу взаємодії з користувачем.

• Забезпечити можливість роботи в умовах невизначеності.


^ ЕКСПЕРТНІ СИСТЕМИ

І дея створення технічних систем експертної діагностики і аналізу (коротко - експертних систем) зародилась ще в епоху перших поколінь ЕОМ, але на відміну від останніх, зацікавленість у ЕС після початкового бурхливого періоду ейфорії кінця 1960-х почала різко спадати – вони так і не зуміли замінити людину-експерта в такому обсязі, як цього сподівались їх розробники. І справа тут не тільки у тому, що висококваліфіковані експерти не дуже то горіли бажанням тиражувати свої знання. Усі тогочасні ЕС були побудовані на принципах Булевої логіки, теорії ймовірностей і математичної статистики. Вони добре підходили для роботи з масивами експериментальних даних, але слабо надавались для обробки і узагальнення знань (чого, від них, взагалі кажучи, усі і очікували), тому створені на їх основі бази знань лише з великим натягом можна було назвати інтелектуальними.

Ситуація почала змінюватись у кращу сторону з появою штучних нейронних мереж і систем нечіткої логіки, які лягли в основу нового напрямку інтелектуальної обробки інформації – Data Mining. ЕС нового покоління стали значно “розумнішими” і у багатьох випадках почали виявляти здатність працювати на рівні з людиною-експертом, а у дечому і перевершуючи її (як тут не згадати шахові герці Людина (Каспаров) - Машина (Deep Blue, IBM)).

До речі, про Deep Blue. Цей комп'ютер мав 256 процесорів, під кожен з яких було відведено 128 МБ оперативної і 4 ГБ дискової пам'яті. Машина прораховувала 100 млн. ходів за секунду (не операцй, а саме ходів, тобто міні-алгоритмів !)

Сучасна ЕС – це, як правило, комп’ютерна програма, яка об’єднує можливості комп’ютера із знанням та досвідом людини-експерта. ЕС повинна видати обґрунтовану рекомендацію або прийняти розумне рішення у відповідь на поставлену перед нею задачу. При потребі ЕС повинна також представити хід своїх міркувань у зрозумілому для користувача вигляді. У більшості сучасних прикладних ЕС їх рішення носять рекомендаційний характер. У розробників ЕС існує неписане правило, згідно з яким останнє слово у прийнятті рішень завжди повинно належати користувачу ЕС, а не самій системі. Хоча тут не все однозначно – сьогодні багато ЕС перевершують людину-експерта як у потужності обчислень, так і у швидкості реакцій і тому успішно працюють в автономному режимі, без втручання людини. У книзі Кріса Нейлора "Як побудувати свою експертну систему", 1987) знаходимо приклад, як уже 20 років тому ЕС повністю замінила спеціалістів по складанню платіжних відомостей в Армійському платіжному відомстві Великобри
танії, які до того вважалися “недоторканими” через свою високу кваліфікацію і тривалий досвід роботи.
Окремі широко відомі сьогодні ЕС.

MICIN - експертна система медичної діагностики, розроблена у Стенфордському у-ті (США). Ставить діагноз і рекомендує курс лікування захворювань, занесених у її базу даних (450 наборів).
DENDRAL - найстаріша з відомих сьогодні ЕС, розроблена у 1965 р. групою дослідників Стенфордського у-ту. Розпізнавання хімічної структури речовин по даних спектрометрії.

PROSPECTOR - широко розповсюджена ЕС для пошуку і діагностики промислових покладів корисних копалин.

^

70. Комп’ютери в адміністративному управлінні.


Основные применения компьютеров в административном управлении следующие.

Электронный офис. Это система автоматизации работы учреждения, основанная на использовании компьютерной техники. В нее обычно входят такие компоненты, как:

Более подробно многие из перечисленных компонент описаны в главе 6 «Программное обеспечение».

Автоматизация документооборота с использованием специальных электронных устройств:

  • адаптера (лат. adaptare — приспособлять) связи с периферийными устройствами, имеющего выход на телефонную линию;

  • сканера (англ. scan — поле зрения) для ввода в компьютер документов — текстов, чертежей, графиков, рисунков, фотографий.

Электронная почта. Это система пересылки сообщений между пользователями вычислительных систем, в которой компьютер берет на себя все функции по хранению и пересылке сообщений. Для осуществления такой пересылки отправитель и получатель не обязательно должны одновременно находиться у дисплеев и не обязательно должны быть подключены к одному компьютеру.

Отправитель сообщения прежде всего запускает программу отправки почты и создает файл сообщения. Затем это сообщение передается в систему пересылки сообщений, которая отвечает за его доставку адресатам. Спустя некоторое время сообщение доставляется адресату и помещается в его «почтовый ящик», размещенный на магнитном диске. Затем получатель запускает программу, которая извлекает полученные сообщения, заносит их в архив и т.п.

Система контроля исполнения приказов и распоряжений.

Система телеконференций. Это основанная на использовании компьютерной техники система, позволяющая пользователям, несмотря на их взаимную удаленность в пространстве, а иногда, и во времени, участвовать в совместных мероприятиях, таких, как организация и управление сложными проектами.

Пользователи обеспечиваются терминалами (обычно это дисплеи и клавиатуры ), подсоединенными к компьютеру, которые позволяют им связываться с другими членами группы. Для передачи информации между участниками совещания используются линии связи.

Работа системы регулируется координатором, в функции которого входит организация работы участников совещания, обеспечение их присутствия на совещании и передача сообщаемой ими информации другим участникам совещания.

В некоторых системах телеконференцсвязи участники имеют возможность «видеть» друг друга, что обеспечивается подсоединенными к системам телевизионными камерами и дисплеями.

^

71. Системи управління технологічними процесами.

Какую роль играют компьютеры в управлении технологическими процессами?


Основных применений два:

  • в гибких автоматизированных производствах (ГАП);

  • в контрольно-измерительных комплексах.

В гибких автоматизированных производствах компьютеры (или микропроцессоры) решают следующие задачи:

  • управление механизмами;

  • управление технологическими режимами;

  • управление промышленными роботами.

Применение компьютеров в управлении технологическими процессами оправдано тогда, когда существует потребность в частых изменениях реализуемых функций. Пример гибких автоматизированных производств — заводы-роботы в Японии.

Одной из новых областей является создание на основе персональных компьютеров контрольно-измерительной аппаратуры, с помощью которой можно проверять изделия прямо на производственной линии.

В развитых странах налажен выпуск программного обеспечения и специальных сменных плат, позволяющих превращать компьютер в высококачественную измерительную и испытательную систему.

Компьютеры, оснащенные подобным образом, могут использоваться в качестве запоминающих цифровых осциллографов, устройств сбора данных, многоцелевых измерительных приборов.

Применение компьютеров в качестве контрольно-измерительных приборов более эффективно, чем выпуск в ограниченных количествах специализированных приборов с вычислительными блоками.

Автоматизированное рабочее место (АРМ, рабочая станция) — место оператора, которое оборудовано всеми средствами, необходимыми для выполнения определенных функций.

В системах обработки данных и учреждениях обычно АРМ — это дисплей с клавиатурой, но может использоваться также и принтер, внешние запоминающее устройство и др.
^ 72. Комп’ютери в медицині.

Какую роль играют компьютеры в медицине.

Врачи используют компьютеры для многих важных применений. Назовем некоторые из них.

^ Компьютерная аппаратура широко используется при постановке диагноза, проведении обследований и профилактических осмотров. Примеры компьютерных устройств и методов лечения и диагностики:




  • компьютерная томография и ядерная медицинская диагностика — дают точные послойные изображения структур внутренних органов;




  • ультразвуковая диагностика и зондирование — используя эффекты взаимодействия падающих и отраженных ультразвуковых волн, открывает бесчисленные возможности для получения изображений внутренних органов и исследования их состояния;




  • микрокомпьютерные технологии рентгеновских исследований — запомненные в цифровой форме рентгеновские снимки могут быть быстро и качественно обработаны, воспроизведены и занесены в архив для сравнения с последующими снимками этого пациента;




  • задатчик (водитель) сердечного ритма;




  • устройства дыхания и наркоза;




  • лучевая терапия с микропроцессорным управлением — обеспечивает возможность применения более надежных и щадящих методов облучения;




  • устройства диагностики и локализации почечных и желчных камней, а также контроля процесса их разрушения при помощи наружных ударных волн (литотрипсия);




  • лечение зубов и протезирование с помощью компьютера;

  • системы с микрокомпьютерным управлением для интенсивного медицинского контроля пациента.
1   ...   4   5   6   7   8   9   10   11   ...   18



Скачать файл (1765 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации
Рейтинг@Mail.ru