[ «ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ (рабочая учебная программа дисциплины) ИНФОРМАТИКА 271101 Строительство уникальных Направление подготовки зданий и сооружений Специализация Строительство высотных и большепролетных ...»
Министерство образования и науки Российской Федерации
ФГБОУ ВПО
«ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ»
Факультет КИБЕРНЕТИКИ
Кафедра ИНФОРМАТИКИ
УТВЕРЖДАЮ
Проректор по учебной работе Н.П. Коновалов «» 20_ г.
ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
(рабочая учебная программа дисциплины)ИНФОРМАТИКА
271101 «Строительство уникальных Направление подготовки зданий и сооружений»Специализация Строительство высотных и большепролетных зданий и сооружений специалист Квалификация (степень) очная Форма обучения Составитель программы Королева Анжела Владимировна, доцент кафедры информатики, ФГБОУ ВПО ИрГТУ (ФИО, должность, ученая степень и ученое звание разработчик, место работы) Иркутск 2013 г.
1. Информация из ФГОС, относящаяся к дисциплине 1.1. Вид деятельности выпускника Дисциплина охватывает круг вопросов относящихся к виду деятельности выпускника:
изыскательская, проектно-конструкторская и проектно-расчетная деятельность.
Изучение дисциплины позволит овладеть необходимыми компьютерными технологиями и применять их для освоения специальных дисциплин во время обучения и в последующей профессиональной деятельности.
1.2. Задачи профессиональной деятельности выпускника В дисциплине рассматриваются указанные в ФГОС задачи профессиональной деятельности выпускника:
– сбор, систематизация и анализ информационных исходных данных для проектирования уникальных зданий, сооружений, инженерных систем и оборудования;
1.3. Перечень компетенций, установленных ФГОС Освоение программы настоящей дисциплины позволит сформировать у обучающегося следующие компетенции:
- способность понимать сущность и значение информации в развитии современного информационного общества и приобретать новые знания, осознавать опасности и угрозы, возникающие в этом процессе, соблюдать основные требования информационной безопасности, в том числе защите государственной тайны (ПК-2);
- владение основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации, навыками работы на компьютере как средством управления информацией (ПК-3);
- способность работать с информацией в глобальных компьютерных сетях (ПК-4);
- способность выявить естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, привлечь для их решения соответствующий физико-математический аппарат (ПК-6);
- владением основными законами геометрического формирования построения и взаимного пересечения моделей плоскости и пространства необходимыми для выполнения чертежей зданий, сооружений и конструкций, составление конструкторской документации и деталей (ПКПеречень умений и знаний, установленных ФГОС Студент после освоения программы настоящей дисциплины должен:
знать: основные понятия информатики, современные средства вычислительной техники, основы алгоритмического языка и технологию составления программ.
уметь: работать на персональном компьютере, пользоваться операционной системой и основными офисными приложениями.
владеть: методами практического использования современных компьютеров для обработки информации и основами численных методов решения инженерных задач.
2. Цели и задачи освоения программы дисциплины Дисциплина "Информатика" имеет целью ознакомить учащихся с основами современных информационных технологий, тенденциями их развития, обучить студентов принципам построения информационных моделей, проведению анализа полученных результатов, применению современных информационных технологий в профессиональной деятельности.
Задачами изучения курса информатики являются: ознакомление студентов с основными принципами построения компьютеров, их характеристиками; получение навыков использования прикладного программного обеспечения для решения задач по обработке информации;
освоение принципов алгоритмизации и объектно-ориентированного программирования; формирование навыков грамотного и рационального использования компьютерных технологий при выполнении теоретических и экспериментальных работ во время обучения и в последующей профессиональной деятельности.
3. Место дисциплины в структуре ООП Дисциплина «Информатика» представляет собой дисциплину базовой части математического, естественнонаучного и общетехнического цикла дисциплин и является базовой для всех курсов, использующих автоматизированные методы анализа и расчетов, и так или иначе использующих компьютерную технику.
Дисциплина базируется на школьных курсах информатики и информационных технологий, математики, физики, иностранных языков.
4. Основная структура дисциплины Самостоятельная работа (в том числе курсовое проектирование) Вид промежуточной аттестации (итогового контроля по дисциплине), Зачет в том числе курсовое проектирование 5. Содержание дисциплины 5.1. Перечень основных разделов и тем дисциплины 1. Информатика – предмет и задачи курса. Информационные технологии. Данные, информация, знания. Информационное общество.
Формы существования, сущность и значение информации в развитии информационного общества и приобретении новых знаний. Энтропия системы. Синтаксическая, семантическая и прагматическая меры информации.
2. Информационные революции. Поколения компьютерных систем.
3. Основные методы, способы и средства получения, хранения, переработки информации. Использование вычислительной техники как средства управлением информацией.
4. Представление данных в памяти персонального компьютера (числа, символы, графика, звук). Форматы графических файлов. Растровая и векторная графика. Цветовые модели.
5. Технические средства информационных технологий.
Классификация и обзор программного обеспечения.
6. Операционные системы Windows, Linux, Unix. Особенности современных программных средств.
7. Текстовый процессор Word: назначение, основные понятия, типовая последовательность и приемы работы.
8. Электронные таблицы Excel: назначение, основные понятия, типовая последовательность и приемы работы.
9. Кодирование и хранение информации. Системы счисления.
Кодирование текстовой, числовой, графической, аудио и видеоинформации.
10. Моделирование как метод научного познания. Виды моделей.
Этапы компьютерного моделирования.
11. Информационные ресурсы. Формализация знаний и данных.
Модели процессов передачи, обработки, накопления данных в информационных системах.
12. Базы данных и базы знаний. Классификация и примеры основных СУБД. Представление о базах данных.
13. Искусственный интеллект. Экспертные системы.
14. Основные понятия алгебры логики и логические основы ЭВМ.
15. Компьютерные сети. Глобальная компьютерная сеть Интернет, адресация в Интернете, информационные услуги сети Интернет. Поиск, хранение и использование информации с помощью сети Интернет.
16. Мультимедийные технологии обработки и представления информации. Современные информационные технологии в строительстве, тенденции их развития. Геоинформационные и глобальные системы.
17. Опасности и угрозы, возникающие в процессе хранения информации, соблюдение основных требований информационной безопасности. Защита информации от несанкционированного доступа (защита паролями, криптография), антивирусная защита, защита от сбоев оборудования и ошибочных действий. Защита государственной тайны.
18. Системы управления базами данных. СУБД MS Access.
Нормализация отношений (таблиц) и обеспечение целостности данных в реляционной базе данных.
19. Основные возможности языка структурированных запросов (SQL).
20. Введение в программирование. Основные понятия. Создание приложений на языке Visual Basic for Applications (VBA). Использование аппарата методологии научных исследований в ходе анализа эффективности создаваемых алгоритмов.
21. Работа с переменными, массивами, константами и со свойствами объектов.
22. Основные инструкции языка Visual Basic. Инструкция присваивания. Арифметические операции. Операции сравнения.
Инструкция IF (ЕСЛИ), Select Case. Циклы.
23. Отладка приложений.
24. Основные понятия и настройки AutoCAD. Понятие о рабочем пространстве. Этапы проектирования. Создание объектов в AutoCAD.
Методы обеспечения точности черчения в AutoCAD.
25. Способы редактирования объектов. Разработка собственных стилей в AutoCAD. Оформление чертежа в пространстве листа, работа с видовыми экранами.
26. Компьютерные методы визуализации проектируемых объектов.
3-D моделирование в AutoCAD.
5.2. Краткое описание содержания теоретической части разделов и тем дисциплины Информационные технологии. Данные, информация, знания.
Информационное общество. Формы существования, сущность и значение информации в развитии информационного общества и приобретении новых знаний. Энтропия системы. Синтаксическая, семантическая и прагматическая меры информации.
Термин информатика возник в 60-х гг. во Франции для названия области, занимающейся автоматизированной обработкой информации с помощью электронных вычислительных машин. Французский термин образован путем слияния слов “информация” и “автоматика” и означает “информационная автоматика или автоматизированная переработка информации”. В англоязычных странах этому термину соответствует синоним computer science (наука о компьютерной технике).
Существует множество определений информатики, что связано с многогранностью ее функций, возможностей, форм, методов. Одно из наиболее общих определений такое.
Информатика – это область человеческой деятельности, связанная с процессами преобразования информации с помощью компьютеров и их взаимодействием со средой применения.
Информатика как прикладная дисциплина занимается:
- изучением закономерностей в информационных процессах (накопление, переработка, распространение);
- созданием информационных моделей коммуникаций в различных областях человеческой деятельности;
- разработкой информационных систем и технологий в конкретных областях и выработкой рекомендаций относительно их жизненного цикла:
для этапов проектирования и разработки систем, их производства, функционирования и т.д.
Главная функция информатики заключается в разработке методов и средств преобразования информации и их использовании в организации технологического процесса переработки информации.
Задачи информатики состоят в следующем:
- исследование информационных процессов любой природы;
- разработка информационной техники и создание новейшей технологии переработки информации на базе полученных результатов исследования информационных процессов;
- решение научных и инженерных проблем создания, внедрения и обеспечения эффективного использования компьютерной техники и технологии во всех сферах общественной жизни.
Информатика существует не сама по себе, а является комплексной научно-технической дисциплиной, призванной создавать новые информационные техники и технологии для решения проблем в других областях. Комплекс индустрии информатики станет ведущим в информационном обществе. Тенденция к большей информированности в обществе в существенной степени зависит от прогресса информатики как единства науки, техники и производства.
Предметом изучения информатики являются информационные технологии – процессы сбора, передачи и обработки данных с целью производства информации, пригодной для анализа человеком и принятия решений.
К базовым понятиям, которые используются в экономической информатике, относятся: данные, информация и знания.
Данные - это совокупность сведений, зафиксированных на определенном носителе в форме, пригодной для постоянного хранения, передачи и обработки. Преобразование и обработка данных позволяет получить информацию.
Информация – (от латинского informatio – разъяснение) – сведения об объектах и явлениях, уменьшающие степень неполноты знаний – степень неопределенности.
Информация — это сведения об объектах и явлениях окружающей среды, их параметрах, свойствах и состоянии, которые уменьшают имеющуюся о них степень неопределенности, неполноты знаний.
Знания – это вид информации, которая хранится в базе знаний и отображает знания специалиста в конкретной предметной области. Знания – это интеллектуальный капитал.
Люди обмениваются информацией в форме сообщений. Сообщение — это форма представления информации в виде речи, текстов, жестов, взглядов, изображений, цифровых данных, графиков, таблиц и т.п.
Применительно к компьютерной обработке данных под информацией понимают некоторую последовательность символических обозначений (букв, цифр, закодированных графических образов и звуков и т.п.), несущую смысловую нагрузку и представленную в понятном компьютеру виде.
Формализованные знания, преимущественно концентрируемые в алгоритмах и программных продуктах, и формализованные данные, накапливаемые в базах данных, в совокупности образуют информационные ресурсы, причем говорят об информационных ресурсах предприятия, отрасли и страны в целом. Последние называют национальными информационными ресурсами.
Меры информации При реализации информационных процессов всегда происходит перенос информации в пространстве и времени от источника информации к приемнику. При этом для передачи информации используют различные знаки или символы, например естественного или искусственного (формального) языка, позволяющие выразить ее в форме сообщения.
Семантический аспект информации (semantic aspect of information) характеристика информации с точки зрения ее смысла, содержания. Для восприятия информации необходимо, чтобы передаваемые сообщения в определенной мере соответствовали тезаурусу знаний получателя: если они не имеют точек соприкосновения с ним, сообщение понято не будет (так, человек, не знающий математики, не поймет математическую формулу). Наоборот, если сообщение полностью совпадает с тем, что уже есть в тезаурусе получателя, оно не будет воспринято как информация, поскольку в нем нет ничего нового.
С точки зрения семиотики (от греч. semeion — знак, признак) — науки, занимающейся исследованием свойств знаков и знаковых систем сообщение, может изучаться на трех уровнях:
синтаксическом, где рассматриваются внутренние свойства сообщений, т. е. отношения между знаками, отражающие структуру данной знаковой системы.
семантическом, где анализируются отношения между знаками и обозначаемыми ими предметами, действиями, качествами, т. е. смысловое содержание сообщения, его отношение к источнику информации;
прагматическом, где рассматриваются отношения между сообщением и получателем, т. е. потребительское содержание сообщения, его отношение к получателю.
Классификация информации:
По способам восприятия - Визуальная, Аудиальная, Тактильная, Обонятельная, вкусовая;
По формам представления –Текстовая, Числовая, Графическая, Музыкальная, Комбинированная и т.д.
По общественному значению: Массовая - обыденная, общественнополитическая, эстетическая Специальная - научная, техническая, управленческая, производственная.
В информационном обществе большинство работающих занято производством, хранением, переработкой и реализацией информации в разнообразных формах.
компьютерных систем.
Стремительный переход к информационному обществу является следствием совершающейся на наших глазах информационной революции.
В истории развития цивилизации произошло несколько информационных революций, каждая из которых приводила к приобретению человечеством нового качества:
1) изобретение письменности, 2) изобретение книгопечатания в середине XVI века, 3) внедрение электричества в конце XIX века и в результате последующее появление телеграфа, телефона, радио, телевидения, 4) внедрение микропроцессорных технологий, начиная с 70-х годов XX века и, как следствие, переход к информационному обществу.
В истории вычислительной техники существует своеобразная периодизация ЭВМ по поколениям. В ее основу первоначально был положен физико-технологический принцип: машину относят к тому или иному поколению в зависимости от используемых в ней физических элементов или технологии их изготовления. Границы поколений во времени размыты, так как в одно и то же время выпускались машины совершенно разного уровня. Когда приводят даты, относящиеся к поколениям, то скорее всего имеют в виду период промышленного производства; проектирование велось существенно раньше, а встретить в эксплуатации весьма экзотические устройства можно и сегодня.
Следует понимать, что разделение ЭВМ по поколениям весьма относительно. Первые ЭВМ, выпускавшиеся до начала 50-х годов, были “штучными” изделиями, на которых отрабатывались основные принципы;
нет особых оснований относить их к какому-либо поколению. Нет единодушия и при определении признаков пятого поколения. В середине 80-х годов считалось, что основной признак этого (будущего) поколения – полновесная реализация принципов искусственного интеллекта. Эта задача оказалась значительно сложнее, чем виделось в то время, и ряд специалистов снижают планку требований к этому этапу (и даже утверждают, что он уже состоялся). В истории науки есть аналоги этого явления: так, после успешного запуска первых атомных электростанций в середине 50-х годов ученые объявили, что запуск многократно более мощных, дающих дешевую энергию, экологически безопасных термоядерных станций, вот-вот произойдет; однако, они недооценили гигантские трудности на этом пути, так как термоядерных электростанций нет и по сей день.
В настоящее время физико-технологический принцип не является единственным при определении принадлежности той или иной ЭВМ к поколению. Следует считаться и с уровнем программного обеспечения, с быстродействием, другими факторами Когда говорят о развитии электронных вычислительных машин и их программного обеспечения, то выделяют несколько поколений ЭВМ.
К первому поколению обычно относят машины, созданные на рубеже 50-х годов. В их схемах использовались электронные лампы.
Отечественные машины первого поколения: МЭСМ (малая электронная счётная машина), БЭСМ, Стрела, Урал, М-20.
сконструированные примерно в 1955-65 гг. Характеризуются использованием в них как электронных ламп, так и дискретных транзисторных логических элементов. Появились так называемые языки высокого уровня, средства которых допускают описание всей необходимой последовательности вычислительных действий в наглядном, легко воспринимаемом виде.
Машины третьего поколения созданы примерно после 60-x годов.
ЭВМ третьего поколения — это семейства машин с единой архитектурой, т.е. программно совместимых. В качестве элементной базы в них используются интегральные схемы, которые также называются микросхемами. Машины третьего поколения имеют развитые операционные системы. Они обладают возможностями мультипрограммирования. Примеры машин третьего поколения — семейства IBM—360, IBM—370, ЕС ЭВМ (Единая система ЭВМ), СМ ЭВМ (Семейство малых ЭВМ) и др.
Четвёртое поколение — это теперешнее поколение компьютерной техники, разработанное после 1970 года.
Критерий, по которому эти компьютеры можно отделить от машин третьего поколения, состоит в том, что машины четвёртого поколения проектировались в расчете на эффективное использование современных высокоуровневых языков и упрощение процесса программирования для конечного пользователя. В аппаратурном отношении для них характерно широкое использование интегральных схем в качестве элементной базы, а также наличие быстродействующих запоминающих устройств с произвольной выборкой ёмкостью в десятки мегабайт.
В компьютерах пятого поколения произойдёт качественный переход от обработки данных к обработке знаний. Компьютеры будут способны воспринимать информацию с рукописного или печатного текста, с бланков, с человеческого голоса, узнавать пользователя по голосу, осуществлять перевод с одного языка на другой.
Тема 3. Основные методы, способы и средства получения, хранения, переработки информации. Использование вычислительной техники как средства управлением информацией.
Информационный ресурс – это информация, являющаяся знанием, т.е.
обладающая всеми атрибутами знания.
Важным для информационного ресурса является форма существования и представления знаний. Знание – это отражение той или иной стороны объективной реальности в виде идей, понятий, представлений о каком-то предмете или явлении.
При этом не все знания, имеющие атрибуты информации, могут выступать в качестве информационного ресурса. Для последнего важно его использование человечеством, в то время как знание и информация, могут оставаться не востребованными по причине своей малодоступности в силу ряда причин. Поэтому на сегодняшний день существует проблема извлечения максимума информации из сообщений, накопленных за всю историю человечества и превращения ее в информационный ресурс.
Обычно при этом происходит превращение книжных описаний и других рассеянных знаний в алгоритмы и программы, что является частью работы по формированию информационного ресурса.
Главная трудность в понимании природы и функций информационного ресурса как интеллектуального ресурса, фактора коллективного творчества состоит в раскрытии механизма перехода знаний в силу, способов его воздействия на материальные факторы прогресса.
Особенности информационного ресурса Неисчерпаемость. Характерное отличие от материальных ресурсов. По мере развития общества и роста потребления знаний запасы информационных ресурсов не убывают, а растут.
Имеет потенциальное значение. Информационный ресурс может проявиться как движущая сила, только соединяясь с другими ресурсами – опытом и квалификацией персонала, техникой, энергией, сырьем.
Эффективность применения. Связана с эффектом повторного производства знаний: получение знаний требует большого количества усилий, в то время как его воспроизводство осуществляется с меньшими затратами труда.
Непосредственно включает науку в состав производственных сил.
Осуществляется переход к производственным системам, основой функционирования которых служат информационные ресурсы.
Возникает в результате творчества. Любой умственный труд, будь то наука или управление, включает две части: рутинную и творческую.
Увеличение умственной работы за счет рутинной ее части не ведет к росту информационного ресурса.
Хранение и накопление информации вызвано необходимостью ее многократного использования и комплектации первичных данных до их обработки. Хранение осуществляется на машинных носителях в виде информационных массивов.
Поиск данных – это выборка нужных данных из хранимой информации, включая поиск информации, подлежащей корректировке или замене.
Автоматизированные системы являются неотъемлемой частью любого бизнеса и производства. Практически все управленческие и технологические процессы в той или иной степени используют средства вычислительной техники. Всего лишь один компьютер может заметно повысить эффективность управления предприятием, при этом не создавая дополнительных проблем. Сегодня персональные компьютеры устанавливают на каждом рабочем месте и уже, как правило, никто не сомневается в их необходимости. Значительные объемы средств вычислительной техники и их особая роль в функционировании любого предприятия ставят перед руководством целый ряд новых задач.
Тема 4. Представление данных в памяти персонального компьютера (числа, символы, графика, звук). Форматы графических файлов. Растровая и векторная графика. Цветовые модели.
Вся информация, которую обрабатывает компьютер, должна быть представлена двоичным кодом с помощью двух цифр — 0 и 1. Эти два символа принято называть двоичными цифрами, или битами. С помощью двух цифр 1 и 0 можно закодировать любое сообщение. Это явилось причиной того, что в компьютере обязательно должно быть организовано два важных процесса:
кодирование, которое обеспечивается устройствами ввода при преобразовании входной информации в форму, воспринимаемую компьютером, то есть в двоичный код;
декодирование, которое обеспечивается устройствами вывода при преобразовании данных из двоичного кода в форму, понятную человеку.
С точки зрения технической реализации использование двоичной системы счисления для кодирования информации оказалось намного более простым, чем применение других способов. Действительно, удобно кодировать информацию в виде последовательности нулей и единиц, если представить эти значения как два возможных устойчивых состояния электронного элемента:
0 — отсутствие электрического сигнала или сигнал имеет низкий уровень;
1 — наличие сигнала или сигнал имеет высокий уровень.
Система счисления — совокупность приемов и правил записи чисел с помощью определенного набора символов. Для записи чисел могут использоваться не только цифры, но и буквы (например, запись римских цифр — XXI). Одно и то же число может быть по-разному представлено в различных системах счисления. В зависимости от способа изображения чисел системы счисления делятся на позиционные и непозиционные.
В позиционной системе счисления количественное значение каждой цифры числа зависит от того, в каком месте (позиции или разряде) записана та или иная цифра этого числа. Например, меняя позицию цифры 2 в десятичной системе счисления, можно записать разные по величине десятичные числа, например 2; 20; 2000; 0,02 и т. д.
В непозиционной системе счисления цифры не изменяют своего количественного значения при изменении их расположения (позиции) в числе. Примером непозиционной системы может служить римская система, в которой независимо от местоположения одинаковый символ имеет неизменное значение (например, символ X в числе XXV).
Количество различных символов, используемых для изображения числа в позиционной системе счисления, называется основанием системы счисления.
В компьютере наиболее подходящей и надежной оказалась двоичная система счисления, в которой для представления чисел используются последовательности цифр 0 и 1. Кроме того, для работы с памятью компьютера оказалось удобным использовать представление информации с помощью еще двух систем счисления:
восьмеричной ( любое число представляется с помощью восьми цифр — 0, 1, 2... 7);
шестнадцатеричной (используемые символы-цифры — 0, 1, 2... 9 и буквы - А, В, С, D, Е, F, заменяющие числа 10, 11, 12, 13, 14, соответственно).
Кодирование символьной информации Нажатие алфавитно-цифровой клавиши на клавиатуре приводит к тому, что в компьютер посылается сигнал в виде двоичного числа, представляющего собой одно из значений кодовой таблицы. Кодовая таблица - это внутреннее представление символов в компьютере. Во всем мире в качестве стандарта принята таблица ASCII (American Standart Code for Informational Interchange - американский стандартный код информационного обмена).
Для хранения двоичного кода одного символа выделен 1 байт = 8 бит.
Учитывая, что каждый бит принимает значение 1 или 0, количество возможных сочетаний единиц и нулей равно 28 = 256.
Значит, с помощью 1 байта можно получить 256 разных двоичных кодовых комбинаций и отобразить с их помощью 256 различных символов.
Эти коды и составляют таблицу ASCII.
Пример, при нажатии клавиши с буквой S в память компьютера записывается код 01010011. При выводе буквы 8 на экран компьютер выполняет декодирование — на основании этого двоичного кода строится изображение символа.
SUN (СОЛНЦЕ) - 01010011 Кодирование графической информации Создавать и хранить графические объекты в компьютере можно мя способами — как растровое или как векторное изображение. Для каждого типа изображения используется свой способ кодирования.
Растровое изображение представляет собой совокупность точек, используемых для его отображения на экране монитора. Объем растрового изображения определяется как произведение количества точек и информационного объема одной точки, который зависит от количества возможных цветов. Для черно-белого изображения информационный объем одной точки равен 1 биту, так как точка может быть либо черной, либо белой, что можно закодировать двумя цифрами — 0 или 1.
Для кодирования 8 цветов необходимо 3 бита; для 16 цветов — 4 бита;
для 256 цветов — 8 битов (1 байт) и т.д.
Векторное изображение представляет собой совокупность графических примитивов. Каждый примитив состоит из элементарных отрезков кривых, параметры которых (координаты узловых точек, радиус кривизны и пр.) описываются математическими формулами. Для каждой линии указываются ее тип (сплошная, пунктирная, штрих-пунктирная), толщина и цвет, а замкнутые фигуры дополнительно характеризуются типом заливки. Кодирование векторных изображений выполняется различными способами в зависимости от прикладной среды. В частности, формулы, описывающие отрезки кривых, могут кодироваться как обычная буквенноцифровая информация для дальнейшей обработки специальными программами.
Кодирование звуковой информации Звук представляет собой звуковую волну с непрерывно меняющейся амплитудой и частотой. Чем больше амплитуда сигнала, тем он громче для человека, чем больше частота сигнала, тем выше тон. Для того чтобы компьютер мог обрабатывать звук, непрерывный звуковой сигнал должен быть превращен в последовательность электрических импульсов (двоичных нулей и единиц).
В процессе кодирования непрерывного звукового сигнала производится его временная дискретизация. Непрерывная звуковая волна разбивается на отдельные маленькие участки, причем для каждого такого участка устанавливается определенная величина амплитуды.Таким образом, непрерывная зависимость амплитуды сигнала от времени заменяется на дискретную последовательность уровней громкости.
Современные звуковые карты обеспечивают 16-битную глубину кодирования звука. В таком случае количество уровней сигнала будет равно 65536.
При двоичном кодировании непрерывного звукового сигнала он заменяется последовательностью дискретных уровней сигнала. Качество кодирования зависит от количества измерений уровня сигнала в единицу времени, т.е. от частоты дискретизации. Чем больше количество измерений производится за 1 секунду (чем больше частота дискретизации), тем точнее процедура двоичного кодирования.
Количество измерений в секунду может лежать в диапазоне от 8000 до 48000, т.е. частота дискретизации аналогового звукового сигнала может принимать значения от 8 до 48 кГц - качество звучания аудио-CD. Следует также учитывать, что возможны как моно-, так и стерео-режимы.
Цветовая модель (или цветовое пространство) — это не более чем способ описания цвета с помощью количественных характеристик. В этом случае не только легко сравнивать отдельные цвета и их оттенки между собой, но и использовать их в цифровых технологиях.
В цветовой модели (пространстве) каждому цвету можно поставить в соответствие строго определенную точку. В этом случае цветовая модель — это просто упрощенное геометрическое представление, основанное на системе координатных осей и принятого масштаба.
Цветовая модель RGB и цветовая модель CMYK.
Тема 5. Технические средства информационных технологий.
Классификация и обзор программного обеспечения.
Информационные технологии определяют способы, методы и средства сбора, регистрации, передачи, хранения, обработки и выдачи (распространения или публикации) информации в ИС. Информационные технологии отвечают на вопрос «как, при помощи чего?».
Технологический процесс обработки информации ИС состоит из отдельных операций, реализуемых с использованием комплекса технических и программных средств. Комплекс технических и программных средств постоянно расширяется, что обусловлено развитием ИС в сторону применения различных информационных сред, включая мультимедиа.
Программное обеспечение информационных технологий неоднородно, часть программных средств относится к базовому программному обеспечению, без которого невозможна работа технических средств, другая часть — к прикладному программному обеспечению. Программное обеспечение-это совокупность программ, выполненных вычислительной системой.
К базовому программному обеспечению, в первую очередь, относятся операционные системы для локальных компьютеров, сетевые операционные системы, управляющие работой серверов и сетью. Тип операционной системы учитывает процессор компьютера, масштабы компьютерных сетей. К наиболее популярным операционным системам в мире относятся: операционная система Windows (98/2000/XP), Unix, Solaris, OS/2, Linux и др. Другая часть базового программного обеспечения относится к сервисным средствам, используемым для расширения функций операционных систем, обеспечения надежной работы технических средств и выполнения процедур обслуживания информационной системы и ее компонентов:
- антивирусные программы;
- архиваторы файлов;
- утилиты для тестирования компьютеров, сетей, операционных систем, обслуживания файлов, дисков и т. п.
К числу наиболее популярных в настоящее время антивирусных программ относятся: DrWeb, AVP (антивирус Касперского), Norton Antivirus и другие.
Архиваторы обеспечивают компактное представление файлов и дисков для целей передачи данных на другие компьютеры, создания страховых копий. Наиболее популярны архиваторы: WinZip, WinRAR, WinARJ.
Утилиты делятся по объектам: тестирование функциональных блоков компьютера, обслуживание машинных носителей, обслуживание файловой системы, администрирование компьютерных сетей. К числу наиболее популярных утилит относятся: SiSoft Sandra for Windows, Norton Utilities и другие.
Информационные технологии используют программное обеспечение общего назначения, не зависящее от типа ИС и содержания обрабатываемой информации. В первую очередь, это офисные программы, включающие:
СУБД для организации и управления БД;
- текстовый процессор для работы с текстовыми документами;
- процессор электронных таблиц для выполнения расчетов;
- пакет презентационной графики;
Интернет-обозреватель для работы с информационными ресурсами глобальной сети и другие.
Технические средства для информационных технологий ИС делятся на классы:
1. Средства сбора и регистрации информации:
- персональные компьютеры для ввода информации документов и запись на машинный носитель. При вводе информации применяются аппаратные и программные методы контроля достоверности, в том числе контроль на диапазон значений, контроль формата значений и другие;
- сканеры для автоматического считывания информации документов в виде графических символов, распознавания графических образов и преобразования в текст;
- автоматические датчики информации для формирования сигналов наступления контролируемых событий и их преобразования в цифровое представление.
2. Комплекс средств передачи информации (технические и программные средства компьютерных сетей):
- локальные вычислительные сети (ЛВС) ограниченного масштаба, с большими скоростями передачи данных, ограничением количества и местоположения пользователей;
- региональные вычислительные сети (РВС) расширенного масштаба, специализированного назначения, с относительно высокими скоростями передачи данных, расширением количества пользователей сети;
- глобальные вычислительные сети (ГВС), в том числе сеть Интернет, для всемирных коммуникаций и создания информационных сообществ (например, пользователей информационных ресурсов Web, участников электронной коммерции, пользователей электронной почты, IP-телефонии и др.), с неограниченным кругом пользователей;
- Intranet (интранет) сети корпораций, предназначенные для использования в масштабе предприятий эффективных информационных технологий Интернета.
3. Средства хранения данных. Базы данных ИС хранятся на серверах БД, файловых серверах, локальных компьютерах. В качестве носителей информации используются: магнитные диски (съемные, стационарные, переносные диски большой емкости), оптические диски (лазерные диски), магнитооптические диски, диски DVD (цифровые видеодиски).
4. Средства обработки данных. Обработка информации в ИС выполняется с помощью компьютеров, которые делятся на классы:
- микрокомпьютеры — используются автономно в виде персональных компьютеров либо в сети в качестве рабочих станций, оснащены современными микропроцессорами (Intel, AMD, Cyrix и другие), имеют различную архитектуру (ряд IBM PC, Macintosh и другие).
В эту же группу входят портативные компьютеры, которые приближаются по своим техническим характеристикам к «настольным» персональным компьютерам;
производительности и серверным возможностям (ряд машин PDP и другие);
- большие и сверхбольшие компьютеры — машины специального применения в крупномасштабных ИС (ряд SUN и другие).
5. Средства вывода информации. Для отображения и вывода информации используются видеомониторы, принтеры, графопостроители.
К программному обеспечению (ПО) относится также вся область деятельности по проектированию и разработке (ПО):
проектирование, структурное программирование и др.);
- методы тестирования программ;
- методы доказательства правильности программ;
- анализ качества работы программ и др.
Классификация ПО:
1) Прикладные программы, непосредственно обеспечивающие выполнение необходимых пользователям работ.
2) Системные программы:
- управление ресурсами ЭВМ.
- создание копий используемой информации.
- проверку работоспособности устройств компьютера.
- выдачу справочной информации о компьютере и др..
3) Инструментальные программные системы, облегчающие процесс создания новых программ для компьютера.
Программное обеспечение - неотъемлемая часть ЭВМ. Оно является логическим продолжением технических средств ЭВМ, расширяющие их возможности и сферу использования.
Тема 6. Операционные системы Windows, Linux, Unix.
Особенности современных программных средств.
Операционная система (ОС) - комплекс системных и управляющих программ, предназначенных для наиболее эффективного использования всех ресурсов вычислительной системы. Назначение ОС - организация вычислительного процесса в вычислительной системе, рациональное распределение вычислительных ресурсов между отдельными решаемыми задачами; предоставление пользователям многочисленных сервисных средств, облегчающих процесс программирования и отладки задач.
Операционная система исполняет роль своеобразного интерфейса (интерфейс - совокупность аппаратуры и программных средств, необходимых для подключения периферийных устройств к ПЭВМ) между пользователем и вычислительной системой, т.е. ОС предоставляет пользователю виртуальную вычислительную систему.
Семейства операционных систем: DOS, OS/2, UNIX, WINDOWS.
ОС семейства DOS.
Первый представитель этого семейства – система MS-DOS (Microsoft Disk Operating System – дисковая операционная система фирмы Microsoft) была выпущена в 1981 году в связи с появлением компьютеров IBM PC.
ОС семейства DOS обладают следующими характерными особенностями:
- Однопользовательская.
- Однозадачная.
- Имеет командный интерфейс.
- 16-разрядная.
- По типу управления ресурсами – несетевая.
- Имеет модульную структуру, упрощающую перенос системы на - Небольшой объем доступной оперативной памяти (640 Кбайт, до ОС семейства OS/ ОС OS/2 (Operating System / 2) была разработана фирмой IBM в году в связи с созданием нового семейства ПК PS/2.
ОС семейства OS/2 обладают следующими характерными особенностями:
- Однопользовательская ОС.
- Многозадачная ОС второго поколения: позволяет организовать параллельную работу нескольких прикладных программ, обеспечивая при этом защиту одной программы от другой и ОС от работающих под ее управлением программ.
Имеет графический интерфейс.
- 32-разрядная.
- Родная файловая система – HPFS.
Недостаток OS/2 – малое число приложений для нее, что делает эту систему менее популярной, чем, например, Windows.
Существенный недостаток ОС семейства DOS – отсутствие средств защиты от несанкционированного доступа к ресурсам ПК и ОС.
Linux (полное название GNU/Linux) – это UNIX-подобная ОС. Linux свободно распространяемая ОС, первоначально разработанная Линусом Торвальдсом. Первая официальная версия объявлена 5 октября 1991 года.
Версии: Debian GNU/Linux – не имеющий национальной принадлежности международный дистрибутив (а также его ответвления, включая сверх-популярные Ubuntu, Kubuntu, Xubuntu), американский Red Hat и его наследник Fedora, французско-бразильский Mandriva, бывшие Mandrake и Conectiva.
ОС семейства WINDOWS История Windows началась в 1985 году, когда появилась первая версия системы (оболочки). Через несколько лет вышла вторая версия, но особой популярности система Windows не завоевала.
В 1990 году вышла Windows 3.0, которая стала применяться на многих ПК (графический интерфейс, многозадачный режим, появление множества программ, работающих под управлением Windows).
Последующие версии Windows были направлены на повышение надежности, на поддержку средств мультимедиа и работу в компьютерных сетях.
Всех представителей ОС Windows можно разделить на две линейки:
Windows 9.х (95/98/Me).
Windows NT (NT4/2000/XP/2003 Server/Vista/2008 Server/7).
Только в семействе Windows NT представлены операционные системы для серверов.
ОС семейства Windows обладают следующими характерными особенностями:
- Многопользовательские ОС.
- Многозадачные ОС.
- Сетевые и несетевые ОС.
- 32/64-разрядные.
- Подключение новых устройств по технологии Plug and Play.
- Файловая система: FAT32, NTFS.
Представители семейства Windows:
Windows 3.х (3.0/3.1/3.11). Операционные оболочки, выполняемые под управлением MS-DOS.
Windows 95 (первая ОС). Изменился интерфейс, выросла скорость работы программ, возможность автоматической настройки дополнительного оборудования, возможность работы с Интернет.
Windows 95 OSR2. Исправлены многие ошибки Windows 95, добавлена поддержка нескольких новых устройств, возможность использовать файловую систему FAT32.
Windows 98. Сохранился внешний интерфейс, переработана внутренняя структура, много внимания уделено работе с Интернет, возможность работы с несколькими мониторами.
Windows 98 SE. В состав включена 5-ая версия Internet Explorer, обновленная система соединения с Интернет, многочисленные исправления ошибок и новая библиотека драйверов.
Windows NT (1992г. - NT 3.0, 1994г. - NT 3.5, 1996г. - NT 4.0), разрабатывались с целью повышения надежности и мощности сетевой работы.
Выпускается в двух модификациях:
Windows NT Server – предназначена для управления сетевыми ресурсами.
Windows NT Workstation – предназначена для работы на локальных компьютерах и рабочих станциях.
Windows 2000 (NT 5.0). Разработана на основе Windows NT и унаследовала от нее высокую надежность и защищенность информации от постороннего вмешательства.
Windows MЕ. Наследница Windows 98, приобрела новые возможности:
улучшенная работа с мультимедиа, возможность записи не только аудио, но и видеоинформации, мощные средства восстановления информации после сбоев.
Windows XP. Появление 64-разрядной версии, первая ОС с полностью настраиваемым интерфейсом, поддержка записи CD-R и CD-RW дисков на уровне самой ОС и др.
Windows CE. Предназначена исключительно для установки на «карманные» компьютеры.
Windows Server 2003. Содержит все функции, необходимые для серверной ОС Windows, направление на безопасность, надежность, доступность и масштабируемость. Версии: Standart Edition, Enterprise Edition, Datacenter Edition, Web Edition.
Windows Vista. План выпуска версий Windows Vista оптимизирован для ключевых категорий пользователей – отдельных пользователей, малых предприятий, средних и крупных организаций, а также для соответствующих этим категориям схем использования ПО. Основной задачей семейства Windows Vista является наиболее точное соответствие набора предлагаемых программных продуктов потребностям потребителей.
Windows Server 2008 (кодовое имя «Longhorn Server») – новая версия серверной операционной системы от Microsoft. Эта версия должна стать заменой Windows Server 2003 как представитель операционных систем поколения Vista.
Windows 7 (ранее известная под кодовыми названиями Blackcomb и Vienna) – версия компьютерной операционной системы семейства Windows, следующая за Windows Vista.
Особенности современных программных средств 1. Событийная ориентированность Как операционная система, так и программы-приложения после их активизации постоянно находятся в ожидании событий. Событийная процедура срабатывает, как только происходит соответствующее событие (нажатие какой-либо кнопки на экране влечет за собой выполнение соответствующего действия).
2. Объектная ориентированность Любой графический элемент, изображаемый на экране – прямоугольное окно, кнопка, курсор и т.п. – рассматривается как объект, обладающий свойствами и методами.
3. Унифицированный графический интерфейс пользователя К числу основных элементов управления (Controls) в современном интерфейсе пользователя программ относятся следующие визуальные объекты: окна, командные кнопки нескольких типов, надпись со статическим текстом, поле с редактируемым текстом, счетчик, список, поле со списком, флажок, переключатель, рамка, полосы прокрутки.
Тема 7. Текстовый процессор Word: назначение, основные понятия, типовая последовательность и приемы работы.
Документ – совокупность объектов, разработанных для представления общей темы. Объектами могут быть фрагменты текста, рисунки, диаграммы, таблицы, формулы, видеоклипы и т.п.
Фрагмент – непрерывная часть текста.
Символ – минимальный элемент текста документа.
Абзац – фрагмент текста, процесс ввода которого закончился нажатием клавиши.
Стиль – набор параметров форматирования, которые определяют внешний вид фрагмента текста.
Форматирование текста – это его оформление, т.е. выбор шрифтов, интервалов между строками, отступов строк в абзацах, способов выравнивания текста и многое другое, определяющее дизайн документа.
Шаблон – заранее отформатированный текст; например, шаблон приказа.
Модель фрагмента текста. Параметры форматирования. Стили Модель любого объекта – это по существу его описание ограниченным набором параметров. Для описания формата фрагмента текста в текстовых процессорах, в том числе и в Word’е, используют три группы параметров:
параметры шрифта – гарнитура, размер, начертание;
параметры абзаца – способ выравнивания, отступы, интервалы;
параметры заливки и границ.
Под редактированием документа понимается перемещение, копирование, удаление или замена фрагмента, проверка орфографии.
Формат фрагмента текста описывается параметрами:
а) шрифта: гарнитура (Times New Roman), размер (14), начертание (К, Ч);
б) абзаца: способ выравнивания (по ширине, по центру,…), отступы (слева, справа, красной строки), интервалы (межстрочный, перед и после абзаца), в) границ (рамка, снизу и т.п.) и заливки (например, 5% серого цвета).
Типовая последовательность создания документа 1. Вид/Панели инструментов – оставить только необходимые:
Стандартная, Форматирование.
2. Файл/Параметры страницы… – установить поля (можно воспользоваться кнопкой По умолчанию).
3. Файл/Сохранить как… – разместить файл в выбранном каталоге, назначив файлу имя.
4. Формат/Стили и форматирование… – если необходимо, скорректировать стили обычного текста, текста в таблицах и заголовков.
5. Выбрать стиль и ввести фрагмент текста.
6. Вставить во фрагмент рисунки, таблицы, формулы и др. объекты, отформатировать их – обтекание текстом и т.п.
7. Повторять пункты 5, 6 до завершения подготовки документа.
Вставка/Ссылка/Оглавление и указатели… – создать оглавление.
Тема 8. Электронные таблицы Excel: назначение, основные понятия, типовая последовательность и приемы работы.
Электронная таблица – это компьютерный эквивалент обычной таблицы, в клетках (ячейках) которой записаны данные различных типов.
Главное достоинство электронной таблицы – автоматический пересчет всех данных, связанных формульными зависимостями при изменении значения любого операнда.
Ячейка – это поле данных на пересечении столбца и строки таблицы (например, A1, C2 и т.п.).
Текущая (активная) ячейка – это ячейка, в которой в данный момент находится курсор.
Блок ячеек – группа смежных ячеек. Например, в блок (A1:C8) включаются ячейки столбцов A, B, C в строках 1 - 8.
Ссылка – адрес ячейки или блока ячеек в формуле.
Формула – знак равенства (=), за которым следует совокупность чисел, ссылок, математических операторов и функций.
Рабочая книга – основной документ Excel, содержащий несколько листов, в которых могут находиться таблицы, диаграммы или макросы.
Она хранится в файле с произвольным именем и расширением xls.
Форматирование данных – выбор формы представления числовых или символьных данных в ячейке, блоке ячеек, на листе таблицы.
Относительная ссылка – это изменяющийся при копировании и автозаполнении формулы адрес ячейки, содержащей исходное данное (операнд). Например, при копировании формулы вниз по столбцу автоматически увеличиваются номера строк в операндах.
Абсолютная ссылка – это не изменяющийся при копировании и автозаполнении формулы адрес столбца, строки или ячейки. Для указания абсолютной адресации перед обозначением столбца или (и) строки вводится символ $, например, B$1, $A2, $D$5.
Обобщенная технология работы в электронной таблице 1. Установка параметров страницы. Настройки с помощью меню Вид:
масштаб изображения, панели инструментов. Если таблица создается в новой книге, то сохранение файла: Файл/Сохранить как...
2. Проведение границ в пределах будущей таблицы, изменение ширины столбцов и высоты строк, объединение ячеек. Форматирование и ввод шапки таблицы 3. Форматирование столбцов таблицы. Ввод в ячейки исходных данных и формул, копирование формул 4. Графическое изображение результатов: построение диаграмм и графиков. Печать результатов.
1. Символьные (текстовые) данные имеют описательный характер. Они могут включать в себя алфавитные, числовые и специальные символы.
2. Числовые данные не могут содержать алфавитных и специальных символов, поскольку с ними производятся математические операции.
Единственным исключением является десятичная точка (запятая) и знак числа, стоящий перед ним.
3. Формулы. Формула может содержать запись ряда арифметических, логических и прочих действий, производимых с данными, хранимыми в других ячейках. Если ячейка с формулой выделена, то формулу можно видеть и редактировать в строке формул.
4. Функции. Функция представляет собой программу с уникальным именем, для которой пользователь должен задать конкретные значения аргументов функции, стоящих в скобках после ее имени. Функции подразделяются на математические, статистические, логические, финансовые и другие.
5. Даты. Особым типом входных данных являются даты. К этому типу данных применимы такие операции, как добавление к дате числа (пересчет вперед и назад) или вычисление разности двух дат (длительности периода).
Диаграмма – это представление данных таблицы в графическом виде, которое используется для анализа и сравнения данных.
Диаграмма отображает зависимость значений, образующих ряды данных, от признаков, называемых категориями. На диаграмме числовые данные ячеек изображаются в виде точек, линий, полос, столбиков, секторов и в другой форме.
Построение диаграмм состоит из следующих шагов:
• выделить диапазон, содержащий ряды данных с подписями – с именами строк или столбцов;
• вызвать мастер диаграмм (с помощью кнопки на панели инструментов Стандартная или с помощью меню Вставка/Диаграмма. );
• выбрать тип и вид диаграммы, нажать кнопку Далее;
• во вкладке Диапазон данных (шаг 2 мастера диаграмм) уточнить (при необходимости) положение рядов данных, а во вкладке Ряд указать местоположение подписей оси Х – категорий;
• ввести необходимые заголовки (название диаграммы, названия осей) и условные обозначения, если они необходимы;
• разместить диаграмму на том же листе, где находится таблица или на отдельном листе.
Форматирование элементов диаграммы выполняется следующим образом: щелкнув правой кнопкой мыши на элементе диаграммы, надо выбрать команду Формат, а затем требуемую вкладку для форматирования диаграммы.
Тема 9. Кодирование и хранение информации. Системы счисления. Кодирование текстовой, числовой, графической, аудио и видеоинформации.
Любая информация, с которой работает современная вычислительная техника, преобразуется в числа в двоичной системе счисления.
Дело в том, что физические устройства (регистры, ячейки памяти) могут находиться в двух состояниях, которым соотносят 0 или 1.
Используя ряд подобных физических устройств, можно хранить в памяти компьютера почти любое число в двоичной системе счисления. Сколько физических ячеек используемых для записи числа, столько и разрядное число можно записать. Если ячеек 8, то и число может состоять из 8 цифр.
Кодирование в компьютере целых чисел, дробных и отрицательных, а также символов (букв и др.) имеет свои особенности для каждого вида.
Например, для хранения целых чисел выделяется меньше памяти (меньше ячеек), чем для хранения дробных независимо от их значения.
Однако, всегда следует помнить, что любая информация (числовая, текстовая, графическая, звуковая и др.) в памяти компьютера представляется в виде чисел в двоичной системе счисления (почти всегда).
В общем смысле кодирование информации можно определить как перевод информации, представленной сообщением в первичном алфавите, в последовательность кодов.
Надо понимать, что любые данные - это так или иначе закодированная информация. Информация может быть представлена в разных формах: в виде чисел, текста, рисунка и др. Перевод из одной формы в другую - это кодирование.
Натуральные числа (целые положительные числа) Обычно ячейка памяти равна 1 байту, который в свою очередь равен битам. Т.е. в одной ячейке памяти можно сохранить восьмиразрядное число в двоичной системе счисления. Очевидно, что минимальным таким числом будет 00000000, а максимальным 11111111.
Если представить число 11111111 в десятичной системе счисления, то мы получим число 255. Т.е в одном байте можно сохранять целые положительные числа от 0 до 255 включительно (всего 256 значений, что соответствует 28).
Для хранения чисел имеющих значение большее, чем 255, используют большее количество байтов. Так в двух байтах можно хранить число, состоящее из 16 разрядов. Можно узнать количество возможных комбинаций нулей и единиц для 16-ти разрядного числа: 216 = 65536. Т.е. в двух байтах можно сохранить любое число от 0 до 65535.
Для примера посчитаем, количество значений, которые можно сохранить, если использовать 4-х байтную ячейку памяти (такая ячейка имеет 32 разряда):
232 = 4 294 967 296, т.е. более 4 миллиардов.
Представление положительных и отрицательных чисел в памяти компьютера. Прямой и дополнительный код числа Прямой код – это представление числа в двоичной системе счисления, при котором первый (старший) разряд отводится под знак числа. Если число положительное, то в левый разряд записывается 0; если число отрицательное, то в левый разряд записывается 1.
Таким образом, в двоичной системе счисления, используя прямой код, в восьмиразрядной ячейке (байте) можно записать семиразрядное число.
Например:
0 00011010 - положительное число 1 00011010 – отрицательное число Количество значений, которые можно поместить в семиразрядной ячейке со знаком в дополнительном разряде равно 256. Это совпадает с количеством значений, которые можно поместить в восьмиразрядную ячейку без указания знака. Однако диапазон значений уже другой, ему принадлежат значения от -128 до 127 включительно (при переводе в десятичную систему счисления).
При этом в вычислительной технике прямой код используется почти исключительно для представления положительных чисел.
Для отрицательных чисел используется так называемый дополнительный код. Это связано с удобством выполнения операций над числами электронными устройствами компьютера.
Дополнительный код В дополнительном коде, также как и прямом, первый разряд отводится для представления знака числа. Прямой код используется для представления положительных чисел, а дополнительный – для представления отрицательных. Поэтому, если в первом разряде находится 1, то мы имеем дело с дополнительным кодом и с отрицательным числом.
Все остальные разряды числа в дополнительном коде сначала инвертируются, т.е. заменяются противоположными (0 на 1, а 1 на 0).
Например, если 1 0001100 – это прямой код числа, то при формировании его дополнительного кода, сначала надо заменить нули на единицы, а единицы на нули, кроме первого разряда. Получаем 1 1110011. Но это еще не окончательный вид дополнительного кода числа.
Далее следует прибавить единицу к получившемуся инверсией числу:
1 1110011 + 1 = В итоге и получается число, которое принято называть дополнительным кодом числа.
Причина, по которой используется дополнительный код числа для представления отрицательных чисел, связана с тем, что так проще выполнять математические операции. Например, у нас два числа, представленных в прямом коде. Одно число положительное, другое – отрицательное и эти числа нужно сложить. Однако просто сложить их нельзя. Сначала компьютер должен определить, что это за числа. Выяснив, что одно число отрицательное, ему следует заменить операцию сложения операцией вычитания. Потом, машина должна определить, какое число больше по модулю, чтобы выяснить знак результата и определиться с тем, что из чего вычитать. В итоге, получается сложный алгоритм. Куда проще складывать числа, если отрицательные преобразованы в дополнительный код. Это можно увидеть на примерах ниже.
Кодирование вещественных чисел. Нормализованное представление числа. В компьютерной технике вещественными называются числа, имеющие дробную часть.
Дробные числа могут содержать большой набор цифр. Например:
0.0000345 или 10900000 (т.е очень большие или очень маленькие числа).
Для удобства вещественные числа приводят к виду так называемого нормализованного представления числа. Заключается такое представление в том, что число записывается в виде произведения на основание системы счисления, возведенное в ту или иную степень. Например, предыдущие два числа в нормализованном виде будут выглядеть так: 0.345 * 10-4 и 0.109 * 108. Здесь числа 0.345 и 0.109 – мантиссы вещественных чисел, 10 – основание системы счисления, а -4 и 8 – порядки. При этом запятая (точка), разделяющая дробную и целую части ставится перед первой значащей цифрой (отличной от 0).
Тема 10. Моделирование как метод научного познания. Виды моделей. Этапы компьютерного моделирования.
Многие открытия в различных науках были сделаны именно благодаря построению моделей различных объектов, процессов и явлений.
Например, открытие кислорода стало возможным благодаря опытам по сгоранию некоторых веществ, а сконструированные модели летательных аппаратов Циолковским привело к созданию космических кораблей и спутников, которые были выведены на орбиту Земли в середине 20 века.
Модели всегда играли важную роль в деятельности человека, некоторые явления безопаснее исследовать на модели, нежели в реальности (изучение молнии, последствия атомного взрыва, ядерную энергию и т.д.) В процессе построения модели выделяются главные, наиболее существенные свойства объекта.
Модель — это новый объект, который отражает существенные особенности изучаемого объекта, явления или процесса.
В разных науках одни и те же объекты исследуются под разными углами зрения и строятся различные типы моделей.
Один и тот же объект иногда имеет множество моделей, а разные объекты могут описываться одной моделью.
Модели классифицируются по: области применения (научные, учебные, опытные, деловые игры и т.д.), временному фактору (динамические, статические), способу представления (материальные, информационные).
Предметные модели воспроизводят геометрические, физические и другие свойства объектов в материальной форме (глобус, модель кристаллической решетки, детские игрушки и др.).
Модели знаковые (информационные) представляют объекты и процессы в форме рисунков, схем, таблиц, текстов и т.д. Информационные модели в свою очередь бывают компьютерные и некомпьютерные.
Модели — представления объектов или процессов реального или вымышленного мира.
математические, информационно-логические и т.п.
Графические представления — графические изображения объектов и процессов.
Свойства моделей: адекватность, полнота, детальность и т.п.
Адекватность — степень соответствия модели представляемым объектам.
Математические модели — математические описания объектов, выражаемые с помощью математических формул и уравнений.
Математическая модель — это совокупность математических объектов (данных) и отношений между ними, отражающих некоторые свойства моделируемого процесса.
Математическая модель — это система уравнений и неравенств, описывающих поведение объекта с некоторой степенью точности. На основе словесной формулировки задачи, выбираются входные и выходные переменные, записываются ограничения, образующие в совокупности математическую модель решаемой задачи.
Информационно-логические модели — формальные описания объектов, допускающие их представление и обработку на ЭВМ.
Модели движения бывают аналитические, дифференциальные, разностные.
Примеры физических моделей: материальная точка, равномерное прямолинейное движение, равноускоренное движение, абсолютно твердое тело, абсолютно черное тело, абсолютно упругий удар, абсолютно неупругий удар, абсолютно несжимаемая жидкость, идеальный газ, однородное магнитное поле, однородное электрическое поле. Многие физические законы справедливы только в рамках своих физических моделей, например, уравнение Менделеева-Клайперона верно только для идеального газа.
Этапы включает в себя решение задач с помощью компьютера.
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.); выбор тестов и метода тестирования; проектирование алгоритма.
4. Пpогpаммиpование: выбор языка программирования; уточнение способов организации данных; запись алгоpитма на выбpанном языке пpогpаммиpования.
5. Тестирование 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 решенной задаче, к математической модели, к алгоритму, к программе, к набору тестов, к использованию.
Тема 11. Информационные ресурсы. Формализация знаний и данных. Модели процессов передачи, обработки, накопления данных в информационных системах.
В информационном обществе все большее внимание уделяется не традиционным видам ресурсов (материальные, природные, трудовые, финансовые, энергетические и т.д.), а информационным, которые приобретают первостепенную значимость. Сегодня овладение информационными ресурсами рассматривается как экономическая категория.
Информационные ресурсы - это совокупность данных, организованных для получения достоверной информации в самых разных областях знаний и практической деятельности. Законодательство Российской Федерации под информационными ресурсами подразумевает отдельные документы и отдельные массивы документов в информационных системах.
К информационным ресурсам относятся: библиотеки, архивы, базы данных, СМИ и т.п.) и информационные сервисы (Информационные сервисы - это группа сайтов, на которых можно воспользоваться разнообразными сервисными услугами: электронной почтой, блогом (подробней >>), а также познакомиться с механизмом его ведения, поиском, различными каталогами, словарями, справочниками, прогнозом погоды, телепрограммой, курсами валют и т.д. Пример: http://yandex.ru, http://rambler.ru, http://aport.ru) и т.п.
Развитие мировых информационных ресурсов позволило:
Превратить деятельность по оказанию информационных услуг (получение и предоставление в распоряжение пользователя информационных продуктов - совокупности данных, сформированную производителем для распространения в вещественной или невещественной форме) в глобальную человеческую деятельность;
информационных услуг;
Образовать всевозможные базы данных ресурсов регионов и государств, к которым возможен сравнительно недорогой доступ;
Повысить обоснованность и оперативность принимаемых решений в фирмах, банках, биржах, промышленности, торговли и др. за счет своевременного использования необходимой информации.
По существующей классификации, информационные ресурсы могут быть государственными и негосударственными и как элемент состава имущества находятся в собственности граждан, органов государственной власти, органов местного самоуправления, организаций и общественных объединений.
В настоящее время существуют следующие виды информационных ресурсов:
1) Средства массовой информации. К ним относятся различного рода новостные и семантические сайты (или электронные версии СМИ). Их отличительной чертой является высокий уровень посещаемости (например, сайт НТВ, "Вести" и т.п.), быстрая смена информации, наличие видеоряда на сайте.
2) Электронные библиотеки. Электронная библиотека распределенная информационная система, позволяющая надежно сохранять и эффективно использовать разнородные коллекции электронных документов через глобальные сети передачи данных в удобном для конечного пользователя виде.
3) Электронные базы данных. В самом общем смысле база данных это набор надписей и файлов, специальным образом организованных.
Один из типов баз данных - это документы, набранные при помощи текстовых редакторов и сгруппированные по темам. Другой тип - это файлы с электронными таблицами, которые объединены в группы по характеру их использования.
4) Сайты. Корпоративный сайт - это Интернет-ресурс, посвященный какой-то организации, фирме, предприятию. Как правило, он знакомит пользователей с фирмой, направлениями и видами ее деятельности, отражает различные справочные материалы: прайс-листы, условия поставок и оплаты; рекламную информацию: наличие сертификатов качества, участие в выставках, публикации в прессе т.п.; контактную информацию.
5) Сервисы - это группа сайтов, на которых можно воспользоваться разнообразными сервисными услугами: электронным почтовым ящиком, блогом (а также познакомиться с правилами его ведения), поиском, различными каталогами, словарями, справочниками, прогнозом погоды, телепрограммой, курсами валют и т.д. Например, Яндекс, Рамблер и т.п.
Информационный портал - это веб-сайт, организованный как многоуровневое объединение различных ресурсов и сервисов, обновление которого происходит в реальном времени. Примером информационного портала может служить портал информационной поддержки единого государственного экзамена http://www1.ege.edu.ru/content/view/14/35/.
Формализация – процесс построения информационных моделей с помощью формальных языков.
В процессе формализации выделяются пространство гипотез, модель процесса, характеристика данных.
Чтобы понять структуру пространства гипотез, необходимо формализовать концепции и определить, как они связываются между собой, образуя гипотезы. Определяется форма и структура концепций:
например, выгодно ли описывать концепции как структурированные объекты или рассматривать их как простые понятия? Являются ли причинно-следственные или пространственно-временные связи между концепциями важными? Следует ли представлять их в явном виде?
Полезно построить модель процесса генерации решений. В ее состав могут входить как математические, так и поведенческие методы Если эксперт применяет упрощенную поведенческую модель при выводе решения или его обосновании, то при анализе модели можно получить много важных концепций и связей. Если часть концептуальной структуры описывается математической (аналитической или статистической) моделью, то ее можно включить в ЭС и использовать для доказательства непротиворечивости причинно-следственных связей в базе знаний ЭС.
Важно выявить природу данных предметной области. Если данные могут быть объяснены в терминах некоторых гипотез, то надо указать, является ли зта связь причинно-следственной, дефинитивной, корреляционной.
Результатом формализации потока концептуальной информации и элементов подзадач оказывается частичная спецификация для построения прототипа базы знаний. Спецификации содержат организационную схему, явное представление основных концепций и связей проблемы. На этом же этапе выбираются языки и схема, минимизирующая несоответствие при представлении подзадач.
Тема 12. Базы данных и базы знаний. Классификация и примеры основных СУБД. Представление о базах данных.
При увеличении объемов информации для многоцелевого применения и эффективного удовлетворения информационных потребностей различных пользователей используется интегрированный подход к созданию внутримашинного информационного обеспечения. При этом данные рассматриваются как информационные ресурсы для разноаспектного и многократного использования. Внутримашинное информационное обеспечение в настоящее время проектируется на принципе интеграции в виде базы и банка данных.
База данных (БД) – это специальным образом организованное хранение информационных ресурсов в виде интегрированной совокупности файлов, обеспечивающей удобное взаимодействие между ними и быстрый доступ к данным.
Банк данных (БнД) – это автоматизированная система, представляющая совокупность информационных, программных, технических средств и персонала, обеспечивающих хранение, накопление, обновление, поиск и выдачу данных. Главными составляющими банка данных являются база данных и программных продукт, называемый системой управления базой данных (СУБД).
Средствами СУБД любой пользователь может создать файлы БД, просматривать их, изменять, выполнять поиск, формировать отчеты произвольной формы. Кроме того, поскольку структура файлов БД записана на диске в его начале, можно открыть, просмотреть, выбрать данные и из чужого файла, созданного кем-то программно или средствами СУБД.
В настоящее время создано большое количество СУБД, имеющих приблизительно одинаковые возможности. Все они позволяют создавать файлы БД на диске (то есть записать их структуру), вводить данные, просматривать созданные файлы, редактировать их, обновляя записи, удаляя ненужные, добавляя новые. Созданные файлов БД можно упорядочивать по значению определенного ключевого реквизита или нескольких реквизитов, выполнять поиск информации в базе, формировать отчеты заданной формы по ее данным, Кроме того, очень важной является функция изменения структуры уже созданного файла базы данных.
Технология баз и банков данных является ведущим направлением организации внутримашинного информационного обеспечения. Развитие технологий баз и банков данных определяется рядом факторов: ростом информационных потребностей пользователей, требованиями эффективного доступа к информации, появлением новых видов массовой памяти, увеличением ее объемов, новыми средствами и возможностями в области коммуникаций и многим другим.
Как банк данных, так и база данных могут быть сосредоточены на одном компьютере или распределены между несколькими компьютерами.
Для того чтобы данные одного исполнителя были доступны другим и наоборот, эти компьютеры должны быть соединены в единую вычислительную систему с помощью вычислительных сетей.
Банк и база данных, расположенные на одном компьютере, называются локальными, а на нескольких соединенных сетями ПЭВМ называются распределенными. Распределенные банки и базы данных более гибки и адаптивны, менее чувствительны к выходу из строя оборудования.
Назначение локальных баз и банков данных в организации более простого и дешевого способа информационного обслуживания пользователей при работе с небольшими объемами данных и решении несложных задач.
Назначение распределенных баз и банков данных состоим в предоставлении более гибких форм обслуживания множеству удаленных пользователей при работе со значительными объемами информации в условиях географической или структурной разобщенности.
Распределенные системы баз и банков данных обеспечивают широкие возможности по управлению сложных многоуровневых и многозвенных объектов и процессов.
Этапы создания базы и банка данных Быстрое развитие информационных потребностей прикладных систем требует разнообразных подходов к созданию сложных и простых баз данных различной сложности. Сложность базы определяется объемами и структурой информатизации, разнообразием ее видов, множественностью связей между файлами, требованиями к производительности и надежности.
Организация данных в базе требует предварительного моделирования, т.е. построения логической модели данных. Главное назначение логической модели данных – систематизация разнообразной информации и отражение ее свойств по содержанию, структуре, объему, связям, динамике с учетом удовлетворения информационных потребностей всех категорий пользователей. Построение логической модели ведется по этапам с постепенным приближением к оптимальному варианту в рамках конкретных условий.
После выбора окончательного варианта логической модели определяется вся совокупность показателей и реквизитов, необходимых и достаточных для решения обозначенного круга задач, формируются файлов, в которых выделяется ключевое поле (реквизит) для взаимодействия с другими файлами.
Документирование результатов проектирования базы и банка данных выполняется по завершении каждого этапа проектирования, а его выводы и рекомендации по эксплуатации обработки находятся в соответствующих разделах технорабочего проекта. Рассмотрим эти этапы применительно к созданию внутримашинного информационного обеспечения для компьютерных систем среднего и крупного класса.
Проектированию ИО предшествует предпроектная стадия, которая включает сбор материалов в процессе обследования, оформление их в виде технического задания. В них обосновывается целесообразность создания банка и базы данных.
Материалы, содержащие выводы и предложения по созданию банка и базы данных исходя из конкретных условий и возможностей, включаются в технико-экономическое обоснование проекта и служат основанием для формирования технического задания на разработку системы банка данных, оно является частью общего технического задания на проектирование компьютерной системы. В нем ставятся цели и круг решаемых проблем, оговариваются масштабы и сферы деятельности системы, глобальные ограничения.
На стадии технического проектирования результаты разработок и проектных решений оформляются в виде технического проекта. Он включает общие вопросы: такие, как определение конфигурации вычислительных средств, создание логической модели базы данных, ее уточнение и доводка в виде моделей других уровней, выбор операционной системы и СУБД, физическое проектирование. Затем разрабатываются конкретные пользовательские применения БД, определяются подмодели, доступные каждому из пользователей.
Технический проект является основным проектным документом, в котором приводятся разработки и их описания по всем компонентам создаваемого банка данных.
На этапе рабочего проектирования доводятся и детализируются решения технического проекта. Рабочий проект имеет ту же структуру, что и технический, но с более глубокой проработкой и проверкой. На этом этапе выполняется сбор и предварительная подготовка нормативносправочных материалов, разработка должностных, технологических инструкциях для работы в условиях новой информационной технологии.
На этапе внедрения проекта выполняется проверка проектных решений и их доводка, при необходимости дорабатывается технология работы с банком данных, пользователями, выполняется перераспределение обязанностей, устанавливаются категории и иерархия доступа пользователей к данным.
Базы знаний В развитии информационного обеспечения автоматизированных информационных технологий управления экономической деятельностью наибольший интерес представляют применения в области искусственного интеллекта. Одной их форм реализации достижений в этой области является создание экспертных систем – специальных компьютерных систем, базирующихся на системном аккумулировании, обобщении, анализе и оценке знаний высококвалифицированных специалистов – экспертов. В экспеттной системе используется база знаний, в которой представляются знания о конкретной предметной области.
База знаний – эта совокупность моделей, правил и факторов (данных), порождающих анализ и выводы для нахождения решений сложных задач в некоторой предметной области.
Выделенные и организованные в виде отдельных, целостных структур информационного обеспечения знания о предметной области становятся явными и отделяются от других типов знаний, например общих знаний.
Базы знаний позволяют выполнять рассуждения не только и не столько на основе формальной (математической) логики, но и на основе опыта, фактов, эвристик, т.е. они приближены к человеческой логике.
Разработки в области искусственного интеллекта имеют целью использование больших объемов высококачественных специальных знаний о некоторой узкой предметной области для решения сложных, неординарных задач.
База знаний является основой экспертной системы, она накапливается в процессе ее построения. Знания выражаются в явном виде, позволяющем сделать явным способ мышления и решения задач, и организованы так, чтобы упростить принятие решений. База знаний, обусловливающая компетентность экспертной системы, воплощает в себе знания специалистов учреждения, отдела, опыт групп специалистов и представляет собой институциональные знания.
Тема 13. Искусственный интеллект. Экспертные системы.
Искусственный интеллект - наука и технология создания интеллектуальных машин, особенно интеллектуальных компьютерных программ. ИИ связан со сходной задачей использования компьютеров для понимания человеческого интеллекта, но не обязательно ограничивается биологически правдоподобными методами.
Участники Российской ассоциации искусственного интеллекта дают следующие определения искусственного интеллекта:
- Научное направление, в рамках которого ставятся и решаются задачи аппаратного или программного моделирования тех видов человеческой деятельности, которые традиционно считаются интеллектуальными[4].
- Свойство интеллектуальных систем выполнять функции (творческие), которые традиционно считаются прерогативой человека. При этом интеллектуальная система — это техническая или программная система, способная решать задачи, традиционно считающиеся творческими, принадлежащие конкретной предметной области, знания о которой хранятся в памяти такой системы. Структура интеллектуальной системы включает три основных блока — базу знаний, решатель и интеллектуальный интерфейс[4].
- Наука под названием «Искусственный интеллект» входит в комплекс компьютерных наук, а создаваемые на её основе технологии к информационным технологиям. Задачей этой науки является воссоздание с помощью вычислительных систем и иных искусственных устройств разумных рассуждений и действий Экспертные системы - это направление исследований в области искусственного интеллекта по созданию вычислительных систем, умеющих принимать решения, схожие с решениями экспертов в заданной предметной области.
По мнению ведущих специалистов, в недалекой перспективе ЭС найдут следующее применение:
- ЭС будут играть ведущую роль во всех фазах проектирования, разработки, производства, распределения, продажи, поддержки и оказания услуг;
- технология ЭС, получившая коммерческое распространение, обеспечит революционный прорыв в интеграции приложений из готовых интеллектуально-взаимодействующих модулей.
ЭС предназначены для так называемых неформализованных задач, т.е.
ЭС не отвергают и не заменяют традиционного подхода к разработке программ, ориентированного на решение формализованных задач.
Неформализованные задачи обычно обладают следующими особенностями:
противоречивостью исходных данных;
противоречивостью знаний о проблемной области и решаемой задаче;
- большой размерностью пространства решения, т.е. перебор при поиске решения весьма велик;
- динамически изменяющимися данными и знаниями.
Следует подчеркнуть, что неформализованные задачи представляют большой и очень важный класс задач. Многие специалисты считают, что эти задачи являются наиболее массовым классом задач, решаемых ЭВМ.
Тема 14. Основные понятия алгебры логики и логические основы ЭВМ.
Алгебра логики (булева алгебра) – это раздел математики, возникший в XIX веке благодаря усилиям английского математика Дж. Буля. Поначалу булева алгебра не имела никакого практического значения. Однако уже в XX веке ее положения нашли применение в описании функционирования и разработке различных электронных схем. Законы и аппарат алгебры логики стал использоваться при проектировании различных частей компьютеров (память, процессор). Хотя это не единственная сфера применения данной науки.
Что же собой представляет алгебра логики? Во-первых, она изучает методы установления истинности или ложности сложных логических высказываний с помощью алгебраических методов. Во-вторых, булева алгебра делает это таким образом, что сложное логическое высказывание описывается функцией, результатом вычисления которой может быть либо истина, либо ложь (1, либо 0). При этом аргументы функции (простые высказывания) также могут иметь только два значения: 0, либо 1.
Что такое простое логическое высказывание? Это фразы типа «два больше одного», «5.8 является целым числом». В первом случае мы имеем истину, а во втором ложь. Алгебра логики не касается сути этих высказываний. Если кто-то решит, что высказывание «Земля квадратная»
истинно, то алгебра логики это примет как факт. Дело в том, что булева алгебра занимается вычислениями результата сложных логических высказываний на основе заранее известных значений простых высказываний.
Логические основы компьютера Логические элементы НЕ (инверсия), И(конъюнкция), ИЛИ (дизъюнкция) и составляюие ИЛИ-НЕ, И-НЕ.
В ЭВМ используются различные устройства, работу которых прекрасно описывает алгебра логики. К таким устройствам относятся группы переключателей, триггеры, сумматоры.
Кроме того, связь между булевой алгеброй и компьютерами лежит и в используемой в ЭВМ системе счисления. Как известно она двоичная.
Поэтому в устройствах компьютера можно хранить и преобразовывать как числа, так и значения логических переменных В ЭВМ применяются электрические схемы, состоящие из множества переключателей. Переключатель может находиться только в двух состояниях: замкнутом и разомкнутом. В первом случае – ток проходит, во втором – нет. Описывать работу таких схем очень удобно с помощью алгебры логики. В зависимости от положения переключателей можно получить или не получить сигналы на выходах.
Вентиль представляет собой логический элемент, который принимает одни двоичные значения и выдает другие в зависимости от своей реализации. Так, например, есть вентили, реализующие логическое умножение (конъюнкцию), сложение (дизъюнкцию) и отрицание.
Триггеры и сумматоры – это относительно сложные устройства, состоящие из более простых элементов – вентилей.
Триггер способен хранить один двоичный разряд, за счет того, что может находиться в двух устойчивых состояниях. В основном триггеры используется в регистрах процессора.
Сумматоры широко используются в арифметико-логических устройствах (АЛУ) процессора и выполняют суммирование двоичных разрядов.
Тема 15. Компьютерные сети. Глобальная компьютерная сеть Интернет, адресация в интернете, информационные услуги сети Интернет. Поиск, хранение и использование информации с помощью сети Интернет.
Компьютерная сеть – совокупность компьютеров, соединенных с помощью каналов связи и средств коммутации в единую систему для обмена сообщениями и доступа пользователей к программным, техническим, информационным и организационным ресурсам сети.
По степени географического распространения сети делятся на локальные, корпоративные, глобальные и др.
Локальная сеть (ЛВС) – сеть, связывающая ряд компьютеров в зоне, ограниченной пределами одной комнаты, здания или предприятия.
Глобальная сеть – сеть, соединяющая компьютеры, удалённые географически на большие расстояния друг от друга.
Интернет — глобальная компьютерная сеть, объединяющая десятки тысяч сетей всего мира. Её назначение в обеспечении любому желающему постоянный доступ к любой информации.
Для подключения к Internet требуется модем и канал связи, соединяющий ЛВС предприятия или личный компьютер пользователя с сервером провайдера – предприятия, предоставляющего информационные услуги Internet.
Отдельные участки Интернет представляют собой сети различной архитектуры, которые связываются между собой с помощью маршрутизаторов. Все компьютеры, участвующие в передаче данных, используют единый протокол коммуникации TCP/IP.
Протокол TCP (Transmission Control Protocol) – протокол управления передачей данных;
Протокол IP (Internet Protocol) – протокол межсетевого взаимодействия, отвечающий за адресацию и позволяющий пакету на пути к конечному пункту назначения проходить по нескольким сетям.
В Internet каждому компьютеру присваивается уникальный сетевой адрес – IP-адрес (IP – Internetwork Protocol), имеющий длину 32 бита и состоящий из 4 частей по 8 битов. Каждая часть может принимать значения от 0 до 255 и отделяется от других частей точкой, например, 133.107.4.19. В четырех байтах IP-адреса записывается адрес сети и адрес компьютера в этой сети. Для удобства запоминания каждому IP-адресу ставится в соответствие буквенно-цифровой адрес, называемый доменным.
Доменный адрес состоит из двух частей, разделенных символом @:
Набрав адрес требуемого сервера в поле адреса программыпроводника, можно воспользоваться информационными услугами этого сервера. Большая часть серверов – это WWW-серверы всемирной информационной сети (World-Wide-Web – всемирная паутина). Такие серверы предоставляют информационные страницы (Web-страницы) с гипертекстом и графическим оформлением.
Гипертекст отличается от обычного наличием ссылок на другие документы и возможностью немедленного переключения на них. Ссылка оформляется как выделенное шрифтом и цветом слово или нескольких слов, или же как выделенный рисунок. Ссылке соответствует адрес в сети.
При создании страниц WWW используется специальный язык HTML (Hypertext Markup Language – язык разметки гипертекста). Неявно используя этот язык, HTML-документ можно подготовить с помощью приложений, входящих в состав MS Office (Word, Excel, PowerPoint – см.
пункт меню Файл/Сохранить в формате HTML), но лучше воспользоваться специальным приложением FrontPage или Dreamweaver. HTML-документ может содержать, кроме текста и графики, звук и видео.
Интернет предоставляет своим пользователям разнообразные возможности и услуги (сервисы).
1. World Wide Web — главный информационный сервис информационная система поиска ресурсов Интернет и доступа к ним.
Пользователи, при обращении к сети Интернет имеют дело с программами-клиентами, называемыми браузерами. Наиболее популярные браузеры: Microsoft Internet Explorer, Opera.
2. Электронная почта (e-mail) - cлужит для передачи текстовых сообщений в пределах Интернет, а также между другими сетями электронной почты. К тексту письма современные почтовые программы позволяют прикреплять звуковые и графические файлы, а также двоичные файлы — программы. При использовании электронной почты каждому абоненту присваивается уникальный почтовый адрес, формат которого имеет вид:
Например: [email protected].
3. Cистема телеконференций Usenet (от Users Network) - эта система организует коллективные обсуждения по различным направлениям, называемые телеконференциями.
4. Системы информационного поиска сети Интернет Для ориентирования в сети и быстрого получения информации в Интернет разработаны системы поиска информации. Для того чтобы определить, на каких серверах хранится представляющая интерес информация, обращаются к услугам поисковых серверов.
При обращении к ресурсам Internet обычно указывают их URL-адрес. URL – это унифицированный указатель ресурсов (Uniform Resource Locator).
5. Программа пересылки файлов FTP Информацию в виде файлов, предназначенных для открытого доступа, предоставляют FTP-серверы. Чтобы обеспечить перемещение файлов между различными операционными системами, встречающимися в узлах Internet, используется протокол FTP (File Transfer Protocol.
представления информации. Современные информационные Геоинформационные и глобальные системы.
Термин «мультимедиа» означает много средств представления информации пользователю; его можно перевести на русский язык как «много сред» или «много носителей».
Мультимедиа - это специальные технологии, позволяющие с помощью программного обеспечения и технических средств обрабатывать на компьютере обычную информацию (текст и графику), а также звук, фотографию, анимацию (движущиеся образы) и видео (рис. 7.1).
Звук - это сигнал, который характеризуется частотной оценкой сигналов, тембром, обертонами и другими параметрами воспроизведения [24].
В качестве звука могут выступать человеческая речь, музыкальные произведения и т. п., вызывающие колебания (звуковые волны) в газообразных, жидких и твердых средах. Средний человек слышит звуки в диапазоне примерно 15—20 000 Гц. Звук может быть неразличим для человека — это происходит, например, в случае, когда его частота выходит за указанные пределы.
Цифровое изображение - это графическая форма представления данных, предназначенная для зрительного восприятия, которая имеет такие характеристики, как яркость, контрастность, разрешение, цветопередача и т. д.
В настоящее время важное место среди мультимедиа-технологий занимает компьютерная обработка видеоинформации, которая включает совокупность изображений, демонстрируемых последовательно и позволяющих человеческому глазу воспринимать отображаемые объекты как движущиеся. Зрительный эффект движения достигается за счет того, что каждое следующее демонстрируемое изображение отличается от предыдущего небольшими последовательно перемещающимися деталями.
«