|
|
Конспект лекций по информатике. Конспект лекций по информатике учебное пособие
Для создания программы на выбранном языке программирования необходимо иметь следующие средства15.
Текстовый редактор. Используется для создания исходного текста программы. Специальные текстовые редакторы созданы для всех популярных языков программирования.
Программа-компилятор. Обеспечивает перевод исходного текста в модули машинного кода. В результате компилирования создается так называемый объектный код, который требует дальнейшей обработки.
Редактор связей или сборщик связывает объектные модули машинного кода и стандартные библиотечные функции. В результате сборки на выходе формируется исполнимый код, который предназначен для загрузки на конкретный компьютер. Файл исполнимого кода имеет расширение exe.
Библиотеки стандартных функций содержат разработанные ранее программные модули для расчета значений известных функций.
Перечисленные средства в совокупности образуют интегрированную систему программирования, которая позволяет разрабатывать компьютерные программы с высокой степенью автоматизации. Практически после ввода исходного текста компиляция и сборка программы осуществляется одним нажатием клавиши.
4. Архитектура программных систем
В понятие архитектура программных систем включаются способы разделения программных продуктов по сетевым компьютерам. В зависимости от профиля деятельности, количества компьютеров в сети, количества программных приложений выбирается и реализуется определенная структура распределения программных продуктов. Варианты структурной реализации называются группами программной архитектуры16.
Автономные приложения. Эта группа представляет вариант структуры, в котором все программы сосредоточены на одном компьютере.
Приложения в файл-серверной архитектуре. Все пользователи или клиенты по сети подключены к одному серверу, на котором установлена сетевая версия операционной системы, а также накопитель данных для файлов всех клиентов. Каждый из клиентов имеет при этом полный набор необходимых программных приложений.
Приложения в клиент-серверной архитектуре. В отличие от предыдущей структуры на сервер устанавливаются не только файлы с данными, но и все используемые программные приложения, например, система управления базами данных. На клиентских компьютерах остаётся при этом минимум программного обеспечения.
Приложения в многозвенной архитектуре. Для устранения нагрузки на сервер клиент-серверная архитектура модернизируется путем подключения дополнительных серверов, каждый из которых выполняет определенную функцию в сети, например, хранение программных приложений или файлов с данными.
Приложения в распределенной архитектуре. В этой структуре предусмотрено разбиение программных продуктов на некоторый набор компонентов, который распределяется по нескольким сетевым серверам и дополняется установкой резервных копий. Надежность такой системы довольно высока, поскольку при возникновении сбоя в программном обеспечении автоматически запускаются резервные копии, тем самым обеспечивается бесперебойная работа компьютерных устройств в сети.
Лекция 8. Компьютерное представление текста 1. Кодировка буквенных символов
Компьютерное представление текста связано с системой его кодирования, которая начала развиваться задолго до появления компьютера. В развитии системы кодирования текста можно отметить следующие особенности.
1. Информация никогда не появляется в чистом виде, она всегда как-то представлена, как-то закодирована. Решать задачу кодирования информации человечество начало задолго до появления компьютеров. В результате решения этой грандиозной задачи была создана письменность – как система кодирования речи и арифметика - как система кодирования чисел.
2. Человек выражает свои мысли в виде предложений, составленных из слов. Слова, в свою очередь, складываются из букв. Буквы объединяются в алфавит. Основу языка составляет алфавит - конечный набор различных знаков (символов) любой природы, из которых складывается сообщение.
3. Одна и та же запись может нести разную смысловую нагрузку. Например, набор цифр 251299 может обозначать: массу объекта; длину объекта; расстояние между объектами; номер телефона; запись даты и т.д. Запись – это данные, которые могут превратиться в информацию только в результате раскодирования. Таким образом, для представления информации нужно знать систему кодирования и декодирования или определенные правила записи кодов.
Кодирование – этопроцесс представления информации в виде кода, или переход от одного формата к другому, более удобному для хранения, передачи или обработки информации.
Код –набор условных обозначений для представления информации.
Декодирование – получение информации с использованием кода (обратное преобразование).
Шифрование – кодирование, выполняемое с целью засекречивания сообщения, результат шифрования называется криптограммой или шифровкой.
4. Кодировать информацию можно различными способами: устно, письменно, жестами или сигналами любой другой природы (сигналы светофора, телефонные звонки). Чаще всего кодированию подвергаются тексты на естественных языках. Для естественных языков существуют различные способы кодирования, остановимся на самых характерных и широко используемых способах.
Способы кодирования текста
Графический – основан на использовании специальных рисунков или знаков. Графическое кодирование описано, например, в литературном произведении Конан Дойла "Пляшущие человечки", где для шифрования сообщений использовалась последовательность человеческих фигурок. Другим примером графического кодирования является азбука Морзе, созданная американским изобретателем Самюэлем Морзе17 в 1837 году для телеграфического кодирования сообщений. В азбуке Морзе каждая буква или знак представлены комбинацией точек и тире или последовательностью коротких и длинных сигналов. До настоящего времени в мореходной практике используются сигналы азбуки Морзе, например, сигнал бедствия – SOS (спасите наши души).
Символьный – на основе символов (букв) того же алфавита, что и исходный текст. Способ используется, например, в криптографии при создании шифрованных сообщений. Одним из первых применений способа является кодирование английского алфавита, предложенное в 1580 году Фрэнсисом Бэконом18. Шифр Бэкона (табл. 8.1) выполнен на основе двоичного 5-тиразрядного кода или двухсимвольного алфавита, состоящего из букв А и В.
Таблица 8.1
Кодирование английского алфавита
a
|
AAAAA
|
g
|
AABBA
|
n
|
ABBAA
|
t
|
BAABA
|
b
|
AAAAB
|
h
|
ABBB
|
j
|
ABBAB
|
v
|
BAABB
|
c
|
AAABA
|
i
|
ABAAA
|
p
|
ABBBA
|
w
|
BABAA
|
d
|
AAABB
|
k
|
ABAAB
|
q
|
ABBBB
|
x
|
BABAB
|
e
|
AABAA
|
l
|
ABABA
|
r
|
BAAAA
|
y
|
BABBA
|
f
|
AABAB
|
m
|
ABABB
|
s
|
BAAAB
|
z
|
BABBB
|
Для создания сообщений на основе предложенной Бэконом системы требуется двухсимвольный алфавит, но при этом длина самого сообщения возрастает в 5 раз, поскольку каждая буква заменяется набором из 5 символов.
Числовой – основан на кодировании символов с помощью чисел. Широкое распространение способ получил благодаря развитию ЭВМ. В ЭВМ для кодирования букв используется два числа: 0 и 1. В отличие от шифра Бэкона, где достаточно 5-разрядного представления, в компьютерной технике принято 8-разрядное или 8-битовое представление символов. Последовательность из 8 бит образует 1 байт, байт используется для кодирования одного символа. Число возможных комбинаций 0 и 1 в пределах байта вычисляется по формуле 28=256. Это означает, что с помощью одного байта путем смены последовательности записи нулей и единиц можно закодировать 256 различных символов.
Числовую систему кодирования компьютерных символов следует рассматривать как систему общего пользования. При создании такой системы кодирования используются общеизвестные подходы и принципы. Рассмотрим, каким образом числовой способ реализуется для кодирования компьютерного текста.
|
|
|
Скачать 0.97 Mb.