По архитектуре организации хранения данных

- локальные СУБД (все части локальной СУБД размещаются на одном компьютере)

- распределенные СУБД (части СУБД могут размещаться на двух и более компьютерах)

По способу доступа к БД:

- Файл-серверные

В файл-серверных СУБД файлы данных располагаются централизованно на файл-сервере. Ядро СУБД располагается на каждом клиентском компьютере. Доступ к данным осуществляется через локальную сеть. Синхронизация чтений и обновлений осуществляется посредством файловых блокировок. Преимуществом этой архитектуры является низкая нагрузка на ЦП сервера, а недостатком -- высокая загрузка локальной сети.

Примеры: Microsoft Access, Borland Paradox.

- Клиент-серверные

Такие СУБД состоят из клиентской части (которая входит в состав прикладной программы) и сервера. Клиент-серверные СУБД, в отличие от файл-серверных, обеспечивают разграничение доступа между пользователями и мало загружают сеть и клиентские машины. Сервер является внешней по отношению к клиенту программой, и по надобности его можно заменить другим. Недостаток клиент-серверных СУБД в самом факте существования сервера (что плохо для локальных программ — в них удобнее встраиваемые СУБД) и больших вычислительных ресурсах, потребляемых сервером.

Примеры: Firebird, Interbase, MS SQL Server, Sybase, Oracle, PostgreSQL, MySQL.

- Встраиваемые

Встраиваемая СУБД — библиотека, которая позволяет унифицированным образом хранить большие объёмы данных на локальной машине. Доступ к данным может происходить через SQL либо через особые функции СУБД. Встраиваемые СУБД быстрее обычных клиент-серверных и не требуют установки сервера, поэтому востребованы в локальном ПО, которое имеет дело с большими объёмами данных (например, геоинформационные системы).

Примеры: OpenEdge, SQLite, BerkeleyDB, один из вариантов Firebird, один из вариантов MySQL, Sav Zigzag.

Реляционные базы данных

В реляционных базах данных (БД самого распространенного типа) данные хранятся в таблицах. На первый взгляд, эти таблицы подобны электронным таблицам Excel, поскольку они тоже состоят из строк и столбцов. Столбцы называются полями (fields) и содержат данные определенного типа. Строки именуются записями (records). В одной строке хранится один набор данных, описывающих определенный объект. Например, если в таблице хранятся данные о клиентах, она может содержать поля для имени, адреса, города, почтового индекса, номера телефона и т.д. Для каждого клиента будет создана отдельная запись.

Таблицы – не единственный тип объектов, из которых состоят базы данных. Помимо таблиц, существуют формы, отчеты и запросы.

Формы (forms) применяются для добавления новых данных и изменения уже существующих. Формы облегчают добавление и редактирование информации, а также позволяют контролировать тип водимых данных и избегать при вводе ряда ошибок.

Для отображения данных в удобном для чтения виде используются отчеты (reports). Ознакомиться со всей информацией, хранящейся в таблице, сложно по той причине, что текст не умещается в полях целиком. Существует возможность включать в отчет не все данные, а только некоторые, что значительно повышает удобство использования.

Для вывода в отчеты определенных данных применяются запросы (queries). Использование запросов похоже на процесс поиска, – задаются конкретные критерии отбора, на основе которых база данных формирует и возвращает отчет. Например, если база данных содержит информацию о телефонных номерах, то можно запросить вывести в отчете только те телефоны, которые относятся к конкретному адресу, или только те, которые относятся к конкретной фамилии, или начинающиеся с определенных цифр и т.п. Запросы записываются на языке SQL (Structured Query Language — язык структурированных запросов).

В основе реляционных баз данных лежит понятие связей (отношений, relationships). Они позволяют разработчикам связывать несколько таблиц в базе посредством общих данных. При помощи взаимосвязей разработчики баз данных моделируют таблицы, отражающие взаимодействие объектов в реальности.

Понять принцип работы связей проще всего на примере. Пусть для хранения информации о продажах компании применяется электронная таблица Excel. Со временем в таблице накапливаются сотни записей. Многие из них соответствуют покупкам, совершенным одними и теми же клиентами. Проблема состоит в том, что при совершении повторной покупки информация об адресе клиента снова сохраняется. Со временем некоторые клиенты переезжают. Их новые адреса вводятся в электронную таблицу, но во всех прошлых записях остается прежний адрес. Существует вероятность, что рано или поздно кто-то случайно использует для отправки товара неверный адрес. Обновление адресов становится довольно непростой задачей из-за их невероятного количества. В Excel нет средств, позволяющих устранить эту проблему.

При формировании базы данных логичнее отделить все записи о клиентах от записей, относящихся к совершенным ими покупкам. В этом случае в одной таблице будет храниться информация о покупках, а в другой – о клиентах. В таблице клиентов каждому будет соответствовать только одна запись. При переезде клиента потребуется обновить только одну соответствующую ему запись, а не все записи о его покупках. В таблице, содержащей записи о покупках, вместо перечисления всей информации о покупателе будет указан уникальный идентификатор (в нашем примере поле идентификатора названо cust_ID), соответствующий определенной записи в таблице клиентов. Такие связи между таблицами и позволяют создавать реляционные базы данных.

Обе таблицы содержат поле cust_ID. В таблице клиентов поле cust_ID включает уникальные идентификаторы, называемые также первичными ключами (primary key). У каждой записи в таблице всегда существует свой идентификатор, который не повторяется, благодаря чему, в таблице обеспечен порядок, предполагающий корректное обновление, удаление и добавление данных.

В таблице покупок одно и то же значение cust_ID, напротив, может повторяться больше одного раза — в зависимости от того, сколько покупок совершил тот или иной клиент. Когда первичный ключ одной таблицы применяется в качестве поля другой, он называется внешним ключом. При использовании внешних ключей между таблицами образуются связи (relationships). Они позволяют избавиться от избыточной (дублирующей информации) и сохранить целостность данных.

В приведенном примере таблицы являются достаточно простыми. Например, в порядке вещей будет использование третьей таблицы для хранения информации о товаре (инвентарная таблица) с полем product_ID, добавляемым в таблицу покупок в качестве внешнего ключа.

На рисунке показана взаимосвязь между двумя таблицами, описанными в этом примере. Линия между таблицами обозначает существование связи. Число 1, расположенное слева, означает, что в таблице Клиенты параметр cust_ID является уникальным, а знак бесконечности, находящийся справа, указывает, что в таблице Покупки одно и то же значение параметра cust_ID может повторяться сколько угодно. Такое отношение называется "один-ко-многим".

Возможности связей между таблицами не ограничены уменьшением избыточности данных. Они также позволяют создать SQL-запрос, извлекающий данные из обеих таблиц на основе определенного критерия. Например, можно создать запрос, выводящий имена и фамилии всех клиентов, совершивших покупки на сумму, превышающую некоторое пороговое значение. Формы, предназначенные для записи сразу в несколько таблиц, тоже функционируют на основе связей.

Модель реляционной СУБД была разработана в 70-80 годы XX века. К реляционным СУБД относится целый ряд программных продуктов, среди них Microsoft Access из пакета Microsoft Office, MySQL или более мощные системы промышленного уровня, таких как Microsoft SQL Server или Oracle.

В последнее время активно развивается и другая модель представления баз данных – объектная. Реляционная модель акцентирует свое внимание на структуре и связях сущностей, объектная - на их свойствах и поведении.

 

Вопросы для самоконтроля:

1.Перечислите приложения MSOffice.

2.Способы создания документа в MSWord.

3.Что содержит рабочее окно MSWord?

4.Понятие форматирования и редактирования документа.

5.Как производится установка параметров страницы?

6.Способы копирования фрагментов текста.

8.Вставка объектов в текстовый документ (таблицы, рисунки, надписи и т.п.).

9.Назначение электронной таблицы.

10.Понятие абсолютного и относительного адреса ячейки.

11.Ввод, копирование и перемещение формул.

12.Методика использования Мастера функций.

13.Методика построения графиков и диаграмм.

14.Дайте определение базы данных.

15.Какие бывают модели данных?

16.С чего начинается проектирование базы данных?

17.Методика обработки данных в базе данных (сортировка, фильтрация, консолидация, создание сводных таблиц и отчётов).

Тема 4.3. Мультимедийные технологии

Студент должен:

знать:

- определение понятия мультимедийной технологии;

- назначение и область применения;

- программно – аппаратные средства для реализации мультимедийной технологии;

уметь:

- пользоваться программно – аппаратными средствами мультимедийной технологии;

- применять мультимедийную технологию для обучения и решения задач в сфере профессиональной деятельности.

 

Мультимедийные технологии в сфере профессиональной деятельности.

Методические указания:

В настоящее время мультимедиа-технологии являются бурно развивающейся областью информационных технологий. В этом направлении активно работает значительное число крупных и мелких фирм, технических университетов. Области использования чрезвычайно многообразны: интерактивные обучающие и информационные системы, САПР, развлечения и др.

Средства мультимедиа – это комплекс аппаратных и программных средств, позволяющих человеку общаться с компьютером, используя самые разные среды: звук, видео, графику, тексты, анимацию и др. К средствам мультимедиа относятся устройства речевого ввода – вывода; высококачественные видео – платы; платы видеозахвата; высококачественные акустические и видеовоспроизводящие системы с усилителями и т.п.

Основными характерными особенностями этих технологий являются:

· объединение многокомпонентной информационной среды (текста, звука, графики, фото, видео) в однородном цифровом представлении;

· обеспечение надежного (отсутствие искажений при копировании) и долговечного хранения (гарантийный срок хранения — десятки лет) больших объемов информации;

· простота переработки информации (от рутинных до творческих операций).

Основные направления использования мультимедиа-технологий:

· электронные издания для целей образования, развлечения и др.;

· в телекоммуникациях со спектром возможных применений от просмотра заказной телепередачи и выбора нужной книги до участия в мультимедиа-конференциях. Такие разработки получили название Information Highway;

· мультимедийные информационные системы («мультимедиа-киоски»), выдающие по запросу пользователя наглядную информацию.

Мультимедиа находит своё применение в различных областях, включая, но этим не ограниченными, рекламу, искусство, образование, индустрию развлечений, технику, медицину, математику, бизнес, научные исследования и пространственно-временные приложения.

Образование

В образовании мультимедиа используется для создания компьютерных учебных курсов (популярное название CBTS) и справочников, таких как энциклопедии и сборники. CBT позволяет пользователю пройти через серию презентаций, тематического текста и связанных с ним иллюстраций в различных форматах представления информации. Edutainment – неофициальный термин, используемый, чтобы объединить образование и развлечение, особенно мультимедийные развлечения. Теория обучения за последнее десятилетие была значительно развита в связи с появлением мультимедиа. Выделилось несколько направлений исследований, такие как теория когнитивной нагрузки, мультимедийное обучение и другие. Возможности для обучения и воспитания почти бесконечны. Идея медиа-конвергенции также становится одним из важнейших факторов в сфере образования, особенно в сфере высшего образования. Определяемая как отдельные технологии, такие как голосовые (и функции телефонии), базы данных (и производные приложения), видео-технологии, которые сейчас совместно используют ресурсы и взаимодействуют друг с другом, синергетически создавая новые оперативности, медиа-конвергенция – это стремительно меняющийся учебный курс дисциплин, преподаваемых в университетах по всему миру.

Техника

Разработчики программного обеспечения могут использовать мультимедиа в компьютерных симуляторах чего угодно: от развлечения до обучения, например: военного или производственного обучения. Мультимедиа для программных интерфейсов часто создаётся как коллаборация между креативными профессионалами и разработчиками программного обеспечения.

Промышленность

В промышленном секторе мультимедиа используют как способ презентации информации для акционеров, руководства и коллег. Мультимедиа также полезно в организации обучения персонала, рекламы и продаж продукта по всему миру посредством фактически неограниченных веб-технологий.

Математические и научные исследования

В математических и научных исследованиях мультимедиа в основном используется для моделирования и симуляции. Например: учёный может взглянуть на молекулярную модель какого-либо вещества и манипулировать ею с тем, чтобы получить другое вещество.

Медицина

Врачи также могут получить подготовку с помощью виртуальных операций или симуляторов человеческого тела, поражённого болезнью, распространённой вирусами и бактериями, таким образом, пытаясь разработать методики её предотвращения.

Вопросы для самоконтроля:

1.Что такое мультимедийная технология?

2.Перечислите основные характерные особенности мультимедийных технологий.

3.Назначение и область применения мультимедийных технологий.

 

Тема 4.4. Изучение и работа с пакетом программ по профилю специальности

Студент должен:

знать:

- наиболее популярные пакеты прикладных программ по профилю специальности;

- тенденции и перспективы развития программного обеспечения по профилю специальности;

- технологию изучения и получения практических навыков работы с пакетом;

уметь:

- решать профессиональные задачи с использованием средств автоматизации (ПК и прикладных программ).

 

Пакеты прикладных программ по профилю специальности.

РАЗДЕЛ 5. ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ИНФОРМАЦИИ

Тема 5.1. Печать документа

Студент должен:

знать:

- типы принтеров, их основные характеристики и параметры;

- достоинства и недостатки различных типов принтеров;

- технологию печати текстовых и графических материалов с помощью принтеров;

- типы графопостроителей (плоттеров), их основные характеристики и параметры;

- технологию изготовления графических материалов с помощью плоттеров;

уметь:

- выводить текстовые и графические документы на печать.

 

Устройства вывода информации на печать.

Принтеры: назначение, типы, основные характеристики и параметры, достоинства и недостатки различных принтеров. Печать документа с помощью принтера.

Плоттеры: назначение, типы, основные характеристики и параметры. Изготовление графических материалов с помощью плоттеров.

Методические указания:

Принтеры – это устройства вывода данных из ЭВМ, преобразующие информационные ASCII – коды в соответствующие им графические символы и фиксирующие эти символы на бумаге. Все принтеры могут выводить текстовую информацию и изображения.

Существует несколько тысяч моделей принтеров, которые могут использовать PC.

Принтеры различаются по следующим признакам:

- цветность (цветные и чёрно – белые);

- способ формирования символов;

- принцип действия;

- способ печати и формирования строк;

- ширина каретки;

- длина печатной строки;

- набор символов;

- скорость печати;

- разрешающая способность.

По принципу действия принтеры подразделяются на матричные, термические, струйные, лазерные.

Матричные печатающие устройства. Когда говорят о матричных принтерах, обычно имеют в виду устройства ударного действия, например, всем известные модели Epson, Star и Microcline.

Принцип печати этих принтеров таков: печатающая головка принтера содержит вертикальный ряд тонких металлических стержней (иголок). Головка движется вдоль печатаемой строки, а стержни в нужный момент ударяют по бумаге через красящую ленту. Это и обеспечивает формирование на бумаге символов и изображений. В дешевых принтерах используется печатающая головка с 9 иглами. Качество печати у таких принтеров посредственное, но его можно несколько улучшить с помощью печати в несколько проходов (от двух до четырех). Более качественная и быстрая печать обеспечивается принтерами с 24 печатающими иголками (24-точечными принтерами). Скорость печати точечно-матричных принтеров - от 60 до 10 сек на страницу, печать рисунков может выполняться медленнее - до 5 мин на страницу.

Струйные принтеры относятся к безударным печатающим устройствам. Данные устройства работают практически бесшумно. Струйные чернильные принтеры относятся к классу последовательных матричных безударных печатающих устройств. Они же в свою очередь подразделяются на устройства непрерывного и дискретного действия. Последние могут использовать либо пузырьковую технологию, либо пьезоэффект. Почти все современные устройства этого класса используют две последних технологии. При печати высокого качества скорость вывода не превосходит обычно 2-3 (около 200 знаков в секунду), хотя максимальные значения могут достигать даже 7 страниц в минуту. Как правило, струйные принтеры позволяют эмулировать работу наиболее популярных моделей ударных устройств и поддерживать соответствующее программное обеспечение. В этих принтерах изображение формируется микрокаплями специальных чернил, выдуваемых на бумагу с помощью сопел. Этот способ печати обеспечивает более высокое качество печати по сравнению с матричными принтерами, он очень удобен для цветной печати. Современные струйные принтеры могут обеспечивать высокую разрешающую способность - до 600 точек на дюйм, приближаясь по качеству к лазерным принтерам, а стоят не намного дороже, чем матричные принтеры (в 2-3 раза дешевле лазерных принтеров). Скорость печати струйных принтеров - от 15 до 100 с на страницу.

Лазерные и LED–принтеры. В лазерных принтерах используется электрографический способ создания изображения - примерно такой же, как и в ксероксах.

Кроме лазерных существуют LED - принтеры, которые получили своё название из-за того, что полупроводниковый лазер в них был заменён «гребёнкой» мельчайших светодиодов.

Лазерные принтеры обеспечивают в настоящее время наилучшее (близкое к типографскому) качество печати. В этих принтерах для печати используется принцип ксерографии: изображение переносится на бумагу со специального барабана, к которому электрически притягиваются частички краски. Отличие от копировального аппарата состоит в том, что печатающий барабан электризуется с помощью лазера по командам от компьютера. Лазерные принтеры, хотя и достаточно дороги (обычно от 600 до 3000 дол.), являются наиболее удобными устройствами для получения качественных черно-белых печатных документов. Существуют и цветные лазерные принтеры, но они стоят значительно дороже (от 5000 долларов, для разрешающей способности 3000 точек на дюйм, до 10000 долларов для разрешающей способности 600 точек на дюйм). Разрешающая способность лазерных принтеров, как правило, не менее 300 точек на дюйм, а современные лазерные принтеры (скажем, HPLaserJet серии 4) обычно имеют разрешающую способность 600 на дюйм или более. Некоторые принтеры, например, HPLaserJetIII и 4, используют специальную технологию повышения качества изображения (RET, TurboRes и т.д.). Применение этих технологий эквивалентно повышению разрешающей способности принтера в 1,5 раза. Скорость печати лазерных принтеров - от 15 до 5 секунд на страницу при выводе текстов. Страницы с рисунками могут выводиться значительно дольше, на вывод больших рисунков может потребоваться несколько минут. Выпускаются специальные высокопроизводительные (так называемые "сетевые") принтеры. Обычно такие принтеры подключаются к локальной сети и совместно используются пользователями этой локальной сети.

Технология термических принтеров основана на использовании механизма печати факсимильных аппаратов. Фактически большинство термических принтеров работают как факсимильные аппараты. Печатающая головка термического принтера конструктивно похожа на аналогичный узел матричного принтера. Для таких принтеров необходима бумага со специальным термочувствительным покрытием. Управляемые электрическим током иголки нагревают бумагу, оставляя при этом отметки. Технология прямого переноса нашла широкое распространение в проектно-конструкторских и научно-исследовательских подразделениях множества организаций. Эта технология обеспечивает очень четкую прорисовку линий и тоновых изображений и заслужила высокую оценку при оформлении проектно-конструкторской документации зданий, стадионов, дорог и т. п. Технология нашла широкое применение в широкоформатных графопостроителях, позволяющих печатать изображения шириной 36 дюймов. Особым доверием проектных и исследовательских организаций пользуются графопостроители серии CalComp DramngMaster Plus. Однако лишь в нескольких моделях принтеров используется подобная технология. Более того, производители термических принтеров все больше склоняются к использованию технологии струйной печати, оправдывая свое решение значительным снижением себестоимости печати, а также более заманчивыми производственными перспективами.

Плоттер (графопострои́тель) — устройство для автоматического вычерчивания с большой точностью рисунков, схем, сложных чертежей, карт и другой графической информации на бумаге размером до A0 или кальке.

Графопостроители рисуют изображения с помощью пера (пишущего блока).

Связь с компьютером графопостроители, как правило, осуществляют через последовательный, параллельный или SCSI-интерфейс. Некоторые модели графопостроителей оснащаются встроенным буфером (1 Мбайт и более).

Типы графопостроителей

· рулонные и планшетные

· перьевые, струйные и электростатические

· векторные и растровые

Назначение графопостроителей — высококачественное документирование чертёжно-графической информации.

Графопостроители можно классифицировать следующим образом:

· по способу формирования чертежа — с произвольным сканированием и растровые;

· по способу перемещения носителя — планшетные, барабанные и смешанные (фрикционные, с абразивной головкой).

· по используемому инструменту (типу чертёжной головки) — перьевые, фотопостроители, со скрайбирующей головкой, с фрезерной головкой.

Планшетные графопостроители

В планшетных графопостроителях носитель неподвижно закреплён на плоском столе. Закрепление либо электростатическое, либо вакуумное, либо механическое за счёт притягивания прижимающих бумагу пластинок, к электромагнитам, вмонтированным в поверхность стола. Специальной бумаги не требуется. Головка перемещается по двум перпендикулярным направлениям. Размер носителя ограничен размером планшета.

В некоторых устройствах небольших размеров головка закреплена неподвижно, а перемещается стол с закреплённым на нём носителем.