УЧЕБНИК

Под редакцией

С. В. Симоновича

БАЗОВЫЙ КУРС

2-е издание

Рекомендовано Министерством образования Российской Федерации

в качестве учебного пособия для студентов

высших технических учебных заведений

300.piter.com

Издательская программа

300 лучших учебников для высшей школы

в честь 300-летия Санкт-Петербурга осуществляется при поддержке Министерства образования РФ С^ППТЕР' Москва - Санкт-Петербург - Нижний Новгород - Воронеж Новосибирск - Ростов-на-Дону - Екатеринбург - Самара Киев - Харьков - Минск • Новосибирск 2005 ББК 32.973.233Я7 УДК 681.3(075) С Рецензенты:

Кафедра САПР Московского государственного технического университета им. Н. Э. Баумана Калин С. В., генеральный директор ЗАО «Открытые технологии '98»

С37 Информатика. Базовый курс. 2-е издание / Под ред. С. В. Симоновича. — СПб.: Питер, 2005. — 640 с: ил.

ISBN 5-94723-752- В учебнике рассмотрены основные категории аппаратных и программных средств вы­ числительной техники. Указаны базовые принципы построения архитектур вычислительных систем. Обеспечено методическое обоснование процессов взаимодействия информации, данных и методов. Приведены эффективные приемы работы с распространенными программными про­ дуктами. Рассмотрены основные средства, приемы и методы программирования.

Книга предназначена для студентов технических вузов, изучающих информационные технологии в рамках дисциплины «Информатика», для преподавательского состава, для слуша­ телей военных учебных заведений, учреждений системы повышения квалификации и для лиц, изучающих средства вычислительной техники самостоятельно.

Рекомендовано Министерством образования Российской Федерации в качестве учебного пособия для студентов высших технических учебных заведений.

ББК 32.973.233Я УДК 681.3(075) Информация, содержащаяся в данной книге, получена из источников, рассматриваемых издательством как надежные. Тем не менее, имея в виду возможные человеческие или технические ошибки, издательство не может гарантировать абсолютную точность и полноту приводимых сведений и ив несет ответственности за возможные ошибки, связанные с использованием книт.

© С. В. Симонович, Г. А.'^всеев, В. И. Мураховский, С И. Бобровский, ISBN 5-94723-752-0 © ЗАО Издательский дом «Питер», Содержание Введение Глава 1. Информация и информатика 1.1. Информация в материальном мире 1.2. Данные 1.3. Файлы и файловая структура 1.4. Информатика Подведение итогов Вопросы для самоконтроля Глава 2. Вычислительная техника 2.1. История развития средств вычислительной техники 2.2. Методы классификации компьютеров 2.3. Состав вычислительной системы Подведение итогов Вопросы для самоконтроля Глава 3. Устройство персонального компьютера 3.1. Базовая аппаратная конфигурация персонального компьютера 3.2. Внутренние устройства системного блока 3.3. Системы, расположенные на материнской плате 3.4. Периферийные устройства персонального компьютера Глава 4. Функции операционных систем персональных компьютеров 4.5. Управление установкой, исполнением и удалением приложений Глава 5. Основы работы с операционной системой Windows ХР Глава 8. Компьютерные сети, Интернет, компьютерная безопасность... Содержание 10.1. Общие сведения о текстовом процессоре Microsoft Word 10.2. Приемы работы с текстами в процессоре Microsoft Word 10.3. Приемы и средства автоматизации разработки документов Глава 1 1. Создание комплексных текстовых документов 11.1. Приемы управления объектами Microsoft Word Глава 12. Обработка данных средствами электронных таблиц 12.4. Применение электронных таблиц для расчетов Глава 14. Приемы и методы работы со сжатыми данными^ 14.3. Программные средства уплотнения носителей 17.1. Преобразование документов в электронную форму Глава 18. Средства автоматизации научно-исследовательских работ.. 20.3. Алгоритмическое (модульное) программирование 20.5. Объектно-ориентированное программирование 20.7. Пример на Бейсике. Разведение кроликов 20.8. Пример на Паскале. Раскрашивание круга 20.9. Пример на Си++. Рисование графиков ; Практические задания по программированию Введение Коренное отличие информатики от других технических дисциплин, изучаемых в высшей школе, состоит в том, что ее предмет изучения меняется ускоренными тем­ пами. Сегодня количество компьютеров в мире превышает 500 миллионов единиц, при этом каждая вычислительная система по-своему уникальна. Найти две системы с одинаковыми аппаратными и программными конфигурациями весьма сложно, и потому для эффективной эксплуатации вычислительной техники от специалистов требуется достаточно широкий уровень знаний и практических навыков.

Вместе с тем, в количественном отношении темп численного роста вычислитель­ ных систем заметно превышает темп подготовки специалистов, способных эффек­ тивно работать с ними. При этом в среднем один раз в полтора года удваиваются основные технические параметры аппаратных средств, один раз в два-три года меняются поколения программного обеспечения и один раз в пять-семь лет меня­ ется база стандартов, интерфейсов и протоколов.

Таким образом, кардинальным отличием информатики от других технических дисциплин является тот факт, что ее предметная область изменяется чрезвычайно динамично. Все, кто причастен к преподаванию информатики в высшей школе, хорошо знают, как часто приходится менять содержание учебных планов, рабочих программ, учебно-методической документации. Далеко не всегда удается обеспе­ чить соответствие материально-технической базы учебного процесса текущему состоянию предметной области. И даже своевременное реагирование на научнотехнические достижения не всегда позволяет обеспечить уровень знаний и навы­ ков выпускника, адекватный потребностям сферы материального производства и коммерческого рынка, -- настолько динамичны процессы в области информаци­ онных технологий.

Ныне информатика сталкивается с парадоксальным фактом. Ее основная задача состоит в преодолении общечеловеческого кризисного явления, называемого «ин­ формационным бумом», путем внедрения средств и методов, автоматизирующих операции с данными. Однако даже в собственной предметной области информатика испытывает такой информационный бум, какого не знает ни одна другая область человеческой деятельности. Например, мировой ассортимент изданий, имеющих прямое отношение к информатике (не считая периодических и электронных), соста­ вляет порядка десяти тысяч томов в год и полностью обновляется не реже, чем раз в два года.

Анализируя вышеуказанные особенности информатики, авторы данного пособия приходят к выводу, что для преподавания информатики в сложившихся условиях необходимо расширенное взаимодействие между учебными программами обще­ технических и специальных дисциплин и учебной программой курса информати­ ки. Основные принципы, вытекающие из такого подхода, включают непрерывность и системность образования, а также раннюю профессиональную ориентацию.

Непрерывность образования. Практические приемы работы со средствами вычис­ лительной техники закрепляются не только при изучении информатики, но и в течение всего периода обучения. Они используются при проведении учебных заня­ тий по самым разным дисциплинам.

Системность образования. В едином методическом подходе, основанном на сис­ теме задача — средство — методы — приемы^ происходит перекрестное взаимо­ действие изучаемых дисциплин. Конкретная дисциплина поставляет комплекс задача — методы, а информатика обеспечивает комплекс средства — приемы.

Ранняя профессиональная ориентация. В системе высшего технического образо­ вания действует многоуровневая иерархическая система, основанная на том, что знания студента по общетехническим дисциплинам, как правило, реализуются в практические навыки опосредованно, то есть через дисциплины специального цикла, базирующиеся на общетехнических. Информатика — одна из немногих общетех­ нических дисциплин, развивающая такие практические навыки, которые востребуются напрямую и немедленно, сразу после включения молодого специалиста в профессиональную деятельность.

Свою работу над книгой авторы подчинили реализации указанных принципов.

Этому подчинены структура и содержание пособия. В целом книга состоит из двадцати глав, содержащих достаточно полные сведения о современном состоянии аппарат­ ных и программных средств вычислительной техники.

Главы 1, 2, 8,15 являются теоретическими и обеспечивают единую методическую базу как для изучения информатики, так и для взаимодействия различных учеб­ ных дисциплин на платформе информатики.

Главы 9-14, 16, 18 представляют единую технологическую базу для взаимодей­ ствия информатики и других предметных дисциплин. Средства, рассмотренные здесь, могут быть использованы при подготовке домашних заданий, контрольных, курсовых и дипломных' работ, при обработке результатов экспериментов, сборе исходной информации для самостоятельных исследований, при выполнении гра­ фических работ, математическом моделировании физических и технических про­ цессов и при математическом обосновании разрабатываемых проектов.

Главы 3-7, 10,12,13,16, 17, 19, 20 служат тем же задачам, но являются дополни­ тельным средством ранней профессиональной ориентации. Сведения и навыки, полученные в ходе их изучения, могут быть востребованы немедленно после вклю­ чения выпускника в практическую деятельность. Эти разделы позволяют обеспе­ чить общую уверенность студента в востребованности его знаний по окончании учебного заведения, независимо от обстоятельств и особенностей конкретного тру­ доустройства.

Главы, имеющие теоретическое и методообразующее содержание, завершаются списком контрольных вопросов, которые могут обсуждаться на лекционных и се­ минарских занятиях. Главы, имеющие практическое содержание, завершаются упражнениями и исследовательскими работами. Предполагается, что практические упражнения носят инструктивно-методический характер и выполняются под руко­ водством преподавателя (лаборанта), а исследовательские работы имеют творче­ ский характер и комплексное содержание. Они предназначены для самостоятель­ ной работы и предполагают подготовку итогового отчета. Различие между этими видами занятий отражено в балансе отводимого на них времени.

Исходя из структуры и содержания книги, авторы рассчитывают на то, что она будет полезна следующим категориям читателей:

• студентам технических специальностей вузов, изучающим информатику как самостоятельную дисциплину;

• преподавательскому составу, осуществляющему теоретическую и практиче­ скую подготовку студентов по дисциплине «Информатика»;

• преподавателям иных дисциплин, использующим персональные компьютеры в качестве технического средства обучения и (или) средства подготовки учебнометодических материалов (бумажных и электронных) по своей предметной лицам, самостоятельно изучающим или осваивающим аппаратные и программ­ ные средства вычислительной техники.

1.1. Информация в материальном мире Сигналы и данные Мы живем в материальном мире. Все, что нас окружает и с чем мы сталкиваемся ежедневно, относится либо к физическим телам, либо к физическим полям. Из курса физики мы знаем, что состояния абсолютного покоя не существует и физические объекты находятся в состоянии непрерывного движении и изменения, которое сопровождается обменом энергией и ее переходом из одной формы в другую.

Все виды энергообмена сопровождаются появлением сигна7юв, то есть все сигналы имеют в своей основе материальную энергетическую природу. При взаимодействии сигналов с физическими телами в последних возникают определенные изменения свойств — это явление называется регистрацией сигналов. Такие изменения можно наблюдать, измерять или фиксировать иными способами — при этом возникают и регистрируются новые сигналы, то есть образуются данные.

Данные — это зарегистрированные сигналы.

Данные и методы Обратим внимание на то, что данные несут в себе информацию о событиях, произо­ шедших в материальном мире, поскольку они являются регистрацией сигналов, возникших в результате этих событий. Однако данные не тождественны информа­ ции. Наблюдая излучения далеких звезд, человек получает определенный поток данных, но станут ли эти данные информацией, зависит еще от очень многих обсто­ ятельств. Рассмотрим ряд примеров.

Наблюдая за состязаниями бегунов, мы с помощью механического секундомера регистрируем начальное и конечное положение стрелки прибора. В итоге мы заме­ ряем величину ее перемещения за время забега — это регистрация данных. Однако информацию о времени преодоления дистанции мы пока не получаем. Для того чтобы данные о перемещении стрелки дали информацию о времени забега, необГлава 1. Информация и информатика ходимо наличие метода пересчета одной физической величины в другую. Надо знать цену деления шкалы секундомера (или знать метод ее определения) и надо также знать, как умножается цена деления прибора на величину перемещения, то есть надо еще обладать математическим методом умножения.

Если вместо механического секундомера используется электронный, суть дела не меняется. Вместо регистрации перемещения стрелки происходит регистрация коли­ чества тактов колебаний, произошедших в электронной системе за время измерения.

Даже если секундомер непосредственно отображает время в секундах и нам не нужен метод пересчета, то метод преобразования данных все равно присутствует — он реализован специальными элеюронными компонентами и работает автоматически, без Haujero участия.

Прослушивая передачу радиостанции на незнакомом языке, мы получаем данные, но не получаем информацию в связи с тем, что не владеем методом преобразова­ ния данных в известные нам понятия. Если эти данные записать на лист бумаги или на магнитную ленту, изменится форма их представления, произойдет новая регистрация и, соответственно, образуются новые данные. Такое преобразование можно использовать, чтобы все-таки извлечь информацию из данных путем под­ бора метода, адекватного их новой форме. Для обработки данных, записанных на листе бумаги, адекватным может быть метод перевода со словарем, а для обработки данных, записанных на магнитной ленте, можно пригласить переводчика, обладаю­ щего своими методами перевода, основанными на знаниях, полз^ченных в результате обучения или предшествующего опыта.

Если в нашем примере заменить радиопередачу телевизионной трансляцией, веду­ щейся на незнакомом языке, то мы увидим, что наряду с данными мы все-таки полу­ чаем определенную (хотя и не полную) информацию. Это связано с тем, что люди, не имеющие дефектов зрения, априорно владеют адекватным методом восприятия данных, передаваемых электромагнитным сигналом в полосе частот видимого спектра с интенсивностью, превышающей порог чувствительности глаза. В таких случаях говорят, что метод известен по контексту ^ то есть данные, составляющие инфор­ мацию, имеют свойства, однозначно определяющие адекватный метод получения этой информации. (Для сравнения скажем, что слепому «телезрителю» контекстный метод неизвестен и он оказывается в положении радиослушателя, пример с которым был рассмотрен выше.) Понятие об информации Несмотря на то что с понятием информации мы сталкиваемся ежедневно, строгого и общепризнанного ее определения до сих пор не существует, поэтому вместо опре­ деления обычно используют понятие об информации. Понятия, в отличие от опреде­ лений, не даются однозначно, а вводятся на примерах, причем каждая научная дис­ циплина делает это по-своему, выделяя в качестве основных компонентов те, которые наилучшим образом соответствуют ее предмету и задачам. При этом типична ситуа­ ция, когда понятие об информации, введенное в рамках одной научной дисциплины, может опровергаться конкретными примерами и фактами, полученными в рамках ных, повышающих уровень знаний об объективной реальности окружающек) мира, характерное для естественных наук, может быть опровергнуто в рамках социальных наук. Нередки также случаи, когда исходные компоненты, составляющие понятие информации, подменяют свойствами информационных объектов, например, когда понятие информации вводят как совокупность данных, которые «могут быть усвоены и преобразованы в знания».

Для информатики как технической науки понятие информации не может основы­ ваться на таких антропоцентрических понятиях, как знание, и не может опираться только на объективность фактов и свидетельств. Средства вычислительной техники обладают способностью обрабатывать информацию автоматически, без участия чело­ века, и ни о каком знании или незнании здесь речь идти не может. Эти средства могут работать с искусственной, абстрактной и даже с ложной информацией, не имеющей объективного отражения ни в природе, ни в обществе.

В этой работе мы даем новое определение информации, оснобанное на ранее продемон­ стрированном факте взаимодействия данных и методов в момент ее образования.

Информация — это продукт взаимодействия данных и адекватных им методов.

Поскольку в такой форме определение информации дается впервые, читатель при­ глашается для его всесторонней проверки в рамках других известных ему научных дисциплин, а мы рассмотрим пример, в свое время использованный Норбертом Винером для того, чтобы показать, как информация отдельных членов популяции становится информацией общества.

Допустим, я нахожусь в лесах вдвоем со смыитеньш дикарем, который не мож говорить на моем языке и на языке которого я тоже не могу говорить. Даже бе какого -либо условного языка знаков, известного нам обоим, я могу многое узнать от него. Мне нужно лишь быть особо внимательным в те моменты, когда он обнаруживает признаки волнения или интереса. Тогда я должен посмотреть вокруг, особенно в направлении его взгляда, и запомнить все, что я увижу и услыш Не пройдет много времени, как я открою, какие предметы представляются важ ными для него, — не потому, что он сообщил мне о них словами, но потому, чт я сам их заметил. Иначе говоря, сигнал, лишенный внутреннего содержания, может приобрести для моего спутника смысл по тому, что наблюдает он в дан ный момент, и может приобрести для меня смысл по тому, что наблюдаю я в данный момент. Способность дикаря замечать моменты моего особенно актив­ ного внимания сама по себе образует язык, возможности которого столь же разнообразны, как и диапазон впечатлений, доступных нам обоим.

Анализируя этот пример, мы видим, что здесь речь идет о данных и методах. Прежде всего, здесь автор прямо говорит о целой группе методов, связанных с наблюдением и анализом, и даже приводит вариант конкретного алгоритма, адекватного рамкам его гипотетического эксперимента (посмотреть, запомнить, открыть...). Автор неоднократно подчеркивает требование адекватности метода (дикарь должен быть смышленым, а наблюдатель должен быть особо внимательным), без которого ин­ формация может и не образоваться.

Для тех, кто не знает английский язык, это данные, а не информация Здесь представлен информацией Диалектическое единство данных И методов в информационном процессе Рассмотрим данное выше определение информации и обратим внимание на следую­ щие обстоятельства.

1. Динамический характер информации. Информация не является статичным объектом -• она динамически меняется и существует только в момент взаимодей­ ствия данных и методов. Все прочее время она пребывает в состоянии данных.

Таким образом, информация существует только в момент протекания инфор­ мационного процесса. Все остальное время она содержится в виде данных.

2. Требование адекватности методов. Одни и те же данные могут в момент потреб­ ления поставлять разную информацию в зависимости от степени адекватности взаимодействующих с ними методов. Например, для человека, не владеющего китайским языком, письмо, полученное из Пекина, дает только ту информа­ цию, которую можно получить методом наблюдения (количество страниц, цвет и сорт бумаги, наличие незнакомых символов и т. п.). Все это информация, но это не вся информация, заключенная в письме. Использование более адекватных методов даст иную информацию.

3. Диалектический характер взаимодействия данных и методов. Обратим внимание на то, что данные являются объективными, поскольку это результат регистрации объективно существовавших сигналов, вызванных изменениями в материальных телах или полях. В то же время, методы являются субъективными. В основе искусственных методов лежат алгоритмы (упорядоченные последовательности команд), составленные и подготовленные людьми ((Субъектами). В основе естест­ венных методов лежат биологические свойства субъектов информационного процесса. Таким образом, информация возникает и существует в момент диа­ лектического взаимодействия объективных данных и субъективных методов.

Такой дуализм известен своими проявлениями во многих науках. Так, например, в основе важнейшего вопроса философии о первичности материалистического и идеалистического подходов к теории познания лежит не что иное, как двойственный характер информационного процесса. В обоснованиях обоих подходов нетрудно обна­ ружить упор либо на объективность данных, либо на субъегстивность методов. Подход к информации как к объекту особой природы, возникающему в результате диалекти­ ческого взаимодействия объектийных данных с субъективными методами, позволяет во многих случаях снять противоречия, возникающие в философских обоснова­ ниях ряда научных теорий и гипотез.

Свойства информации Итак, информация является динамическим объектом, образующимся в момент вза­ имодействия объективных данных и субъективных методов. Как и всякий объект, она обладает свойствами (объекты различимы по своим свойствам). Характерной особенностью информации, отличающей ее от других объектов природы и обще­ ства, является отмеченный выше дуализм: на свойства информации влияют как свойства данных, составляющих ее содержательную часть, так и свойства методов, взаимодействующих с данными в ходе информационного процесса. По окончании процесса свойства информации переносятся на свойства новых данных, то есть свойства методов могут переходить на свойства данных.

Можно привести немало разнообразных свойств информации. Каждая научная дис­ циплина рассматривает те свойства, которые ей наиболее важны. С точки зрения информатики наиболее важными представляются следующие свойства: объективность, полнота, достоверность, адекватность, доступность и актуальность информации.

Объективность и субъективность информации. Понятие объективности информаци является относительным. Это понятно, если учесть, что методы являются субъек­ тивными. Более объективной принято считать ту информацию, в которую методы вносят меньший субъективный элемент. Так, например, принято считать, что в результате наблюдения фотоснимка природного объекта или явления образуется более объективная информация, чем в результате наблюдения рисунка того же объекта, выполненного человеком. В ходе информационного процесса степень объективности информации всегда понижается. Это свойство учитывают, например, в правовых дисциплинах, где по-разному обрабатываются показания лиц, непосред­ ственно наблюдавших события или получивших информацию косвенным путем (посредством умозаключений или со слов третьих лиц). В не меньшей степени объективность информации учитывают в исторических дисциплинах. Одни и те же события, зафиксированные в исторических документах разных стран и народов, выглядят совершенно по-разному. У историков имеются свои методы для тестироваГлава 1. Информация и информатика ния объективности исторических данных и создания новых, более достоверных данных путем сопоставления, фильтрации и селекции исходных данных. Обратим внимание на то, что здесь речь идет не о повышении объективности данных, а о повышении их достоверности (это совсем другое свойство).

Полнота информации. Полнота информации во многом характеризует качество информации и определяет достаточность данных для принятия решений или для создания новых данных на основе имеющихся. Чем полнее данные, тем шире диапазон методов, которые можно использовать, тем проще подобрать метод, вносящий минимум погрешностей в ход информационного процесса.

Достоверность информации. Данные возникают в момент регистрации сигналов, но не все сигналы являются «полезными» — всегда присутствует какой-то уровень посторонних сигналов, в результате чего полезные данные сопровождаются опреде­ ленным уровнем «информационного шума». Если полезный сигнал зарегистрирован более четко, чем посторонние сигналы, достоверность информации может быть более высокой. При увеличении уровня шумов достоверность информации снижа­ ется. В этом случае для передачи того же количества информации требуется исполь­ зовать либо большие данных, либо более сложные методы.

Адекватность информации — это степень соответствия реальному объективному состоянию дела. Неадекватная информация может образовываться при создании новой информации на основе неполных или недостоверных данных. Однако и полные, и достоверные данные могут приводить к созданию неадекватной информации в случае применения к ним неадекватных методов.

Доступность информации — мера возможности получить ту или иную информацию/На степень доступности информации влияют одновременно как доступность данных, так и доступность адекватных методов для их интерпретации. Отсутствие доступа к данным или отсутствие адекватных методов обработки данных приводят к одинаковому результату: информация оказывается недоступной. Отсутствие адекват­ ных методов для работы с данными во многих случаях приводит к применению неадекватных методов, в результате чего образуется неполная, неадекватная или недостоверная информация.

Актуальность информации — это степень соответствия информации текущему моменту времени. Нередко с актуальностью, как и с полнотой, связывают коммер­ ческую ценность информации. Поскольку информационные процессы растянуты во времени, то достоверная и адекватная, но устаревшая информация может приво­ дить к ошибочным решениям. Необходимость поиска (или разработки) адекватного метода для работы с данными может приводить к такой задержке в полз^ении инфор­ мации, что она становится неактуальной и ненужной. На этом, в частности, осно­ ваны многие современные системы шифрования данных с открытым ключом. Лица, не владеющие ключом (методом) для чтения данных, могут заняться поиском ключа, поскольку алгоритм его работы доступен, но продолжительность этого поиска столь велика, что за время работы информация теряет актуальность и, соответственно,' связанную с ней практическую ценность.

1.2. Данные Носители данных Данные — диалектическая составная часть информации. Они представляют собой зарегистрированные сигналы. При этом физический метод регистрации может быть любым: механическое перемещение физических тел, изменение их формы или пара­ метров качества поверхности, изменение электрических, магнитных, оптических характеристик, химического состава и (или) характера химических связей, изменение состояния электронной системы и многое другое. В соответствии с методом регистра­ ции данные могут храниться и транспортироваться на носителях различных видов.

Самым распространенным носителем данных, хотя и не самым экономичным, по-види­ мому, является бумага. На бумаге данные регистрируются путем изменения опти­ ческих характеристик ее поверхности. Изменение оптических свойств (изменение коэффициента отражения поверхности в определенном диапазоне длин волн) исполь­ зуется также в устройствах, осуществляющих запись лазерным лучом на пластмассо­ вых носителях с отражающим покрытием (CD-ROM). В качестве носителей, исполь­ зующих изменение магнитных свойств, можно назвать магнитные ленты и диски.

Регистрация данных путем изменения химического состава поверхностных веществ носителя широко используется в фотографии. На биохимическом уровне происхо­ дит накопление и передача данных в живой природе.

Носители данных интересуют нас не сами по себе, а постольку, поскольку свойства информации весьма тесно связаны со свойствами ее носителей. Любой носитель 2.2. Методы классификации компьютеров Существует достаточно много систем классификации компьютеров. Мы рассмотрим лишь некоторые из них, сосредоточившись на тех, о которых наиболее часто упо­ минают в доступной технической литературе и средствах массовой информации.

Классификация по назначению Классификация по назначению — один из наиболее ранних методов классифика­ ции. Он связан с тем, как компьютер применяется. По этому принципу различают большие ЭВМ {электронно-вычислительные машины), мини-ЭВМ, микро-ЭВМ и 2.2. Методы классификации компьютеров персональные компьютеры, которые, в свою очередь, подразделяют на массовые, деловые, портативные, развлекательные и рабочие станции.

Большие ЭВМ. Это самые мощные компьютеры. Их применяют для обслуживания очень крупных организаций и даже целых отраслей народного хозяйства. За рубе­ жом компьютеры этого класса пгзывгют мэйнфреймами {mainframe). В России за ними закрепился термин большие ЭВМ. Штат обслуживания большой ЭВМ дости­ гает многих десятков человек. На базе таких суперкомпьютеров создают вычисли­ тельные центры, включающие в себя несколько отделов или групп.

Г);>уппа технического обеспечения Группа системного программирования Рис. 2.6. Структура современного вычислительного центра на базе большой ЭВМ Центральный процессор — основной блок ЭВМ, в котором непосредственно и про­ исходит обработка данных и вычисление результатов. Обычно центральный про­ цессор представляет собой несколько стоек аппаратуры и размещается в отдель­ ном помещении, в котором соблюдаются повышенные требования по температуре, влажности, защищенности от электромагнитных помех, пыли и дыма.

Группа системного программирования занимается разработкой, отладкой и внедре­ нием программного обеспечения, необходимого для функционирования самой вычислительной системы. Работников этой группы называют системными програм­ мистами. Они должны хорошо знать техническое устройство всех компонентов ЭВМ, поскольку их программы предназначены в первую очередь для управления физиче­ скими устройствами. Системные программы обеспечивают взаимодействие программ более высокого уровня с оборудованием, то есть группа системного программиро­ вания обеспечивает программно-аппаратный интерфейс вычислительной системы.

Группа прикладного программирования занимается созданием программ для выпол­ нения конкретных операций с данными. Работников этой группы называют приклад­ ными программистами, В отличие от системных программистов им не надо знать техническое устройство компонентов ЭВМ, поскольку их программы работают не с устройствами, а с программами, подготовленными системными программистами.

С другой стороны, с их программами работают пользователи, то есть конкретные исполнители работ. Поэтому можно говорить о том, что группа прикладного програм­ мирования обеспечивает пользовательский интерфейс вычислительной системы.

Группа подготовки Э Мы научились создавать запрос на выборку, основанный на связанных таблицах. Мы научились формировать структуру запроса путем выбора базовых таблиц и полей, а так­ же формулировать условие отбора. Мы выяснили, какую роль играют связи между таблицами при создании запросов на выборку данных.

Упражнение 13.4. Создание запросов «с параметром»

Выше мы рассмотрели, как действует условие отбора, но должны отметить его суще­ ственный недостаток. Пользователь базы данных работает с запросами, которые ему подготовил разработчик. Если, например, разработчик предусмотрел запрос, отбирающий изделия, имеющие цену менее 150 условных единиц, то пользова­ тель базы уже не в состоянии отобрать изделия, цена которых менее 140 условных единиц, поскольку у него нет соответствующего запроса.

Специальный тип запросов, называемый запросами «с параметром», позволяет пользователю самому ввести критерий отбора данных на этапе запуска запроса.

Этим приемом обеспечивается гибкость работы с базой.

Создадим простой запрос, позволяющий отбирать процессоры, предельную цену которых пользователь может задать сам при запуске запроса.

1. Запустите программу Microsoft Access (Пуск • Программы • Microsoft Access).

2. На панели Создание файла (в Области задач) щелкните на имени базы данных Комплектующие в разделе Открытие файла.

3. В окне Комплектующие: база данных откройте панель Запросы. Дважды щелк­ ните на значке Создание запроса в режиме Конструктора — откроется бланк запроса по образцу.

4. Согласно упражнению 13.3, создайте запрос на выборку, основанный на таб­ лице Поставщики. В него должны войти следующие поля:

5. В строке Условие отбора поля Компонент введите: Процессор.

6. Строку Условие отбора для поля Цена оптовая надо заполнить таким образом, чтобы при запуске запроса пользователь получал предложение ввести нужное Текст, обращенный к пользователю, должен быть заключен в квадратные скобки.

Если бы мы хотели отобрать процессоры, цена которых больше 100 единиц, мы бы написали: >100. Если бы нам Цена сотовая были нужны процессоры дешевле 80 единиц, мы бы на­ 5. На левой панели диалогового окна установите необходимые переключатели.

6. На правой панели откройте папку-приемник, в которую произойдет извлечение выделенных файлов. Работа на правой панели аналогична работе с Проводни­ 7. Запустите процесс извлечения файлов щелчком на командной кнопке Extract (Извлечь).

8. По окончании процесса закройте диалоговое окно щелчком на кнопке Cancel (Отмена) или на закрывающей кнопке в правом верхнем углу окна и завершите работу с программой WinZip командой File • Exit (Файл • Выход).

9. С помощью Проводника (Пуск • Программы • Проводник) убедитесь в том, что файлы, извлеченные из архива, действительно поступили в заданную папку.

10. Удалите экспериментальную папку \Zip_Test.

[ Д Мы научились извлекать файлы из архива в заданную папку. При этом у нас есть сле­ дующие возможности выбора:

• какие файлы извлекать, а какие — нет;

• в какую папку производить запись.

Практическое занятие Упражнение 14.3. Создание ZIP-архива 1. Создайте папку для экспериментов, например \Windows\Temp\Zip_Test.

2. Методом копирования наполните эту папку произвольными файлами, напри­ мер, взяв их из стандартной папки \Windows\Media (файлы в этой папке имеют «длинные имена», а нам важно убедиться в том, что после архивации они оста­ ются неповрежденными).

3. Запустите диспетчер архивов WinZip.

4. Дайте команду File • New Archive (Файл • СЬздать Архив) — откроется диалого­ вое окно New Archive (Создание архива). В этом окне прежде всего выберите папку, в которой будет создан архив, например \Windows\Temp\Zip_Test.

5. Введите имя архива в поле Имя файла (например. Media) и убедитесь, что в поле Files of type (Тип файла) установлен тип Zip files.

6. Обязательно установите флажок Add dialog (Открывать окно Добавить) и щелк­ 7. Если был установлен флажок Add dialog (Открывать окно Добавить), откроется диалоговое окно Add (Добавить), представленное на рис. 14.4.

Защита Выбор операции.

Степень (Правка • Отменить). Инструментом Selection (Выделение) выберите окружГлава 15. Введение в компьютерную графику ность. При нажатой клавише SHIFT выберите эллипс. На панели Pathfinder (Путь) щелкните на кнопке Exclude overlapping shape areas (Исключение). Запишите, как изменились свойства объектов.

Объект Окружность Эллипс Результирующий 15. Операция Минус верхний. Отмените предыдущую операцию командой Edit • Undo (Правка • Отменить). Инструментом Selection (Выделение) выберите окружность. При нажатой клавише SHIFT выберите эллипс. На панели Pathfinder (Путь) щелкните на кнопке Subtract from shape area (Вычитание). Запишите, как изменились свойства объектов.

Объект Окружность Эллипс Результирующий 16. Операция Минус нижний. Отмените предыдущую операцию командой Edit • Undo (Правка • Отменить). Инструментом Selection (Выделение) выберите эллипс. При нажатой клавише SHIFT выберите окружность. На панели Pathfinder (Путь) щелкните на кнопке Minus Back (Минус нижни!^). Запишите, как измени­ лись свойства объектов.

Объект Окружность Эллипс Результирующий 17. Комбинирование контуров. Отмените предыдущую операцию командой Edit • Undo (Правка • Отменить). Инструментом Selection (Выделение) выбери­ те окружность. При нажатой клавише SHIFT выберите эллипс. Дайте команду Object • Compound Path • Make. Запишите, как изменились свойства объектов.

Объект Окружность Эллипс Результирующий 1 6. 1. Особенности CorelDraw Векторный графический редактор CorelDraw канадской фирмы Corel Corporation получил известность благодаря широким возможностям, наличию огромных биб­ лиотек готовых изображений, мощной встроенной системе обучения и подсказок.

Некоторые средства CorelDraw не имеют аналогов в других векторных редакторах и делают его уникальным продуктом. Тесная интеграция CorelDraw с пакетом обра­ ботки растровой графики Corel PhotoPaint и программой верстки Corel Ventura Publisher позволяет создать законченную систему подготовки электронных и поли­ графических публикаций.

Интерфейс CorelDraw выполнен в традициях, ставших стандартом де-факто для приложений в операционной системе Windows. Окно программы имеет стандартные элементы: рабочее поле, строку заголовка, строку меню, строку состояния, панель инструментов, другие панели, состав которых может определять пользователь, полосы прокрутки и прочее. Однако интерфейс CorelDraw имеет и свои особенно­ сти, отличающие его от других программ.

Во-первых, конфигурация интерфейса может быть настроена аналогично другим популярным графическим пакетам, например Adobe Illustrator или Macromedia FreeHand. То есть пользователь, привыкший к работе в среде этих редакторов, при переходе к CorelDraw может остаться в рамках уже освоенного интерфейса.

Во-вторых, начиная с восьмой версии появился особый тип элементов управле­ ния — Dockers, или стыкуемые палитры. Такие палитры обладают свойством «при­ клеиваться» при перетаскивании мышью к одной из сторон рабочего поля или друг к другу с образованием вкладок. Заголовок окна палитры содержит закрывающую и сворачивающую кнопки. Удобство применения стыкуемых палитр заключается в том, что при их сворачивании (раскрытии) автоматически изменяется размер рабочего поля и пользователю нет необходимости вручную масштабировать вид изображения, что требуется в других программах. На палитрах размещены эле­ менты управления соответствующими операциями или свойствами объекта.

состояния —1 страниц Рис. 16.1. Рабочее окно векторного редактора CorelDraw Интересными особенностями обладает панель свойств (property Bar). Состав ее элементов управления динамически меняется в зависимости от типа выбранного объекта. То есть при выборе текста на панели свойств появляются элементы управ­ ления свойствами текста, при выборе линии — элементы управления свойствами линии и т. д. Состав элементов управления на панели свойств для каждого типа объектов также может быть изменен пользователем по своему усмотрению.

В отличие от Adobe Illustrator, программа CorelDraw умеет работать с многостра­ ничными документами, то есть каждая страница является отдельным объектом.

Заметным преимуществом редактора CorelDraw является поддержка русского языка (в том числе проверка орфографии) в текстовых объектах. К сожалению, офици­ альной локализации интерфейса программы для России не существует.

16.2. Элементц! управления Панель инструментов Основные средства создания и редактирования объектов размещены на Панели инструментов (Toolbar). Ряд инструментов имеет альтернативные варианты, что опознается по наличию раскрывающей кнопки (черный треугольник) в правом 16.2. Элементы управления И. Дайте команду Файл • Открыть. Щелкните на кнопке Обзор и откройте файл fornnat.htm.

12. Изучите, как использованные элементны HTML влияют на способ отображения 13. Вернитесь в программу Блокнот и измените документ так, чтобы элементы, задающие форматирование, были вложены друг в друга. Сохраните документ 14. Вернитесь в программу Internet Explorer и щелкните на кнопке Обновить на панели инструментов. Посмотрите, как изменился вид страницы.

[Щ Мы познакомились с некоторыми элементами языка HTML, которые могут использоваться для форматирования текста документа. Мы выяснили, как эти элементы воздействуют на отображение документа, и узнали, что такие элементы можно вкладывать друг в друга.

Упражнение 19.6. Приемы создания списков 1. Если это упражнение выполняется не сразу после предыдущего, откройте доку­ мент first.htm в программе Блокнот.

2. Удалите весь текст, находящийся между тегами и. Текст, который будет вводиться в последующих пунктах этого упражнения, необхо­ димо поместить после тега, а его конкретное содержание может быть 3. Вставьте в документ тег 2) судейских оценок (каждая оценка положительна). В некоторых видах спорта принято отбрасывать самую большую и самую маленькую оценки, чтобы избежать влияния необъективного судейства, а в зачет спортсмену идет среднее арифметическое из оставшихся оценок. Решим эту задачу, постепенно детализируя алгоритм (без привязки к конкретному языку программирования).

1. Процесс решения наиболее просто описывается подпрограммами:

Ввести_оценки_в_массив;

Удалитьсамую_большую_оценку;

Удалить_самую_маленькую_оценку;

Рассчитатьсреднее_арифметическое_оставшихся_оценок;

Вывести_результаты;

Теперь можно приступить к детализации каждой их этих подпрограмм.

2. Удалитьсамуюбольшуюоценку;

Как удалить самую большую оценку из статического массива? Вместо нее можно просто записать значение О, а при подсчете среднего арифметического нуле­ вые значения не учитывать.

I = Номерсамого_большого_элемента_в_массиве;

3. Удалить_самую_маленькую_оценку;

I = Номер_самого_маленького_элемента_в_масеиве;

При реализации подпрограммы Номер_самого_маленького_элемента_в_массиве надо учесть, что искать придется самое маленькое из положительных значе­ ний (больших нуля).

4. Рассчитать_среднее_арифметическое_остайшихся_оценок;

Здесь потребуется оператор цикла, вычисляющий сумму всех элементов мас­ В последнем операторе происходит вычисление среднего арифметического всех оценок. Сумма элементов массива делится на число элементов, уменьшенное на 2, потому что две оценки, самую большую и самую маленькую, учитывать Если бы эта задача решалась последовательно, то уже на этапе удаления оценок могли возникнуть определенные проблемы.

Реализацию подпрограмм Номер_самого_большогоэлемента_в_массиве и Номер_ самого_маленького_элементав_массиве выполните самостоятельно.

Процедуры и функции Подпрограммы бывают двух видов — процедуры и функции. Отличаются они тем, что процедура просто выполняет группу операторов, а функция вдобавок вычис­ ляет некоторое значение и передает его обратно в главную программу (возвращает значение). Это значение имеет определенный тип (говорят, что функция имеет такой-то тип).

В Си++ понятия «процедура» нет — там имеются только функции, а если никакого значения функция не вычисляет, то считается, что она возвращает значение типа