Сжатие информации.

Пусть у нас имеется файл размером 1 (один) мегабайт. Нам необходимо получить из него файл меньшего размера. Ничего сложного - запускаем архиватор, к примеру, WinZip, и получаем в результате, допустим, файл размером 600 килобайт. Куда же делись остальные 424 килобайта? Ответ на этот вопрос очень непрост, однако мы попытаемся его найти. Итак, начнем, как всегда, сначала.

Сжатие информации является одним из способов ее кодирования. Вообще коды делятся на три большие группы - коды сжатия (эффективные коды), помехоустойчивые коды и криптографические коды. Коды, предназначенные для сжатия информации, делятся, в свою очередь, на коды без потерь и коды с потерями. Кодирование без потерь подразумевает абсолютно точное восстановление данных после декодирования и может применяться для сжатия любой информации. Кодирование с потерями имеет обычно гораздо более высокую степень сжатия, чем кодирование без потерь, но допускает некоторые отклонения декодированных данных от исходных.

Сжатие с потерями применяется в основном для графики (JPEG), звука (MP3), видео (MPEG), то есть там, где мелкие отклонения от оригинала незаметны или несущественны, а степень сжатия в силу огромных размеров файлов очень важна. Сжатие без потерь применяется во всех остальных случаях - для текстов, исполняемых файлов, высококачественного звука и графики и т.д. и т.п.

Программы для резервного копирования.В принципе, создавать резервные копии данных на дискетах или магнитооптических дисках можно и обычными средствами, применяемыми для работы с файлами. Некоторые из этих средств – входящая в DOS программа XCopy, Norton Commander или Norton File Manager для Windows 95, позволяют копировать только измененные файлы, что дает возможность резервировать не все, а только измененные файлы (это резко снижает время резервирования). Программы-упаковщики.Другой подход – использование программ-упаковщиков (или архиваторов) типа ARJ, PKZIP и т.д. Они позволяют помещать в сжатом виде информацию из многих файлов в один файл, называемый архивным файлом, или архивом. Эти программы обладают многими возможностями, полезными при резервировании: позволяют помещать в архив только измененные файлы, хранят информацию о каталоге, в котором содержался помещенный в архив файл и т.д. Специализированные программы для резервного копирования.При сколько-либо значительных объемах резервируемых данных, а также при резервировании на кассеты стримеров, применяются специализированные программы для резервного копирования. Только эти программы в полной мере учитывают все потребности пользователей относительно резервирования данных. Так, они могут использовать для создания резервных копий кассеты стримера, дискеты, магнитооптические и иные съемные диски, применять сжатие данных при резервировании, использовать помехозащищенное кодирование с автоматической коррекцией ошибок, создавать как полные резервные копии, так и копии только измененных данных, автоматически осуществлять проверку создаваемой резервной копии, исключать из процесса резервирования некоторые типы файлов, выполнять резервирование без участия пользователя и т.д. Примером такой программы является Norton Backup for Windows. А для резервного копирования файлов с серверов локальных сетей применяются программы более высокого класса. Эти программы работают под управлением ОС, используемых на серверах локальных сетей (Novell NetWare, Windows NT, UNIX и т.д.), поддерживают файловые системы, используемые на серверах (NFS, HPFS, NTFS и др.), часто позволяют автоматически выполнять копирование информации пользователей и серверов, добавленных в сеть, использовать библиотеки кассет (jukebox), магнитооптические диски и библиотеки таких дисков.

Какие данные надо резервировать.Первый и самый главный вид данных, которые следует резервировать – это те данные, которые Вы создаете и обрабатываете – документы, электронные таблицы, информационные файлы баз данных, тексты программ и т.д. Как правило, лучше создать на жестком диске личный каталог и помещать все эти файлы в данный каталог и его подкаталоги (для удобства для каждого вида файлов, проекта, вида деятельности ит.д. в этом каталоге можно завести отдельный подкаталог). Можно также отвести для таких файлов отдельный жесткий диск. В обоих случаях резервирование файлов значительно упрощается – необходимо регулярно резервировать только один каталог или диск. Из процесса резервирования стоит исключить только старые копии файлов (с расширениями .BAK, .WBK и т.д.), временные файлы (с расширениями .TMP и т.д.) Замечание. Перед созданием резервных копий целесообразно проверить компьютер на отсутствие вирусов с помощью программ-детекторов типа Aidstest и Dr. Web. Какие данные не надо резервировать. Как правило, программы и данные, содержащиеся на компакт-дисках, резервировать не требуется – компакт-диски являются достаточно надежными носителями информации и так просто не портятся. Впрочем, это не относится к дешевым китайским пиратским компакт-дискам – утех алюминиевая подложка отслаивается иногда уже через пару недель. Обычно не следует резервировать установленные на Ваш компьютер программные комплексы – в случае повреждения удобнее установить их заново с дистрибутивных дискет или компакт-дисков. Исключения могут быть связаны с защитой от копирования: иногда с дистрибутивных дискет программного продукта можно сделать лишь ограниченное количество инсталляций на жесткий диск. Наконец, абсолютно безсмысленно резервировать различные временные файлы и системные файлы, например, файл подкачки страниц Windows 386PARTS.PAR.

11.Прикладное программное обеспечение общего и специального назначения.

Прикладные программы (приложения, application) предназначены для того, чтобы обеспечить применение вычислительной техники в различных сферах деятельности человека.Программное обеспечение компьютера делится на: - системное ПО; - прикладное ПО;- системы программирования.Состав прикладного программного обеспечения.Программы, с помощью которых пользователь может решать свои информационные задачи, не прибегая к программированию, называются прикладными программами.Как правило, все пользователи предпочитают иметь набор прикладных программ, который нужен практически каждому. Их называют программами общего назначения. К их числу относятся:- текстовые и графические редакторы, с помощью которых можно готовить различные тексты, создавать рисунки, строить чертежи; проще говоря, писать, чертить, рисовать;- системы управления базами данных (СУБД), позволяющие превратить компьютер в справочник по любой теме;- табличные процессоры, позволяющие организовывать очень распространенные на практике табличные расчеты;- коммуникационные (сетевые) программы, предназначенные для обмена информацией с другими компьютерами, объединенными с данным в компьютерную сеть.

Очень популярным видом прикладного программного обеспечения являются компьютерные игры. Большинство пользователей именно с них начинает свое общение с ЭВМ. Кроме того, имеется большое количество прикладных программ специального назначения для профессиональной деятельности. Их часто называют пакетами прикладных программ. Это, например, бухгалтерские программы, производящие начисления заработной платы и другие расчеты, которые делаются в бухгалтериях; системы автоматизированного проектирования, которые помогают конструкторам разрабатывать проекты различных технических устройств; пакеты, позволяющие решать сложные математические задачи без составления программ; обучающие программы по разным школьным предметам и многое другое.

12.Текстовые редакторы, процессоры. Элементы форматирования текста. Создание комплексных текстовых документов.

Текстовые редакторы служат в основном для ввода и редактирования (правки) текста. Они не имеют средств для оформления внешнего вида документа и применяются в тех случаях, когда эти средства являются лишними и отвлекают от творческой работы или не нужны (например, при подготовке документов, пересылаемых по электронной почте). При использовании текстового редактора создается текстовый файл, который содержит только коды символов, которые были введены. Это означает, что все текстовые редакторы работают с текстом одинаково. Текст, введенный в одном редакторе, можно редактировать другим редактором, не испытывая при этом никаких затруднений. Текстовые процессоры используют в тех случаях, когда имеет значение не только содержание текста, но и его внешний вид (например, при подготовке официальных документов). Текстовый процессор позволяет управлять оформлением текста при его выдаче на экран или принтер. Документ, созданный текстовым процессором, содержит не только текст, но и информацию о том, как он должен быть оформлен. Эта информация заключена в невидимых кодах, которые не печатаются ни на экране, ни на бумаге, но влияют на то, как происходит печать. Разные текстовые процессоры используют для оформления текста разные коды (говорят – документы имеют разные форматы). Поэтому перенос форматированных текстовых документов из одного текстового процессора в другой не всегда возможен и не всегда прост. В тех случаях, когда такой перенос сделать не удается, переносят только текст, без кодов форматирования (говорят – перенос с потерей форматирования), после чего вновь оформляют текст в новом текстовом процессоре.

Логические элементы сообщают браузеру о том, какой тип информации в них содержится, например важный текст или цитата. Браузер сам решает, как отобразить такой текст. Конечно, есть принятые стандарты для отображения определенных элементов, но в таких элементах главное – смысл. По сути они разбивают документ на логические части и при этом не обязывают браузер отображать текст, расположенный внутри элемента, каким-либо конкретным образом.Физические элементы просто говорят браузеру, как должен выглядеть тот или иной блок текста, не уточняя никак смысл и значимость его содержимого. Другими словами, такой элемент заставляет браузер нарисовать букву красной, полужирной или курсивом, не уточняя, почему буква должна выглядеть именно так.BASEFONT Определяет основной шрифт, которым должен отображаться текст документаFONT Позволяет изменять цвет, размер и тип шрифта текстаI Выделяет текст курсивомEM Используется для смыслового выделения текста (курсивом)B Выделяет текст жирным шрифтомSTRONG Усиленное выделение текста (жирным)U Выделяет текст подчеркнутымS, STRIKE Выделяет текст перечеркнутымBIG Отображает текст увеличенным шрифтом (относительно текущего)SMALL Отображает текст уменьшенным шрифтом (относительно текущего)SUP Отображает текст со сдвигом вверх (верхний индекс)SUB Отображает текст со сдвигом вниз (нижний индекс)CODE, SAMP Оформляют текст как формулу или программный кодTT Отображает текст моноширинным шрифтомKBD Выделяет текст, который предлагается набрать на клавиатуреVAR Используется для обозначения в тексте переменныхCITE Оформляет текст как цитату или ссылку на источник.

Создание комплексных текстовых документов включает Ввод формул, Работа с таблицами, Работа с диаграммами, Работа с графическими объектами, Работа с изображениями.Microsoft Word (часто — MS Word, WinWord или просто Word) — это текстовый процессор, предназначенный для создания, просмотра и редактирования текстовых документов, с локальным применением простейших форм таблично-матричных алгоритмов. Текстовый процессор, выпускается корпорацией Microsoft в составе пакета Microsoft Office. Первая версия была написана Ричардом Броди (Richard Brodie) для IBM PC, использующих DOS, в 1983 году. Позднее выпускались версии для Apple Macintosh (1984), SCO UNIX и Microsoft Windows (1989).

13.Электронные таблицы. Общие сведения о табличном процессоре Excel. Работа с формулами, диаграммами, списками.

Электронная таблица (ЭТ) позволяет хранить в табличной форме большое количество исходных данных, результатов, а также связей (алгебраических или логических соотношений) между ними. При изменении исходных данных все результаты автоматически пересчитываются и заносятся в таблицу. Электронные таблицы не только автоматизируют расчеты, но и являются эффективным средством моделирования различных вариантов и ситуаций. Меняя значения исходных данных, можно следить за изменением получаемых результатов и из множества вариантов решения задачи выбрать наиболее приемлемый.

При работе с табличными процессорами создаются документы, которые также называют электронными таблицами. Такие таблицы можно просматривать, изменять, записывать на носители внешней памяти для хранения, распечатывать на принтере.Рабочим полем табличного процессора является экран дисплея, на котором электронная таблица представляется в виде прямоугольника, разделенного на строки и столбцы. Строки нумеруются сверху вниз. Столбцы обозначаются слева направо. На экране виден не весь документ, а только часть его. Документ в полном объеме хранится в оперативной памяти, а экран можно считать окном, через которое пользователь имеет возможность просматривать таблицу. Для работы с таблицей используется табличный курсор, — выделенный прямоугольник, который можно поместить в ту или иную клетку. Минимальным элементом электронной таблицы, над которым можно выполнять те или иные операции, является такая клетка, которую чаще называют ячейкой. Каждая ячейка имеет уникальное имя (идентификатор), которое составляется из номеров столбца и строки, на пересечении которых располагается ячейка. Нумерация столбцов обычно осуществляется с помощью латинских букв (поскольку их всего 26, а столбцов значительно больше, то далее идёт такая нумерация — AA, AB, ..., AZ, BA, BB, BC, ...), а строк — с помощью десятичных чисел, начиная с единицы. Таким образом, возможны имена (или адреса) ячеек B2, C265, AD11 и т.д.Следующий объект в таблице — диапазон ячеек. Его можно выделить из подряд идущих ячеек в строке, столбце или прямоугольнике. При задании диапазона указывают его начальную и конечную ячейки, в прямоугольном диапазоне — ячейки левого верхнего и правого нижнего углов. Наибольший диапазон представляет вся таблица, наименьший — ячейка. Примеры диапазонов — A1:A100; B12:AZ12; B2:K40.Если диапазон содержит числовые величины, то они могут быть просуммированы, вычислено среднее значение, найдено минимальное или максимальное значение и т.д.Иногда электронная таблица может быть составной частью листа, листы, в свою очередь, объединяются в книгу (такая организация используется в Microsoft Excel).Ячейки в электронных таблицах могут содержать числа (целые и действительные), символьные и строковые величины, логические величины, формулы (алгебраические, логи-ческие, содержащие условие).В формулах при обращении к ячейкам используется два способа адресации — абсолютная и относительная адресации. При использовании относительной адресации копирование, перемещение формулы, вставка или удаление строки (столбца) с изменением местоположения формулы приводят к перестраиванию формулы относительно её нового местоположения. В силу этого сохраняется правильность расчётов при любых указанных выше действиями над ячейками с формулами. В некоторых же случаях необходимо, чтобы при изменении местоположения формулы адрес ячейки (или ячеек), используемой в формуле, не изменялся. В таких случаях используется абсолютная адресация. В приведенных выше примерах адресов ячеек и диапазонов ячеек адресация является относительной. Примеры абсолютной адресации (в Microsoft Excel): $A$10; $B$5:$D$12; $M10; K$12 (в предпоследнем примере фиксирован только столбец, а строка может изменяться, в последнем — фиксирована строка, столбец может изменяться).Управление работой электронной таблицы осуществляется посредством меню команд. Можно выделить следующие режимы работы табличного процессора: формирование электронной таблицы; управление вычислениями; режим отображения формул; графический режим; работа электронной таблицы как базы данных.При работе с табличными процессорами создаются документы, которые можно просматривать, изменять, записывать на носители внешней памяти для хранения, распечатывать на принтере. Режим формирования электронных таблиц предполагает заполнение и редактирование документа. При этом используются команды, изменяющие содержимое клеток (очистить, редактировать, копировать), и команды, изменяющие структуру таблицы (удалить, вставить, переместить).Режим управления вычислениями. Все вычисления начинаются с ячейки, расположенной на пересечении первой строки и первого столбца электронной таблицы. Вычисления проводятся в естественном порядке, т.е. если в очередной ячейке находится формула, включающая адрес еще не вычисленной ячейки, то вычисления по этой формуле откладываются до тех пор, пока значение в ячейке, от которого зависит формула, не будет определено. При каждом вводе нового значения в ячейку документ пересчитывается заново, — выполняется автоматический пересчет. В большинстве табличных процессоров существует возможность установки ручного пересчета, т.е. таблица пересчитывается заново только при подаче специальной команды.Режим отображения формул задает индикацию содержимого клеток на экране. Обычно этот режим выключен, и на экране отображаются значения, вычисленные на основании содержимого клеток.Графический режим дает возможность отображать числовую информацию в графическом виде: диаграммы и графики. Это позволяет считать электронные таблицы полезным инструментом автоматизации инженерной, административной и научной деятельности.В современных табличных процессорах, например, в Microsoft Excel, в качестве базы данных можно использовать список (набор строк таблицы, содержащий связанные данные). При выполнении обычных операций с данными, например, при поиске, сортировке или обработке данных, списки автоматически распознаются как базы данных. Перечисленные ниже элементы списков учитываются при организации данных: столбцы списков становятся полями базы данных; заголовки столбцов становятся именами полей базы данных; каждая строка списка преобразуется в запись данных.

14.Основы информационных систем. Базы данных. Классификация баз данных. Модели данных. Проектирование баз данных.

База данных – это информационная модель предметной  области, совокупность взаимосвязанных, хранящихся вместе данных при наличии такой минимальной избыточности, которая допускает их использование оптимальным образом для одного или нескольких приложений. Данные (файлы) хранятся во внешней памяти и используются в качестве входной информации для решения задач.

СУБД -  это программа, с помощью которой реализуется централизованное управление данными, хранимыми в базе, доступ к ним, поддержка их в актуальном состоянии. Системы управления базами данных можно классифицировать по способу установления связей между данными, характеру выполняемых ими функций, сфере применения, числу поддерживаемых моделей данных, характеру используемого языка общения с базой данных и другим параметрам. По характеру хранимой информации: — Фактографические (картотеки),— Документальные (архивы)По способу хранения данных:— Централизованные (хранятся на одном компьютере),— Распределенные (используются в локальных и глобальных компьютерных сетях).По структуре организации данных:— Табличные (реляционные),— Иерархические. В иерархической базе данных записи упорядочиваются в определенную последовательность, как ступеньки лестницы, и поиск данных может осуществляться последовательным «спуском» со ступени на ступень. Иерархическая база данных по своей структуре соответствует структуре иерархической файловой системы. Реляционная база данных, по сути, представляет собой двумерную таблицу. Столбцы таблицы называются полями: каждое поле характеризуется своим именем и топом данных. Поле БД – это столбец таблицы, содержащий значения определенного свойства. В реляционной БД используются четыре основных типов полей: Числовой, Символьный (слова, тексты, коды и т.д.),Дата (календарные даты в форме «день/месяц/год»),Логический (принимает два значения: «да» - «нет» или «истина» - «ложь»).

В классической теории баз данных, модель данных есть формальная теория представления и обработки данных в системе управления базами данных (СУБД), которая включает, по меньшей мере, три аспекта: аспект структуры: методы описания типов и логических структур данных в базе данных; аспект манипуляции: методы манипулирования данными; аспект целостности: методы описания и поддержки целостности базы данных.Аспект структуры определяет, что из себя логически представляет база данных, аспект манипуляции определяет способы перехода между состояниями базы данных (то есть способы модификации данных) и способы извлечения данных из базы данных, аспект целостности определяет средства описаний корректных состояний базы данных. Модель данных — это абстрактное, самодостаточное, логическое определение объектов, операторов и прочих элементов, в совокупности составляющих абстрактную машину доступа к данным, с которой взаимодействует пользователь. Эти объекты позволяют моделировать структуру данных, а операторы — поведение данных.Э. Кодд В статье «Модели данных в управлении базами данных» он определил модель данных как комбинацию трех компонентов:1.Коллекции типов объектов данных, образующих базовые строительные блоки для любой базы данных, соответствующей модели2.Коллекции общих правил целостности, ограничивающих набор экземпляров тех типов объектов, которые законным образом могут появиться в любой такой базе данных3.Коллекции операций, применимых к таким экземплярам объектов для выборки и других целей.

Проектирование баз данных — процесс создания схемы базы данных и определения необходимых ограничений целостности.

Основные задачи: Обеспечение хранения в БД всей необходимой информации; Обеспечение возможности получения данных по всем необходимым запросам; Сокращение избыточности и дублирования данных; Обеспечение целостности данных (правильности их содержания): исключение противоречий в содержании данных, исключение их потери и т.д.