- •Военный университет министерства обороны
- •Чешуин с.А.
- •Математика и информатика
- •Москва – 2004
- •Оглавление
- •Список сокращений
- •Предисловие
- •Глава 1. Вводная
- •§ 1.1. Теоретические основы информатики
- •I. Цель, задачи, основные требования к процессу изучения дисциплины «Математика и Информатика»
- •II. Предмет и структура информатики.
- •§ 1.2. Кибернетические аспекты информатики
- •I. Информационная деятельность человека (военного специалиста)
- •II. Количество и измерение информации
- •Заключение
- •Контрольные вопросы и задания
- •Глава 2. Основные понятия и методы теории информации и кодирования
- •§ 2. 1. Информация и её свойства
- •I. Понятие и классификация информации
- •Виды и свойства информации
- •III. Общая характеристика процессов сбора, передачи обработки и хранения информации
- •§ 2.2. Представление информации
- •Абстрактный алфавит
- •Двоичное кодирование информации
- •Кодирование информации различной формы
- •§ 2.3. Системы счисления используемые в информационных технологиях
- •Представление информации в эвм. Системы счисления (сс) и формы представления чисел. Позиционные сс
- •Двоичная Арифметика
- •Восьмеричная сс
- •Методы перевода чисел из одной системы счисления в другую
- •Метод перевода целых чисел
- •Метод перевода правильных дробей
- •IV. Варианты представления информации в эвм (пк)
- •Заключение
- •Контрольные вопросы и задания
- •Глава 3. Математические модели решения информационных и вычислительных задач
- •§ 3.1. Комплексное аналитическое и имитационное моделирование
- •Поэтому в научных и практических исследованиях существуют два направления:
- •I. Цель, задачи и основные требования к математическому моделированию информационных процессов
- •II. Метод построения комплексных аналитических и имитационных моделей
- •III. Сравнительный анализ подходов к математическому описанию информационных процессов
- •§ 3.2. Математический аппарат теории множеств
- •Основные понятия теории множеств. Операции над множествами
- •Операции булевой алгебры
- •Основные термины математической логики
- •Операции булевой алгебры
- •1. Логическое сложение (дизъюнкция, или)
- •2. Логическое умножение (конъюнкция, и)
- •3. Логическое отрицание (инверсия, не)
- •Поглощения
- •Алгебра высказываний, исчисление высказываний
- •1. Доказать табличным способом соотношения
- •Логический вывод
- •Продукционное правило
- •Декларативное правило
- •§ 3.3. Математический аппарат теории графов
- •Понятие графа
- •Правила нумерации событий в сетевом графе методов вычёркивания дуг:
- •Отношения и графы, Свойства и типы однородных отношений
- •Перечень мероприятий:
- •Синтез эталонного графа:
- •Оптимизация эталонного графа
- •Синтез текущего граф
- •Сравнение текущего графа с эталонным
- •Вывод-распознавание объекта.
- •§ 3.4. Математический аппарат теории вероятности и прикладной статистики
- •Основные понятия теории вероятности и прикладной статистики
- •Основные направления исследования
- •Случайные события
- •1. Основные понятия комбинаторики
- •2. Пространство элементарных событий
- •3. Классификация случайный событий
- •Случайные величины
- •4. Дискретная случайная величина
- •5. Функция распределения случайной величины и её свойства
- •6. Непрерывная случайная величина
- •7. Числовые характеристики случайной величины
- •II. Табличное представление экспертных данных. Числовые характеристики выборки, упрощенные методы вычисления характеристик Предмет и основные задачи математической статистики
- •Генеральная и выборочная совокупности
- •Упрощённые методы вычисления характеристик
- •Статистический подход к определению вероятности. Вычисление вероятностей сложных событий. Условные вероятности. Формула Байеса
- •1. Определение вероятностей случайных событий
- •2. Определение вероятностей совместных событий
- •3. Определение условной вероятности
- •4. Теорема о полной вероятности
- •5. Формула Байеса
- •6. Формула Бернулли
- •Формула Бернулли
- •§ 3.5. Математический аппарат регрессионного и корреляционного анализа
- •Корреляционный анализ. Коэффициент корреляции и его оценка
- •Регрессионный анализ. Простая и линейная регрессия
- •Ранговые корреляционные статистики. Устойчивость оценки
- •Построим график полученной прямой на поле корреляции по двум точкам
- •Заключение
- •Контрольные вопросы и задания
- •Глава 4. Архитектура персонального компьютера
- •§ 4. 1. Информационно-логические основы построения электронно-вычислительных машин
- •I. Структурная схема канонической эвм
- •II. Принципы программного управления.
- •Структура и виды команд
- •Состав машинных команд
- •III. Классификации компьютеров
- •По способу организации обмена информацией
- •2. По назначению:
- •3. По назначению, размерам и функциональным возможностям:
- •На базе большой эвм
- •Другие виды классификации компьютеров
- •4. Классификация по уровню специализации.
- •5. Классификация по типоразмерам.
- •6. Классификация по совместимости.
- •7. Классификация по типу используемого процессора.
- •История развития Электронно-вычислительных машин
- •8. По элементной базе, использованной при создании эвм. Исторический аспект (поколения развития техники и технологии микропроцессоров)
- •§ 4.2. Функционально – структурная организация пэвм
- •I. Структура пэвм и назначение устройств
- •Основные блоки персонального компьютера и их назначение
- •Элементы конструкции пк
- •Системный блок
- •Монитор
- •Электронно-лучевые мониторы
- •Жидкокристаллические мониторы (дисплеи)
- •Клавиатура
- •Видеокарта (видеоадаптер)
- •Звуковая карта
- •Системы, расположенные на материнской плате Оперативная память
- •Процессор
- •Микросхема пзу и система bios
- •Энергонезависимая память cmos
- •Функции микропроцессорного комплекта (чипсета)
- •II. Функциональные характеристики пэвм
- •III. Внутримашинный системный интерфейс
- •Шины расширений
- •Локальные шины
- •§ 4.3. Микропроцессоры и запоминающие устройства
- •Типы, структура и порядок работы микропроцессора История развития микропроцессоров
- •Типы, структура и порядок работы микропроцессора
- •Типы микропроцессоров
- •Порядок работы основных устройств микропроцессора
- •Устройство управления
- •Шина адреса
- •Арифметико-логическое устройство
- •Кодовая шина данных Кодовая шина инструкций
- •Микропроцессорная память
- •Интерфейсная часть микропроцессора
- •Последовательность работы блоков персонального компьютера при выполнении команды
- •Основная, внешняя и кэш – память Запоминающие устройства персонального компьютера
- •Основная (внутренняя )память Физическая структура основной памяти
- •Логическая структура основной памяти
- •Отображаемая
- •Внешняя память
- •Логическая структура диска
- •Накопители на жестких магнитных дисках
- •Дисковые массивы raid
- •Накопители на гибких магнитных дисках
- •Накопители на оптических дисках (компакт-дисках) cd-rom
- •Накопители на магнитной ленте
- •Сравнительные характеристики запоминающих устройств
- •Другие устройства хранения данных
- •§ 4.4. Внешние (периферийные) устройства персонального компьютера
- •Устройства ввода информации Устройства командного управления
- •Клавиатура
- •Устройства ввода графических данных
- •II. Устройства вывода информации Видеотерминальные устройства
- •Разрешающая способность мониторов
- •Монохромные мониторы
- •Видеоконтроллеры
- •Принтеры
- •Матричные принтеры
- •Струйные принтеры
- •Лазерные принтеры
- •III. Мультимедийные устройства
- •Средства связи и телекоммуникаций
- •Заключение
- •Глава 5. Системное программное обеспечение пэвм
- •§ 5.1. Программное обеспечение пэвм
- •I. Системное и прикладное программное обеспечение Системное программное обеспечение пэвм
- •Прикладное программное обеспечение
- •II. Назначение структура и порядок загрузки операционных систем. Файловая система Понятие и классификация операционных систем
- •Семейства Операционных систем
- •Назначение и структура ms dos
- •Файловые системы
- •Команды операционной системы ms dos
- •Основные команды dos. Общие сведения о программах – оболочках Способы обращения к файлам в ос ms dos
- •Основные команды dos
- •1) Смена текущего логического диска
- •2) Просмотр содержимого каталога
- •3) Создание каталогов
- •4) Удаление каталога
- •5) Копирование файлов
- •6) Просмотр содержимого файла
- •7) Удаление файлов
- •8) Переименование файлов (перемещение)
- •9) Форматирование диска
- •Конфигурирование операционной системы ms dos
- •Общие сведения о программах – оболочках
- •Назначение, основные возможности и интерфейс операционной оболочки Norton Commander
- •Основные методы работы с Norton Commander. Управление режимами отображения информации в панелях nc
- •Работа с каталогами и файлами
- •Работа с дисками
- •Форматирование дискеты
- •Копирование дискет
- •Очистка дисков от лишней информации
- •§ 5.2. Операционные системы семейства Windows. Сервисное программное обеспечение
- •Концепция Windows. Элементы пользовательского интерфейса. Особенности различных версий Общая характеристика операционной среды Windows
- •Архитектура операционной среды Windows
- •Операционная система Windows 98
- •Операционная система Windows 2000
- •Интерфейс пользователя
- •Рабочий стол Windows
- •Структура окна
- •Операции с файловой структурой
- •Работа с программой Проводник
- •Настройка системы Windows
- •Завершение работы
- •Стандартные программы Windows
- •Графический редактор Paint
- •Текстовый редактор WordPad
- •Калькулятор
- •Сервисное программное обеспечение: резервирование информации, антивирусные средства, обслуживание дисков, ограничение доступа к информации
- •Служебные программы
- •Защита и резервирование информации
- •Резервирование информации
- •Компьютерные вирусы и антивирусные средства
- •Защита от компьютерных вирусов
- •Заключение
- •Контрольные вопросы и задания
- •Глава 6. Компьютерная обработка текстовой и графической информации
- •§ 6.1. Программное обеспечение «Microsoft office». Создание и обработка текстовых документов и электронных таблиц
- •Цели, состав, решаемые задачи при помощи программного обеспечения «Microsoft office»
- •Интерфейс текстового процессора. Основные технологические операции
- •Основные версии текстового процессора Microsoft Word
- •Рабочее окно процессора Microsoft Word 2000
- •Приемы работы с командами строки меню
- •Панели инструментов Microsoft Word 2000
- •Основные принципы практической работы с текстовым процессором Microsoft Word
- •Основные элементы текстового документа
- •Связывание и встраивание объектов
- •Интерфейс табличного процессора. Основные технологические операции
- •Вычисления в электронных таблицах
- •Применение электронных таблиц для расчетов
- •Использование надстроек
- •Построение диаграмм и графиков
- •Заключение
- •Контрольные вопросы и задания
- •§ 6.2. Концепции баз данных
- •Назначение и компоненты баз данных
- •Структура простейшей базы данных
- •Свойства полей базы данных
- •Типы данных
- •Безопасность баз данных
- •Этапы проектирования баз данных
- •Характеристика субд Microsoft Access 2000
- •Создание межтабличных связей
- •Заключение
- •Контрольные вопросы и задания
- •§ 6.3. Компьютерная графика
- •Принципы формирования изображений
- •Существует два принципа представления изображений:
- •Растровая графика
- •2. Векторная графика
- •Форматы графических данных
- •Векторная и растровая графика
- •Программное обеспечение компьютерной графики
- •Рабочий стол Photoshop
- •Окно изображения
- •Строка состояния
- •Панель инструментов
- •Группа инструментов для работы с выделениями
- •Инструменты «Рисование и редактирование»
- •Инструменты наведения
- •Управление цветами переднего и заднего планов
- •Плавающие палитры
- •Команды панели меню
- •Команды настройки
- •Фильтры
- •Контуры
- •Изменение цвета в изображении
- •Запись операций
- •Заключение
- •Контрольные вопросы и задания
- •Глава 7. Компьютерная обработка аудиоинформации
- •§ 7.1. Программное обеспечение компьютерной обработки аудиоинформации
- •Направление движения предмета
- •Назначение, состав и возможности программного обеспечения «СаkеWalk», «Sound Forge» и «Cool Edit»
- •Волны находятся в фазе Волны в четверть фазы Волны в противофазе
- •Уровень и громкость звука
- •Тембр звука
- •Стоячие волны и резонанс
- •Форматы midi и wave
- •§ 7.2. Основы режиссуры
- •Запись и обработка звука
- •Способы хранения и сжатия звука
- •Восстановление сигнала из цифрового вида в аналоговый
- •Понятие «Sample» и семплирование
- •Основные функции сэмплеров. Звуковая петля
- •Основы режиссуры
- •§ 7.3. Работа с программным обеспечением «Cool Edit» Выбор рабочего формата
- •Настройка редактора
- •Окно редактирования сэмплов
- •Запись и обработка звука в многоканальном звуковом файле
- •Сведение звуковых дорожек в стереофайл Окно редактирования дорожек
- •Заключение
- •Контрольные вопросы и задания
- •Глава 8. Компьютерная обработка видеоинформации
- •§ 8.1. Программное обеспечение компьютерной обработки видеоинформации
- •Назначение, состав и возможности по « Adobe Premier»
- •Конфигурация системы видеомонтажа
- •Запись, экспорт, импорт видеофайлов, их компьютерная обработка
- •Действия по оцифровке видеофайлов
- •§ 8.2. Основы видеорежиссуры
- •Видеомонтаж
- •Работа с окном Project
- •Работа с окнами TimeLine и Monitor
- •Переходы и Видеоэффекты
- •Оцифровка видеофайлов и экспорт видеопрограмм
- •Создание готового продукта
- •Заключение
- •Контрольные вопросы
- •Глава 9. Информационные системы и компьютерные сети
- •§ 9.1. Информационные системы
- •Основные понятия общей теории систем. Сущность системного подхода
- •Сущность и принципы системного подхода
- •Системный анализ предметной области: описание системы, выявление проблемы, выбор варианта решения
- •Методика проведения системного анализа
- •Основные понятия теории эффективности
- •Основные понятия, виды обеспечения информационных систем. Технология «Клиент - Сервер»
- •§ 9.2. Основы построения и архитектура компьютерных сетей (кс)
- •Назначение, классификация кс. Характеристика процесса передачи данных
- •Характеристика процесса передачи данных.
- •Эталонные модели взаимодействия систем. Протоколы кс
- •Передающая среда
- •Особенности организации локальных вычислительных сетей (лвс). Типовые технологии и методы доступа. Безопасность информации
- •§ 9.3. Работа компьютерной сети
- •Организация доступа в сеть
- •Глобальная сеть «Интернет» и её службы
- •Службы Интернета
- •Электронная почта (e-Mail)
- •Способы организации передачи данных
- •Заключение
- •Контрольные вопросы и задания.
- •Словарь терминов
- •Литература
Команды панели меню
Создание нового файла
Команда Файл - Новый. Ввести Имя файла, установить Размер изображения в см. (пикселях, дюймах и т.д.), установить величину Разрешения изображения (72 пикс. - разрешение по умолчанию) и цветовой Режим:
1)Битовый - только черный и белый цвет.
2)Градации серого - 256 оттенков серого.
3)GB, CMYK, Lab - все цвета.
Установить флажок на нужном Содержимом: 1) Белый цвет - задний фон документа окрашивается в белый цвет. 2) Фоновый цвет - задний фон окрашивается в текущий цвет фоновый цвет. 3) Прозрачная основа - создаются документы, состоящие из одного слоя и не содержащие никаких цветных элементов.
Сохранение файла
Команда Файл - Сохранить. Позволяет сохранить документ на указанном устройстве. Команда Файл - Сохранить как. Позволяет сохранить документ на указанном устройстве, а также сохранить открытый файл на другом устройстве, под другим имеем или в другом формате. Команда - Сохранить копию, позволяет сохранить созданное изображение в любом из перечисленных форматов, при этом сохраняет его как один слой.
Открыть документ
Команда Открыть - позволяет открывать файлы, сохраненные в формате, поддерживаемом программой Photoshop. Команда Открыть как... - позволяет открывать файлы с некорректным или отсутствующим расширением. Команда Импортировать - позволяет открывать файлы в форматах, реализованных в Дополнениях.
Срезать границу - перекрашивает границу перемещенной области в цвет соседних пикселов.
Передвинуть черное и Передвинуть белое устраняет остатки черного или белого цвета в изображении.
Команда Подобный, Увеличить и Перо
Команды Выделение/Увеличить и Выделение/Подобный позволяют расширить выделенную область за счет дополнительных пикселов, окрашенных в сходные цвета. Команда Увеличить добавляет к выделенной области близлежащие пиксели подобного цвета, а команда Подобный добавляет схожие цвета по всему изображению.
Команда Выделение/ Перо производит растушевку границ выделенной области на заданное количество пикселов.
Команды Модификации
Команды модификации позволяют преобразовать выделенную область. Расширить и Сжать позволяет увеличить или уменьшить выделенную область, раздвинув или сжав ее границу на определенное число пикселов. Сглаживание. В некоторых случаях выделение областей на основе соответствия цветовых оттенков может привести к появлению "изолированных" пикселов (т.е. отдельных невыделенных пикселов внутри выделенной области и наоборот). С помощью команды "Сглаживание" вы можете сделать выделенную область более однородной. Граница - преобразует выделенную область в границу вокруг нее размером на заданное количество пикселов.
Команда Цветовой ряд
Команда Цветовой ряд позволяет выделять объекты на основе выбранного основного цвета или по маске (рис. 6.27). Для этого в окне "Выбрать:" установить цвет выделяемого объекта. Если выделение производится по маске установить "Отобранные цвета". Затем щелкнуть на объект и настроить бегунок Пушистость для более точного выделения. Пример выделения переднего плана изображения:
Рис. 6.27. Цветовой ряд
Заказные кисти
Создать новую кисть можно, выбрав в палитре Кисть команду - Новая кисть. Диаметр позволяет установить размер кисти, Жесткость - определяет, сколько % приходится на центральную жесткую часть кисти (0% -самая мягкая, 100% - самая жесткая), Интервалы - расстояние между мазками кисти. Угол - определяет форму кисти, если Форма не равна 100% (если 100 - то кисть круглая).
Создать кисть произвольной формы можно выделив прямоугольной областью необходимый рисунок и выполнив в палитре Кисти команду Заданная кисть.
Удалить кисть из палитры - выделить ее и выбрать в палитре команду Удалить. Команда Сохранить кисти позволяет сохранить набор кистей в файле. Команда Загрузить кисти позволяет включить в открытую палитру набор кистей, сохраненный в отдельном файле. Команда Заменить кисти позволяет заменить текущий набор кистей кистями из файла. Команда Восстановить кисти используется для возврата к первоначальному варианту.
Режим наложения
Для всех инструментов рисования в палитре Опции можно изменить режим наложения пикселов. Режим наложения определяет, каким образом пиксели активного слоя взаимодействуют с пикселями других слоев, расположенных под ним (рис. 6.28). Применяя различные режимы на отдельных слоях, вы можете получить интересные изобразительные эффекты. Например, если вы создадите слой с режимом “Замена темным”, то в изображение будут включены только те его пиксели, которые окажутся темнее пикселов, расположенных на более низких слоях.
Рис. 6.28. Режим наложения слоёв
При рисовании этих звезд были установлены разные режимы наложения цвета.
В палитре Опции: Создание тени Что-нибудь напишем или нарисуем, например круг.
Создаем новый слой и переносим его за слой, для которого нужно сделать тень.
Нажмем Ctrl и щелкнем по заголовку слоя, для которого делаем тень. Это приведет к загрузке всей непрозрачной области слоя в качестве выделенной области.
Нажмем D (цвета, заданные по умолчанию), а затем Alt+Delete, чтобы заполнить выделенную область цветом переднего плана. Нажмем Ctrl+D, чтобы отменить выделение.
Перетаскиваем получившуюся темную область
Зададим тени прозрачность. Тащим движок Opacity (Непрозрачность) на палитре Layers (Слои) до значения 50%. Это уменьшит непрозрачность слоя и цвет фона (если таковой есть) будет проглядывать сквозь "тень".
Можно задать тени немного распыленности, чтобы края не были такими "резкими". Для этого пропускаем тень через стандартный фильтр - Filter/Blur/Blur More или любой другой Blur по вкусу.
Поворот отсканированного изображения.
Команда Изображение/Повернуть холст позволяет поворачивать содержимое документов и выполнять их зеркальное отображение. Чтобы изменить положение холста можно применить следующие команды: Команда 180° Команда 90° по часовой Команда 90° против часовой Команда Произвольно Команда Развернуть по горизонтали Команда Развернуть по вертикали
Кадрирование
Команда Изображение/Обрезание позволяет отсечь ненужные фрагменты изображения. Для этого необходимо выделить изображение и выполнить команду. Можно также использовать инструмент Рамка (рис. 6.29).
Изображение до выполнения кадрирования
Изображение после кадрирования.
Рис. 6.29. Кадрирование
Команда Размер изображения и Размер холста
Изображение / Размер изображения позволяет изменить размер изображения и его разрешение. Выберите команду. Задайте параметр Интерполяция и выберите метод интерполяции. Чтобы сохранить соотношение высоты и ширины, задайте параметр Сохранить пропорции. Новое значение объема файла отображается в поле Размерность, а его исходное значение - в скобках.
Команда Размер холста позволяет расширить и переместить рабочее пространство, а также создать дополнительное. Выберите команду. Задайте нужные единицы измерения. Введите новые значения в поля Ширина и Высота. В заголовке группы Новый размер вы увидите изменившийся объем файла. Щелчком мыши на схеме определите позицию изображения в расширенном рабочем пространстве вокруг изображения.