Основные этапы проектирования баз данных.

Концептуальное (инфологическое) проектирование — построение семантической модели предметной области, то есть информационной модели наиболее высокого уровня абстракции. Такая модель создаётся без ориентации на какую-либо конкретную СУБД и модель данных. Термины «семантическая модель», «концептуальная модель» и «инфологическая модель» являются синонимами. Кроме того, в этом контексте равноправно могут использоваться слова «модель базы данных» и «модель предметной области» (например, «концептуальная модель базы данных» и «концептуальная модель предметной области»), поскольку такая модель является как образом реальности, так и образом проектируемой базы данных для этой реальности. Конкретный вид и содержание концептуальной модели базы данных определяется выбранным для этого формальным аппаратом. Обычно используются графические нотации, подобные ER-диаграммам.

Чаще всего концептуальная модель базы данных включает в себя: описание информационных объектов, или понятий предметной области и связей между ними;описание ограничений целостности, т.е. требований к допустимым значениям данных и к связям между ними.

Логическое (даталогическое) проектирование — создание схемы базы данных на основе конкретной модели данных, например, реляционной модели данных. Для реляционной модели данных даталогическая модель — набор схем отношений, обычно с указанием первичных ключей, а также «связей» между отношениями, представляющих собой внешние ключи.Преобразование концептуальной модели в логическую модель, как правило, осуществляется по формальным правилам. Этот этап может быть в значительной степени автоматизирован.На этапе логического проектирования учитывается специфика конкретной модели данных, но может не учитываться специфика конкретной СУБД.

Физическое проектирование — создание схемы базы данных для конкретной СУБД. Специфика конкретной СУБД может включать в себя ограничения на именование объектов базы данных, ограничения на поддерживаемые типы данных и т.п. Кроме того, специфика конкретной СУБД при физическом проектировании включает выбор решений, связанных с физической средой хранения данных (выбор методов управления дисковой памятью, разделение БД по файлам и устройствам, методов доступа к данным), создание индексов и т.д.

15.Системы компьютерной графики.

Компьютерная графика — это наука, предметом изучения которой является создание, хранение и обработка моделей и их изображений с помощью ЭВМ, т.е. это раздел информатики, который занимается проблемами получения различных изображений (рисунков, чертежей, мультипликации) на компьютере. В компьютерной графике рассматриваются следующие задачи: представление изображения в компьютерной графике; подготовка изображения к визуализации; создание изображения; осуществление действий с изображением. Под компьютерной графикой обычно понимают автоматизацию процессов подготовки, преобразования, хранения и воспроизведения графической информации с помощью компьютера. Под графической информацией понимаются модели объектов и их изображения.

В случае, если пользователь может управлять характеристиками объектов, то говорят об интерактивной компьютерной графике, т.е. способность компь­ютерной системы создавать графику и вести диалог с человеком. В настоящее время почти любую программу можно считать системой интер­активной компьютерной графики.Интерактивная компьютерная графика — это так же использование компьютеров для подготовки и воспроизведения изображений, но при этом пользователь имеет возможность оперативно вносить изменения в изображение непосредственно в процессе его воспроизведения, т.е. предполагается возможность работы с графикой в режиме диалога в реальном масштабе времени. Интерактивная графика представляет собой важный раздел компьютерной графики, когда пользователь имеет возможность динамически управлять содержимым изображения, его формой, размером и цветом на поверхности дисплея с помощью интерактивных устройств управления.Сейчас становятся все более популярными геоинформационные системы (ГИС). Это относительно новая для массовых пользователей разновидность систем интерактивной компьютерной графики. Они аккумулируют в себе методы и алгоритмы многих наук и информационных технологий. Такие сис­темы используют последние достижения технологий баз данных, в них зало­жены многие методы и алгоритмы математики, физики, геодезии, топологии, картографии, навигации и, конечно же, компьютерной графики. Системы ти­па ГИС зачастую требуют значительных мощностей компьютера как в плане работы с базами данных, так и для визуализации объектов, которые находят­ся на поверхности Земли. Причем, визуализацию необходимо делать с раз­личной степенью детализации — как для Земли в целом, так и в границах отдельных участков. В настоящее время заметно стремление разра­ботчиков ГИС повысить реалистичность изображений пространственных объектов и территорий.Работа с компьютерной графикой — одно из самых популярных направлений использования персонального компьютера, причем занимаются этой работой не только профессиональные художники и дизайнеры. На любом предприятии время от времени возникает необходимость в подаче рекламных объявлений в газеты и журналы, в выпуске рекламной листовки или буклета. Иногда предприятия заказывают такую работу специальным дизайнерским бюро или рекламным агентствам, но часто обходятся собственными силами и доступными программными средствами.

16.Алгоритмизация и программирование. Понятие алгоритма и его свойства. Представление алгоритма в виде текста и схемы.

Алгоритм - предписание, однозначно задающее процесс преобразования исходной информации в виде последовательности элементарных дискретных шагов, приводящих за конечное число их применений к результату.Алгоритмами, например, являются правила сложения, умножения, решения алгебраических уравнений, умножения матриц и т.п.; рецепты приготовления блюд, аптечный рецепт. Определенным алгоритмом действий руководствуется стиральная машина или микроволновая печь. Такие алгоритмы обычно принято называть бытовыми. Кроме них можно выделить еще три крупных разновидности алгоритмов: вычислительные – как правило, работают с простыми видами данных (числа, векторы, матрицы), но зато процесс вычисления может быть длинным и сложным; информационные – напротив, реализуют сравнительно небольшие процедуры обработки (например, поиск элементов, удовлетворяющих определенному признаку), но для больших объемов информации; управляющие – непрерывно анализируют информацию, поступающую от тех или иных источников, и выдают результирующие сигналы, управляющие работой тех или иных устройств.Алгоритм - это точная инструкция. Однако не всякая инструкция есть алгоритм. Инструкция становится алгоритмом только тогда, когда она обладает следующими свойствами.Дискретность – последовательное выполнение простых или ранее определённых (подпрограммы) шагов. Преобразование исходных данных в результат осуществляется дискретно во времени. Процесс решения задачи должен быть разбит на последовательность отдельных шагов, каждый из которых называется командой. Примером команд могут служить пункты инструкции, нажатие на одну из кнопок пульта управления, рисование графического примитива, оператор языка программирования.Понятность – каждая команда алгоритма должна быть понятна тому, кто исполняет алгоритм; в противном случае, эта команда и, следовательно, весь алгоритм в целом не могут быть выполнены. Казалось бы, что может быть проще, чем нарисовать на экране точку. Но пока вы не будете знать команду, которая это делает, получить результат будет невозможно.Определенность - каждое правило алгоритма должно быть четким, однозначным и не оставлять места для произвольного толкования. Результат выполнения команд не может зависеть от какой-либо дополнительной информации извне алгоритма. Сколько бы раз вы не запускали программу, для одних и тех же исходных данных всегда будет получаться один и тот же результат. При наличии ошибок в алгоритме, это свойство может иногда нарушаться. Результативность означает возможность получения результата после выполнения конечного количества операций. Результат выполнения алгоритма должен быть обязательно получен, т.е. правильный алгоритм не может безрезультатно из-за какого-либо непреодолимого препятствия в ходе выполнения. Кроме того, любой алгоритм должен завершится за конечное число шагов. Большинство алгоритмов данным требованиям удовлетворяют, но при наличии ошибок возможны нарушения результативности. Корректность - решение должно быть правильным для любых допустимых исходных данных. Большое значение имеет тщательное тестирование алгоритма перед его использованием. Как показывает опыт, грамотная и всесторонняя отладка для сложных алгоритмов часто требует значительно больших усилий, чем собственно разработка этих алгоритмов. При этом важно не столько количество проверенных сочетаний входных данных, сколько количество их типов. Например, можно сделать сколько угодно проверок для положительных значений аргумента алгоритма, но это никак не будет гарантировать корректную его работу в случае отрицательной величины аргумента.Массовость заключается в возможности применения алгоритма к целому классу однотипных задач, различающихся конкретными значениями исходных данных (разработка в общем виде).Блок-схема – это набор геометрических фигур, внутри которых записываются шаги алгоритма.

17.Основные алгоритмические конструкции. Линейная, разветвляющаяся, команда-выбор, цикл с параметром, цикл с предусловием, цикл с постусловием.

Линейный алгоритм - это такой, в котором все операции выполняются последовательно одна за другой .

Алгоритмы разветвленной структуры применяются, когда в зависимости от некоторого условия необходимо выполнить либо одно, либо другое действие. В блок-схемах разветвленные алгоритмы изображаются так, как показано на рис. 1.10 - 1.11.

Фрагмент алгоритма	Пример разветвления

Цикл – это многократное повторение одного и того же действия. Действия, которые повторяются, называются шагом цикла. Условие, в течение которого действие выполняется, называется условием выполнения цикла. Существуют три вида циклов:

1. Цикл с предусловием – условие выполнения проверяется до шага цикла.

While <условие выполнения> Do <оператор>;

Пример: Program test1; Var z:Integer; Begin z:=10; Whilez>0 Do z:=x-3; WriteLn(z); End.

2. Цикл с постусловием – условие выполнения проверяется после шага цикла.

Repeat <оператор>; <оператор>; … <оператор>; Until <условие завершения>;

Пример: Program test2; Var b:Real; Begin b:=100; Repeat b:=b/2; Until b<10; Writeln(b:0:2); End.

3. Цикл с параметром – выполняется определенное заранее известное количество раз.For <имя переменной>:=<нач. значение> To <кон. значение> Do <оператор>;

Пример: Program test3; Var j:Integer; Begin For j:=1 to 5 Do WriteLn(‘*’); WriteLn;

1.Цикл с предусловием выполняется до тех пор, пока условие выполнения не станет ложным, и продолжается, если условие истинно.2.Цикл с постусловием выполняется до тех пор, пока условие не станет истинно, если условие ложно, цикл продолжается.3.Цикл с параметром используется переменная, называемая параметром цикла. Перед выполнением цикла параметру устанавливается начальное значение. После выполнения шага цикла значение параметра увеличивается на единицу. Цикл продолжается до тех пор пока параметр не достигнет своего конечного значения.

18.Структурированные данные и алгоритмы их обработки.

Структура данных – это совокупность элементов данных, среди которых могут быть атомарные данные и структурные данные. Каждая структура данных строится на основе базовых типов применяемого языка программирования, используя доступные в этом языке средства структурирования данных. В каждом языке есть свой набор базовых типов – атомов. К стандартным простейшим типам данных относятся типы, имеющиеся в большинстве вычислительных машин.

Структурированные типы данных строятся на основе базовых типов по определенным правилам. Структурированные типы данных имеют компоненты, построенные из простых типов по правилам, определяющим связи между компонентами.

Структурированные типы данных включают массивы и строки, записи, файлы, списки, стеки, очереди, деревья, графы и таблицы.

19.Языки программирования высокого уровня. Понятие “язык программирования”. Компиляторы и интерпретаторы. Программная реализация алгоритмов. Turbo Pascal 7.0.

Высокоуровневый язык программирования преобразуется КОМПИЛЯТОРОМ в машинные коды, используемые непосредственно компьютером. Большинство используемых современных языков (таких как Бейсик, Паскаль или Си), являются высокоуровневыми. Язык программирования — формальная знаковая система, предназначенная для записи компьютерных программ. Язык программирования определяет набор лексических, синтаксических и семантических правил, задающих внешний вид программы и действия, которые выполнит исполнитель (компьютер) под ее управлением. Компиляторы — это программы, которые преобразуют исходные тексты программ, написанные на языке программирования высокого уровня, в программу на машинном языке, «понятную» компьютеру. Полученный код, называемый исполняемой программой, можно устанавливать и запускать на нужном компьютере без дополнительных преобразований. Интерпретаторы выполняют аналогичную функцию, но делают это построчно всякий раз во время исполнения программы. Байт-код — это промежуточный подход, при котором программа преобразуется в промежуточный двоичный вид, интерпретируемый некой «виртуальной машиной» во время исполнения.

Turbo Pascal (произносится «ту́рбо паска́ль») — Интегрированная среда разработки программного обеспечения для платформ DOS и Windows 3.x и язык программирования в этой среде, диалект языка Паскаль от фирмы Borland.Товарный знак Borland Pascal был зарезервирован для дорогих вариантов поставки (с бо́льшим количеством библиотек и исходным кодом стандартной библиотеки), оригинальная дешёвая и широко известная версия продавалась как Turbo Pascal. Название Borland Pascal также используется в более широком смысле — как неофициальное название версии языка Паскаль от фирмы Borland.

20.Компьютерные сети. Назначение и классификация компьютерных сетей. Топология сетей. Сетевые кабели.

Компьютерная сеть (вычислительная сеть, сеть передачи данных) — система связи компьютеров и компьютерного оборудования (серверы, маршрутизаторы и другое оборудование). Для передачи информации могут быть использованы различные физические явления, как правило — различные виды электрических сигналов, световых сигналов или электромагнитного излучения.