Лекции по информатике учебно методическое пособие
 Скачать 0.99 Mb.
|
|
объектно-ориентированные языки высокого уровня. На таких язы- ках не описывают подробной последовательности действий для ре- шения задачи, хотя они содержат элементы процедурного програм- мирования. Объектно-ориентированные языки, благодаря богатому пользовательскому интерфейсу, предлагают человеку решить задачу в удобной для него форме. Примером такого языка может служить язык программирования визуального общения Object Pascal. Языки описания сценариев, такие как Perl, Python, Rexx, Tcl и языки оболочек UNIX, предназначаются не для написания приложе- ния с нуля, а для комбинирования компонентов, набор которых соз- дается заранее при помощи других языков. Развитие и рост популяр- ности Internet также способствовали распространению языков описа- ния сценариев. Так, для написания сценариев широко употребляется язык Perl, а среди разработчиков Web-страниц популярен JavaScript. 4.6. Прикладное программное обеспечение ЭВМ Прикладное ПО – это программы, предназначенные для реше- ния индивидуальных задач пользователя или классов задач в кон- кретной области применения информационных технологий (про- блемной области). Программы этого типа можно разбить на три группы. Индивидуальное прикладное ПО: – игровые и развлекательные пакеты; Программы, разрабатываемые для отдельного пользователя или организации. Стандартное прикладное ПО: – текстовые редакторы и процессоры; – графические редакторы; – программы электронных презентаций; 54 – электронные таблицы; – системы управления базами данных; – бухгалтерские и финансовые пакеты; – системы автоматизированного проектирования; – издательские системы; – системы документооборота; – программы-переводчики; –поддержка электронной почты; – образовательные, обучающие программы, мультимедийные энциклопедии; – мультимедийные программы для воспроизводства, создания и редактирования звуко- и видеозаписей; – и т. п. Интегрированные пакеты программ: – MS Office, Open Office, Corel Word Perfect Office, Star Office и т. п. Такие пакеты представляют собой совокупность разных стан- дартных прикладных программ, охватывающих все типы деятельно- сти в той предметной области, для которой он создан, обладающих однотипным интерфейсом и средствами передачи информации между различными компонентами пакета. Пример: интегрированный пакет «издательская система» должен содержать: – текстовый редактор; – орфографический корректор; – программу слияния текстов; – программу формирования оглавлений и составления указате- лей; – автоматический поиск и замену слов и фраз; – средства телекоммуникаций; – электронную таблицу; – СУБД; – модули графического оформления; – графический редактор; – набор разных шрифтов; – и т. п. 4.7. Общие сведения о графических редакторах В настоящее время существует несколько технологий создания рисунка в ЭВМ: 55 – растровая; – векторная; – фрактальная; – flash-графика. Характеристики растровой графики. Изображение передаѐтся последовательной записью цвета всех пикселей рисунка. Растровыми являются все сканированные изображения и цифровая фотография. Основные редакторы: Paint, Adobe Photoshop, FotoEditor. Основные форматы: bmp, gif, jpg, png, tif, pdf – описаны в п. 3.2 табл. 3.1. Характерные особенности растровой графики: – самое точное воспроизведение цвета; – в пределах одного замкнутого контура можно создать только один тип заливки, но в дальнейшем его можно корректировать; – при увеличении изображения появляется лестничный эф- фект; – при уменьшении изображения может теряться чѐткость и ко- личество цветов; – можно корректировать часть контура, создавать любые ком- позиции из шаблонных и индивидуальных контуров, которые после их закрепления уже нельзя разложить на составляющие; – возможна трансформация (растянуть, сжать, отразить, увели- чить, уменьшить, сдвинуть, скрутить и т. д.) только прямоугольного выделенного фрагмента изображения; – можно использовать фильтры для изменения тональности изображения и достижения различных спецэффектов (туман, морская рябь, просмотр через мокрое стекло и т. п.); – можно вводить в рисунки тексты. Характеристики векторной графики. Изображение составля- ется, как мозаика, из отдельных графических примитивов (автофи- гур), которые строятся на указанном месте с помощью формул. Такая графика удобна для создания диаграмм, блок-схем, Основные редак- торы: графика MS Word, Adobe Illustrator, Corel Draw. 3DStudioMax, 3D Canvas, Lightwave, Maya Большинство векторных редакторов мо- гут работать и с растровой графикой. Основные форматы: wmf, cdr, ps, eps – описаны в п. 3.2 табл. 3.1. Характерные особенности векторной графики: – файлы рисунков имеют существенно меньший объем по сравнению с аналогичными файлами растровой графики; 56 – допускается масштабирование рисунка без искажений; – объединение и разделение ранее объединѐнных фигур на ис- ходные графические примитивы; – деформирование, перемещение как отдельных графических примитивов, так и их объединѐнных блоков; – команды форматирования действуют на фигуру в целом, а не на отдельные еѐ части; – – в пределах одного замкнутого контура можно создать только один тип заливки, но в дальнейшем его можно корректиро- вать; – нельзя корректировать часть графического примитива; – можно использовать эффекты тени для любых и объѐма – для замкнутых контуров; – можно вводить в рисунки тексты. Разновидность векторной графики – трѐхмерная графика. Характеристики фрактальной графики. Удобна для визуали- зации моделей всевозможных трѐхмерных объектов, природных ландшафтов и т. п. Формирование изображений целиком основано на формулах и уравнениях, описывающих эти объекты. Основной ре- дактор: Brass. Характеристики flash-графики. Используется для высококаче- ственных анимационных изображений на Web-страницах и электрон- ной рекламы. Позволяет кодировать качественную анимацию в не- больших по размерам файлах. Основной редактор: Macromedia Flash. Помимо редакторов, обеспечивающих полный спектр работ с графикой, широко используются программы-вьюверы (просмотр- щики),которые предназначены только для просмотра и печати ранее созданных изображений. К ним относятся, например, Adob Acrobat Reader (просмотр графики и текстов в формате PDF), GSview (про- смотр графики и текстов в формате PS и EPS) Вопросы для самопроверки по теме 4 Задание № 1. Укажите, какой из перечисленных терминов обо- значает программы, обеспечивающие взаимодействие ОС с перифе- рийными устройствами: 57 1. контроллер; 2. транслятор; 3. драйвер; 4. компилятор. Задание № 2. Укажите, как называется именованная область внешней памяти произвольной длины с определѐнным количеством информа- ции. Задание № 3. Укажите, что не входит восновные функции операци- онной системы: 1. обеспечение диалога с пользователем; 2. разработка программ для ЭВМ; 3. управление ресурсами компьютера; 4. организация файловой структур. Задание № 4. Размер кластера 512 байт, размер файла – 816 байт. Укажите, сколько места на диске займет этот файл. Задание № 5. Укажите, что определяет расширение файла: 1. размер; 2. имя; 3. тип; 4. расположение. Задание № 6. Укажите, что относится к основным компонентам сис- темного программного обеспечения: 1. обрабатывающие программы и система автоматизации про- граммирования 2. операционная система и система программирования 3. монитор и супервизор 4. пакеты прикладных программ Задание №7. Укажите, какая группа файлов будет выделена по маске <*.*|*.bak>. Задание № 8. Перечислите маски для текстовых файлов. Задание № 9. Укажите обобщенное название программдля согласо- вания работы внешних и внутренних устройств компьютера Задание № 10. Укажите наиболее известные способы представления графической информации в компьютере. Задание № 11. Укажите графический формат, приводящий при со- хранении фотографий к наименьшему объѐму файла. Задание № 12. Укажите этапы трансляции, при которой создается ис- полняемый файл. 58 Задание № 13. Укажите, к какому классу языков программирования относится Ассемблер Задание № 14. Укажите язык наиболее удобный для системного про- граммирования Задание № 15. Укажите язык наиболее удобный для логического про- граммирования Задание № 16. Укажите неверные утверждения для растрового гра- фического редактора: 1. можно рисовать с помощью манипулятора мышь линии произвольной формы; 2. нельзя сохранять рисунки на внешних носителях; 3. нельзя масштабировать фрагменты изображения; 4. возможна тональная коррекция изображения. Задание № 17. Укажите неверные утверждения для векторного гра- фического редактора: 1. можно применять разные варианты заливки; 2. при увеличении рисунка может появиться лестничный эф- фект; 3. можно сохранять рисунок в различных графических форма- тах; 4. можно использовать пересечение объектов как отдельный графический примитив. Задание № 18. Укажите верные утверждения для векторного графи- ческого редактора: 1. можно формировать разную заливку одного объекта 2. можно объединять графические объекты 3. нельзя сохранять рисунок на внешнем носителе 4. возможно удаление части графического примитива Задание № 19. Укажите системы программирования среди перечис- ленных названий: 1. Adobe PhotoShop 2. Visual FoxPro 3. Visual C++ 4. Borland Delphi Задание № 20. Укажите основные особенности трансляции в режиме интерпретации. 59 5. МОДЕЛИ РЕШЕНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ ЗАДАЧ 5.1. Основные понятия моделирования Модель – упрощѐнное подобие реального объекта, процесса или явления, которое отражает его существенные особенности. Сущность – обобщѐнное название объекта, явления или про- цесса, которое изучается с помощью моделирования. Атрибуты (параметры) – характеристики сущности, которые учитываются в еѐ модели. Моделирование – метод познания, состоящий в создании и ис- следовании моделей изучаемых сущностей. Каждой сущности можно сопоставить несколько моделей в зависимости от того, для какой цели она создаѐтся. Пример – воз- можные модели человека. Для отдела кадров на работе – это его ан- кета или резюме, в которых учитываются атрибуты, необходимые в профессиональной деятельности; для поликлиники – медицинская карта, в которой учитываются атрибуты здоровья; для приятелей – черты характера и набор его хобби; для портного – геометрические размеры тела. Необходимость создания моделей диктуется следующими факторами: – исследования на оригинале может быть экономически невы- годным; – изучение может приводить к разрушению сущности (моде- лирование взрывов, методики лечения, хранения продуктов и т. п.); – оригинала нет в действительности (изучение сущностей прошлого или будущего); – необходимо исследование только некоторых свойств ориги- нала. 5.2. Классификации моделей В зависимости от того, какой фактор является наиболее важным при моделировании, для классификации моделей используют разные признаки: – по области использования; – по фактору времени; – по отрасли знаний; 60 – по форме представления. Классификация моделей по области использования Учебные – используются при обучении. Опытные – это уменьшенные или увеличенные копии проек- тируемого объекта. Используют для исследования и прогнозирования его будущих характеристик (аэродинамическая труба). Научно-технические – для исследования процессов и явле- ний. Игровые – репетиция поведения объекта в различных услови- ях. Имитационные – отражение реальности в той или иной сте- пени (это метод проб и ошибок). Классификация моделей по фактору времени Статические – описывают состояние системы в определен- ный момент времени (единовременный срез информации по данному объекту). Примеры: классификация животных, строение молекул, список посаженных деревьев, отчет об обследовании состояния зубов и т. д. Динамические – описывают процессы изменения и развития системы (изменения объекта во времени). Примеры: моделирование движения тел, развития организмов, процесс химических реакций. Классификация моделей по отрасли знаний – это классифика- ция по отрасли деятельности человека (математические, биологиче- ские, химические, социальные, экономические, исторические и т. д.). Классификация моделей по форме представления – материальные (предметные, физические) – это модели, ко- торые имеют реальное воплощение и отражают внешние свойства или внутреннее устройство моделируемых сущностей, суть процес- сов и явлений в объекте-оригинале. Материальное моделирование – это экспериментальный метод познания окружающей среды. Приме- ры: детские игрушки, скелет человека, чучело, макет солнечной сис- темы, школьные пособия, физические и химические опыты, авиамо- дель истребителя, полоса препятствий. – информационные – это целенаправленно отобранная ин- формация о моделируемой сущности, которая отражает ее свойства, наиболее существенные для исследователя. В информационных мо- 61 делях реальный объект или процесс заменяется его формальным опи- санием. Такая процедура называется формализацией. Например, информационной моделью движения поездов явля- ется расписание их движения, а материальной – макет железной до- роги с движущимися паровозиками. По уровню формализации различают: – хорошо формализованные модели. Их можно решить средст- вами, принятыми в данной предметной области, не используя субъек- тивные мнения экспертов; – плохо формализованные модели. Их нельзя решить без при- влечения эксперта в данной предметной области. Типы информационных моделей Абстрактные(мысленные) – при построении модели исполь- зуются понятия, не существующие в реальной жизни. Примеры: мо- дель идеального газа. Она представляет каждую молекулу как мате- риальную точку, т. е. объект, который имеет массу, но не имеет раз- меров. В модели движения планет вокруг солнца каждая планета то- же представляется как материальная точка. Вербальные – мысленные модели, выраженные в разговорной форме с помощью естественных языков. Пример: инструкция пилоту самолѐта – это вербальная неформализованная модель, так как она пишется на естественном языке. знаковые (формализованные) – выражены специальными символами, применяемыми в изучаемой предметной области. Напри- мер, компьютернаямодель реализована средствами программной среды, математическая – формулами, которые описывают изучаемую сущность. Знаковая формализованная модель музыкального произве- дения – запись с помощью нот и т. д. В знаковых информационных моделях выделяют класс образ- но-знаковых моделей. Например, к таким моделям относятся: – Геометрические – рисунок, пиктограмма, чертеж, карта, план, объемное изображение; – Структурные – таблица, граф, схема, диаграмма; – Алгоритмические – нумерованный список действий, поша- говое перечисление, блок-схема. По способу организации данных информационные модели де- лятся на: 62 – реляционные (табличные): перечень объектов и их свойств оформляется в виде связанных между собою таблиц. Каждая строка таблицы содержит информацию об одном экземпляре (сущности) предметной области, каждый столбец – значения одной и той же ха- рактеристики (атрибута) для разных сущностей. Пример: расписа- ние движения поездов – это табличная информационная модель ре- ального перемещения поездов по железной дороге; – иерархические: объекты распределены по уровням. Каждый элемент высокого уровня состоит из элементов нижнего уровня, а элемент нижнего уровня может входить в состав только одного эле- мента более высокого уровня. Такие модели представляются ориентированным графом («де- ревом»), у которого начальная вершина не подчинена никакой дру- гой, а все остальные подчинены только одной, но могут иметь в сво- ѐм подчинении сколько угодно объектов нижнего уровня. Если из каждого узла выходит только два потомка, то такая структура назы- вается бинарным деревом. Примеры: файловая структура в компьютере (система катало- гов), система доменных имѐн в Интернете, структура почтовых адре- сов, классификации животных, растений. В иерархической модели две любые вершины могут быть соединены только одним путѐм. Пример: относительный путь к файлу имеет только один вариант. – Сетевые: между объектами моделируемой системы сущест- вуют множественные связи. Такие модели представляются графом, в котором имеются связи между вершинами, позволяющие создать разные пути перехода между ними. Примеры: модель функционирования Интернет, где каждый сервер может связаться с любым другим сервером через цепочку промежуточных узлов, и эти цепочки могут быть разными; модель взаимодействия пациентов и врачей в больнице, где каждого больно- го обследует несколько врачей и в то же время каждый врач следит за здоровьем нескольких больных; модель взаимодействия студентов и преподавателей в процессе обучения. |