Классификация программного обеспечения.

Ресурсы BIOS

Программы, находящиеся в BIOS, используют ряд ресурсов компьютера для хранения данных, полученных в ходе инициализации оборудования, тести­рования и для работы служебных подпрограмм. На рисунке показано рас­пределение оперативной памяти компьютера PC. Наиболее важная служебная зона адресов размером в 1 Кбайт начинается с нулевого адреса. В ней находятся векторы аппаратных и программных пре­рываний, с которыми работают процессор и программное обеспечение. Са­ми векторы представляют собой инструкцию безусловного перехода² на подпрограмму обработки прерывания. Каждый вектор занимает 4 байта, со­ответственно, всего может быть всего 256 прерываний. С прерываниями связана одна из проблем персональных компьютеров, ко­торая осложняет жизнь системным программистам Дело в том, что зону векторов, расположенную с нулевого адреса, используют как сами процес­соры семейства х8б, так и различные устройства компьютера, в чем винова­ты разработчики IBM PC. Вначале это не особенно осложняло жизнь про­граммистам, поскольку у процессора было не так много аппаратных прерываний, но в дальнейшем, по мере совершенствования процессоров, 256 векторов стало маловато. После зоны векторов прерываний идет область, называемая BIOS Data Area, где размещаются данные, полученные в ходе тестирования оборудования, буфера системных устройств, например буфер клавиатуры, и различные служебные регистры. Эта область данных имеет размер не менее 256 байтов. Для работы с видеоадаптером BIOS использует область видеопамяти, распо­ложенную выше 640 Кбайт. Видеопамять занимает 128 Кбайт. но для конкретного режима работы видеоадаптера (монитора) используется строго определенная часть памяти. Например, в текстовом режиме могут использоваться только 4 Кбайт.

Распределение памяти

В персональных компьютерах традиционно принято два основных способа распределения оперативной памяти. Первый способ, который начинает свой путь от IBM PC, когда даже 512 Кбайт оперативной памяти было чрезвычайно много, делит всю память на ряд не­больших областей. Причем такой принцип остается даже у современных компьютеров в момент первоначальной работы BIOS и при переходе про­цессора в реальный режим, который характеризуется возможностью исполь­зования только 1 Мбайт памяти. Второй способ реализуется, когда процессор переключается в защищенный режим и использует линейную модель памяти. Для разных поколений про­цессоров имеются некоторые различия, но надо учитывать, что современ­ный процессор считает, что физическая память не имеет сегментации.

За пределами 1 Мбайт существует область памяти НМА (High Memory Area), которая появилась из-за ошибки в процессоре 286. Эти дополнительные 64 Кбайт, можно использовать для хране­ния кода и данных любой программы. Правда, чаще всего этот подарок программистам и пользователям занимается под размещение резидентной части операционной системы и различных драйверов. Между верхней границей стандартной памяти и до конца первого мегабайта существует область UMA (Upper Memory Area) размером 384 Кбайт, в кото­рой расположены видеопамять, адресное пространство ПЗУ видеоадаптера и BIOS. Это пространство между верхней границей ПЗУ видеоадаптера и до начала BIOS, у стандартного персонального компьютера почти всегда не занято. Оперативная память за пределами 1 Мбайт и до верхней границы адресуе­мой памяти имеет название XMS (extended Memory Specification). Процес­сор, работающий в реальном режиме, обратиться к этой памяти может толь­ко используя метод EMS(Expanded Memory Specification).

Общее представление о файловой системе компьютера.

Файлы и файловая структура

Файл — это поименованная область данных на внеш­нем или ином носителе информации, то есть определен­ная часть сведений, обозначенная набором символов — именем.

Структура имени файла состоит из двух частей: самого имени и расширения, разделяющихся точкой.

Как правило, имя файла выбирают таким, чтобы оно по смыслу отражало содержимое самого файла. Имя мо­жет состоять из любого набора букв, цифр или символов, кроме знаков препинания и арифметических символов, при этом их количество не ограничивается.

Расширение определяет назначение этого файла, уве­личивая эффективность и скорость работы пользователя. Оно состоит не более чем из трех букв, цифр или символов, кроме знаков препинания и знаков арифметических операций. Расширение можно указывать, а можно и не использовать. Однако применение в имени расширения очень удобно в работе с файловой системой ПК.

Наиболее распространенными расширениями являются:

.СОМ — командный файл, не требует настройки при загрузке, но он ограничен размером 64 Кбайт;

.ЕХЕ — запускающий файл, требующий некоторой на­стройки при загрузке в оперативную память, однако про­грамма, находящаяся в файле, не ограничена размерами;

.ВАТ — текстовый командный файл, содержащий ко­манды, выполняемые DOS;

.SYS — системный файл, организует подключение пе­риферийных устройств к оперативной памяти и их обслу­живание;

.BIN,.DRV — файл с драйвером;

.ТХТ — текстовый файл;

.DOC — файл с текстовым документом;

.ВАК — копия ранее созданного файла;

.$$$ — временный файл, автоматически созданный какой-либо программой самостоятельно.

Кроме имени, файл обладает рядом характеристик:

- атрибуты файла;

- дата создания файла;

- время создания и редактирования файла;

- длина (объем) файла.

Атрибуты файла указывают на характер его использо­вания и возможность доступа к нему:

+ Read-Only — файл, использующийся только для чте­ния; чаще всего он не может быть уничтожен или от­редактирован, но допустимо создание копии и опера­ций над ней; + Archive — архивный, создается при изменении файла и хранится в архиве файловой системы; ♦ Hidden — скрытый файл; + System — системный.

Если файлу не присвоен ни один из перечисленных атрибутов, то он называется обычным.

Дата создания и время создания фиксируются в мо­мент создания и изменения файла по показаниям систем­ных часов ПК.

Длина (объем) файла определяется в байтах и изменя­ется в случае его редактирования. Эта характеристика облегчает процесс эффективного размещения информации на магнитных носителях.

Любая дисковая операционная система работает с фай­лами текстового и двоичного форматов объединенными в определенной структуре.

Текстовым называется файл, информация которого записана на естественном языке, понятном для пользова­теля, и состоит из последовательности строк определенной длины. Из текстового файла данные поступают на экран монитора и печатаются принтером без преобразования.

Двоичными называют все файлы, не являющиеся тексто­выми и представляющие собой последовательность байтов.

Операционная система позволяет организовывать фай­лы в каталог, то есть специальный файл большей длины, в котором регистрируются другие файлы или другие, мень­шие по размеру, каталоги. Имя каталога представляет собой набор символов без расширения и ему присваивает­ся атрибут Directory. Файлы и программы размещаются в каталогах разного уровня и образуют разветвленную фай­ловую структуру — файловую систему.

Основным всегда является корневой каталог А, В, С, D, Е и т.д. Остальные (уровневые) каталоги размещаются по иерархической структуре.

Файловая структура представляет собой файловое «де­рево» с множеством ответвлений, объединенных по обще­му признаку. Древовидная файловая система характерна для многих операционных систем и является достаточно эффективной за счет:

- четкого и структурированного обзора целого перечня файлов и каталогов;

- индивидуального доступа к отдельно взятому инфор­мационному блоку;

- невозможности организации одноименных файлов и каталогов;

- возможности одновременной работы с несколькими файлами внутри каталога;

- конечности набора файлов, отобранных по шаблону;

- ускоренного доступа к файлу за счет древовидной фай­ловой структуры.

Следовательно, основными действиями, осуществляе­мыми над файлами и каталогами, являются их поиск и редактирование. Путь, по которому происходит поиск фай­ла или каталога, называется маршрутом. Таким образом, маршрут — это последовательный алгоритм, описыва­ющий имена каталогов, записанных через \.

Маршрут указывается тогда, когда необходимо очень быстро отыскать необходимый файл или каталог. В зави­симости от того, как подробно описан маршрут, он быва­ет полным (абсолютным) или неполным (относительным).

Полный маршрут указывается, начиная с корневого каталога, и заканчивается конкретным файлом. Такие це­почки получаются достаточно длинными, поэтому ОС пре­дусматривает поиск по неполному заданному маршруту.

С:\ Lexicon \ lex.exe

Неполный маршрут задается, начиная с текущего катало­га, и также заканчивается конкретно необходимым файлом.

Lexicon \ lex.exe

Таким образом, неполный маршрут отличается от пол­ного лишь отсутствием имени корневого каталога.

ОС MS DOS.

Базовая система ввода/вывода находится не на дисках, как все остальные модули, а в постоянном запоминающем уст­ройстве (ПЗУ).

Структурная схема операционной системы

Базовая система ввода/вывода (BIOS) выполняет наиболее простые и универсальные услуги операционной системы, связанные с осуществлением процесса ввода/ вывода. В функции BIOS входит также автоматическое тестирование основных аппаратных компонентов (опера­тивной памяти и др.) при включении машины и вызов блока начальной загрузки.

Блок начальной загрузки (или просто загрузчик) — это очень короткая программа, единственная функция которой заключается в считывании с диска в оператив­ную память двух других частей DOS — модуля расшире­ния базовой системы ввода/вывода и модуля обработки прерываний.

Модуль расширения базовой системы ввода/выво­да дает возможность использования дополнительных драй­веров, обслуживающих новые внешние устройства, а так­же драйверов для нестандартного обслуживания внешних устройств.

Модуль обработки прерываний реализует основные высокоуровневые услуги DOS, поэтому его называют ос­новным.

Командный процессор DOS обрабатывает команды, вводимые пользователем.

Утилиты DOS — это программы, поставляемые вме­сте с операционной системой в виде отдельных файлов. Они выполняют действия обслуживающего характера, например, разметку дискет, проверку дисков и т.д.

Кроме перечисленных систем, принципиально необхо­димыми для функционирования ОС являются файлы IO.SYS, COMMAND.COM и другие. Их нетрудно найти в корневом каталоге диска операционной системы.

Файл IO.SYS содержит программные модули, образую­щие надстройку над базовой системой ввода-вывода.

В файле MS DOS.SYS или WINDOWS.SYS находится ядро ОС — набор программных модулей, обеспечивающих функционирование других программ, предоставляя им набор определенных услуг. Другими словами, содержи­мое этого файла формирует инфраструктуру, среду для выполнения программ.

Файл C0MMAND.COM хранит интерпретатор команд, или командный процессор, который отвечает за взаимо­действие пользователя с системой, воспринимая и орга­низуя выполнение поддерживаемых ею команд.

Кроме перечисленных файлов, в корневом каталоге системного диска обычно находится скрытый файл DBLSPACE.BIN, содержащий драйвер, обеспечивающий работу со сжатыми дисками. Он необходим лишь тогда,

когда сжатые диски сформированы и используются в ра­боте. Этот файл уникален и его нужно оберегать особенно тщательно в силу того, что он создается на жестком диске и не имеет копии.

В корневом каталоге системного диска также практи­чески всегда можно встретить еще два файла: файл кон­фигурации системы CONFIG.SYS и файл автозапуска AUTOEXEC.BAT. Оба файла являются текстовыми.

Файл CONFIG.SYS содержит директивы по настройке ОС с эффективного использования ПК и наиболее полно­го удовлетворения потребностей пользователя.

Файл AUTOEXEC.BAT является командным. Он содер­жит последовательность команд, которые требуются для выполнения каждый раз при загрузке компьютера. Это освобождает пользователя от каждодневного ввода их с клавиатуры.

Все другие файлы ОС, как правило, содержатся в ката­логе с именем DOS, WINDOWS или вроде того. Среди них в первую очередь необходимо выделить файлы с утилита­ми, драйверами и инструментальными средствами.

Кроме вышеперечисленных файлов, в состав операци­онной системы ОС входит также системный загрузчик, размещаемый в стартовом (самом первом) секторе диска при его форматировании. Он обеспечивает загрузку ОС. Пользователю системный загрузчик недоступен.

Загрузка операционной системы начинается после включения системного блока и автоматического тестиро­вания, которое является первым этапом в работе ОС. Его производят программы из BIOS, которые записаны в энер­гонезависимую (постоянную или полупостоянную) память. Тестированию подлежат все устройства ПК, на которые к этому моменту подано электропитание. В результате на экране монитора можно наблюдать изменяющуюся инфор­мацию об объеме оперативной памяти и т. д.

После успешного автоматического тестирования обо­рудование BIOS инициирует процесс загрузки системы. Загрузка возможна только с того диска, на котором име­ются необходимые файлы ОС, при условии, что они раз­мещены должным образом. Диск, с которого возможна загрузка ОС, называется системным.

Если весь процесс загрузки правильно организован, тогда чтобы привести ПК в рабочее состояние, требуется включить питание и дождаться окончания загрузки.

Любая ОС содержит достаточно развитую справочную подсистему, предоставляющую в распоряжение пользова­теля необходимые сведения по командам и драйверам. В состав этой подсистемы входят два компонента:

1) утилита Fast Help, обеспечивающая выдачу крат­кой справки по командам ОС, для этого нужно выпол­нить команду FASTHELP;

2) интерактивный справочник ОС Help, служащий для получения пользователем исчерпывающих сведений по командам и драйверам, включая назначение с синтакси­сом, комментарии с замечаниями и примеры их исполь­зования, а также сведения по некоторым общим вопро­сам. Подключение к справочнику осуществляется нажа­тием кнопки Help, клавиши F1 или режима «Справка» в диалоговом боксе или пользовательском меню.

 

 

7. ОС WINDOWS.

Операционная система Windows 95/98/NT/XP/2003 была разработана и выпущена фирмой Microsoft.. Причиной ее разработки и появления стали возросшая мощность и скорость работы персональных компьютеров, потребовавшая иной органи­зации ОС, и повышение требований пользователей к удоб­ству и простоте работы с компьютером. Windows обладает рядом дополнительных возмож­ностей по сравнению с DOS. 1. Эта ОС является полностью 32-разрядной, обеспечи­вающей многозадачность и многопоточность. Т.е. теперь, в отличие от DOS, в одно и то же время возможно выпол­нение нескольких компьютерных программ одновремен­но, что существенно экономит время и упрощает работу пользователя; 2. Полностью изменен интерфейс пользователя. Он стал графическим и многооконным. Каждая запущенная про­грамма работает в своем собственном окне. Значительно упростилось управление программами; 3. Появилась развитая система контекстной справоч­ной помощи; 4. Изменилось управление файлами: а) длинные имена файлов на национальных языках; б) виртуальная FAT, обеспечивающая совместимость с FAT-системой DOS; в) поддержка различных файловых систем.

Windows имеет встроенные возможности созда­ния одноранговых компьютерных сетей, развитые сред­ства для работы в глобальной сети Интернет. Поддержка OLE-технологии, расширенные возмож­ности работы с графикой и видео на компьютере. Пространство, на котором работает пользователь в Windows, называется рабочим столом (desktop). Он появляется после окончания загрузки. На рабочем столе раскрывается главное меню, когда нажимается кноп­ка Пуск. В нижней части рабочего стола располагается панель задач, а все окна раскрываются на рабочем столе.

На рабочем столе располагаются папки, играющие роль каталогов, ярлыки и портфели. Двойное нажатие мышью на ярлыке вызывает выполнение соответствующей про­граммы. Информация об основ­ных ярлыках содержится в следующей таблице: Мой компьютер - Представляет на рабочем столе папку, в которой можно просмотреть все, что есть на компьютере; Сетевое окружение - Появляется на рабочем столе при работе в сети. Просматривается структура сети; Входящие - Открывает Microsoft Exchange для отправки и приема электронной почты и факсимильных сообщений; Корзина - Помещаются копии удаленных файлов для последующего окончательного удаления или восстановления.

В нижней части рабочего стола находится панель за­дач. На ней расположены кнопка «Пуск», часы и пере­ключатель регистров клавиатуры. Сразу после запуска Windows панель задач, как правило, содержит только кнопку Пуск или подсказку. При дальнейшей работе по мере открытия приложений, программ, документов или папок на панели задач появляется соответствующая от­крытому окну кнопка. Нажатие кнопки на панели задач распахивает окно приложения, папки, программы.

Переключатель регистра показывает состояние теку­щего регистра клавиатуры. Значок Ru означает, что в настоящий мо­мент печатаются русские буквы, значок En — английский.

При щелчке мышкой на кнопке Пуск открывается глав­ное меню системы, которое содержит следующие разделы. (на примере Windows XP): Выключить компьютер — запуск процедуры завершения работы с ОС Windows XP и подготовки компьютера к выключению; Завершение сеанса — завершение сеанса работы пользователя; Выполнить — режим предназначен для запуска про­грамм при помощи командной строки DOS. Является аналогом командной строки DOS в Windows; Справка и поддержка — режим запуска справочной системы по ОС; Найти — запуск режима поиска файла, каталога на диске компьютера; Настройка — содержит перечень всех доступных на­строек различных компонентов Windows 98; Документы — содержит перечень последних 15 доку­ментов, с которыми работали на компьютере; Программы — в этом меню находится перечень всех программ, установленных на данном компьютере. С по­мощью этого меню осуществляется запуск программ. В ОС Windows существует несколько способов за­пуска установленных на компьютере программ.

1. При помощи меню «Программы» кнопки «Пуск». 2. При помощи команды «Выполнить». Нажмите кноп­ку «Пуск» на панели задач и выберите из главного меню команду «Выполнить». Появляется окно диалога «Запуск программы». 3. Двойным щелчком мышки на ярлыке программы, расположенном на рабочем столе Windows 98. 4. Двойным щелчком мышки на файле программы в окне «Проводника» или окне папки «Мой компьютер».

Признаком того, что программа запущена, является появление на «Панели задач» соответствующей кнопки.

Стандартное окно Windows состоит:1. из заголовка, в котором отображается название запущенной программы и обрабатываемого этой програм­мой файла; 2. кнопок управления окном, расположенных в правом верхнем углу; 3. линейки меню, в которой собраны все команды управ­ления программой; 4. статус-строки, в которой отображаются сведения о выб­ранной команде меню, режиме работы программы и т.д.

Для перемещения окна необходимо установить курсор мыши на заголовок окна, нажать левую кнопку мыши и, не отпуская ее, переместить окно на новое место на рабо­чем столе.

Чтобы изменить размеры окна достаточно установить курсор мышки на границу окна, и когда курсор примет вид двунаправленной стрелки, нажать левую кнопку мыш­ки и, не отпуская, изменить размер окна.

Для сворачивания окна используется кнопка «Свернуть».Если необходимо развернуть окно на весь экран, ис­пользуется кнопка «Развернуть». Для прекращения работы программы используется кнопка «Закрыть». Окно, с которым в данный момент работает пользова­тель, называется текущим или активным. Чтобы сделать окно текущим, необходимо щелкнуть на нем мышкой, или щелкнуть мышкой по кнопке про­граммы в панели задач, или использовать комбинацию клавиш <ALT+TAB>.

Управление системой поиска позволяет быстро полу­чать нужную справочную информацию. В результате по­иска выводятся близкие по терминологии разделы, кото­рые вы можете быстро просмотреть. После получения справки вы можете добавить к ней свои комментарии.

В Windows допустимы длинные имена файлов. Они могут содержать до 255 символов, включая пробелы.

При открытии файла с длинным именем программой, которая не поддерживает длинные имена, отображается DOS-аналог длинного имени, представляющий собой пер­вые 6 символов длинного имени, знак тильда и номер.

Для открытия и работы с файлами в Windows используется значок «Мой компьютер» на рабочем столе Windows.

Чтобы открыть окно «Мой компьютер», необходимо щелкнуть мышкой на значке. В открывшемся окошке отображается список доступных для использования дис­ков. Щелчок мышкой на значке диска открывает список файлов и каталогов, расположенных на этом диске.

Для открытия файла необходимо дважды нажать кноп­ку мыши на его пиктограмме. Можно действовать и дру­гим способом: установите маркер на пиктограмму файла или его название, а затем нажмите клавишу «Enter». В обоих случаях предполагается, что пиктограмма или на­звание файла видны. Когда файл находится вне поля ва­шего зрения, его нужно найти.

Все файлы, документы и программы Windows хранятся в папках. Как правило, значок папки имеет вид канцелярской папки желтого цвета, но встречаются папки, на значке которых есть рисунок. Папки с рисун­ком на значке являются служебными и их нельзя ни уда­лить, ни переместить в другое окно.

Папки в Windows играют роль каталога. Внеш­нее оформление и внутреннее устройство папок существен­но отличаются от каталогов MS-DOS. Работать с папками в Windows удобно.

Виды компьютерной графики

Представление данных на мониторе компьютера в графическом виде впервые было реализовано в середине 50-х годов для больших ЭВМ, применявшихся в научных и военных исследованиях. Область информатики, изучающая методы и средства создания и обработки изображений с помощью программно-аппаратных вычисли­тельных комплексов, — компьютерная графика. В зависимости от способа формирования изображений компьютерную графику принято подразделять на растровую, векторную и фрактальную. Отдельным предметом считается трехмерная (3D) графика, изучающая приемы и методы построения объемных моделей объектов в виртуальном пространстве. Как правило, в ней сочетаются векторный и растровый способы формирования изобра­жений. Особенности цветового охвата характеризуют такие понятия, как черно-белая и цветная графика. На стыке компьютерных, телевизионных и кино­технологий зародилась и стремительно развива­ется сравнительно новая область компьютерной графики и анимации.

Растровая графика

Для растровых изображений, состоящих из точек, особую важность имеет понятие разрешения, выра­жающее количество точек, приходящихся на еди­ницу длины. При этом следует различать: разрешение оригинала; разрешение экранного изображения; разрешение печатного изображения.

Разрешение оригинала. Разрешение оригинала измеряется в точках на дюйм (dots per inch — dpi) и зависит от требований к качеству изображения и размеру файла, способу оцифровки или методу создания исходной иллюстрации, избранному формату файла и другим параметрам. В общем случае действует правило: чем выше требования к качеству, тем выше должно быть разрешение оригинала.

Разрешение экранного изображения. Для экранных копий изображения элемен­тарную точку растра принято называть пикселом. Размер пиксела варьируется в зависимости от выбранного экранного разрешения (из диапазона стандартных зна­чений), разрешения оригинала и масштаба отображения.

6. Мониторы для обработки изображений с диагональю 20-21 дюйм (профессионального класса), как правило, обеспечивают стандартные экранные разрешения 640x480, 800x600, 1024x768, 1280x1024, 1600x1200, 1600x1280, 1920x1200, 1920x1600 точек. Расстояние между соседними точками люминофора у качественного монитора состав­ляет 0,22-0,25 мм.

Векторная графика

Если в растровой графике базовым элементом изображения является точка, то в векторной графике—линия. Линия описывается математически как единый объект, и потому объем данных для отображения объекта средствами векторной графики существенно меньше, чем в растровой графике.

Линия — элементарный объект векторной графики. Как и любой объект, линия обладает свойствами: формой (прямая, кривая), толщиной, цветом, начертанием (сплошная, пунктирная). Замкнутые линии приобретают свойство заполнения. Охватываемое ими пространство может быть заполнено другими объектами {тек­стуры, карты) или выбранным цветом.

Простейшая незамкнутая линия ограничена двумя точками, именуемыми узлами. Узлы также имеют свойства, параметры которых влияют на форму конца линии и характер сопряжения с другими объектами. Все прочие объекты векторной графики составляются из линий. Например куб можно составить из шести связанных прямоугольников, каждый из которых, в свою очередь, образован четырьмя связанными линиями.

Фрактальная графика

Фрактальная графика, как и векторная, основана на математических вычислениях. Однако базовым элементом фрактальной графики является сама математическая формула, то есть никаких объектов в памяти компьютера не хранится и изображение строится исключительно по уравнениям. Таким способом строят как простейшие регулярные структуры, так и сложные иллюстрации, имитирующие природные ландшафты и трехмерные объекты.

Форматы графических данных

В компьютерной графике применяют по меньшей мере три десятка форматов файлов для хранения изображений. Но лишь часть из них стала стандартом «де-факто» и применяется в подавляющем большинстве программ.

TIFF (Tagged Image File Format). Формат предназначен для хранения растровых изображений высокого качества (расширение имени файла.TIF). Предусматривает широкий диапазон цвето­вого охвата — от монохромного черно-белого до 32-разрядной модели цветоделе­ния CMYK.

Windows Bitmap. Формат хранения растровых изображений в операционной сис­теме Windows (расширение имени файла. BMP). Соответственно, поддерживается всеми приложениями, работающими в этой среде.

JPEG (Joint Photographic Experts Group). Формат предназначен для хранения растровых изображений (расширение имени файла JPG). Позволяет регулировать соотношение между степенью сжатия файла и качеством изображения.

GIF (Graphics Interchange Format). Стандартизирован в 1987 году как средство хранения сжатых изображений с фиксированным (256) количеством цветов (расши­рение имени файла.GIF). Получил популярность в Интернете благодаря высокой степени сжатия.

PNG (Portable Network Graphics). Сравнительно новый (1995 год) формат хра­нения изображений для их публикации в Интернете. Поддерживаются три типа изображений — цветные с глубиной 8 или 24 бита и черно-белое с градацией 256 оттенков серого. Сжатие информации происходит практически без потерь.

Цветовая модель RGB

Цветовая модель RGB является аддитивной, то есть любой цвет представляет собой сочетание в различной пропорции трех основных цветов — красного (Red), зеле­ного (Green), синего (Blue). Она служит основой при создании и обработке компью­терной графики, предназначенной для электронного воспроизведения (на мони­торе, телевизоре). При наложении одного компонента основного цвета на другой яркость суммарного излучения увеличивается.

Цветовая модель HSB

Цветовая модель HSB разработана с максимальным учетом особенностей восприя­тия цвета человеком. Она построена на основе цветового круга Манселла. Цвет описывается тремя компонентами: оттенком (Hue), насыщенностью (Saturation) и яркостью (Brightness). Значение цвета выбирается как вектор, исходящий из центра окружности. Точка в центре соответствует белому цвету, а точки по периметру окружности — чистым спектральным цветам. Направление вектора задается в гра­дусах и определяет цветовой оттенок. Длина вектора определяет насыщенность цвета. На отдельной оси, называемой ахроматической, задается яркость, при этом нулевая точка соответствует черному цвету. Цветовой охват модели HSB перекры­вает все известные значения реальных цветов. Модель HSB принято использовать при создании изображений на компьютере с имитацией приемов работы и инструментария художников. Существуют специ­альные программы, имитирующие кисти, перья, карандаши.

ТИПЫ МОДЕЛЕЙ ДАННЫХ

В настоящее время существует 3 модели данных: Иерархическая; Сетевая; Реляционная.

 

 

14 Табличные процессоры.

Электронные таблицы относятся к программным средствам ввода и обработки числовой информации.

Электронные таблицы (SuperCalc, Excel, Lotus, Quattro Pro, SDSS Spreadsheet, VistaCalc, GS-Calc и др.) относятся к классу систем обработки числовой информации, называе­мых Spreadsheet. Буквальный перевод термина «spreadshe­et» с английского — «расстеленный лист (бумаги)».

Первая электронная таблица VisiCalc была разработана в 1981 году, и именно с этого момента принято вести отсчёт истории электронных таблиц как самостоятельного вида программного обеспечения.

Идея выделения таблиц в особый класс документов и со­здания специализированной программы, выполняющей всевозможные операции с табличными данными, оказалась весьма удачной. Популярность электронных таблиц (ЭТ) стала стремительно расти.

Сегодня ЭТ занимают одно из лидирующих мест в струк­туре продаж делового программного обеспечения. Последнее поколение ЭТ характеризуется новым уровнем функциональ­ных возможностей. Помимо традиционных средств (таких как вычисление с использованием стандартных функций, ав­топересчёт, объединение рабочих листов) современные паке­ты ориентированы на работу в сетях, дополнены средствами коллективной работы, значительно расширены функции по созданию деловой графики и ведению баз данных.

Области применения электронных таблиц: бухгалтерский и банковский учёт; планирование распределения ресурсов; проектно-сметные работы; инженерно-технические расчёты; статистическая обработка больших массивов информа­ции; исследование динамических процессов.

Основные возможности электронных таблиц: решение расчётных задач, проведение вычислений по формулам, заданным пользователем; решение оптимизационных задач; анализ и моделирование на основе результатов вычисле­ний; оформление таблиц, отчётов; построение диаграмм требуемого вида; создание и ведение баз данных с возможностью выбора записей по заданному критерию и сортировки по любому параметру; перенесение (вставка) в таблицу информации из докумен­тов, созданных в других программных средствах; печать итоговых документов; коллективное использование данных, хранящихся в таб­лицах, распространение и просмотр электронных таблиц всеми участниками рабочей группы.

Элементами электронной таблицы являются столбцы, строки, ячейки, блоки ячеек.

Чаще всего строки пронумерованы (1,2,3,4,...),а столб­цы поименованы латинскими буквами и комбинациями букв (А, В, С,..., АА, АВ,..., IV).

Элемент, находящийся на пересечении столбца и строки, называется ячейкой (клеткой).

Прямоугольная область таблицы называется блоком (диапазоном, интервалом) ячеек. Блок задается адресами верхней левой и правой нижней своих ячеек, перечисленны­ми чаще всего через двоеточие.

Каждая ячейка таблицы Excel имеет следующие характе­ристики: адрес; содержимое; изображение; формат; имя;

примечание

Адрес ячейки — имя (номер) столбца и номер строки, на пересечении которых находится ячейка. Используется в формулах в виде ссылки, а также для быстрого перемеще­ния по таблице.

Содержимым ячейки может быть: число (целое со знаком или без (-345), дробное с фиксиро­ванной точкой (253,62) или с плавающей точкой (2,5362е+2)); текст; формула.

Формула всегда начинается со знака «=» и может содер­жать числовые константы, ссылки на адреса ячеек, встроен­ные функции.

Аргументы функций всегда заключаются в круглые скоб­ки. Стандартные функции можно ввести как с клавиатуры, так и с помощью пункта меню Вставка / Функция.

Изображение — то, что пользователь видит на экране мо­нитора.

Если содержимым ячейки является формула, то изобра­жением будет её значение.

Текст, помещенный в ячейку, может быть виден целиком, либо (если соседняя ячейка не пуста) будет видно столько символов, какова ширина ячейки.

Изображение числа зависит от выбранного формата. Одно и то же число в разных форматах («дата», «процент», «де­нежный» и т. д.) будет иметь различное изображение.

Формат ячейки определяется форматом чисел, шрифтом, цветом символов, видом рамки, цветом фона, выравнивани­ем по границам ячейки, наличием защиты ячейки.

Имя употребляется как замена абсолютного адреса ячей­ки для использования его в формулах.

Пример. Назначив ячейке G3 имя «Произведение», в ячейку D3 можно поместить формулу =Произведение/3 (вместо формулы =СЗ/3). В этом случае при копировании форму­лы адрес ячейки меняться не будет. Примечание — сопроводительный текст к содержимому ячейки. Ввести примечание в ячейку можно с помощью пункта меню Вставка / Примечание. Ячейка, имеющая примечание, отмечается в рабочем листе точкой в правом верхнем углу.

Преимущества использования ЭТ при решении задач:

1. Решение задач с помощью электронных таблиц освобож­дает пользователя от составления подробного алгоритма решения задачи и отладки соответствующей программы. Нужно только определённым образом записать в таб­лицу исходные данные и математические соотноше­ния, входящие в модель решения задачи.

2. При использовании однотипных формул нет необходимо­сти вводить их многократно, можно скопировать формулу в нужные ячейки. При этом произойдёт автомати­ческий пересчёт адресов ячеек, встречающихся в формуле. Если же необходимо, чтобы при копировании формулы ссылка на какую-то ячейку не изменилась, то существует возможность задания абсолютного (неизме­няемого) адреса ячейки.

3. Изменение содержимого любой ячейки приводит к авто­матическому пересчёту значений всех ячеек таблицы, в которых есть ссылки на данную.

4. Исходные данные и результаты расчётов можно анализи­ровать как в числовом виде, так и представить их с помо­щью деловой графики (гистограммы, секторные диаграм­мы, графики зависимостей и пр.). Причём изменение данных, по которым строились графики, автоматически отражается в изменении графического образа.

Интерфейс табличного процессора Excel.

Excel имеет два окна - программное (внешнее) и рабочее (внутреннее). Внутреннее окно Sheet # содержит рабочую страницу (таких страниц несколько, они образуют книгу), представляющую двумерную прямоугольную таблицу. Справа и внизу на рабочей странице расположены линейки со стрелками прокрутки, позволяющие с помощью мыши быстро перемещаться по странице. В окне Excel под зоной заголовка находится область заголовков меню. Чуть ниже находится основ­ная линейка инструментов.

Кнопки линейки инструментов позволяют быстро и легко вызывать различные функции Excel. Их можно вызывать также через меню.

 

15 Программные средства решения математических задач.

Maple — типичная интегрированная система. Она объединяет в себе: