ГОС. Программирование. Программное обеспечение. Основные этапы решения задач на ЭВМ. Жизненный цикл программного средства
 Скачать 0.72 Mb.
|
|
Объемные модели отличаются тем, что в них в явной форме содержатся сведения о принадлежности элементов внутреннему или внешнему по отношению к детали пространству. Геометрические модели объектов можно хранить в обычных базах данных и обрабатывать стандартными способами, но гораздо удобнее и эффективнее использовать пространственные БД. Пространственная база данных — база данных (БД), оптимизированная для хранения и выполнения запросов к данным о пространственных объектах, представленных некоторыми абстракциями: точка, линия, полигон и др. В то время как традиционные БД могут хранить и обрабатывать числовую и символьную информацию, пространственные обладают расширенной функциональностью, позволяющей хранить целостный пространственный объект, объединяющий как традиционные виды данных (описательная часть или атрибутивная), так и геометрические (данные о положении объекта в пространстве). Пространственные БД позволяют выполнять аналитические запросы, содержащие пространственные операторы для анализа пространственно-логических отношений объектов (пересекается, касается, содержится в, содержит, находится на расстоянии X от, совпадает и пр.). Список систем, работающих с пространственными БД: Microsoft SQL Server(поддерживает пространственные типы данных с версии 2008), MySQL (поддерживает тип geometry), PostgreSQL(с расширением PostGIS) и др.
Графическая библиотека представляет собой набор программных компонентов, предназначенных для обработки и вывода графической информации на экран компьютера. Как правило, графические библиотеки тесно взаимодействуют с графическими устройствами ввода/вывода и обеспечивают различные механизмы аппаратного ускорения вывода графики. Современные графические библиотеки также предоставляют программисту богатый программный интерфейс и включают следующие виды программных компонентов:
К системным функциям относят установку и выход из графического режима, изменение параметров отображения графической информации, такие как определение окна вывода, настройки графического устройства и др. Задача векторных функций – обеспечить вывод векторных изображений на растр (экран, экранный буфер). При выводе могут учитываться такие атрибуты, как толщина и тип линии, цвета линий и заливки, параметры сглаживания и др. Растровые функции предоставляют возможности по выводу и манипуляции с растровыми изображениями: установка пикселя, настройка прозрачности, яркости, контрастности, тип вывода на устройства. В графических библиотеках присутствует различные группы математических функций:
Во многих графических библиотеках присутствуют средства по выводу текстовой информации и работы со шрифтами. Примеры графических библиотек: OpenGL, DirectX, GDI, GDI+ и др.
Информатизация как процесс перехода к информационному обществу сопровождается возникновением новых и интенсивным развитием существующих информационных технологий. Информа ция превращается в коммерческий ресурс, способствуя получению прибыли при внедрении информационных технологий во многие сферы человеческой деятельности. Возникают информационная экономика, новая информационная инфраструктура промышленности и социальной сферы, формируется информационная куль тура. Сфера информатики становится доминирующей в деятельности человека, потребляя уже в на стоящее время большую долю трудовых ресурсов, чем материаль ная. Информационный ресурс приобретает коммерческий харак тер. Получает развитие новый вид услуг - информационный. Информатика как наука занимается изучением информационных процессов и методов их автоматизации на основе программно-аппаратных средств вычислительной техники и средств связи. Технология при переводе с греческого (techne) означает искусство, мастерство, умение, а это не что иное, как процессы. Под процессом следует понимать определённую совокупность действий, направленных на достижение поставленной цели. Под технологией материального производства понимают процесс, определяемый совокупностью средств и методов обработки, изготовления, изменения состояния, свойств, формы сырья или материала. Информация является одним из ценнейших ресурсов общества наряду с такими традиционными материальными видами ресурсов, как нефть, газ, полезные ископаемые и др., а значит, процесс ее переработки по аналогии с процессами переработки материальных ресурсов можно воспринимать как технологию. Тогда справедливо следующее определение. Информационная технология - процесс, использующий совокупность средств и методов сбора, обработки и передачи данных (первичной информации) для получения информации нового качества о состоянии объекта, процесса или явления (информационного продукта). Для выполнения контрольной работы могут быть применены следующие технологии: решение, списывание. Информационная технология (ИТ) имеет свою цель, методы и средства реализации. Целью ИТ является создание из информационного ресурса качественного информационного продукта, удовлетворяющего требованиям пользователя. Методами ИТ являются методы обработки и передачи данных. Средства ИТ – это математические, программные, информационные, технические и другие средства. Практическое применение методов и средств обработки данных может быть различным, поэтому целесообразно выделить глобальную, базовые и конкретные информационные технологии. Глобальная ИТ включает модели, методы и средства, формализующие информационные ресурсы общества и позволяющие их использовать. Базовая ИТ предназначена для определенной области применения — производство, научные исследования, обучение и т.д. Конкретные ИТ реализуют обработку данных при решении функциональных задач пользователей, например задачи учета, планирования, анализа.
Базовая информационная технология – это информационная технология, предназначенная для определенной области применения – производство, научные исследования, обучение и т.д. На концептуальном уровне базовой ИТ определяется содержательный аспект информационной технологии или процесса. Процесс начинается с процесса сбора информации, которая должна отразить предметную область, т.е. объект управления или исследования (его характеристики, параметры, состояние и т.п.) и после определенных целенаправленных преобразований должна превратиться в информационный продукт. Собранная информация для ее оценки (полнота, непротиворечивость, достоверность и т.д.) и последующих преобразований должна быть соответствующим образом подготовлена (осмыслена и структурирована, например, в виде таблиц). После подготовки информация может быть передана для дальнейшего преобразования традиционными способами (с помощью телефона, почты, курьера и т.п.), а может быть подвергнута сразу процессу преобразования в машинные данные, т.е. процессу ввода. Следующие за вводом информационные процессы уже производят преобразование данных в соответствии с поставленной задачей. В ходе преобразования данных можно выделить четыре основных информационных процесса: обработки, обмена, накопления данных и представления знаний.
Логический уровень ИТ представляется комплексом взаимосвязанных моделей. На основе модели предметной области (МПО), характеризующей объект управления, создается общая модель управления (ОМУ), а из нее вытекают модели решаемых задач (МРЗ). Так как решаемые задачи в информационной технологии предполагают в своей основе различные информационные процессы, то на передний план выходит модель организации информационных процессов, призванная на логическом уровне увязать эти процессы при решении задач управления. При обработке данных формируются четыре основных информационных процесса: обработка, обмен и накопление данных и представление знаний. Модель обработки данных включает в себя формализованное описание процедур организации вычислительного процесса (ОВП), преобразования данных (ПрД) и отображения данных (ОД). Модель обмена данными включает в себя формальное описание процедур, выполняемых в вычислительной сети: передачи (П), коммутации (К), маршрутизации (М). Модель накопления данных формализует описание информационной базы, которая в представляется в виде базой данных. Процесс перехода от информационного (смыслового) уровня к физическому отличается трехуровневой системой моделей представления информационной базы: концептуальной(КСБ), логической(ЛСБ) и физической схемами(ФСБ). Модель представления знаний, включенная в систему моделей информационной технологии, должна позволить проектировщику информационных технологий (ИТ) в автоматизированном режиме сформировать из фрагментов модель предметной области, а также модели решаемых задач. Модель представления знаний может быть выбрана в зависимости от предметной области и вида решаемых задач. В настоящее время используются такие модели, как логические (Л), алгоритмические (А), семантические (С), фреймовые (Ф) и интегральные (И). Взаимная увязка базовых информационных процессов, их синхронизация на логическом уровне осуществляются через модель управления данными. Так как базовые информационные процессы оперируют данными, то управление данными — это управление процессами обработки, обмена и накопления.
Физический уровень информационной технологии представляет ее программно-аппаратную реализацию. ИТ и на физическом уровне рассматривается как система, причем большая, в которой выделяется несколько крупных подсистем. Это подсистемы, реализующие на физическом уровне информационные процессы обработки данных, обмена данными, накопления данных, управления данными и представления знаний. Подсистема обработки данных. Для выполнения функций этой подсистемы используются электронные вычислительные машины различных классов: на верхнем уровне — мейнфреймы, способные накапливать и обрабатывать громадные объемы информации и используемые как главные ЭВМ; на среднем — серверы; на нижнем уровне — персональные компьютеры. Обработка данных, т.е. их преобразование и отображение, производится с помощью программ решения задач в той предметной области, для которой создана информационная технология. Подсистема обмена данными.В эту подсистему входят комплекс программ и устройств, позволяющих создать вычислительную сеть и осуществить по ней передачу и прием сообщений с необходимыми скоростью и качеством. Физическими компонентами подсистемы обмена служат устройства приема-передачи данных: модемы, усилители, коммутаторы, кабели, специальные вычислительные комплексы, осуществляющие коммутацию, маршрутизацию и доступ к сетям. Программными компонентами подсистемы являются программы сетевого обмена, реализующие сетевые протоколы, кодирование-декодирование сообщений и др. Подсистема накопления данных. Подсистема реализуется с помощью банков и баз данных, организованных на внешних устройствах компьютеров и ими управляемых. В вычислительных сетях, помимо создания локальных баз и банков данных, используется организация распределенных банков данных и распределенной обработки данных. Подсистемы представления знанийреализуются, как правило, на персональных компьютерах, программное обеспечение которых пишется на специальных формальных языках программирования. Подсистема управления даннымиреализуется на компьютерах с помощью программных систем управления и обработки данных, организации вычислительного процесса, систем управления вычислительной сетью и систем управления базами данных. При больших объемах накапливаемой на компьютере и циркулирующей в сети информации на предприятиях, где внедрена информационная технология, могут создаваться специальные службы, такие, как администратор баз данных, администратор вычислительной сети и т.п. Преобразование информации в данные  Сбор информации. На этой фазе поток осведомляющей информации, поступающей от объекта управления, воспринимается человеком и переводится в документальную форму (записывается на бумажный носитель информации). Подготовка и контроль. Собранная информация для ввода в компьютер должна быть предварительно подготовлена, поскольку модель предметной области, заложенная в компьютер, накладывает свои ограничения на состав и организацию вводимой информации. Контроль подготовленной и вводимой информации направлен на предупреждение, выявление и устранение ошибок, которые неизбежны в первую очередь из-за так называемого "человеческого фактора". Ввод информации. Эта фаза заключительная в процессе преобразования исходной информации в данные. Ввод информации в конечном итоге выполняется вручную — пользователь ЭВМ "набирает" информацию (алфавитно-цифровую) на клавиатуре, визуально контролируя правильность вводимых символов по отображению на экране дисплея. Помимо клавиатуры, есть и другие устройства ввода, например, сканеры или устройства ввода с голоса. Таким образом, после сбора, подготовки, контроля и ввода исходная информация (документы, модели, программы) превращается в данные, представленные машинными кодами, которые хранятся на машинных носителях и обрабатываются техническими средствами информационной технологии.
Процессы ИТ могут быть представлены графически на основе ряда схем. Схемы используются на различных уровнях детализации процессов, по ГОСТ 19.701 различают: Схема данных предназначена для отображения этапов обработки данных, включая операции, выполняемые неавтоматизированным способом. Она состоит из символов данных, символов процесса, линий и специальных символов; начинается и заканчивается символом данных. Схема программы предназначена для отображения последовательности операций в программе. Она состоит из символов процесса, линий и специальных символов. Схема работы системы предназначена для отображения управления операциями и потоком данных в системе. Она состоит из символов данных, символов процесса, линий и специальных символов. Схема взаимодействия программ отображает путь активации программ и взаимодействие с соответствующими данными. Каждая программа в схеме показывается только один раз. Схема состоит из символов данных, символов процесса (кроме символов решения и границ цикла), линий и специальных символов (кроме терминатора). Схема ресурсов системы предназначена для отображения конфигурации блоков данных и обрабатывающих блоков, т.е. ресурсов (технических средств), которые необходимы для размещения данных и обрабатывающих блоков. Существует множество других методологий. Это и структурный подход (IDEF0, DFD, IDEF3…) и объектно-ориентированный подход(UML: диаграммы прецедентов, классов, деятельности, последовательностей, развертывания, компонентов…). 8. СЕТИ ЭВМ И ТЕЛЕКОММУНИКАЦИИ.
|