Пожалуйста, введите доступный Вам адрес электронной почты. По окончании процесса покупки Вам будет выслано письмо со ссылкой на книгу.

Выберите способ оплаты
Некоторые из выбранных Вами книг были заказаны ранее. Вы уверены, что хотите купить их повторно?
Некоторые из выбранных Вами книг были заказаны ранее. Вы можете просмотреть ваш предыдущий заказ после авторизации на сайте или оформить новый заказ.
В Вашу корзину были добавлены книги, не предназначенные для продажи или уже купленные Вами. Эти книги были удалены из заказа. Вы можете просмотреть отредактированный заказ или продолжить покупку.

Список удаленных книг:

В Вашу корзину были добавлены книги, не предназначенные для продажи или уже купленные Вами. Эти книги были удалены из заказа. Вы можете авторизоваться на сайте и просмотреть список доступных книг или продолжить покупку

Список удаленных книг:

Купить Редактировать корзину Логин
Поиск
Расширенный поиск Простой поиск
«+» - книги обязательно содержат данное слово (например, +Пушкин - все книги о Пушкине).
«-» - исключает книги, содержащие данное слово (например, -Лермонтов - в книгах нет упоминания Лермонтова).
«&&» - книги обязательно содержат оба слова (например, Пушкин && Лермонтов - в каждой книге упоминается и Пушкин, и Лермонтов).
«OR» - любое из слов (или оба) должны присутствовать в книге (например, Пушкин OR Лермонтов - в книгах упоминается либо Пушкин, либо Лермонтов, либо оба).
«*» - поиск по части слова (например, Пушк* - показаны все книги, в которых есть слова, начинающиеся на «пушк»).
«""» - определяет точный порядок слов в результатах поиска (например, "Александр Пушкин" - показаны все книги с таким словосочетанием).
«~6» - число слов между словами запроса в результатах поиска не превышает указанного (например, "Пушкин Лермонтов"~6 - в книгах не более 6 слов между словами Пушкин и Лермонтов)
 
 
Страница

Страница недоступна для просмотра

OK Cancel
СРЕДНЕЕ ПРОФЕС твует СИОНАЛЬ соответс С О Г НОЕ ОБРА Ф ЗОВАНИЕ льная те а ов раз еоб общ ка подготов Г.А. ГАЛЬЧЕНКО, О.Н. ДРОЗДОВА ИНФОРМАТИКА ДЛЯ КОЛЛЕДЖЕЙ Среднее профессиональное образование Ã. À. Ãàëü÷åíêî, Î. Í. Äðîçäîâà ИНФОРМАТИКА ДЛЯ КОЛЛЕДЖЕЙ Общеобразовательная подготовка Рекомендовано Научно-методическим советом Международного научного общественного объединения «МАИТ» в качестве учебного пособия для подготовки по предметам общеобразовательного цикла в учреждениях среднего образования (рецензия РЭЗ 16-15 от «23» мая 2016 г.) РОСТОВ-НА-ДОНУ ЕНИКС 2 0 17 383 УДК 004(075.32) ББК 32.81я723 КТК 21 Г17 Гальченко Г. А. Г17 Информатика для колледжей : учебное пособие : общеобразовательная подготовка / Г.А. Гальченко, О.Н. Дроздова. — Ростов н/Д : Феникс, 2017. — 380, [1] с. : ил. — (Среднее профессиональное образование). 978-5-222-27454-5 В данном учебном пособии излагаются основные вопросы современного понимания информатики, информационных процессов, способов обработки различных типов информации. Рассматриваются архитектура компьютера и средства защиты информации. Описаны информационные и телекоммуникационные технологии. Даны основы алгоритмизации и программирования. Большое внимание уделено основам математической логики, информационному моделированию с использованием математических методов. Работа с прикладными программами и языком программирования Free Pascal показана на примерах решения практических задач. Подробно прокомментированы типовые приемы программирования. Авторы предлагают большое количество тестовых заданий и заданий для самостоятельного выполнения. Изучение материала данного учебного пособия позволит сформировать информационную компетентность обучаемых как совокупность знаний и умений эффективного использования современных информационных технологий. Учебное пособие полностью соответствует новому образовательному стандарту и примерной программе, утвержденной Министерством образования и науки РФ, и может быть рекомендовано для учащихся средних профессиональных учебных заведений (училищ, колледжей, техникумов). УДК 004(075.32) ББК 32.81я723 ISBN 978-5-222-27454-5 © Оформление: ООО «Феникс», 2016 © Гальченко Г.А., Дроздова О.Н., 2016 ВВЕДЕНИЕ Роль информатики в современном обществе Концепция информационного общества стала своеобразным новым этапом развития постиндустриального общества. Центральную роль в организации и обработке информации и знаний играет компьютер. Постиндустриальное общество в создании национального благосостояния опирается на высокие темпы роста информационного сектора, развитие новых информационных технологий (ИТ), которые являются мощным стимулом роста экономики развитых стран. Информационное общество — это такое общество, где большинство граждан участвуют в процессе создания, сбора, хранения, обработки или распределения информации. Кроме того, информатизация ведет к новым технологиям и моделям деятельности, к другому типу культуры. Информатизация позволяет повысить уровень системности народного хозяйства, формирует широко разветвленную систему баз данных и знаний, формирует информационные связи и потоки в производстве, управлении, науке, образовании, сфере услуг и других социальных областях. Современное информационное общество выдвигает новые требования к формированию информационных культурных ресурсов. Эффективность работы, например, транспортных и технологических машин, оборудования и их подсистем — сервиса и технической эксплуатации — зависит от компетентности специалистов в области использования средств автоматизации сбора, поиска, использования информации об обеспечении качества ремонта и технологического обслуживания техники организациями технического сервиса с использованием средств ИТ. 3 Информатизация общества ставит перед средним профессиональным учебным заведением проблему воспитания у студентов способностей самостоятельно и творчески использовать средства информатики и информационных технологий в решении учебных и в дальнейшем профессиональных задач. Студенты должны иметь мировоззрение в соответствии с системно-информационной картиной мира, знать особенности программных средств для будущей профессиональной деятельности, уметь работать с профессиональным программным обеспечением, знать о возможностях применения программных средств в будущей деятельности. информационно-коммуникационными технологиями (ИКТ) — важная составляющая квалификации и средство социальной мобильности. В образовании главным стимулом обучения ИКТ является как решение сегодняшних проблем, так и требование будущего развития. Предмет «Информатика и информационно-коммуникационные технологии» давно стал неотъемлемой частью образовательного процесса любого учебного заведения, как среднего, так и высшего. Предмет «Информатика и ИКТ» в общей системе среднего специального образования занимает особое положение. С одной стороны, информатика должна подготовить человека к решению практических задач в условиях информационного общества, т.е. научить пользоваться средствами компьютерной техники и технологии. С другой стороны, она обеспечивает важнейший компонент фундаментального образования. Вместе с другими предметами естественно-научного и гуманитарного, экономического циклов информатика создает основу для формирования способностей к аналитическому, формально-логическому мышлению. Данное учебное пособие по информатике и ИКТ направлено на реализацию общего уровня базовой подготовки студентов колледжей, средних специальных учебных заведений в области применения основных прикладных программных продуктов и использования их в профессиональной деятельности. 4 Учебное пособие написано с учетом государственных требований к минимуму содержания и уровню подготовки выпускников средних специальных учебных заведений, а также учитывает обязательный минимум содержания образования по информатике, рекомендованный Министерством образования и науки РФ. Ознакомление студентов колледжей с инновационными процессами в области ИТ, таких как моделирование, использование языков программирования в прикладных целях и др., — одна из главных задач системы подготовки специалистов среднего звена, их успешной профессиональной деятельности. Использование в управлении информационных технологий является непременным условием повышения эффективности управленческого труда. Эффективность делопроизводства существенно повышается с переходом на компьютерную обработку деловой документации, быстрый и эффективный поиск любого документа. Учебное пособие предназначено для углубленного изучения следующих разделов информатики и ИКТ:   информация, информационные процессы;   измерение и кодирование информации;   алгоритмические конструкции, логические значения и операции;   нормализация и структурирование информации;   представление данных с использованием соответствующих программных средств обработки данных;   математические методы моделирования и их практическое применение;   программирование на языках Free Pascal и Visual Basic for Applications. В настоящее время большинство вузов предъявляет к бывшим абитуриентам достаточно высокие требования к знаниям и умениям, необходимым для дальнейшего обучения. Базовые стандарты и методы обучения информатике мало способствуют формированию этих навыков и умений. Профильное обучение, введенное во многих колледжах, в некоторой степени помогает решить эту проблему. С использованием данного учебного пособия у преподавателей появляется возможность более полно учитывать 5 требование времени, с одной стороны, склонности и способности учащихся — с другой. Пособие поможет создать условия для обучения в соответствии с требованиями ФГОС3+. Изучив материал данного учебного пособия, студент будет способен:   понимать сущность и значение информации в развитии современного информационного общества, сознавать опасности и угрозы, возникающие в этом процессе, соблюдать основные требования информационной безопасности, в том числе защиты государственной тайны;   понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес;   использовать информационно-коммуникационные технологии для совершенствования своей профессиональной деятельности;   овладеть умениями строить математические объекты информатики, в том числе логические формулы и программы на формальном языке, удовлетворяющие заданному описанию; создавать программы на языке программирования по их описанию; использовать общепользовательские инструменты и настраивать их для нужд пользователя;   определять адекватные способы решения учебной задачи на основе заданных алгоритмов; комбинировать известные алгоритмы деятельности в ситуациях, не предполагающих стандартного применения одного из них. Структура пособия и краткое содержание глав Глава 1. Информация. Кодирование информации В первой главе рассмотрены традиционный и вероятностный подходы к определению информации, указаны свойства и виды информации, действия, совершаемые над информацией. Подробно изложены содержательный и алфавитный подходы к определению количества информации. Приведены решения типовых задач. Рассмотрены 6 следующие разделы: кодирование и обработка текстовой, графической и звуковой информации. Приведены задачи на кодирование информации с решениями и для самостоятельной работы. В конце главы предложен тест для контроля знаний. Глава 2. Системы счисления Во второй главе рассматриваются позиционные и непозиционные системы счисления. Приводятся основные понятия, а также способы перевода чисел и арифметические действия в позиционных системах счисления. Авторами рассмотрены следующие алгоритмы:   перевод целых чисел из десятичной системы счисления в систему с основанием n;   перевод дробных чисел из десятичной системы счисления в систему с основанием n;   n перевод двоичных чисел в систему с основанием 2 ;   перевод чисел из любой системы счисления в десятичную систему счисления;   перевод чисел из восьмеричной и шестнадцатеричной систем счисления в двоичную систему счисления;  выполнение арифметических операций в позиционных системах счисления;   представление целых чисел в памяти компьютера. В конце главы предложен тест для контроля знаний. Глава 3. Компьютер и программное обеспечение В главе «Компьютер и программное обеспечение» рассмотрен широкий круг вопросов. Вниманию читателей предложен подробный анализ типов компьютеров, их основных характеристик и областей использования. Рассмотрена архитектура персональных компьютеров: — классическая (принцип фон Неймана); — многопроцессорная; — архитектура с параллельными процессорами. Приведена структура персонального компьютера, представлена подробная классификация компьютерной памяти и программного обеспечения. Рассмотрены характеристики микропроцессора, назначения устройств ввода 7 и вывода информации, представлена информация по теме «Файлы. Файловые системы». В конце главы предложен тест для контроля знаний. Главы 4–5. Алгоритмизация и программирование на языках Free Pascal и Visual Basic For Applications Вопросам алгоритмизации в книге уделено особое место. Основная задача преподавателя информатики при работе с разделом алгоритмизациии программирования — выработать у обучаемых способность к алгоритмическому мышлению. Приемы алгоритмического мышления способствуют формированию и становлению таких черт характера молодых людей, как:   умение четко выражать свои мысли;   правильно ставить задачу и находить наиболее оптимальные пути ее решения;   целеустремленность и сосредоточенность;   объективность и точность;   логичность и последовательность в планировании и выполнении своих действий;   умение быстро ориентироваться в стремительно растущем потоке информации. Приведенные в книге общие сведения о языках программирования Free Pascal и Visual Basic For Applications достаточны для начального знакомства с языками (или одним из них) и анализа работы приведенных программ решения типовых задач. Основная цель главы — показать приемы и методы разработки алгоритмов и их реализации на языках программирования. Типовые приемы алгоритмизации и программирования обеспечивают простоту и наглядность восприятия материала. Сложные алгоритмы подробно прокомментированы. В конце главы приведен тест для закрепления полученных знаний. Глава 6. Моделирование и компьютерный эксперимент В данной главе рассмотрены материальные и информационные модели, их назначение и способы представления. Приведена классификация систем и моделей, информационных моделей по типу организации. Рассмотрены табличные, иерархические и сетевые информационные 8 модели. Введены понятие и способы представления графа как возможного способа представления информационной модели. Приведены основные математические методы решения планово-экономических и транспортных задач: гравитационная модель, модель оптимальных стратегий, модель оптимальной скорости, метод электромоделирования транспортных потоков. Указаны этапы построения компьютерной модели. Приведены примеры практического использования метода электромоделирования. Глава 7. Основы логики и логические основы компьютера Тема «Основы логики и логические основы компьютера» является необходимым методологическим основанием для формирования знаний и навыков работы с дискретными объектами. Материал, предложенный в данной книге, нацелен на развитие логического мышления учащихся, он поможет им сознательно использовать основные мыслительные операции: сравнивать, классифицировать, строить умозаключения, находить закономерности, рассуждать и делать выводы, грамотно обращаться с информацией. Авторы книги подробно излагают материал, необходимый для успешного решения заданий по теме «Основы логики». Вниманию читателей предложены следующие разделы:   основные понятия: логическое высказывание, элементарное и составное высказывание, логические связки, тождественно истинное и тождественно ложное высказывания;   логические операции и их таблицы истинности;   построение таблиц истинности;   основные законы логики;   построение ДНФ, КНФ, СДНФ, СКНФ;   использование законов логики при преобразовании логических выражений и при решении логических задач;   построение логических схем;   задания для самостоятельной подготовки;   тестовые задания. 9 Глава 1 ИНФОРМАЦИЯ И ИНФОРМАЦИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ Введение Изложенный в данной главе материал позволит:   развить общее представление о видах и свойствах информации;   использовать методы измерения количества информации: содержательный и объемный (алфавитный);   научиться решать задачи с использованием кодирования и декодирования данных, определения скорости передачи информации при заданной пропускной способности канала, а также объема памяти, необходимого для хранения звуковой и графической информации;   сформировать систему базовых понятий и терминологий, теоретических основ в области технологии обработки информации;   сформировать навыки решения прикладных задач в области, связанной с применением возможностей текстового редактора MS Word. История кодирования информации начинается в доисторической эпохе, когда первобытный человек выбивал в скале образы известных ему объектов окружающего мира. Кодирование информации необычайно разнообразно. Указания водителю автомобиля кодируются в виде дорожных знаков. Музыкальное произведение кодируется с помощью знаков нотной грамоты, для записи шахматных партий и химических формул созданы специальные системы записи. Любой грамотный компьютерный пользователь 12 знает о существовании кодировок символов. Географическая карта кодирует информацию о местности. Необходимость кодирования речевой информации возникла в связи с бурным развитием техники связи, особенно мобильной связи. Людьми были придуманы специальные коды: азбука Брайля, азбука Морзе, флажковая азбука. Таких примеров можно приводить очень много. Известно, что одну и ту же информацию мы можем выразить разными способами. 1.1. Информация и ее свойства Термин «информация» происходит от латинского слова informatio, что означает сведения, разъяснения, изложение. В рамках традиционного определения информация — это сведения, знания об окружающем мире, которые человек получает с помощью органов чувств (зрения, слуха, вкуса, обоняния, осязания) (табл. 1.1). При этом максимальное количество получаемой информации приходится на зрение. Таблица 1.1 Органы зрения 90% Органы слуха 9% Органы обоняния, осязания, вкуса 1% Следует отметить, что органы чувств человека получили название анализаторов, поскольку именно через эти органы информация попадает в головной мозг. Информацией часто называют любые данные или сведения, которые кого-либо интересуют, например со- общение о каких-либо событиях, о чьей-либо деятельности и т. п. «Информировать» в этом смысле означает «сообщить нечто, неизвестное раньше». Одно и то же информационное сообщение может содержать разное количество информации для разных людей в зависимости от их накопленных знаний, от уровня понимания этого сообщения и интереса к нему. Например, сообщение, составленное на испанском языке, не несет никакой новой 13 информации человеку, не знающему этого языка, но может быть высокоинформативным для человека, владеющего испанским. Никакой новой информации не содержит и сообщение, изложенное на знакомом языке, если его содержание непонятно или уже известно. Итак, информация — это знания, которые человек получает из различных источников с помощью органов чувств. Применительно к компьютерной обработке данных под информацией понимают некоторую последовательность символических обозначений (букв, цифр, закодированных графических образов и звуков и т. п.), несущую смысловую нагрузку и представленную в понятном компьютеру виде. Каждый новый символ в такой последовательности символов увеличивает информационный объем сообщения. Информация может существовать в виде: текстов, рисунков, чертежей, фотографий; световых или звуковых сигналов; радиоволн; электрических и нервных импульсов; магнитных записей; жестов и мимики; запахов и вкусовых ощущений; хромосом, посредством которых передаются по наследству признаки и свойства организмов, и т. д. Предметы, процессы, явления материального или нематериального свойства, рассматриваемые с точки зрения их информационных свойств, называются информационными объектами. Свойства информации Как и всякий объект, информация обладает свойствами. С точки зрения информатики, наиболее важными представляются следующие свойства: актуальность, объективность, достоверность, полнота, точность, полезность, ценность, своевременность, понятность, доступность, краткость и пр. Актуальность информации — важность для настоящего времени, насущность. Только вовремя полученная информация может быть полезна. Объективность информации. Информация объективна, если она не зависит от чьего-либо мнения, суждения. 14 информацию появление новых данных, которые уточняют, дополняют или отвергают полностью или частично более раннюю. Научно-техническая информация стареет быстрее, эстетическая (произведения искусства) – медленнее. Логичность, компактность, удобная форма представления облегчают понимание и усвоение информации. Атрибутивные свойства информации:  дискретность (информация состоит из отдельных частей, знаков);  непрерывность (возможность накапливать информацию). свойства информации связаны с изменением информации во времени:  копирование — размножение информации;  передача от источника к потребителю;  перевод с одного языка на другой;  перенос на другой носитель;  старение (физическое — носителя, моральное — ценностное). Практические свойства — информационный объем и плотность. Все процессы, связанные с определенными операциями над информацией, называются информационными процессами. Для обеспечения информационного процесса необходимы источник информации, канал связи и потребитель информации. Источник передает информацию, а приемник ее получает. Информация передается от источника к приемнику с помощью сигнала (кода). 1.2. Информация и управление Процессы управления в природе, обществе, технических устройствах основаны на одних и тех же принципах. Любое управляющее воздействие можно рассматривать как информацию, передаваемую в форме целенаправленных команд. Целенаправленное воздействие одних объектов на другие называется управлением. 16 Объекты, которые воздействуют на другой объект, называются управляющими, а объекты, на которые воздействуют, называются управляемыми. Система управления — совокупность взаимосвязанных управляемой и управляющей подсистем, взаимодействующих между собой и внешней средой и участвующих в процессе функционирования по достижению установленных целей. Если достаточно односторонней передачи информации от управляющего объекта к управляемому, то говорят, что система управления не имеет обратной связи. Такие системы управления называются разомкнутыми. Управляющее Управляющий Управляемый воздействие объект объект Рис. 1.1. Разомкнутая система управления Однако гораздо чаще в системах управляющий объект должен получать информацию от управляемого объекта и, в зависимости от его состояния, так или иначе менять управляющее воздействие. Для передачи информации о состоянии управляемого объекта служит обратная связь. Системы управления, содержащие обратную связь, называются замкнутыми. Команды Управляющий Управляемый объект объект Обратная связь Рис. 1.2. Замкнутая система управления 1.3. Информация и моделирование Модели и моделирование используются человечеством давно. По сути, именно модели и модельные отношения обусловили появление разговорных языков, письменности, графики. Наскальные изображения наших предков, затем картины и книги — это модельные, информационные 17 формы передачи знаний об окружающем мире последующим поколениям. Навыки моделирования очень важны для человека в его повседневной деятельности. Они помогают разумно планировать распорядок дня, учебу, труд, выбирать оптимальные варианты при наличии выбора, удачно разрешать различные жизненные проблемы. Моделирование широко используется в различных отраслях экономики, позволяя учитывать факторы разной природы: социально-экономические характеристики населения, особенности расположения районов и устройства транспортной сети и др. Информационные модели отражают знания человека об объекте и имеют описательный характер. Информационные модели могут быть представлены в виде текста, таблиц, формул, карт, схем, графиков, чертежей. Любая информационная модель содержит только те сведения об объекте, которые необходимы для конкретной задачи. Заметим, что один и тот же объект может иметь несколько информационных моделей. Построению информационной модели всегда предшествует системный анализ, с помощью которого выделяются значимые части и свойства объекта (процесса), а также связи между ними. Особое место среди информационных моделей занимают математические модели различных объектов и процессов. Математические модели описывают закономерности, присущие изучаемому объекту, с помощью математических выражений, обычно систем уравнений и неравенств. Более подробно процессы моделирования будут рассмотрены в главе 6. 1.4. Измерение информации 1.4.1. Содержательный подход Изучение окружающего мира приводит к накоплению информации в форме знаний. Получение новой информации расширяет наши знания. Мы знаем, что сообщение несет информацию, если сведения, содержащиеся в нем, новые и понятные для человека. Однако для измерения 18 информации этого мало. Нужна единица измерения для того, чтобы определять, в каком сообщении информации больше, а в каком — меньше. Одними из первых количественное определение информации дали американские инженеры и исследователи Ральф Хартли и Клод Шеннон, изучавшие теории кодирования и передачи информации. Они предложили рассматривать информацию как снятую при получении некоторого сообщения неопределенность. Количество информации в сообщении зависит от его содержания. В сообщении, не несущем новых сведений, количество информации равно нулю, а чем больше количество возможных вариантов событий, то тем больше информации содержится в сообщении о наступлении конкретного события. Такой подход к определению количества информации называют содержательным. Минимальную единицу измерения информации назвали «битом». Сообщение, уменьшающее неопределенность знаний в два раза, несет 1 бит информации. Что же такое неопределенность знаний? Неопределенность знаний о некотором событии — это количество возможных результатов события. Допустим, бросается монета. Есть два возможных варианта: может выпасть решка или орел. Оба варианта имеют одинаковую вероятность наступления. Итак, у нас два возможных варианта (результата) события. Значит, неопределенность знаний в данном случае равна двум. После того как монета брошена, произошло одно из возможных событий. Выпал орел или решка. Неопределенность знаний уменьшилась в два раза: было два варианта, остался один вариант. Значит, получив результат бросания монеты, мы получили 1 бит информации. Другой пример. Все грани тетраэдра окрашены в разные цвета. Сообщение о том, что тетраэдр упал, например, на зеленую грань, уменьшит неопределенность знаний в четыре раза, так как граней у тетраэдра четыре. Итак, количество информации можно рассматривать как меру уменьшения неопределенности знания при получении информационных сообщений. 19 Задача 1.6. Автоматическое устройство осуществило перекодировку информационного сообщения на русском языке длиной в 20 символов, первоначально записанного в 16-битном коде Unicode, в 8-битную кодировку КОИ-8. Определите, во сколько раз уменьшилось информационное сообщение. Дано Решение К = 20 сим- Используем формулу I = K*i. волов I = 20*16 бит, 1 i = 16 бит I = 20*8 бит, 1 2 i = 8 бит I :I = 20*16 : 20*8 = 2. 2 1 2 I :I ? 1 2 Ответ: Информационное сообщение уменьшилось в два раза. Задача 1.7. Информационный объем статьи, набранной на компьютере, составляет 30 Кбайт. Определите, сколько страниц содержит статья, если известно, что на каждой странице 32 строки, в каждой строке 48 символов и каждый символ кодируется 16 битами. Дано Решение К = x*48*32 Переведем килобайты в байты: символов 30 Кбайт = 30*8*1024 бит. I = 30 Кбайт Используем формулу I = K*i и найдем из нее K: i = 16 бит I  K . x—? i      3 10 I 30 8 1024 15 2 2 2         10  1 3 10 4 15 2 . 15 2 4 i 16 2 10 x*48*32 = 15*2 .  10  10 15 2 15 2     10 9 x= = 10. 5 2    4 5 48 32 3 2 2 Ответ: Статья содержит 10 страниц. 1.5. Кодирование информации В процессе изучения окружающего мира человек получает информацию в различных формах. Процесс преобразования информации из одной формы представления в другую осуществляется с помощью кодирования. 23 Двоичное кодирование информации Минимальным алфавитом, достаточным для кодирования любой информации, является алфавит из «0» и «1», т. е. двоичный. Впервые принцип двоичного счисления был сформулирован в XVII в. немецким математиком Готфридом Лейбницем. В современном мире двоичное кодирование широко используется в компьютерной индустрии: 1. Вся информация в компьютере кодируется на машинном языке, в виде логических последовательностей нулей и единиц. 2. Триггер оперативной памяти устойчиво находится в двух состояниях. 3. Информация на магнитных носителях кодируется по принципу: намагничено/размагничено. 4. Информация на оптических дисках кодируется по принципу: отражает/не отражает. Для обозначения двоичных цифр применяется термин «бит». Отметим, что каждая цифра машинного двоичного кода содержит 1 бит информации. Таким образом, две цифры содержат информацию в 2 бита, а 10 цифр — в 10 бит. Количество информации в битах равно количеству цифр двоичного машинного кода. Декодирование является операцией, обратной кодированию. Равномерное и неравномерное кодирование Кодирование может быть равномерное и неравномерное. При равномерном кодировании все символы кодируются кодами равной длины; при неравномерном коды могут быть разной длины. При решении задач на кодирование и декодирование данных следует учитывать прямое и обратное условия Фано. Прямое условие Фано: никакое кодовое слово не является началом другого кодового слова. Обратное условие Фано: никакое кодовое слово не является окончанием другого кодового слова. 24 полняют микширование звука, т. е. наложение звуковых дорожек друг на друга, и применяют различные акустические эффекты. Звуковые редакторы позволяют изменять качество цифрового звука и объем звукового файла путем изменения частоты дискретизации и глубины кодирования. Цифровой звук можно сохранять несколькими способами: 1. Без сжатия в универсальном формате WAV. 2. В форматах со сжатием с потерей качества: МР3, AAC, OGG. 3. В форматах со сжатием без потери качества: FLAC, Monkey’saudio. Выбор формата зависит от различных факторов: ожидаемого объема файла, способа воспроизведения звука и т. д. 1.6. Задания для самостоятельного выполнения Справочный материал Единицы измерения информации 1 бит принимает значение 0 или 1 1 байт = 8 бит 1 килобайт = 1024 байта 1 мегабайт = 1024 килобайта 1 гигабайт = 1024 мегабайта 1 терабайт = 1024 гигабайта 1. Сколько бит информации содержит сообщение о том, что на экзамене ученик вытянул билет № 8, а всего экзаменационных билетов было 32? 2. Какой объем информации (в битах) содержит сообщение, уменьшающее неопределенность знаний в 4 раза? 3. Сообщение о том, что друг живет на 7 этаже, несет 4 бита информации. Сколько этажей в доме? 4. Для передачи секретного сообщения используется код, состоящий из десятичных цифр. При этом все цифры кодируются одним и тем же (минимально возможным) 35 количеством бит. Определите информационный объем сообщения длиной в 150 символов. Ответ дайте в байтах. 5. В кодировке Unicode на каждый символ отводится 2 байта. Определите информационный объем слова из 124 символов в этой кодировке. Ответ дайте в байтах. 6. Для кодирования нотной записи используется 7 значков-нот. Каждая нота кодируется одним и тем же минимально возможным количеством бит. Чему равен информационный объем сообщения, состоящего из 240 нот? Ответ дайте в байтах. 7. В колледже 500 учащихся. Код каждого учащегося записан в информационной системе с помощью минимального количества бит. Каков информационный объем сообщения о кодах 320 учащихся, присутствующих на мероприятии? Ответ дайте в байтах. 8. Один мальчик, чтобы безошибочно определять, кто звонит в дверь, предложил друзьям использовать сочетания из длинных и коротких звонков по три. Он раздал всем друзьям личные комбинации. У мальчика осталось еще две комбинации для родителей. Сколько друзей у мальчика? 9. Как изменится информационный объем графического файла, если первоначально количество цветов было 16 равно 2 , а в результате преобразований установлено 32 2 цветов. 10. Во сколько раз увеличится информационная емкость файла, содержащего растровое изображение, если повысить глубину цвета со стандарта «черное–белое» до 65 536 цветов? 11. Световое табло состоит из некоторого количества лампочек, каждая из которых может находиться в двух состояниях: «включено» или «выключено». Какое наименьшее количество лампочек должно находиться на табло, чтобы с его помощью можно было передать 40 различных сигналов? 12. Документ состоит из текстовой и графической информации. Текст содержит 30 строк по 30 символов в каждой. Размер черно-белого изображения составляет  120 300 пикселей. Определите информационный объем сообщения. Ответ дайте в байтах. 36  9. Для хранения растрового изображения размером 64 64 пикселя отвели 512 байтов памяти. Каково максимально возможное число цветов в палитре изображения? 1) 2 2) 16 3) 256 4) 1024 10. В некоторой стране автомобильный номер состоит из 8 символов. Первый символ — одна из 26 латинских букв, остальные семь — десятичные цифры. Каждый символ кодируется минимально возможным количеством бит, а каждый номер — одинаковым и минимально возможным целым количеством байт. Определите объем памяти, необходимый для хранения 30 автомобильных номеров. 1) 180 байт 2) 150 байт 3) 120 байт 4) 250 байт 1.7. Технологии создания и преобразования информационных объектов Текстовый редактор — это прикладная программа, позволяющая создавать текстовые документы, редактировать их, просматривать содержимое документа на экране, распечатывать документ и т. д. По отношению к текстовым редакторам с широкими возможностями форматирования текста, включения графики, использования гиперссылок, проверки правописания часто применяется название текстовый процессор. Данные, с которыми работают текстовые процессоры, — это символьная информация. Наименьший элемент текста — один символ. Слово — это символьная последовательность. Слова отделяются друг от друга пробелами или знаками препинания. Структурные единицы текста: символ, слово, абзац, страница, раздел. Рассмотрим интерфейс текстового редактора Microsoft Word 2010. Для ввода текста и выполнения операций обработки документа используются клавиатура и мышь. Пользовательский интерфейс представлен основным экраном (см. рис. 1.3), который содержит: раскрывающееся меню, включающее подменю и пункты меню (команды). Выбор 40 любого пункта меню приводит к выполнению определенных действий; панели инструментов, содержащие кнопки, которым соответствуют команды меню; дополнительные элементы (линейки, полосы прокрутки, строка состояния, указатели режимов работы и др.), облегчающие работу с документом. 8 1 4 2 6 3 5 7 Рис. 1.3. Интерфейс текстового редактора 1. Строка названия. Строка названия окна программы Word 2010 отображает название программы, имя открытого в данный момент документа и кнопки управления окном (свернуть, развернуть/восстановить и закрыть). 2. Лента. Лента — широкая полоса в верхней части окна, на которой размещены тематические наборы команд, собранные на вкладках и в группах. 3. Измерительные линейки. Измерительные линейки располагаются вверху (горизонтальная линейка) и слева (вертикальная линейка). Вертикальная линейка отображается в документе только в режиме «Разметка страницы». 41 Задание 5 В текстовом редакторе MS Word создать предложенную таблицу, построить по ней гистограмму и сохранить полученный документ. 3 Древесная порода Плотность, кг / м Ель 450 Сосна 513 Тополь 720 Дуб 613 Ясень 690 Бук 680 Кедр 440 Лиственница 670 Пихта сибирская 380 1.8. Ответы Задачи для самостоятельного решения: Но- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 мер задачи 5 2 16 75 248 90 360 6 увели- увели- 6 5400 чится в чится в 2 раза 16 раз Но- 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 мер задачи 64 6 630 4 4 2 5 4 7500 16 43 Тесты: Во- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 прос От- 1 3 2 3 4 4 2 3 1 2 вет 54 Глава 2 СИСТЕМЫ СЧИСЛЕНИЯ. МОДЕЛЬ ПЕРЕВОДА ЧИСЕЛ ИЗ ОДНОЙ СИСТЕМЫ СЧИСЛЕНИЯ В ДРУГУЮ Введение Данная глава содержит теоретический и практический материал для изучения позиционных систем счисления, алгоритмов перевода целых и дробных чисел из одной позиционной системы счисления в другую, представление целых чисел в компьютере в знаковой и беззнаковой форме. Практикум содержит материал по кодированию и передаче данных с использованием двоичных, восьмеричных ишестнадцатеричных кодов, решению задач с использованием арифметических операций в системах счисления, а также индивидуальные занимательные задачи. 2.1. Основные понятия Система счисления — это способ записи чисел и правила действия над числами. Существуют позиционные и непозиционные системы счисления. В позиционных системах счисления величина, обозначаемая знаком в записи числа, зависит от позиции знака. В непозиционных системах счисления от положения знака в записи числа не зависит величина, которую он обозначает. Примером непозиционной системы счисления является римская система счисления: I V X L C D M 1 5 10 50 100 500 1000 55 Например, число MMXII складывается из двух тысяч, одного десятка, двух единиц и равно 2012, а число MDCCCXXV = 1825. Римские числа записываются слева направо в порядке убывания. В этом случае числа складываются. Если слева записана меньшая цифра, а справа большая, то их значения вычитаются. Например, XI = 10 + 1 = 11, а IX = 10 – 1 = 9. Основание системы счисления — это количество знаков в системе счисления. Алфавит системы счисления — это множество знаков, используемых в ней (табл. 2.1). Таблица 2.1 Связь между основанием системы счисления и алфавитом Основание системы Алфавит счисления (n) 2 0, 1 3 0, 1, 2 4 0, 1, 2, 3 … 8 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 … 10 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 11 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, А … 16 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F 2.2. Перевод целых чисел из десятичной системы счисления в систему с основанием n Алгоритм 1. Выполнить последовательность деления исходного числа и получаемых целых частных на основание системы счисления, в которую осуществляется перевод. Деление осуществлять до тех пор, пока не получится частное, меньше делителя. 2. Полученные остатки привести в соответствие с алфавитом системы счисления, в которую осуществляется перевод. 56 3. Выписать последний результат деления и все остатки в порядке, обратном выполнению деления. Полученное число будет результатом перевода. Пример 2.1. Перевести десятичное число 195 в шестнадцатерич10 систему счисления. Решение 195 16 192 12 3 12 в шестнадцатеричной системе счисления представляется как С. Итак, 195 = С3 . 10 16 Ответ: 195 = С3 . 10 16 Пример 2.2. Перевести число 154 в восьмеричную систему счис10 154 = 232 10 8. Ответ: 154 = 232 10 8. 2.3. Перевод дробных чисел из десятичной системы счисления в систему с основанием n Алгоритм перевода 1. Последовательно умножать исходное число и получаемые дробные части произведений на основание системы счисления, в которую осуществляется перевод. Умножение осуществлять до тех пор, пока дробная 57 часть произведения не обратится в ноль или будет достигнута ожидаемая точность представления числа. 2. Полученные целые части произведений привести в соответствие с алфавитом системы счисления, в которую осуществляется перевод. 3. Выписать целые части произведений в прямом порядке. Полученное число будет результатом перевода. Пример 2.3. Перевести число 0,4125 в восьмеричную систему 10 счисления с точностью до четырех знаков. Решение 0, 4125 * 8 3 3000 * 8 2 4000 * 8 3 2000 * 8 1 6000 … … Ответ: 0,4125 = 0,3231 . 10 8 2.4. Перевод двоичных чисел в систему с основанием 2 n Алгоритм перевода 1. Двоичное число разбить справа налево на группы по n цифр. Так, при переводе в восьмеричную систему в исходное 3 число разбивается на триады (8 = 2 ), а при переводе в шестнадцатеричную систему счисления — на группы по 4 4 цифры (16 = 2 ). 2. В случае необходимости последнюю группу дополнить нулями до нужного числа разрядов. 58 3. Рассмотреть каждую группу как n-разрядное двоичное число, записать группу в виде соответствующей цифры n (символа) в системе с основанием 2 . Пример 2.4. Перевести двоичное число 10110101010111 в шестнад2 систему счисления. Решение 1) Так как перевод осуществляется в шестнадцатеричную систему счисления, то исходное число справа налево разобьем на группы по 4 цифры, последнюю группу дополним двумя нулями: 0010 1101 0101 0111 2) Рассмотрим каждую группу как 4-разрядное двоичное число и запишем группу в виде соответствующей цифры в шестнадцатеричной системе счисления. Получим следующий результат: 2 D 5 7 Ответ: 10110101010111 = 2D57 . 2 16 Пример 2.5. Перевести двоичное число 111011100 в восьмеричную 2 систему счисления. Решение 1) Так как перевод осуществляется в восьмеричную систему счисления, то исходное число справа налево разобьем на группы по 3 цифры. 111 011 100 2) Рассмотрим каждую группу как 3-разрядное двоичное число и запишем группу в виде соответствующей цифры в восьмеричной системе счисления. Получим следующий результат: 7 3 4 Ответ: 101011100 = 734 . 2 8 59 2.5. Перевод чисел из любой системы счисления в десятичную систему счисления Алгоритм перевода При переводе числа из любой системы счисления в десятичную систему счисления нужно каждый символ данного числа умножить на основание системы счисления, в которой записано число в степени, соответствующей положению символа в записи числа, и все произведения сложить. Пример 2.6. Перевести двоичное число 101011 в десятичную си2 счисления. Решение 6 5 4 3 2 1 0 1101001 = 1*2 +1*2 +0*2 +1*2 +0*2 +0*2 +1*2 = 2 = 64+32+8+1 = 105 . 10 Ответ: 1101001 = 105 . 2 10 Пример 2.7. Перевести шестнадцатеричное число 19С,51 в деся16 систему счисления: 2 1 0 –1 –2 19С,51 = 1*16 + 9*16 + 12*16 + 5*16 + 1*16 = 16 = 256 + 144 + 12 + 0,3125 + 0,00390625 = 412,31640625 . 10 Ответ: 19С,51 = 412,31640625 . 16 10 2.6. Перевод чисел из восьмеричной и шестнадцатеричной систем счисления в двоичную систему счисления При переводе числа из восьмеричной системы счисления в двоичную систему счисления нужно каждую цифру этого числа записать в виде триады символов двоичной системы счисления. В том случае, если при записи очередного символа триада получается неполной, нужно в этой триаде слева добавить недостающее количество нулей. 60 При переводе числа из шестнадцатеричной системы счисления в двоичную систему счисления нужно каждый символ этого числа записать в виде группы из четырех символов двоичной системы счисления. В том случае, если при записи очередного символа группа получается неполной, нужно в этой группе слева добавить недостающее количество нулей. Пример 2.8. Перевести восьмеричное число 651 в десятичную си8 счисления. Решение 1) 6 = 110 , 5 = 101 , 1 = 001 . 2 2 2 2) 651 = 110101001 . 8 2 Ответ: 651 = 110101001 . 8 2 2.7. Выполнение арифметических операций в позиционных системах счисления Рассмотрим алгоритмы выполнения арифметических операций на примере двоичной системы счисления. Сложение. В основе сложения чисел в двоичной системе счисления лежит принцип сложения одноразрядных двоичных чисел: 0+0 = 0 0+1 = 1 1+0 = 1 1+1 = 10 При сложении двух единиц производится перенос в старший разряд. Это происходит тогда, когда величина числа становится равной или большей основания системы счисления. Сложение многоразрядных двоичных чисел выполняется аналогично с учетом возможных переносов из младших разрядов в старшие. Пример 2.9. Сложить двоичные числа 100101 и 1101001 . 2 2 61 Решение Запишем данные числа в столбик. Первым поставим то число, в котором больше разрядов. 1101001 2 + 100101 2 —————— 10001110 2 Ответ: 100101 + 1101001 = 10001110 . 2 2 2 Вычитание. В основе вычитания двоичных чисел лежит принцип вычитания одноразрядных двоичных чисел. При вычитании из нуля единицы производится заем из старшего разряда. Заем обозначается чертой ¯. 0–0 = 0 0–1 = ¯11 1–0 = 1 1–1 = 0 Вычитание многоразрядных двоичных чисел осуществляется аналогично с учетом заемов в старших разрядах. Пример 2.10. Определить разность двоичных чисел 110 и 11 2 2. Решение 110 2 – 11 2 ———— 11 2 Ответ: 110 – 11 = 11 . 2 2 2 Умножение. В основе умножения двоичных чисел лежит принцип умножения одноразрядных двоичных чисел: 0*0 = 0 0*1 = 0 1*0 = 0 1*1 = 1 Умножение многоразрядных двоичных чисел осуществляется в соответствии с данным принципом по схеме, применяемой в десятичной системе счисления, с последовательным умножением множимого на очередную цифру множителя. 62 Пример 2.11. Найти произведение двоичных чисел 1001 и 101 . 2 2 Решение 1001 2 · 101 2 ————— 1001 2 0000 2 1001 2 —————— 101101 2 Ответ: 1001 · 101 = 101101 . 2 2 2 Деление двоичных чисел выполняется по алгоритму, подобному алгоритму выполнения операции деления в десятичной системе счисления. Разделим двоичное число 110 на двоичное число 11 , получим 10 . 2 2 2 Арифметические операции в остальных позиционных системах счисления выполняются аналогично, с учетом переноса в старший разряд при сложении и заемом в старшем разряде при вычитании. Пример 2.12. Определить сумму 233 + 158 . 16 16 Решение 233 16 + 158 16 ——— 38B 16 Ответ: 38В . 16 2.8. Двоичная и шестнадцатеричная системы счисления как модель представления чисел в компьютере Представление целых чисел в компьютере Для хранения целых чисел в памяти компьютера существуют два представления: 63 1) беззнаковое (для неотрицательных целых чисел), 2) знаковое (для отрицательных целых чисел); Целые числа в компьютере хранятся в формате с фиксированной запятой, каждому разряду ячейки памяти соответствует один и тот же разряд числа, а «запятая» находится вне разрядной сетки справа от младшего разряда. Для беззнакового представления все разряды ячейки отводятся под представление самого числа. Например, в 1 байте можно представить беззнаковые числа от 0 до 255, а в 2 байтах — от 0 до 65 535. Максимальное значение целого неотрицательного числа получается в случае, когда во всех ячейках хранятся единицы. Для n-разрядного представления n это значение определяется по формуле: А = 2 – 1. Представление целых чисел в знаковых целых типах Для представления со знаком самый старший (левый) бит отводится под знак числа, остальные разряды — под само число. Если число положительное, то в знаковый разряд помещается 0, если отрицательное — 1. Например, в 1 байте можно представить знаковые числа от –128 до 127, а в 2 байтах представимы целые числа от –32 768 до 32 767. Представление в памяти компьютера положительных целых чисел в формате «знак—величина» называется прямым кодом числа. Прямой код числа полностью совпадает с записью самого числа в ячейке машины. Например, запись числа 241 = 11110001 в 2 байтах 10 2 при беззнаковом представлении будет выглядеть следующим образом: 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 Максимальное положительное число с учетом выделения одного разряда под знак определяется по формуле n-1 А = 2 – 1. Прямой код отрицательного числа отличается от прямого кода соответствующего положительного числа лишь содержимым знакового разряда. Однако отрицательные целые числа не представляются в памяти компьютера с помощью прямого кода, для их представления используется дополнительный код, позволяющий заменить ариф64 1111 1111 0000 1111 F F 0 F Ответ: 16-разрядный дополнительный код числа — 241 в шестнадцатеричной системе счисления имеет вид 10 FF0F . 16 2.9. Практикум Кодирование и передача данных с использованием двоичных, восьмеричных и шестнадцатеричных кодов Пример 2.14 Черно-белое растровое изображение кодируется построчно, начиная с левого верхнего угла и заканчивая в правом нижнем углу. При кодировании 1 обозначает черный цвет, а 0 — белый. Для компактности результат записали в шестнадцатеричной системе счисления. Определите полученный код. Решение 1) «Вытянем» растровое изображение в цепочку: сначала первая сверху строка, потом — вторая, и т. д.: 1 строка 2 строка 3 строка 4 строка 2) черные ячейки заполним единицами, а белые — нулями: 1 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1 строка 2 строка 3 строка 4 строка 66 3) для перевода в шестнадцатеричную систему счисления объединим ячейки в группы по четыре, а затем произведем переводом каждой группы (полный алгоритм перевода числа из двоичной системы счисления в шестнадцатеричную смотреть в пункте 2.4.) 1011 0101 0010 1011 0101 0010 11 (В) 3 2 11 (В) 3 2 Ответ: В32В32 . 16 Пример 2.15. Для передачи по каналу связи сообщения, состоящего только из символов А, Б, В и Г, используется посимвольное кодирование: А-00, Б-11, В-010, Г-011. Через канал связи передается сообщение: ВАГБВ. Закодируйте сообщение данным кодом. Полученную двоичную последовательность переведите в восьмеричный вид. Решение Сообщение ВАГБВ запишем в двоичном коде, кодируя каждую букву по предложенному правилу, получим следующее двоичное представление: 010 00 011 11 010. Первый незначащий ноль можно опустить. Разобьем двоичный код на триады и произведем перевод каждой (см. пункт 2.4.). 100 001 111 010 4 1 7 2 Ответ: 4172 . 8 Пример 2.16. Для первых 5 букв латинского алфавита заданы их двоичные коды. Эти коды представлены в таблице: a b c d e 000 110 01 001 10 Определите, какой набор букв закодирован двоичной строкой 1100000100110. Решение Анализируя таблицу кодов, разбиваем закодированную строку на группы: 67 110 000 01 001 10 bac de Ответ: bacde. 2.10. Тесты 1. Сколько единиц в двоичной записи числа 202? 1) 8 2) 4 3) 5 4) 7 2. Сколько значащих нулей в двоичной записи числа 137? 1) 3 2) 8 3) 5 4) 6 3. Сумма чисел 110011001 + 111011101 равна 2 2 1) 101110110 2) 1101110110 3) 221022102 4) 110111011 2 2 2 2 4. Значение выражения 10 + 10 · 10 в двоичной системе 16 8 2 счисления равно 1) 1010 2) 11010 3) 100000 4) 110000 5. Сумма чисел A6 , + 75 в двоичной системе счисления 16 8 равна 1) 11011011 2) 11110001 3) 11100011 4) 10010011 2 2 2 6. Дано: а = D7 , b = 331 . Какое из чисел c, записанных 16 8 в двоичной системе, отвечает условию a<c<b? 1) 11011001 2) 11011100 3) 11010111 4) 11011000 7. Для чисел, заданных в различных системах счисления: X = 1112 , Y = 140 , Z = 222 — справедливо соотно3 X < Y < Z 2) X < Z < Y 3) Y < X < Z 4) Y < Z < X 8. Укажите основание системы счисления, в которой может быть записано число 1237. 1) 2 2) 3 3) 7 4) 8 9. Укажите основание системы счисления, которой не может принадлежать число 1301. 1) 3 2) 4 3) 10 4) 8 68 10. Два числа записаны одинаковыми числами, но их основания различаются. Какое число больше? 1) То, у которого основание больше. 2) То, у которого основание меньше. 3) Их нельзя сравнивать, так как у них разные основания. Числа равны. 11. Первые шесть 6 букв латинского алфавита закодированы с помощью неравномерных двоичных кодов. Эти коды представлены в таблице: А В С D Е F 00 100 10 011 11 101 Определите, какая последовательность из 6 букв закодирована двоичной строкой 011111000101100. 1) DEFBAC 2) AEECFA 3) DECAFB 4) DECABD 12. Черно-белое растровое изображение кодируется построчно, начиная с левого верхнего угла и заканчивая в правом нижнем углу. При кодировании 1 обозначает черный цвет, а 0 — белый. Результат записан в восьмеричной системе счисления. Выберите правильную запись кода. 1) 56305 2) 53506 3) 53503 4) 53053 13. Для кодирования букв А, Б, В, Г решили использовать двухразрядные последовательные двоичные числа (от 00 до 11 соответственно). Если таким способом закодировать последовательность символов ГБВА и записать результат шестнадцатеричным кодом, то получится 1) 138 2) DВ 3) D8 4) 3140 69 14. Для кодирования сообщения, состоящего только из букв A, B, C, D и E, используется неравномерный по длине двоичный код: А В С D Е 000 11 01 001 10 Какое из четырех полученных сообщений было передано без ошибок и может быть раскодировано: 1) 110000010011110 2) 110001001001110 3) 110001001011110 4) 110001011011110 15. Определите шестнадцатеричное представление в одном байте памяти компьютера, в числовой системе со знаком десятичное число 106. 1) 10010110 2) 69 3) 96 4) 150 16. В системе счисления с некоторым основанием десятичное число 13 записывается в виде 111. Укажите это основание. 1) 12 2) 4 3) 5 4) 3 2.11. Занимательные задания 1. Переведите заданные числа из десятичной системы счисления в двоичную и заполните таблицу. Ячейки, содержащие 1, закрасьте красным цветом. 56 124 124 56 16 16 20 24 48 16 128 64 32 16 8 4 2 70 2. Используя таблицу кодировки букв и правила перевода  чисел 2 10, расшифруйте приведенное слово: 0111 2 1000 0001 0011 . 2 2 2 Буква А В Д Е Ж И К Л М Н О П Р Ь Ш 10-тич- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 ный код 3. Из таблицы составьте свое слово (3–4 буквы) и получите его двоичный код. 4. Перевести из двоичной системы в десятеричную. 111010011 = 2 100011101 = 2 1110111001 = 2 5. Выпишите целые десятичные числа, принадлежащие числовому промежутку [101101 ;110000 ] 2 2 6. В группе 1111 девушек и 1100 юношей. Сколько че2 в группе? 7. У меня 100 братьев. Младшему 1000 лет, а старшему 1111 лет. Старший учится в 1001 классе. Может ли такое быть? Ответ обоснуйте. 8. Занимательная задача: Мартышка висит на хвосте и жует бананы. В каждой руке по 101 банану, а в каждой ноге — на 1 банан больше, чем в руке. Сколько бананов у мартышки? Ответ дайте в двоичной системе счисления. 71 9. Выполните операции в двоичной системе счисления: 1110001010 +10010101 ; 1101 *101 . 2 2 2 2 10. Определите самое большое число из приведенных ниже: 110010 ,52 111000 . 2 10, 2 2.12. Ответы Вопрос 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Ответ 2 3 2 3 3 4 2 4 1 1 3 12 13 14 15 16 2 3 1 3 4 72 Глава 3 КОМПЬЮТЕР И ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ Введение Все — в человеке, все для человека! Существует только человек, все же остальное — дело его рук и его мозга. М. Горький Персональный компьютер — дело рук и мозга человека. Что же понимается под этим понятием в современном мире? Ответить на этот вопрос можно, если четко сформулировать все его основные признаки. Определение «персональный» возникло потому, что человек получил возможность общаться с электронно-вычислительной машиной без посредничества профессионала-программиста, самостоятельно, персонально. Материал, представленный в данной главе, позволит студентам:  анализировать компьютер с точки зрения единства аппаратных и программных средств;  анализировать периферийные устройства с точки зрения организации процедур ввода, хранения, обработки, передачи, вывода информации;  определять средства, необходимые для осуществления информационных процессов при решении задач;  знать принципы работы файловой системы и использовать ее для работы с информацией;  определять характеристики компьютера. В завершение изучения главы авторы предлагают включиться в проектную деятельность, которая играет важную 73 роль в процессе обучения. Использование проектов позволяет активизировать процессы восприятия и запоминания материала. Интегрирование тематики проектов, выполняемых студентами, с общеобразовательными дисциплинами является одной из важнейших методических особенностей в формировании личностных характеристик будущего высококвалифицированного специалиста. Через непосредственное использование усвоенных на занятиях знаний по различным дисциплинам, при решении собственной творческой задачи достигается практическое закрепление полученных сведений. При этом происходит осознание неразрывности связей между различными областями знаний, ощущение целостной научной картины окружающего мира, а собственное исследование оценивается как неотъемлемая часть общего процесса познания. Такая работа приучает студентов самостоятельно мыслить, оценивать свою деятельность и ее результаты, что крайне необходимо для осознания личностью возможностей самореализации. В результате осуществления проектной деятельности студент получает возможность научиться:  самостоятельно задумывать, планировать и выполнять учебный и социальный проекты;  использовать такие математические методы и приемы, как перебор логических возможностей, математическое моделирование;  целенаправленно и осознанно развивать свои коммуникативные способности, осваивать новые языковые средства;  осознавать свою ответственность за достоверность полученных знаний, за качество выполненного проекта. проектов на оригинальный конечный результат в ограниченное время создает предпосылки и условия для достижения регулятивных метапредметных результатов: – определение целей деятельности, составление плана действий по достижению результата; 74 – работа по составленному плану с сопоставлением получающегося результата с исходным замыслом; – понимание причин возникающих затруднений и поиск способов выхода из ситуации. Совместная творческая деятельность студентов при работе над проектами в группе и необходимый завершающий этап работы над любым проектом — презентация (защита) проекта — способствуют формированию метапредметных коммуникативных умений: – организовывать взаимодействие в группе (распределять роли, договариваться друг с другом и т. д.); – предвидеть (прогнозировать) последствия коллективных решений; – оформлять свои мысли в устной и письменной речи, в том числе с применением средств ИКТ; – при необходимости отстаивать свою точку зрения, аргументируя ее. Учиться подтверждать аргументы фактами. Типы компьютеров и области их использования Первые полностью электронные компьютеры появились в 40-х гг. XX в., они были монструозными машинами, требующими для работы специально обученного персонала. По сравнению с первыми компьютерами современные вычислительные машины не только в тысячи раз быстрее, но и гораздо компактнее. Некоторые из них способны уместиться на небольшом участке стола, а то и вовсе в кармане. Компьютеры сильно различаются не только по своему размеру, но и по возможностям. С одной стороны находятся суперкомпьютеры — очень большие компьютеры с тысячами соединенными между собой микропроцессорами, для выполнения очень сложных расчетов. С другой стороны находятся небольшие системы, встроенные в автомобили, телевизоры, стереосистемы, калькуляторы и бытовую технику. Эти вычислители созданы для выполнения ограниченного числа специализированных задач. 75 В целом, все современные вычислительные системы можно разделить на три больших класса: персональные компьютеры, серверы, суперкомпьютеры. Персональные компьютеры Персональный компьютер (ПК) — настольная миниэлектронно-вычислительная машина (ЭВМ), имеющая высокие эксплуатационные характеристики и универсальные функциональные возможности. Изначально созданный как средство массовой автоматизации, персональный компьютер позволяет владельцу использовать собственные мощности не только для вычислений, но и как платформу для мультимедиа и игр, а также для доступа в информационные сети. Решающую роль в появлении персональных компьютеров сыграло изобретение в 1971 г. микропроцессора, который мог воспроизводить в одной микросхеме все функции процессора большой ЭВМ. Первый микропроцессор i4004 был создан сотрудниками компании Intel. В 1974 г. фирма Intel выпустила микропроцессор i8080, ставший первым по-настоящему популярным процессором в мире. До появления персональных компьютеров массовая эксплуатация вычислительных машин была исключена ввиду больших размеров и дороговизны. Персональные компьютеры представляют самое большое разнообразие подвидов и условно разделяются на стационарные и портативные. Стационарные ПК предназначены для использования установленными на поверхности внутри помещений. Данный тип ПК включает в себя десктопы, неттопы и моноблоки. Десктопы (обычные настольные компьютеры) представляют совокупность системного блока, монитора и манипуляторов ввода: клавиатуры и мыши. В свою очередь различаются размерами системного блока. Башенное исполнение:  Full tower, полнобашенный (высота 50–60 см), обычно используемый для мощных игровых компьютеров или рабочих станций; 76 для обслуживания других компьютеров (рабочих станций и ПК). Несмотря на тенденцию к уменьшению габаритов и снижению энергопотребления, полнофункциональные промышленные серверы по-прежнему требуют отдельного помещения и специальных условий эксплуатации. Для обеспечения стабильной длительной работы с высокими нагрузками серверы снабжаются резервными аппаратными компонентами; в первую очередь это относится к тем комплектующим, которые наиболее подвержены износу или избыточным нагрузкам (дисковые системы, блоки питания, модули памяти, процессоры). Потребность в мощной многоуровневой системе охлаждения также влияет на размеры и конструкцию серверов. Суперкомпьютеры Суперкомпьютер в общем случае — это компьютер гораздо более мощный, чем большинство существующих в мире компьютеров. Как правило, современные суперкомпьютеры представляют собой большое число высокопроизводительных серверных компьютеров (так называемый кластер), соединенных друг с другом локальной высокоскоростной магистралью для достижения максимальной производительности в рамках подхода распараллеливания одной или нескольких вычислительных задач. Такие машины используются для работы с приложениями, требующими наиболее интенсивных вычислений (например, прогнозирование погодно-климатических условий, моделирование ядерных испытаний и т. п.), что в том числе отличает их от серверов, призванных решать типовые задачи (например, обслуживание больших баз данных или одновременная работа с множеством пользователей). 3.2. Принцип фон Неймана При создании первых вычислительных машин в 1945 г. математик Джон фон Нейман описал основы конструкции компьютера. Согласно принципам фон Неймана, компьютер должен иметь следующие устройства: 79  Арифметико-логическое устройство (АЛУ) — для непосредственного осуществления вычислений и логических операций.  Устройство управления (УУ) — для организации процесса управления программами.  Запоминающее устройство (ЗУ) — для хранения программ и информации.  Внешние (периферийные) устройства — для ввода и вывода информации. Подавляющее большинство компьютеров в своих основных чертах соответствует принципам фон Неймана, но схема устройства современных компьютеров несколько отличается от классической схемы. В частности, арифметико-логическое устройство и устройство управления, как правило, объединены в центральный процессор. Многие быстродействующие компьютеры осуществляют параллельную обработку данных на нескольких процессорах. Компьютерная информация хранится в электронном виде в различных запоминающих устройствах, которые называют компьютерной памятью. Для долговременного хранения информации используются постоянные носители компьютерной памяти, которые служат при вводе данных в компьютер и при выводе результатов его работы. Для хранения выполняемых в данный момент программ и промежуточных данных используется оперативная память компьютера, которая работает значительно быстрее постоянных носителей памяти. Остановимся подробнее на архитектуре персональных компьютеров. Архитектура персональных компьютеров Архитектурой компьютера называется его описание на некотором общем уровне, включающее описание пользовательских возможностей программирования, системы команд, системы адресации, организации памяти и т. д. Архитектура определяет принципы действия, информационные связи и взаимное соединение основных логических узлов компьютера: процессора, оперативного ЗУ, внешних ЗУ и периферийных устройств. Общность архитектуры 80 УУ ... АЛУ АЛУ АЛУ ОЗУ Рис. 3.3. Архитектура с параллельным процессором В современных машинах часто присутствуют элементы различных типов архитектурных решений. Существуют и такие архитектурные решения, которые радикально отличаются от рассмотренных выше. 3.3. Структура персонального компьютера Взаимодействие всех устройств компьютера организовано таким образом, чтобы обеспечить основные этапы обработки информации: ввод, хранение, обработку, передачу и вывод информации (см. рис. 3.4). Процессор Исходная Конечная Устройство Устройство информация информация ввода вывода Память Рис. 3.4. Структурная схема компьютера Все основные компоненты компьютера объединены в системном блоке. Внутри него располагаются следующие устройства: 1. Микропроцессор. 2. Материнская плата с системной шиной (системной магистралью). 3. Внутренняя (оперативная) память компьютера. 4. Дисководы — устройства внешней памяти. 5. Контроллеры — микросхемы, обеспечивающие связь различных компонентов компьютера. 6. Электромеханические устройства: блок питания, вентиляция и пр. 83 Главным компонентом системного блока является материнская (системная) плата. На ней расположены процессор, память, интегрированные и подсоединяемые контроллеры различных внешних устройств. Материнская плата обеспечивает связь основных компонентов ПК. Микропроцессор — интегральная микросхема, реализованная в виде полупроводникового кристалла (кремния или германия). Микропроцессор обеспечивает преобразование информации и управление другими устройствами компьютера. Важной характеристикой микропроцессора является его производительность — количество элементарных операций, выполняемых за одну секунду. Производительность и определяет быстродействие компьютера. Производительность процессора напрямую зависит от тактовой частоты и разрядности. Тактовая частота — это число тактов работы процессора в секунду. Такт — промежуток времени, в течение которого выполняется одна элементарная операция. Компьютер выполняет до миллиарда таких операций в секунду. Единица измерения тактовой частоты — герц (Гц). Современные модели процессоров достигают частоты гигагерц (миллиард герц) и более. Разрядностью называют максимальную длину двоичного кода, который может обрабатываться или передаваться процессором целиком. Разрядность связана с размером специальных ячеек памяти, которые находятся в самом процессоре. Они называются регистрами. Процессор с регистром в 1 байт (8 бит) называется восьмиразрядным, 2 байта — 16-разрядным, 4 байта — 32-разрядным. Наиболее высокопроизводительные машины имеют 8-байтовые регистры (64 разряда). Чем больше разрядность, тем большее количество памяти сможет адресовать процессор. Основные качественные характеристики компьютера Основными качественными характеристиками компьютера, влияющими на производительность независимо от их классификации, являются количество вычислительных ядер процессора и их тактовая частота, разрядность процессора, а также объем оперативной памяти. 84 момент времени микропроцессор может обратиться к любой ячейке, используя ее адрес, поэтому оперативную память также называют памятью с произвольным доступом, или RAM (Random Access Memory). Кэш-память — это сверхоперативная память. Когда процессору нужно обратиться в память для чтения или записи данных, он сначала проверяет, доступна ли их копия в кэше. В случае успеха проверки процессор производит операцию, используя кэш, что быстрее использования более медленной основной памяти. Кэш-память может давать значительный выигрыш в производительности в случае, когда тактовая частота ОЗУ значительно меньше тактовой частоты процессора. Ряд моделей процессоров обладают собственным кэшем для минимизации времени доступа к оперативной памяти (ОЗУ), которая медленнее, чем регистры (эти регистры и буферы ввода-вывода могут считаться кэшем нулевого уровня). Тактовая частота для кэш-памяти обычно ненамного меньше частоты ЦП. 3.4. Внешняя память Внешнюю память можно разделить на следующие виды: 1. Магнитная память. 2. Оптическая память. 3. Флеш-память. 4. Магнитооптическая память. Магнитная среда характеризуется способностью надежно и быстро запоминать большие объемы информации. Существует два типа магнитных сред: магнитный диск и магнитная лента. В приводах магнитных дисков используются прецизионные механизмы, перемещаемые над поверхностью диска с тончайшими допусками. Магнитная лента функционирует аналогичным образом. При скольжении ленты прямо под записывающими головками поверхность ленты находится в физическом контакте с ними. Магнитная лента является последовательной средой памяти. Данные, которые содержатся в конце ленты, могут быть считаны только после перемотки ленты в ис86 комое место. Емкость магнитной ленты, в зависимости от формата, составляет от 1 до 40 Гбайт на один картридж. Магнитные диски представлены жестким магнитным диском (ЖМД) и гибким магнитным диском. Магнитные диски— это память с прямым доступом, т. е. доступ возможен сразу к любой части диска. Жесткий магнитный диск представляет собой стеклянный диск с металлической поверхностной пленкой, например кобальтовой, и обычно встроен вместе с дисководом в системный блок, состоит из нескольких дисков на одной оси (рис. 3.5). Поиск информации ведется сразу по всем поверхностям. Информационная емкость ЖМД — от сотен гигабайт до нескольких терабайт. Рис. 3.5. Жесткий магнитный диск Гибкий магнитный диск (дискета) — портативный магнитный носитель информации, используемый для многократной записи и хранения данных сравнительно небольшого объема (рис. 3.6). Этот вид носителя был особенно распространен в 1970-х — конце 1990-х гг. Дискета представляет собой гибкую пластиковую пластинку, покрытую ферромагнитным слоем, отсюда английское название floppy disk («гибкий диск»). Эта пластинка помещается в пластмассовый корпус, защищающий магнитный слой от физических повреждений. Оболочка бывает гибкой или прочной. Запись и считывание дискет 87 HD DVD в свою очередь также представлены дисками однократной записи (HD DVD-R), перезаписываемыми вариантами (HD DVD-RW) и коммерчески нереализованным форматом RAM. Blu-ray Disc — формат оптического носителя, используемый для записи с повышенной плотностью хранения цифровых данных, включая видео высокой четкости. Первый прототип этого носителя был представлен в октябре 2000 г. Blu-ray («синий луч») получил свое название от использования для записи и чтения коротковолнового сине-фиолетового лазера. Буква «e» была намеренно исключена из слова «blue», чтобы получить возможность зарегистрировать товарный знак, так как выражение «blue ray» является часто используемым и не может быть зарегистрировано как товарный знак. Противостояние двух форматов HD DVD и Blu-ray, неофициально названное «Война форматов», разрешилось в пользу Blu-ray. Компания Toshiba, основной сторонник HD DVD, официально отказалась от данного формата и прекратила его производство. Флеш-память Флеш-память может быть прочитана сколько угодно раз, но писать в такую память можно лишь ограниченное число раз. Распространена флеш-память, выдерживающая около 5 тыс. циклов перезаписи. Флеш-память не содержит подвижных частей, так что в отличие от жестких дисков более надежна и компактна. Благодаря своей компактности, дешевизне и низкому энергопотреблению флеш-память широко используется в USB-брелоках, портативных устройствах, работающих на батарейках и аккумуляторах, — цифровых фотокамерах и видеокамерах, цифровых диктофонах, плеерах, мобильных телефонах, а также смартфонах и коммуникаторах. Кроме того, она используется для хранения встроенного программного обеспечения в различных устройствах: маршрутизаторах, мини-АТС, принтерах, сканерах. В последние несколько лет происходит массовый переход на твердотельные диски SSD, построенные на основе флеш-памяти. Их преимущество заключается в существенно меньшем времени доступа к данным. 92 3.5. Основные периферийные устройства Периферийные устройства можно разделить на устройства ввода и вывода информации. К устройствам ввода информации относятся: 1. Клавиатура. 2. Сканер. 3. Микрофон. 4. Джойстик. 5. Мышь. 6. Трекбол. 7. Графический планшет. 8. Сенсорная панель. 9. Цифровые и web-камеры. Клавиатура –это устройство управления и ввода данных в компьютер. Классические клавиатуры обычно имеют 102 клавиши. Современные клавиатуры оснащены дополнительными клавишами. Дополнительные клавиши используются для управления мультимедиа-проигрывателями, для навигации в Интернет — браузерах, запуска приложений и т. д. (рис. 3.9). Рис. 3.9. Клавиатура Сканер — это устройство, которое, анализируя изображение или текст, создает его цифровую копию. Процесс получения этой копии называется сканированием (рис. 3.10). 93 3.6. Программное обеспечение Работа компьютера обеспечивается, с одной стороны, аппаратными устройствами, а с другой — программным обеспечением. Программное обеспечение подразделяется на три вида: 1) системное программное обеспечение (ПО); 2) прикладное ПО; 3) системы программирования. Основой системного ПО является операционная система. Операционная система — это комплекс программ, управляющих оперативной памятью, процессором, запускающих другие программы и выполняющих сервисные функции при работе компьютера. К системному ПО также следует отнести программы сервисного характера: программы обслуживания дисков, архиваторы, антивирусные программы и мн. др. Прикладное ПО делится на программы общего и специального назначения. К программам общего назначения относятся: 1) текстовые редакторы; 2) графические редакторы; 3) системы управления базами данных; 4) табличные процессоры; 5) сетевые программы. Прикладное программное обеспечение специального вида используется в определенных сферах деятельности человека. Это могут быть бухгалтерские программы, системы автоматизированного проектирования (САПР), обучающие программы и мн. др. Системы программирования — это инструмент для работы программиста. Системы программирования помогают создавать новые программы для компьютера. 3.7. Файлы. Файловые системы Файл — это определенное количество информации (программа или данные), имеющее имя и хранящееся во внешней памяти компьютера. Имя файла состоит из двух частей, 102 разделенных точкой: собственно имени, которое задается пользователем, и расширения, обозначающего тип файла, — оно присваивается автоматически той средой, в которой создавался файл. В операционной системе Windows имя файла может содержать до 255 символов, причем как английских, так и русских. Нужно задавать имя так, чтобы оно имело смысловой характер. Расширение состоит из английских букв. Расширение определяет формат файла — способ записи файла в память компьютера (табл. 3.2). Например: Файловая система .docх — текстовый файл, созданный в редакторе MS Word 2010. Таблица 3.2 Наиболее распространенные расширения Расширения Тип файла .txt, .doc, .docx, .rtf Текстовый .bmp, .gif, .jpg Графический .wav, .mid Звуковой .avi Видеозапись .exe, .com Запускающие программы .bas, .pas Файлы, созданные в программных средах Кроме имени и расширения файл характеризуется еще такими параметрами, как: 1. Размер, свидетельствующий о том, сколько места занимает файл на диске. Выражается в байтах, килобайтах, мегабайтах и т. д. 2. Дата и время создания файла — автоматически регистрируются операционной системой. Порядок хранения файлов определяется используемой файловой системой. Файловая система — это система хранения файлов и организации каталогов. Для небольшого количества файлов может использоваться одноуровневая файловая система. В этом случае каталог (оглавление диска) можно сравнить с оглавлением книжки, которая содержит небольшое количество рассказов. 103 Действия, которые можно выполнить над папками: — создать; — переименовать; — открыть; — закрыть; — переместить; — копировать; — архивировать; — удалить. 3.8. Тесты Укажите номера правильных ответов. 1. Вся информация может обрабатываться компьютером, если она представлена: 1) в двоичной знаковой системе 2) в десятичной знаковой системе 3) в виде символов и чисел 4) только в виде символов латинского алфавита 2. Диски только для чтения: 1)CD-ROM и DVD-ROM 2)CD-R и DVD-R 3)CD-RW и DVD-RW 4) HDD и DВ 3. К устройствам ввода информации относятся: 1) клавиатура 2) монитор 3) сканер 4) принтер 4. Устройство для вывода на экран текстовой и графической информации: 1) мышь 2) сканер 3) монитор 4) принтер 5. Программы, предназначенные для эксплуатации и технического обслуживания ЭВМ: 1) веб-серверы 105 2) системные 3) системы программирования 4) прикладные 6. Во время исполнения программа находится в: 1) Клавиатуре 2) Процессоре 3) Оперативной 4) Буфере памяти 7. Последовательность действий, записанная на специальном языке и предназначенная для выполнения компьютером, — это: 1) Файл 2) Конфигурация 3) Программа 4) Инструкция 8. В состав информационной магистрали не входят: 1) Шина 2) Контроллеры 3) Процессор 4) Шина адреса данных устройств 9. Графопостроитель используется для: 1) Ввода графической информации в компьютер 2) Передачи данных по компьютерной сети 3) Хранения графической информации 4) Построения схем и чертежей высокой точности 10. Производительность работы компьютера (быстрота выполнения операций) зависит от … 1) Размера экрана дисплея 2) Частоты процессора 3) Количества внешних устройств 4) Напряжения питания 11. Файл — это … 1) Единица измерения информации 2) Программа в оперативной памяти 3) Текст, распечатанный на принтере 4) Программа или данные на диске 12. Какое устройство обладает наибольшей скоростью обмена информацией? 1) Микросхемы 2) Винче- 3) Флеш-носители 4) CD-ROM дисОЗУ 13. Задан полный путь к файлу C:\DOC\PROBA.TXT Каково имя каталога, в котором находится файл PROBA.TXT DOC 2) PROBA.TXT 3) С:\DOC\PRO- 4) C:\ DOC BA.TXT 14. Перемещаясь из одного каталога в другой, пользователь последовательно посетил каталоги DOC, USER, SCHOOL, A:\, LETTER, INBOX. При каждом перемещении пользователь либо спускался в каталог на уровень ниже, либо поднимался на уровень выше. Каково полное имя каталога, из которого начал перемещение пользователь? 1) A:\DOC 2) A:\ LETTER\INBOX 3) А:\SCHOOL\USER\DOC 4) А:\DOC\USER\SCHOOL 15. В некотором каталоге хранился файл Задача5. После того как в этом каталоге создали подкаталог и переместили в созданный подкаталог файл Задача5, полное имя файла стало Е:\Группа1изика\Задачник\Задача5. Каково было полное имя этого файла до перемещения? 1) Е:изика\Задачник\Задача5 2) Е:изика\Задача5 3) Е:\Группа1\Задачник\Задача5 4) Е:\Группа1изика\Задача5 3.9. Проектная деятельность В рамках проектной деятельности могут быть выполнены следующие проекты: 1. Сравнительный анализ представителей оптической памяти. 2. Компьютерное «железо» (HardWare). 107 3. Микропроцессоры нового поколения. 4. Основные устройства персонального компьютера. 5. Этапы развития персональных компьютеров. 6. Сравнительный анализ файловых систем. 7. Современные операционные системы. Плюсы и минусы. Ответы Вопрос 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Ответ 1 1 1,3 3 2 3 3 2,3 4 2 4 1 1 3 4 108 Глава 4 АЛГОРИТМИЗАЦИЯ И ПРОГРАММИРОВАНИЕ НА ЯЗЫКЕ ПАСКАЛЬ Введение Изложенный в данной главе материал позволит:   развить общее представление о современной структуре электронных таблиц и основных принципах работы в электронных таблицах;   сформировать систему базовых понятий и терминологий, теоретических основ в области технологии обработки информации;   сформировать навыки решения прикладных задач в области, связанной с применением возможностей электронных таблиц. Современный выпускник колледжа должен обладать такой общекультурной компетентностью, как способность использовать информационные технологии в качестве инструмента совершенствования своей профессиональной деятельности. Приемы алгоритмического мышления способствует формированию и становлению таких черт характера молодых людей, как:   умение четко выражать свои мысли;   правильно ставить задачу и находить наиболее оптимальные пути ее решения;   способность к формализации;   формирование элементов системного мышления;   формирование углубленного представления об алгоритме и программировании, развитие навыков построения и использования программ на практике, оценки их сложности и эффективности. 109 4.1. Алгоритмы. Свойства алгоритмов, описание алгоритмов, виды алгоритмов. Формальное исполнение алгоритмов Алгоритмом называется точное и понятное предписаниe исполнителю совершить последовательность действий, направленных на решение поставленной задачи. Слово «алгоритм» происходит от имени математика Аль-Хорезми, который сформулировал правила выполнения арифметических действий. Первоначально под алгоритмом понимали только правила выполнения четырех арифметических действий над числами. В дальнейшем это понятие стали использовать вообще для обозначения последовательности действий, приводящих к решению любой поставленной задачи. Говоря об алгоритме вычислительного процесса, необходимо понимать, что объектами, к которым применялся алгоритм, являются данные. Алгоритм решения вычислительной задачи представляет собой совокупность правил преобразования исходных данных в результатные. Алгоритм — понятное и точное предписание исполнителю выполнить конечную последовательность команд, приводящую от исходных данных к искомому результату. Говорить об алгоритме можно не только в связи с написанием программы на одном из языков программирования, но и в связи с выполнением действий портным, токарем, поваром, роботом, дрессированным животным, бетономешалкой и т. д. Исполнитель — это человек, группа людей, животное, машина или другой объект, который может понимать и выполнять инструкции алгоритма. Составленный с учетом приведенных ниже свойств и записанный в виде псевдокодов, блок-схем или языка программирования, алгоритм позволяет формализовать процесс решения поставленной задачи. Работа по заданному алгоритму будет проводиться формально, без каких-либо элементов творчества. На этом основана работа станков с числовыми, программно-управляемыми устройствами, промышленных, многих бытовых роботов и т. д. Когда мы с вами составляем алгоритм решения какой-либо задачи, 110 а затем реализуем его на одном из языков программирования, то без элементов творчества нам не обойтись. Конечно, стандартные классические алгоритмы стоит просто повторять. Но при решении конкретной задачи каждый ученик находит свой путь реализации алгоритма. В оформлении ввода данных и вывода их на экран монитора тоже много места для фантазии. В начальных стадиях программирования это особенно интересно. Оформить цветом, звуком, расположить красиво на экране — вот уже и не формальное исполнение алгоритма, а начало творчества. Однако остановимся на формальном исполнении алгоритма. Каждый алгоритм создается для конкретного исполнителя с учетом его возможностей. Конкретный исполнитель обладает определенным набором понятных ему команд. Для того чтобы алгоритм был выполним, нельзя включать в него команды, которые исполнитель не в состоянии выполнить. У каждого исполнителя есть свой перечень команд (инструкций), которые он может исполнить. Однако все алгоритмы, чтобы мы могли назвать их именно алгоритмами, должны обладать определенными свойствами. Основные свойства алгоритмов: 1. Детерминированность (определенность). Предполагает получение однозначного результата вычислительного процecca при заданных исходных данных. Благодаря этому свойству процесс выполнения алгоритма носит механический характер. 2. Результативность. Указывает на наличие таких исходных данных, для которых реализуемый по заданному алгоритму вычислительный процесс должен через конечное число шагов остановиться и выдать искомый результат. 3. Массовость. Это свойство предполагает, что алгоритм должен быть пригоден для решения всех задач данного типа. 4. Дискретность. Означает расчлененность определяемого алгоритмом вычислительного процесса на отдельные этапы, возможность выполнения которых исполнителем (компьютером) не вызывает сомнений. 111 4.2. Структурное программирование. Язык программирования Паскаль Структурное программирование — методология разработки программного обеспечения, в основе которой лежит представление программы в виде иерархической структуры блоков. Предложена в 1970-х гг. Э. Дейкстрой и др. В соответствии с данной методологией любая программа состоит из трех базовых управляющих структур: последовательность, ветвление, цикл; кроме того, используются подпрограммы. При этом разработка программы ведется пошагово, методом «сверху вниз». Методология структурного программирования появилась как следствие возрастания сложности решаемых на компьютерах задач, и, соответственно, усложнения программного обеспечения. В 1970-е гг. объемы и сложность программ достигли такого уровня, что традиционная (неструктурированная) разработка программ перестала удовлетворять потребностям практики. Программы становились слишком сложными, чтобы их можно было нормально сопровождать. Поэтому потребовалась систематизация процесса разработки и структуры программ. Методология структурной разработки программного обеспечения была признана «самой сильной формализацией 70-х гг.». По мнению Бертрана Мейера, «революция во взглядах на программирование, начатая Дейкстрой, привела к движению, известному как структурное программирование, которое предложило систематический, рациональный подход к конструированию программ. Структурное программирование стало основой всего, что сделано в методологии программирования, включая и объектное программирование». Язык программирования Паскаль Паскаль, Pascal — высокоуровневый язык программирования общего назначения (3GL). Один из наиболее известных языков программирования, используется для обучения программированию в старших классах, колледжах и на первых курсах вузов, является базой для ряда других языков, таких как Ада, Модула-2, Delphi. 114 Язык Паскаль был создан Никлаусом Виртом в 1968— 1969 гг. после его участия в работе комитета разработки стандарта языка Алгол-68. Язык назван в честь французского математика, физика, литератора и философа Блеза Паскаля, который создал первую в мире механическую машину, складывающую два числа. Первая публикация Вирта о языке датирована 1970 г., представляя язык, автор указывал в качестве цели его создания — построение небольшого и эффективного языка, способствующего хорошему стилю программирования, использующему структурное программирование и структурированные данные. В 1978 г. в Калифорнийском университете в Сан-Диего была разработана система UCSD p-System, включавшая порт компилятора Вирта с языка Паскаль в переносимый p-код, редактор исходных кодов, файловую систему и пр., а также реализовывавшая значительное число расширений языка Паскаль, такие как модули, строки символов переменной длины, директивы трансляции, обработка ошибок ввода-вывода, обращение к файлам по именам и др. Впоследствии основные реализации языка Паскаль основывались на этом диалекте. В 1983 г. появилась первая версия интегрированной среды разработки Turbo Pascal фирмы Borland, основывавшаяся на одноименной реализации Паскаля. В 1989 г. объектное расширение языка было добавлено в Turbo Pascal версии 5.5. Последняя версия (7.0) была переименована в Borland Pascal. Объектные средства были позаимствованы из Object Pascal от Apple, языковые различия между объектным Turbo Pascal 5.5 и Object Pascal от Apple крайне незначительны. Почти в то же самое время, что и Borland, Microsoft выпустил свою версию объектно-ориентированного языка Паскаль. Эта версия Паскаля не получила широкого распространения. развитие реализации Паскаля от Borland породило вариант Object Pascal от Borland, впоследствии, в ходе развития среды программирования Delphi, получивший одноименное название. Важным шагом в развитии языка является появление свободных реализаций языка Паскаль Free Pascal и GNU Pascal, которые не только 115 writeln (‘Индексы минимального элемента’,’ ‘,xnmin,’,’,xmmin); end. 4.3. Задания для самостоятельного выполнения Задание 4.1. Квадратный массив а размера nxn (где n = 5) в программе сначала обнуляется, а затем производится некоторая дальнейшая обработка в соответствии с программой. Текст программы приведен ниже. Требуется выяснить состояние массива a по окончании работы программы, а именно: 1) Какое число будет стоять в элементе массива a[1,2]? 2) Сколько всего ненулевых чисел будет в массиве a? 3) В программе после начального обнуления массив a заполняется с помощью следующих операторов: i: = 1; j: = 1; a[1,1]: = 1; k: = 1; while (i<n) or (j<n) do begin if (i+j) mod 2 = 0 then j: = j+1 else i: = i+1; k: = -k;a[i,j]: = k; end; Необходимо ответить на следующий вопрос: на какой более короткий фрагмент программы можно заменить приведенную часть программы, обеспечивая такое же заполнение массива А? Задание 4.2. Все элементы двумерного массива A размером 1010 элементов первоначально были равны 0. Затем значения элементов меняются с помощью вложенного оператора цикла в представленном фрагменте программы. +or n: = 1 to 4 do for k: = n to 4 do begin A[n, k]: = A[n, k]+1; A[k, n]: = A[k, n]+1; end; Сколько элементов массива в результате будут равны 1? 177 Задание 4.3. Значения двух массивов A[1..100] и B[1..100] задаются с помощью приведенного ниже фрагмента программы. Сколько элементов массива B будут иметь положительные значения? for n: = 1 to 100 do A[n]: = n-10; for n: = 1 to 100 do B[n]: = A[n]*n Сколько элементов массива B будут иметь положительные значения? 1) 10 2) 50 3) 90 4) 100 Задание 4.4. Написать программу, используя процедуру нахождения минимального элемента в заданной матрице. Определить индексы минимального элемента. Задание 4.5. Составить процедуру, позволяющую находить сумму квадратов элементов квадратной матрицы размерности n, лежащих не ниже главной и побочной диагоналей. Используя данную процедуру, найти указанные суммы в матрицах А(33), В(55), элементы которых вводятся с клавиатуры. Задание 4.6. Составить процедуру, позволяющую находить индексы  наименьшего элемента матрицы размера (n m). Используя данную процедуру, найти наименьший элемент в матрицах А(33), С(44), элементы которых вводятся с клавиатуры. 4.4. Тестовые задания I. Понятие алгоритма, свойства и виды алгоритмов 1. Алгоритм — это: а) правила выполнения определенных действий; б) ориентированный граф, указывающий порядок исполнения некоторого набора команд; 178 в) точное и понятное предписание исполнителю совершить последовательность действий, направленных на достижение поставленных целей; г) набор команд для компьютера. 2. Укажите все способы записи алгоритмов: а) словесный, графический, псевдокод, программный б) псевдокод в) графический, программный г) словесный, программный 3. Свойство алгоритма — понятность заключается в том, что: а) исполнитель алгоритма не должен принимать решения, не предусмотренные составителем алгоритма б) можно использовать лишь те команды, что входят в систему его команд в) алгоритм должен обеспечивать решение не одной конкретной задачи, а некоторого класса задач данного типа г) процесс выполнения алгоритма должен завершиться за конечное число шагов, приведя от исходных данных к искомому результату 4. Свойство алгоритма — массовость заключается в том, что: а) алгоритм имеет дискретную структуру б) можно использовать лишь те команды, что входят в систему его команд в) алгоритм должен обеспечивать решение не одной конкретной задачи, а некоторого класса задач данного типа г) процесс выполнения алгоритма должен завершиться за конечное число шагов, приведя от исходных данных к результату 5. Свойство алгоритма — дискретность заключается в том, что: а) алгоритм должен быть разбит на последовательность отдельных шагов б) можно использовать лишь те команды, что входят в систему его команд в) алгоритм должен обеспечивать решение не одной конкретной задачи, а некоторого класса задач данного типа 179 4.5. Ответы I. Понятие алгоритма, свойства и виды алгоритмов 1. Алгоритм — это: в) точное и понятное предписание исполнителю совершить последовательность действий, направленных на достижение поставленных целей 2. Укажите все способы записи алгоритмов: а) словесный, графический, псевдокод, программный 3. Свойство алгоритма — понятность заключается в том, что: б) можно использовать лишь те команды, что входят в систему его команд 4. Свойство алгоритма — массовость заключается в том, что: в) алгоритм должен обеспечивать решение не одной конкретной задачи, а некоторого класса задач данного типа 5. Свойство алгоритма — дискретность заключается в том, что: а) алгоритм должен быть разбит на последовательность отдельных шагов 6. Свойство алгоритма — результативность заключается в том, что: г) процесс выполнения алгоритма должен завершиться за конечное число шагов, приведя от исходных данных к результату 7. Алгоритм называется линейным: в) если команды выполняются друг за другом независимо от каких-либо условий 8. Алгоритм называется циклическим: а) если при его выполнении происходит многократное повторение одних и тех же действий 9. Алгоритм включает в себя ветвление: б) если ход его выполнения зависит от истинности тех или иных условий II. Определить количество выполнений цикла в программе Номера № 1 № 2 № 3 № 4 № 5 № 6 Ответы: 4 3 3 4 4 234 182 Ответы к заданиям для самостоятельного решения Ответ к заданию 41 Более короткий фрагмент программы. const n = 5; var i, j: integer; {i — строка, j — столбец} k: integer; a: array[1..n,1..n] of integer; begin for i: = 1 to n do for j: = 1 to n do a[i,j]: = 0; i: = 1; j: = 1; a[1,1]: = 1; k: = 1; while (i<n) or (j<n) do begin if (i+j) mod 2 = 0 then j: = j+1 else i: = i+1; k: = -k; a[i,j]: = k; end; end. Ответ к заданию 42: 12. Ответ к заданию 43: 90. Ответ к заданию 44 const n = 3;m = 3; type matrix = array [1..n,1..m] of integer; Var a: matrix; var i,j,xmin,xnmin,xmmin:integer; procedure MinGlav(a:matrix;n,m:integer;var min,nmin,m min:integer); var i,j:integer; begin min: = a[1,1]; nmin: = 1; mmin: = 1; for i: = 1 to n do for j: = 1 to m do 183 Глава 5 ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ОБЪЕКТНО- ОРИЕНТИРОВАННОГО ПРОГРАММИРОВАНИЯ. ЯЗЫК VBA (VISUAL BASIC FOR APPLICATIONS) Введение Изложенный в данной главе материал позволит:   развить общее представление о современной структуре объектно-ориентированного программирования, основных возможностях языка программирования Visual Basic for Applications;   находить адекватные способы решения учебной задачи на основе заданных алгоритмов. Объектно-ориентированное программирование (ООП) является относительно новым подходом к созданию компьютерных приложений, который призван устранить многие из проблем, существующих в традиционных методиках программирования. Программы, написанные на таких языках программирования, как BASIC, PASCAL, называются функциональным (или процедурным) программированием и часто приводят к созданию так называемых монолитных приложений, все функции которых сконцентрированы в нескольких модулях кода (а то и вовсе в одном). В ООП обычно используется гораздо больше модулей, каждый из которых обеспечивает конкретные функции и может быть изолирован или даже полностью отделен от всех остальных. Такое модульное программирование обеспечивает гораздо большую гибкость и возможности для многократного использования кода. Современными языками объектно-ориентированного программирования являются С++ и Java. С середины 90-х гг. многие объектно-ориентированные языки реали187 зуются как системы визуального проектирования, в которых интерфейсная часть программного продукта создается в диалоговом режиме, практически без написания программных операторов. К объектно-ориентированным системам визуального проектирования относятся Visual Basic, Delphi, C++ Builder, Visual C++. Язык VBA (Visual Basic for Applications) — язык приложений Microsoft Office (Excel, Word, Access, Power Point и др). VBA соблюдает основной синтаксис языка и правила программирования языков Basic-диалектов, позволяет создавать макросы для автоматизации выполнения некоторых операций и графический интерфейс пользователя, интеграцию между различными программными продуктами. Оригинальный язык программирования Basic был создан Джоном Кемени и Томасом Курцем в 1963 г. в Дартмурском колледже. Он быстро завоевал популярность в качестве языка для обучения программированию в университетах и школах и был адаптирован для использования на персональных компьютерах основателем и главой компании Microsoft Биллом Гейтсом в середине 70-х гг. С тех пор для ПК последовательно было выпущено несколько версий Basic, включая Microsoft Quick Basic и MS-DOS Qbasic. Хотя программная оболочка Visual Basic выполнена полностью графической, а сам язык программирования весьма далек от языка, применяемого для ранних версий интерпретаторов Basic, простота и элегантность Basic осталась в большой мере присущей и новым версиям. Широкие возможности Visual Basic и его простота послужили основной причиной для выбора его в качестве языка программирования для создания таких Windows-приложений, как Excel. Программа MS Excel, являясь лидером на рынке программ обработки электронных таблиц, определяет тенденции развития в этой области. Вплоть до версии 4.0 программа Excel представляла собой фактический стандарт с точки зрения функциональных возможностей и удобства работы. Одним из важнейших функциональных расширений программы, предназначенным для профессионалов, является встроенная в Excel Среда программирования Visual Basic (VBA) для решения прикладных задач. Благодаря VBA 188 Инкапсуляция — это скрытие информации. При объектно-ориентированном программировании возможен доступ к объекту только через его методы и свойства. Внутренняя структура объекта скрыта от пользователя, т. е. объекты — это самостоятельные сущности, отделенные от внешнего мира. Инкапсуляция позволяет изменять реализацию объектов любого класса без опасений, что это вызовет нежелательные побочные эффекты в программной системе. Это мощное средство обеспечивает многократное использование одного и того же программного кода, позволяя собирать программу из готовых модулей, как здание из отдельных кирпичиков, но различной архитектуры и функционального назначения. Наследование — это возможность выделить свойства, методы события одного объекта и приписать их другому объекту, иногда с их модификацией. С точки зрения программиста, новый класс должен содержать только коды и данные для новых или изменяющихся методов. Полиморфизм — это способность объектов выбирать операцию на основе данных, принимаемых в сообщении. Каждый объект может реагировать по-своему на одно и то же сообщение. Например, команда Print будет по-разному воспринята черно-белым или цветным принтером. Объектно-ориентированное приложение организует данные и выполняемые операторы программного кода в связанные объекты, что облегчает разработку, организацию и работу со сложными структурами данных и действиями, выполняемыми над этими данными. На примере имеющихся объектов, свойств и методов, с которыми работает VBA, можно создавать собственные объекты, добавлять новые свойства и методы. 5.1. Язык VBA (Visual Basic for Applications) — язык приложений Microsoft Office В настоящее время Microsoft Office является наиболее используемым и полезным программным продуктом. Набор его приложений, включающий текстовый редактор Word, электронные таблицы Excel, систему управления 190 базами данных Access, пакет подготовки презентаций PowerPoint, электронный секретарь Outlook и др., предназначен для решения очень широкого круга задач — от создания простых документов и отчетов до полной автоматизации документооборота организации с использованием систем управления базами данных и создания сайтов в сети Интернет. этом каждый пользователь имеет возможность настроить любое приложение MS Office для оптимального выполнения своих специфических задач, автоматизировать рутинную повторяющуюся работу, а также создать собственные нестандартные процедуры и функции и разработать довольно сложные программы, работающие в интегрированной среде MS Office. Эти возможности реализуются, как правило, путем создания программ на встроенном объектно-ориентированном языке Visual Basic for Applications (VBA). Важнейшим достоинством VBA является возможность объединять любые приложения Office для решения практически любых задач по обработке информации. VBA позволяет работать с MS Office, как с некоторым конструктором: в распоряжении разработчика VBA-приложения большое количество объектов и коллекций. Основной единицей программного кода на языке VBA является макрос, который представляет собой надлежащим образом оформленную последовательность команд, способных выполнить определенные действия или произвести определенные расчеты. Макросы могут писаться вручную в Редакторе VBA, как обычные процедуры на языке программирования Visual Basic (процедуры пользователя), или в автоматическом режиме с помощью макрорекордера (процедуры макросов). Различают также процедуры обработки событий. Макросы VBA сохраняются в специальной части основного файла данных (документа Word, книги Excel и др.), называемой модули (Modules). Каждый модуль может содержать исходный код (source code) нескольких макросов, а документ Office может содержать несколько модулей, которые объединены общим названием проект (Project). 191 и методы. Поэтому для иллюстрации объектов, свойств и методов не нужно обращаться к объектам, не имеющим никакого отношения к программированию. 5.2. Объекты (Objects) VBA Конструирование графического интерфейса базируется на использовании программных объектов. Каждый объект обладает определенным набором свойств и может использовать определенные методы обработки данных. Объект имеет свое отображение на экране. Программные объекты обладают свойствами и могут использовать методы обработки данных. Различные экземпляры класса объектов обладают одинаковым набором свойств, значения свойств у них могут отличаться. Первоначальные значения свойств объектов можно установить с использованием диалогового окна Свойства (Properties) системы программирования. Для объекта «форма» Forml можно установить требуемое значение любого свойства. Для этого необходимо выбрать свойство из списка и изменить его значение. Основой для создания графического интерфейса проекта является объект «форма». Окно Visual Basic приведено на рис. 5.6. Значения свойств объектов можно изменять в программном коде. Методы объекта (Methods) Методы (methods) – это программные процедуры, реализующие некоторые алгоритмы, определяющие взаимодействие объекта с внешней средой. Методы могут быть встроенными или созданными непосредственно разработчиками приложения. Объекты могут использовать различные методы обработки данных. Методы имеют аргументы, которые позволяют задать значения параметров выполняемых действий. Для использования метода в строке программного кода необходимо указать имя объекта и затем метод, которые в соответствии с правилами точечной нотации разделяются между собой точкой. Объект. Метод 198 К методам объекта можно обратиться, только используя объект. Например, Application.Quit – при помощи метода Quit (закрыть) закрывается приложение (объект Application). Рис. 5.6. Окно Visual Basic Объект (object) –Свойство (property) представляет собой атрибут объекта, определяющий его характеристики. Объект. Свойство = Значение Свойства Пример: Application.Caption = “Введите исходные данные” устанавливает новый заголовок окна приложения . Окно будет называться: “Введите исходные данные” Значения свойств можно использовать в выражениях, например: IfОбъект. Свойство = Некоторое Значение Then … Событие (event) представляет собой действие, распознаваемое объектом (например, щелчок мыши или нажатие клавиши), для которого можно запрограммировать отклик. События возникают в результате действий пользователя программ, или же они могут быть вызваны системой. 199 5.3. Графический интерфейс проекта и событийные процедуры Графический интерфейс необходим для реализации интерактивного диалога пользователя с запущенным на выполнение готовым проектом. Основой для создания графического интерфейса разрабатываемого проекта является объект «форма». Форма представляет собой окно, на котором размещаются другие объекты — элементы управления. Элементы управления имеют различное назначение. Текстовые поля (Text Box) используются для ввода и вывода данных, надписи (Label) — для вывода данных и пояснительных текстов, графические окна (Picture Box): — для вывода графики, кнопки (Button); — для запуска событийных процедур (рис. 5.13). Рис. 5.13. Элементы управления на форме Визуальное конструирование графического интерфейса проекта состоит в том, что на форме с помощью мыши «рисуются» те или иные элементы управления. Выбрав щелчком мышью нужный элемент на Панели объектов, мы можем поместить его на форму разрабатываемого проекта. Процесс размещения на форме элементов управления аналогичен рисованию графических примитивов с использованием графического редактора. Пример 5.3.1. Междугородный маршрут, длина которого 1025 км, обслуживается автопоездами по системе сквозного движения. Определить число дней оборота и суточного пробега автопоезда, если в течение суток он находится в движении 11 ч, а его техническая скорость – 37 км/ч. 208 Создадим графический интерфейс проекта. Поместить на форму:   две кнопки Button1 и Button2;   текстовые поля Text Box1, Text Box2, Text Box3;   надписи Label1, Label2, Label3, Label4, Label5;   текстовые поля Picture Box. Формализация задачи: суточный пробег = время движения * скорость; число дней оборота = длина маршрута/суточный пробег Входные данные: длина маршрута (l) , время движения (t), скорость (v). Выходные данные: суточный пробег автопоезда (sp), число дней оборота(od). Создадим событийные процедуры. Последовательно осуществим двойной щелчок по обеим кнопкам и внесем в заготовки событийных процедур программные коды. Public Class Form1 Dim S, T, U, L1, L2 As Single Private Sub Button1_Click(ByVal sender As System.Object, ByVal e As System.eventArgs) Handles Button1.Click Label3.Text = “введите параметры” Label4.Text = “U = ” Label5.Text = “S = ” Label6.Text = “T = ” End Sub Private Sub Button2_Click(ByVal sender As System.Object, ByVal e As System.eventArgs) Handles Button2.Click U = Val(TextBox1.Text) S = Val(TextBox2.Text) T = Val(TextBox3.Text) L1 = T * U Label1.Text = L1 L2 = S / U Label2.Text = L2 Label7.Text = “суточный пробег” Label8.Text = “число дней оборота” End Sub End Class 209 На рис. 5.14 приведен пример окна VBA с программным кодом для решения примера 5.3.1. Рис. 5.14. Окно VBА с программным кодом и формой № 1 5.4. Задания для самостоятельного выполнения Задание 5.1. Некоторые строительные материалы перевозятся вначале на транспортные базы, а затем по мере необходимости на объекты (централизованные перевозки). Какое количество строительного материала перевозится на строительные объекты фактически, если повторность перевозок 1,3, а по плану на стройки должны перевезти 2800 тонн строительного материала. Определить максимальное количество перевозимых грузов при коэффициенте неравномерности объекта перевозки 1,2. Задание 5.2. Заказчику в установленное время поданы 2 автобуса «Газель». Расстояние от АТП до заказчика — 40 км. Заказ 210 оформлен на 6 часов работы. По прибытии к заказчику автобусы простояли 1 час, после чего заказчик отказался от их использования. Определить оплату заказчиком штрафа за нарушение договора. Задание 5.3. При перевозке легких грузов на автомобиле ЗИЛ-130 (грузоподъемностью 5 т) предусмотрены меры для максимального использования объема кузова. При взвешивании оказалось, что в кузове автомобиля 2,8 т+№ЗК. Определить (в %): а) степень загрузки автомобиля; б) класс груза. Задание 5.4. Среднемесячный объем вывоза и завоза грузов в речной порт составляет 450 тыс. т+№ЗК. 1) Определить максимальный объем перевозок в период навигации неравномерного объема перевозок, если степень загрузки 1,84. 2) Определить максимальный грузооборот перевозки 1 т грузов при среднем расстоянии 20 км. Задание 5.5. Определить потребное число с. к. (полуприцепов МАЗ 9398) грузоподъемностью 26,2 т к автомобилям — тягачам МАЗ 36422 для автомобильно-железнодорожных перевозок, если ежедневный вывоз грузов составляет 48. Коэффициент использования грузоподъемности кузова полуприцепа — 0,92, продолжительность оборота кузова – 3 суток. 211 Глава 6 МОДЕЛИРОВАНИЕ И КОМПЬЮТЕРНЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ Введение Изложенный в данной главе материал позволит:   сформировать систему базовых понятий и терминологии, теоретических основ и фундаментальных знаний в области моделирования;   развить общее представление о современных методиках проектирования различных систем оптимизации процессов принятия управленческих решений. Кроме того, материал данной главы поможет овладеть навыками решения задач в области, связанной с применением методов и средств моделирования в системах различной сложности. В процессе изучения данной главы студент знакомится с решением ряда задач, последовательно раскрывающих поставленную цель: освоение и использование аппарата математического моделирования различных процессов. 6.1. Моделирование. Система. Состояние системы Моделированием называется как процесс построения модели, так и процесс изучения строения и свойств оригинала с помощью построенной модели. В наиболее общем виде процесс моделирования можно представить следующими этапами: 1. Постановка задачи. 2. Формализация задачи. 212 При формализации отталкиваются от постановки задачи. Проводят формализацию в виде поиска ответов на вопросы, уточняющие общее описание задачи. Формализация задачи подразумевает дальнейшую математическую обработку. 3. Разработка информационной и компьютерной модели. 4. Компьютерный эксперимент. 5. Анализ результатов моделирования. Можно дать другое определение моделированию. Моделированием называется замещение одного объекта, называемого системой, другим объектом, называемым моделью, и проведение экспериментов с моделью (или на модели), исследование свойств модели, опираясь на результаты экспериментов с целью получения информации о системе. Моделирование позволяет исследовать такие системы, прямой эксперимент с которыми: а) трудно выполним; б) экономически не выгоден; в) вообще невозможен. 6.1.1. Комплекс, элемент системы Объектом исследования в теории моделирования может быть естественная или искусственная, реальная или воображаемая система. Она имеет множество параметров и характеризуется определенными свойствами. Система — это совокупность взаимосвязанных элементов, объединенных в одно целое для достижения некоторой цели, которая определяется назначением системы. При этом элемент — это минимально неделимый объект, рассматриваемый как единое целое. Если система — это совокупность взаимосвязанных элементов, то комплекс — это совокупность взаимосвязанных систем. Функциональная организация системы — это правила, описывающие поведение системы. Существуют различные способы описания функций системы: а) алгоритмический; б) аналитический; в) графический; г) табличный. 213 3) сетевые модели; 4) модели массового обслуживания; 5) игровые модели и др. Условия задачи допускают большое количество возможных вариантов, из которых надо выбрать оптимальный. С увеличением числа рассматриваемых вариантов увеличивается объем информации, необходимой для решения задачи, и ее описание становится более громоздким. Принятие решения осуществляется для определенной цели, т. е. выбранное решение должно наилучшим образом обеспечивать достижение поставленной цели. Математическое моделирование — основной метод решения задач управления и принятия решений. 6.2. Назначение и виды моделей Модель — это такой материальный или мысленно представляемый объект, который в процессе изучения замещает объект-оригинал. Можно сказать другими словами: модель — это упрощенное представление о реальном объекте, процессе или явлении. Достижения математики привели к распространению математических моделей различных объектов и процессов. Подмечено, что динамика функционирования разных по физической природе систем выражается однотипными зависимостями, что позволяет моделировать их на ЭВМ. На качественно новую ступень поднялось моделирование в результате разработки методологии имитационного моделирования на ЭВМ. Модель сохраняет важные для конкретного исследования свойства и особенности объекта; для модели отбирается только необходимая, существенная для решения конкретной задачи информация. Хорошо построенная модель доступнее реального объекта для исследования. Более того, некоторые объекты вообще не могут быть изучены непосредственным образом. Любая модель не может отображать все свойства исследуемого процесса, быть всеобъемлющей. Она всегда направлена на изучение, решение вполне определенной проблемы и должна 215 обеспечивать получение решения к заданному моменту времени с заданной точностью и отображать исследуемый процесс с заданной степенью адекватности. Модели нужны для того, чтобы: 1) изучить конкретный объект, понять, как он устроен, какова его структура, свойства и законы взаимодействия с окружающим миром. 2) научиться управлять объектом (процессом); 3) научиться прогнозировать последствия воздействия на объект. Модели могут быть материальными, математическими и информационными. Материальная модель — это уменьшенная или увеличенная копия объекта-оригинала, сохраняющая его основные характеристики. Примеры материальных моделей: 1) модели самолетов, автомобилей, ракет, кораблей; 2) глобус — модель земного шара; 3) различные архитектурные макеты; 4) модели строения атомов и молекул и т. д. Математические модели подразделяются по назначению, виду моделируемого объекта, методу построения или решения модели. В зависимости от назначения модели делятся на оптимизационные и информационные. Оптимизационные модели занимают ведущее место, так как на их основе непосредственно вырабатываются решения задач. В оптимизационных моделях отражается цель функционирования системы. 6.3. Классификация информационных моделей Информационные модели предназначены для получения информации, используемой при принятии решения, в том числе при построении оптимизационных моделей. К информационным моделям относятся:   модели имитации технологических процессов;   корреляционные модели технико-экономических показателей;   прогнозные модели. 216 6.3.1. Классификация информационных моделей по типу организации По типу организации информационные модели можно разделить на табличные, иерархические и сетевые. Табличные модели представимы в виде прямоугольной таблицы, состоящей из строк и столбцов (табл. 6.2). Пример Таблица 6.2 Информационная модель фонда библиотеки кабинета информатики Номер Автор Название Год Количеизд. ство экземпляров В. Макси- Информационные техно- 2012 17 мов логии в профессиональной деятельности: учебное пособие 2 И. А. Коно- Информационные техноло- 2015 15 плева гии: учебное пособие 3 Н. Угринович Информатика и информа- 2002 15 ционные технологии 4 Н. Угринович Информатика и инфор- 2005 19 мационные технологии: практикум 5 Е. Л. Федо- Прикладные информаци- 2015 15 това, Е. М. онные технологии: учебное Портнов пособие 6 И. Семакин Информатика. Базовый 2010 17 курс Иерархические модели представимы в виде дерева, у которого «корень» направлен вверх, а «ветви» — вниз. В качестве примеров иерархических моделей можно привести дерево каталогов на компьютере, генеалогическое древо, систему классификации животных и растений и др. В иерархических моделях соблюдается правило, согласно которому каждый объект имеет только одного «родителя», т. е. входит в состав только одного элемента верхнего уровня. При этом «потомков» (выходящих из 217 В первой строке указаны все дуги, начинающиеся в первой вершине. Из первой вершины есть дуги во вторую и четвертую вершину. Значит, элементы a и a равны 1,2 1,4 единице, а остальные элементы в первой строке — нули. Из второй вершины выходит дуга только в третью вершину, значит, во второй строке только элемент a равен 2,3 единице, остальные элементы — нули. Аналогично получаются элементы остальных строк. Для неориентированного графа массив имеет другой вид (рис. 6.2). Если существует ребро, соединяющее i-ю и j-ю вершины, то элементы массивы a и a равны единице. i,j ji 1 2 4 3 Рис. 6.2. Неориентированный граф Для графа на рис. 6.2 массив ребер имеет следующий вид: 0101 1010 0101 1010 Часто используется понятие взвешенного графа, когда с каждым ребром связано некоторое число (вес), оно может обозначать, например, расстояние между городами или стоимость перевозки. 6.4. Экономико-математическое моделирование Рассмотрим основные методы математического моделирования на примерах транспортных потоков. Транспортная инфраструктура — одна из важнейших инфраструктур, которая обеспечивает экономики стран. Транспортные проблемы свойственны всем крупным городам мира. По- этому оптимальное планирование транспортных сетей на основе моделирования — актуальная современная задача. 219 6.4.1. Математические методы решения планово- экономических и транспортных задач Одним из основателей отечественных школ по разработке единого подхода к широкому кругу экономических проблем является Л. В. Канторович, создатель вычислительной математики, языков программирования. С 1938 г. интересы Л. В. Канторовича были неразрывно связаны с экономическими исследованиями и решением народнохозяйственных проблем, задач о наилучшем использовании ресурсов на базе линейного программирования, функционального анализа. Основы математического моделирования закономерностей дорожного движения были заложены в 1912 г. русским ученым, профессором Г. Д. Дубелиром. Первостепенной задачей, послужившей развитию моделирования транспортных потоков (ТП), стал анализ пропускной способности магистралей и пересечений. В настоящее время пропускная способность является важнейшим критерием оценки качества функционирования путей сообщения. Среди математических методов решения планово-экономических задач, прежде всего, следует назвать методы математического программирования, с помощью которых решаются задачи на экстремум (максимум или минимум) функции многих переменных с ограничениями на область изменения этих переменных. Из методов математического программирования при решении планово-экономических задач наибольшее распространение получили методы линейного программирования. Это методы, позволяющие описывать задачи с помощью систем линейных уравнений или неравенств Если в таких задачах имеется всего две переменные, то может быть использован графический метод решения. Для решения задач с большим числом переменных используется метод решения транспортных задач линейного программирования, в основе которого лежит определение оптимального плана закрепления потребителей однородного груза за поставщиками, хотя этот метод применяется и при решении других задач с однородными ресурсами. Если нужно использовать разнородные ресурсы, например различные машины, материалы и т. п., для вы220 вычислен. Повторяя процедуру распределения для всех центров прибытия, мы накапливаем суммарные потоки на всех дугах маршрутного графа. 6.4.4. Модели оптимальной скорости Эта модель использует предположение, что для каждого водителя существует «безопасная» скорость движения 0 v (d ), зависящая от дистанции до лидера. Данная скорость e n также называется оптимальной скоростью. Влияние лидера косвенно выражено через зависимость оптимальной скорости от дистанции. Эта модель, где предполагается адаптация скорости с запаздыванием по времени:          v ( t t ) v d ( t ) v S ( t ) . (6.9) n e n e n Предложено использование дифференциального уравнения. моделирование используется практически во всех науках. В физике изучают процессы взаимодействия и движения объектов, в биологии исследуют поведение живых организмов, в химии — внутреннее строение объектов и т. д. Так, в биологии человека можно рассматривать как систему, стремящуюся к самосохранению, в механике — как материальную точку, в химии — как объект, состоящий из различных химических веществ. А возможна ли обратная ситуация, когда разные объекты описываются одной моделью? Оказывается, что возможна. Примером служит материальная точка, которой в механике могут описываться и песчинка, и человек, и планета. Математическая модель — это описание процесса или объекта с помощью математических формул. 6.5. Моделирование и компьютерный эксперимент Процесс исследования поведения какого-либо объекта или системы объектов на компьютере можно разбить на следующие этапы: построение математической модели объекта — построение информационной модели и алго227 ритма на языке программирования — компьютерный эксперимент. Для построения математической модели в настоящее время кроме классических методов, дающих хороший результат, но очень громоздких для практического применения, используют моделирование по аналогии с физическими явлениями. Построим математическую модель движения снаряда в поле притяжения Земли. Будем учитывать только скорость движения снаряда и его координаты. Математическая модель обычно строится на некоторых упрощениях, т. е. создается идеализированная математическая модель, так как снаряд будем считать материальной точкой, пренебрегая его размерами и размерами пушки.  Снаряд вылетает из пушки со скоростью V под углом к горизонту. Математическая модель описывается с помощью уравнения = (Vcos )t, у = (Vsin )t – gt / 2, (6.10) 2 где g = 9,8 м/с . По оси X движение равномерное, по оси Y — равноускоренное. построения информационной модели и алгоритма можно использовать, например, язык программирования Pascal ABC.net. Предварительно необходимо определить тип используемых величин: угла вылета снаряда А, его начальной скорости V и результатом являются координаты X и Y. Все они являются переменными вещественного типа. begin writeln (‘ Движение снаряда’); writeln (‘Введите значения начальной скорости полета снаряда — V угла вылета снаряда А, времени полета Т.’); readln(‘V,A,T’); G : = 9.8; X: = V * COS(А)*Т ; Y : = V * SIN(А) * Т — G*T*T/2; writeln (‘X = ’,X, ‘Y = ’,Y,); end. Приведем еще один пример моделирования. 228 внести предложения по улучшению организации дорожного движения. Компьютерный эксперимент обязательно включает в себя анализ полученных результатов, на основании которого могут корректироваться все этапы решения задачи (математическая модель, алгоритм, программа). В некоторых случаях можно избежать этапа построения алгоритма и создания программы, так как можно воспользоваться одной из многих ранее созданных программ. Такие библиотеки алгоритмов (программ) существуют практически по всем областям науки и техники. 6.6. Типовые задачи Рассмотрим примеры решения типовых задач по теме «Моделирование». Таблицы стоимости перевозок Таблица стоимости перевозок составляется следующим образом: число, стоящее на пересечении строки и столбца, обозначает стоимость проезда между соответствующими соседними станциями. Если станции не являются соседними, то ячейка остается пустой. Это аналогия массива ребер неориентированного графа, но вместо единицы указывается стоимость перевозки. Пример 6.1. В таблице приведена стоимость перевозок между соседними станциями. Укажите схему, соответствующую таблице: A B C D E A 3 2 2 B 3 C 1 D 2 1 E 2 234 3 A B 3 A B 2 2 2 1 E 2 E 1 C 3 1) D 2) D C B B 3 3 1 2 2 A E A E 2 1 2 3 D C 3) C 4) D Решение Приведенные ниже схемы — это неориентированные взвешенные графы. Вершины — это станции. Если две вершины соединены ребром, то это означает, что станции являются соседними. Дополнительно над каждым ребром указана стоимость проезда между станциями. Анализируя приведенную таблицу, получаем, что соседними являются станции А и В, А и D, А и Е, С и D. Первый вариант не соответствует таблице, так как в нем указана лишняя пара соседних станций (В и D). Во втором варианте отличие в том, что стоимость проезда между станциями D и C равна 3, а не 1. Третий вариант полностью соответствует таблице. Попробуйте определить самостоятельно различия между таблицей и четвертым вариантом схемы. Ответ: Таблице соответствует схема номер три. Пример 6.2. Грунтовая дорога проходит последовательно через населенные пункты А, B, С и D. При этом длина дороги между А и В равна 80 км, между В и С — 50 км, и между С и D — 10 км. Между А и С построили новое асфальтовое шоссе длиной 40 км. Оцените минимально возможное время движения велосипедиста из пункта А в пункт В, 235 25 20 0,015 15 R 0,012 10 0,009 5 0,006 0 20 25 30 35 40 45 50 55 60 V Рис. 6.12. Зависимость сопротивления движения ТП от скорости на подъеме 3°, при q = 150 и различных погодных условиях 6.7. Тестовые задания 1. Модель отражает: 1) Только одну сторону объекта 2) Некоторые стороны объекта 3) Существенные стороны объекта 4) Все стороны объекта 2. Материальной моделью является: 1) Математическая 2) Макет здания 3) Таблица 4) Диаграмма формула 3. Моделью поведения можно считать: 1) Личное 2) Инструкцию по Билет в театр Докладную задело безопасписку Компьютерной моделью не является: 1) Текст 2) Программа 3) Таблица 4) Глобус 5. Из каких частей состоит третий этап моделирования: 1) Информационная модель, компьютерная модель 2) Компьютерная модель 242 3) Компьютерная модель, некомпьютерная модель 4) Материальная модель, физическая модель, компьютерная модель 6. Модель содержит информации: 1) Больше, чем моделируемый объект 2) Меньше, чем моделируемый объект 3) Столько же, сколько и моделируемый объект 4) Ровно в два раза больше, чем моделируемый объект 7. В таблице приведена стоимость перевозок между соседними железнодорожными станциями. Укажите схему, соответствующую таблице (Демоверсия ЕГЭ 2005 года). A B C D A 4 5 B 4 3 6 C 3 D 5 6 5 C B B 4 3 4 6 C A 5 6 A D 1) 2) 3 D B 4 A A 3 6 6 D 3 C 4 C 5 5 3) 4) B D 243 A B C D E A B C D E A 3 1 A 3 1 1 B 4 2 B 4 C 3 4 2 C 3 4 2 D 1 D 1 1) 2) E 2 2 E 1 2 A B C D E A B C D E A 3 1 A 1 B 4 1 B 4 1 C 3 4 2 C 4 4 2 D 1 D 1 4 3) 4) E 1 2 E 1 2 6.8. Ответы Âîïðîñ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Îòâåò 3 2 2 4 1 2 4 2 3 245 Глава 7 ОСНОВЫ ЛОГИКИ И ЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ КОМПЬЮТЕРА Введение Формирование необходимых качеств современного человека, а также качественное «преобразование» информации в знания невозможно без изучения основ математической логики. Изучение данной темы поможет студентам овладеть логической культурой, необходимой для получения новых знаний, лучшей социализации личности в современном быстроменяющемся мире. Изучение логики развивает: ясность и четкость мышления; способность предельно уточнять предмет мысли; внимательность, аккуратность, обстоятельность, убедительность в суждениях; умение абстрагироваться от конкретного содержания и сосредоточиться на структуре своей мысли. 7.1. Основные определения. Логические связки, элементарные и составные высказывания Алгебра логики — это математический аппарат, с помощью которого записывают, вычисляют, упрощают и преобразовывают логические высказывания. Логическое высказывание — это любое повествовательное предложение, в отношении которого можно однозначно сказать, истинно оно или ложно. Например, предложение “Число 7 — нечетное” следует считать высказыванием, так как оно истинное. Предложение “Число 16 делится на 3” — тоже высказывание, но ложное. Не всякое предложение является высказыванием. Алгебра логики рассматривает любое высказывание только с одной точки зрения — является ли оно истинным или ложным. 246 Употребляемые в обычной речи слова и словосочетания «и»,«не», «или», «если …, то», «тогда и только тогда» и др. позволяют из уже заданных высказываний строить новые высказывания. Такие слова и словосочетания называются логическими связками. Высказывания, образованные из других высказываний с помощью логических связок, называются составными. Высказывания, не являющиеся составными, называются элементарными. Например, из элементарных высказываний «Сергей — врач», «Сергей — шахматист» при помощи связки «и» можно получить составное высказывание «Сергей — врач и шахматист». С помощью связки «или» из этих же высказываний можно получить составное высказывание «Сергей — врач или шахматист», понимаемое в алгебре логики как «Сергей или врач, или шахматист, или и врач и шахматист одновременно». Истинность или ложность получаемых таким образом составных высказываний зависит от истинности или ложности элементарных высказываний. Чтобы обращаться к логическим высказываниям, им назначают имена. Пусть через А обозначено высказывание «Информатика изучает состав ЭВМ», а через В — высказывание «Информатика изучает программное обеспечение». Тогда составное высказывание «Информатика изучает состав ЭВМ и программное обеспечение» можно записать как А и В. Здесь «и» — логическая связка, А, В — логические переменные, которые могут принимать только два значения — «истина» или «ложь», обозначаемые соответственно «1» и «0». Каждая логическая связка рассматривается как операция над логическими высказываниями и имеет свои название и обозначение. 7.2. Операции над логическими высказываниями. Таблицы истинности. Законы алгебры логики Операция, выражаемая словом «не», называется отрицанием и обозначается чертой над высказыванием (или   знаком ). Высказывание А истинно, когда А ложно, и 247 ложно, когда А истинно. Например, «Луна — спутник Земли  (А)», «Луна — не спутник Земли ( А)». Операция, выражаемая связкой «и», называется конъюнкцией (лат. Conjunctio – соединение), или логическим  умножением, и обозначается знаком (может обозначаться или  точкой &). Высказывание А В истинно тогда и только тогда, когда оба высказывания А и В истинны. Например, высказывание «10 делится на 2 и 5 больше 3» истинно, а высказывания «10 делится на 2 и 5 не больше 3», «10 не делится на 2 и 5 больше 3», «10 не делится на 2 и 5 не больше 3» — ложны. Операция, выражаемая связкой «или», называется дизъюнкцией (лат. Disjunctio — разделение), или логическим сложением, и обозначается знаком v (или плюсом). Вы-  сказывание A B ложно тогда и только тогда, когда оба высказывания А и В ложны. Например, высказывание «10 не делится на 2 или 5 не больше 3» ложно, а высказывания «10 делится на 2 или 5 больше 3», «10 делится на 2 или 5 не больше 3», «10 не делится на 2 или 5 больше 3» — истинны. Операция, выражаемая связками «если …, то», «из … «… называется следует», влечет …», импликацией (лат.  Implico — тесно связаны) и обозначается знаком . Вы-  сказывание A B ложно тогда и только тогда, когда А истинно, а В ложно. Каким же образом импликация связывает два элементарных высказывания? Покажем это на примере высказываний: А = «Данный четырехугольник — квадрат» и В = «около данного четырехугольника можно описать  окружность». Рассмотрим составное высказывание А В, понимаемое как «если данный четырехугольник — квадрат, то около него можно описать окружность». Есть три  варианта, когда высказывание А В истинно: 1. А истинно и В истинно, т. е. данный четырехугольник — квадрат и около него можно описать окружность; А ложно и В истинно, т. е. данный четырехугольник не является квадратом, но около него можно описать окружность (разумеется, это справедливо не для всякого четырехугольника); 248 7.3. Дизъюнктивная нормальная форма. Совершенная дизъюнктивная нормальная форма Простой конъюнкцией называется конъюнкция логических переменных, в которой каждая логическая переменная встречается не более одного раза (либо сама, либо    ее отрицание). Например, A B C является простой конъюнкцией. Дизъюнктивная нормальная форма (ДНФ) — это нормальная форма, в которой логическая формула имеет вид дизъюнкции конъюнкций логических выражений. Любая логическая формула может быть приведена к ДНФ.     Формулы в ДНФ: A B; A B B.   Формулы не в ДНФ: (A B). Алгоритм построения ДНФ 1. Избавиться от всех логических операций, содержащихся в формуле, заменив их основными: конъюнкцией, дизъюнкцией, отрицанием. Это можно сделать, используя равносильные законы перехода от импликации и эквивалентности к основным логическим операциям:         А В = А B, A~B = ( A B) ( B A). 2. Заменить знак отрицания, относящийся ко всему выражению, знаками отрицания, относящимися к отдельным переменным высказываниям на основании законов де Моргана. 3. Избавиться от знаков двойного отрицания. 4. Применить, если нужно, к операциям конъюнкции и дизъюнкции свойства дистрибутивности и формулы поглощения. Совершенная дизъюнктивная нормальная форма Совершенная дизъюнктивная нормальная форма (СДНФ) — это такая ДНФ, которая удовлетворяет трем условиям: 1) в ней нет одинаковых элементарных конъюнкций; 2) в каждой конъюнкции нет одинаковых логических переменных; 253 3) каждая элементарная конъюнкция содержит каждую логическую переменную из входящих в данную ДНФ, причем в одинаковом порядке. Для любой функции алгебры логики существует своя СДНФ, причем единственная. Алгоритм построения СДНФ по таблице истинности Рассмотрим алгоритм построения СДНФ по заданной таблице истинности: 1. Выделить в таблице истинности строки, в которых выражение истинно. 2. Соединить конъюнкцией содержимое столбцов аргументов для выбранных строк. При этом если в таблице «0», берем логическую переменную с отрицанием, а если в таблице «1», то без отрицания. А В С F(A, B, C) Отмечаем Записываем 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 1 *   A B C 1 0 1 1 *   A B C 1 1 0 0 1 1 1 1 *   A B C 3. Соединить дизъюнкцией полученные выражения:            F(A, B, C) = A B C A B C A B C. Опустим знак конъюнкции для простоты чтения формулы.      F(A, B, C) = A B C A B C ABC. Это и есть искомая формула. 7.4. Конъюнктивная нормальная форма. Совершенная конъюнктивная нормальная форма Простой дизъюнкцией называется дизъюнкция логических переменных, в которой каждая логическая переменная встречается не более одного раза (либо сама, либо 254    ее отрицание). Например, A B C является простой дизъюнкцией. Конъюнктивная нормальная форма (КНФ) — это нормальная форма, в которой логическая формула имеет вид конъюнкции дизъюнкций логических выражений. Для построения КНФ можно воспользоваться алгоритмом для ДНФ, описанным в п. 7.3. Совершенная конъюнктивная нормальная форма Совершенная конъюнктивная нормальная форма (СКНФ) — это такая КНФ, которая удовлетворяет трем условиям: 1) в ней нет одинаковых элементарных дизъюнкций; 2) в каждой дизъюнкции нет одинаковых логических переменных; 3) каждая элементарная дизъюнкция содержит каждую логическую переменную из входящих в данную КНФ в одинаковом порядке. Для любой функции алгебры логики существует своя СКНФ, причем единственная. Алгоритм построения СКНФ по таблице истинности Рассмотрим алгоритм построения СКНФ по заданной таблице истинности: 1. Выделить в таблице истинности строки, в которых выражение ложно. 2. Соединить дизъюнкцией содержимое столбцов аргументов для выбранных строк. При этом если в таблице «1», берем логическую переменную с отрицанием, а если в таблице «0», то без отрицания. А В С F(A, B, C) Отмечаем Записываем 0 0 0 0 *   A B C 0 0 1 1 0 1 0 0 *   A B C 0 1 1 0 *   A B C 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 255 3. Соединить конъюнкцией полученные выражения:            F(A, B, C) = (A B C) (A B C) (A B C) Это и есть искомая формула. Если она громоздка, то ее следует упростить, используя законы. 7.5. Логические задачи При решении логических задач средствами алгебры логики используется следующая схема решения: 1) изучается условие задачи; 2) вводится система обозначений для логических высказываний; конструируется логическая формула, описывающая логические связи между всеми высказываниями условия задачи; 4) определяются значения истинности этой логической формулы; 5) из полученных значений истинности формулы определяются значения истинности введенных логических высказываний, на основании которых делается заключение о решении. Решим следующие задачи. Задача 7.1. Внимание Андрея, Дениса и Марата привлек промчавшийся мимо них автомобиль. — Это английская машина марки «Феррари», — сказал Андрей. — Нет, машина итальянская марки «Понтиак», — возразил Денис. — Это «Сааб», и сделан он не в Англии, — сказал Марат. Оказавшийся рядом знаток автомобилей сказал, что каждый из них прав только в одном из двух высказанных предположений. Какой же марки этот автомобиль и в какой стране изготовлен? Решение Решим эту задачу путем логических размышлений. Известно, что в каждом высказывании ребят верно только одно предположение, используем это. 256 Рассмотрим высказывание Андрея. Предположим, верно то, что машина английская, тогда машина не «Феррари». высказывания Дениса уже следует, что машина «Понтиак». Однако получаем, что в высказывании Марата нет ни одного верного предположения. Получили противоречие условию задачи. Вывод:  в высказывании Андрея верно, что машина «Феррари»; высказывании Дениса верно, что машина итальянская; высказывании Марата верно то, что машина не английская. Значит, машина итальянская и это «Феррари». Ответ: Машина «Феррари», изготовлена в Италии. Задача 7.2. Три свидетеля дали показания, что преступники скрылись с места преступления: а) на черном «Бьюике»; б) на синем «Форде»; в) не на черном «Крайслере». Каждый из них в чем-то одном ошибался. На какой машине скрылись преступники? Решение Решим эту задачу путем логических размышлений. Известно, что в каждом высказывании верно только одно предположение, используем это. Предположим, что в первом высказывании верно второе предположение, т. е. преступники скрылись на «Бьюике», но он не был черным, тогда из второго предположения следует, что машина синего цвета. В третьем предположении верно то, что машина не черная. Вывод: У преступников был синий «Бьюик». Ответ: На синем «Бьюике». 257 Решение Пусть А = «Клад есть за первой дверью», В = «Клад есть за второй дверью». Тогда начальные условия формализуются следующим образом: 1) B;   2) B A. Предположим, что оба высказывания истинны. Применим к ним операцию конъюнкции и получим тождественный ноль, что означает невозможность данной ситуации.     В B A 0. Предположим, что оба высказывания ложны, тогда имеем                  B ( B A) B (B A) BB B A B A. Полученный результат означает, что условия задачи выполняются только в случае, когда оба высказывания ложны, а это означает, что клада нет ни за одной дверью. Ответ: Клада нет ни за одной дверью. 7.6. Основные принципы построения логических схем. Принцип кодирования информации электрическими сигналами Логические операции дизъюнкция, конъюнкция и отрицание часто представимы в виде логических схем. Ниже приводятся обозначения логических операций в виде схем: и или не Построим логическую схему для логического выраже-    ния F = a b c и определим значение выходного сигнала при a = 1, a = 1, c = 1. 259 A1 0 и B0 0 или 0 C1 не 1. Конъюнкция 1 и 0 дает нам 0. 2. Отрицание 1 – это 0. 3. Дизъюнкция двух нулей — ноль. Таким образом, на выходе получаем ноль. А теперь выполним обратные действия. По логической схеме восстановим логическое выражение. А или В. 2. Не С. 3. (А или В) или В или Не С. Двоичная система счисления широко используется в информатике. Это связано с тем, что электронные элементы, на которых построены современные ЭВМ, могут находиться только в двух хорошо различимых устойчивых рабочих состояниях. Эти элементы представляют собой обычные выключатели. Как известно, выключатель может быть либо включен, либо выключен. Одно из состояний выключателя обозначается цифрой 1, другое — цифрой 0. Итак, информация в ЭВМ кодируется 0 и 1. Выясним, как это реализуется. Значение двоичного числа, равного 1, называют логической единицей, а число 0 называют логическим нулем. В простейшем случае за логическую единицу можно принять наличие напряжения в проводе, а отсутствие напряжения — за логический ноль. На практике поступают несколько иначе: напряжение в 260 Вход S Вход R Выход Q Выход P 1 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 1 Вход R называют входом установки триггера в нулевое состояние, а вход S — в единичное. Триггер имеет два выхода: Q — прямой выход, P — инверсный. Задача 7.4. Оперативная память компьютера — 32 Мб. Сколько триггеров она содержит? Решение: N . Представим 32 Мб в виде 2       5 10 5 10 10 5 10 10 32 Мб = 2 2 Кб = 2 2 2 байт = 2 2 2 2 3 28 бит = 2 . 28 Следовательно, требуется 2 триггеров. 7.7. Задания для самостоятельного выполнения Задание 1 Какие из нижеприведенных предложений являются высказываниями? Определите их истинность. 1. Электрон — элементарная частица. 2. В русском языке только гласные буквы. 3. Кто сегодня дежурный? 4. Чему равно расстояние от Земли до Солнца? 5. Все студенты — отличники. Задание 2 Из двух элементарных высказываний постройте сложное высказывание, используя логические связки «и», «или»: 1. У меня есть принтер. У меня есть сканер. 2. Микропроцессор выполняет логические операции. Микропроцессор выполняет арифметические операции. 3. Синий мяч меньше красного. Синий мяч меньше зеленого. Часть студентов изучает графические редакторы. Остальные студенты изучают системы управления базами данных. 5. Х>Y, Z>Y. Задание 3 Определите значения логического выражения    (a > b) (a = c), если: 1. а = 4, b = 5, с = 1 2. а = 0, b = 5, с = 6 3. а = 4, b = 0, с = 1 4. а = 4, b = -4, с = 4 Задание 4 Составьте таблицы истинности для следующих логических выражений:    1. F = (a b) c    2. F = a b c    3. F = a b c    4. F = (a b) b Какое логическое выражение тождественно истинное? Задание 5 Докажите справедливость утверждений:      1. x y (x y)   2. x yx x    3. x x y 1 Задание 6 Упростите логические выражения с применением законов алгебры логики:          1. x (x y) (y (x y))         2. (x y (y x)) (x y) Задание 7 Составьте логические схемы по логическим выражениям и определите значения выходных сигналов при а = = 0, b = 1, c = 1. 264 первые буквы устройств в том порядке, в котором необходимо устанавливать для них драйвера. (В — внешний жесткий диск, К — музыкальная клавиатура, М — монитор, П — принтер, С — сканер). Ответ: МПСВК. 7.8. Тестовые задания 1. Какое логическое выражение равносильно выражению     F = (x y) z:      1) F = x y z      2) F = ( x y) z    3) F = x y z    4) F = (x y) z 2. Символом F обозначено одно из указанных ниже логических выражений от трех аргументов: X, Y, Z. Дан фрагмент таблицы истинности выражения F: X Y Z F 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 Определите F              1) x y z 2) x y z 3) x y z 4) x y z 3. Структурная формула для логической схемы не A F или и B не C имеет вид:                1) (A B) C 2) ( A B) C 3) ( A B) C 4) (A B) C 4. На входе логической схемы (см. задание 3) при F = 0 невозможна следующая комбинация сигналов (A, B, C): 1) (0; 1; 1) 2) (0; 1; 0) 3) (1; 1; 0) 4) (0; 0; 0) 269 ((X<5) 5. Для какого числа X истинно высказывание X>1  (X<3))? 1) 1 2) 2 3) 3 4) 4  6. Для какого числа X истинно высказывание((X < 5) (X <   < 3)) ((X < 2) (X> 1))? 1) 1 2) 2 3) 3 4) 4 7. Для какого слова истинно высказывание: (Вторая буква   согласная Последняя буква гласная) Первая буква гласная? 1) ГОРЕ 2) ПРИВЕТ 3) КРЕСЛО 4) ЗАКОН 8. Для какого названия станции метро истинно высказывание: буква согласная Вторая буква согласная) ~ Название содержит букву «л»)? Знаком ~ обозначается операция эквивалентности (результат X ~ Y – истина, если значения X и Y совпадают). 1) Маяковская 2) Отрадное 3) Волжская 4) Комсомольская 9. Для каких значений X и Y истинно высказывание:   (Y +1 > X) (Y+X < 0) (X > 1)? 1) X = 0,5; Y = –1,1 2) X = 1,1; Y = –4 3) X = –1; Y = –4 4) X = –1/10; Y = –1,1 10. Студенты Романов, Самойлов и Фролов учатся на разных факультетах университета (историческом, математическом и химическом). Все они приехали из разных городов — Новочеркасска, Азова и Краснодара, причем один из них увлекается футболом, другой — баскетболом и третий — волейболом. Известно, что: Романов не из Краснодара, а Самойлов из Азова; студент, приехавший из Краснодара, учится на историческом факультете; студент из Азова учится на факультете химии и увлекается футболом; Фролов учится на историческом факультете; студент математического факультета не любит волейбол. Определите, чем занимается студент из Краснодара. 270 1) футболом 2) баскетболом 3) волейболом 4) хоккеем 11. Три товарища — Степан, Миша, Валера — пошли за ягодами, причем каждый из них шел вместе со своей сестрой. Девочек звали: Катя, Марина, Оля. Мальчики быстро наполнили ягодами свои корзинки и стали помогать девочкам. Оказалось, что ни один из них не клал ягод в корзинку своей сестры и что Миша несколько ягод положил в корзинку Кати, Степан несколько ягод положил в корзинки Кати и Оли. Определите, как зовут сестру Миши. 1) Катя 2) Марина 3) Арина 4) Оля 12. Пять студентов из пяти городов России прибыли на олимпиаду по информатике. На вопрос «Откуда вы?» они ответили: 1. Лихачев: «Я приехал из Ростова-на-Дону, а Тимофеев из Пензы». 2. Симакин: «Я приехал из Ростова-на-Дону, а Антонов из Саратова». 3. Антонов: «Я приехал из Ростова-на-Дону, а Тимофеев из Тулы». 4. Тимофеев: «Я приехал из Пензы, а Саркисянц из Омска». 5. Саркисянц: «Я приехал из Омска, а Лихачев живет в Туле». Известно, что одно из утверждений каждого школьника верно, а другое ложно. Определите, из какого города приехал Симакин. 1) Саратова 2) Ростова-на-Дону 3) Пензы 4) Тулы 7.9. Ответы Задание 3 1. Истина Решение не (4>5) и не (4 = 1) = не (Ложь) и не (Ложь) = Истина и Истина = Истина 271 2. Èñòèíà 3. Ëîæü 4. Ëîæü Çàäàíèå 4 1. A b c    F = (a b) c 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 0 2. A b c    F = a b c 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 3. A b c   F = a b c 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 0 272 Глава 8 ТЕХНОЛОГИЯ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ В ЭЛЕКТРОННЫХ ТАБЛИЦАХ Введение Изложенный в данной главе материал позволит:   развить общее представление о современной структуре электронных таблиц и основных принципах работы в электронных таблицах;   сформировать систему базовых понятий и терминологий, теоретических основ в области технологии обработки информации;   сформировать навыки решения прикладных задач в области, связанной с применением возможностей электронных таблиц. Идея создания электронной таблицы (ЭТ) возникла в 1979 г. Первая электронная таблица предназначалась для рационализации экономических вычислений и не отличалась множеством функций. На сегодняшний день одной из самых популярных программ, предназначенных для решения задач, представимых в виде таблиц, является табличный процессор Microsoft Excel. В целом табличные процессоры ориентированы прежде всего на решение экономических задач. Электронные таблицы позволяют проводить численные эксперименты с математическими моделями; ЭТ можно использовать как простую базу данных; ЭТ позволяют нам создавать сложные и красиво оформленные документы (реклама, план, графики работ). С их помощью можно решать бухгалтерские и математические задачи, обрабатывать различные тесты, вести семейный бюджет и т. д. 275 8.1. Назначение и структура электронных таблиц. Основные принципы работы Таблица является наиболее простым способом структурирования и хранения данных. Таблица состоит из строк и столбцов. Строки нумеруются цифрами, а столбцы — латинскими буквами. Примерами таблиц являются различные ведомости, бланки, школьный журнал и т. д. В Microsoft Excel существует понятие типа данных ячейки. Данные разных типов, так же как и в языках программирования, занимают разный объем в памяти компьютера. Ячейка может содержать данные следующих типов: числовой, текстовый, формулы. Используемые числовые типы приведены на рис. 8.1. Рис. 8.1. Примеры числовых типов данных Рассмотрим пример из школьной практики. Пример 8.1. В конце года учащиеся сдают экзамены. Необходимо определить, насколько успешно сданы экзамены в классе N. Есть список класса и результаты экзаменов, необходимо 276 подсчитать средний балл для каждого ученика из класса. Для решения этой задачи составим таблицу (табл. 8.1). Таблица 8.1 Фамилия Алгебра Биология Химия Средний балл Бобров 3 5 5 Верещагина 3 4 4 Маринченко 4 5 4 Медведева 4 4 4 Петренко 3 4 5 Попова 5 5 5 В таблицу занесены предметы, фамилии учащихся и их результаты по экзаменам. Внесенная информация называется исходной (первичной). Для вычисления среднего балла каждого учащегося можно использовать специальную функцию Excel. Полученный результат будет называться производной (вторичной) информацией. Итак, часть таблицы содержит первичные или исходные данные, а часть — производные. Производная информация является результатом различных операций над первичной информацией. В MS Office 2007 г. документом Excel является файл с расширением .xlsx, в предшествующих версиях — с расширением .xls. В терминах Excel документ называется рабочей книгой. При запуске программы открывается окно, содержащее новую рабочую книгу. В каждой книге содержатся электронные таблицы, которые называются рабочими листами. По умолчанию книга содержит 3 рабочих листа, но их количество может быть увеличено. В окне документа отображается активный лист, а на левом конце горизонтальной полосы прокрутки находятся ярлычки листов и кнопки прокрутки для их просмотра. Таблицы создаются на рабочем листе. Рабочий лист разделен на строки и столбцы, которые, пересекаясь, образуют ячейки. В ячейки вводится содержимое таблицы. Рабочий лист состоит из 256 столбцов и 65 536 строк. По умолчанию строки нумеруются, а столбцы обозначаются одной или двумя латинскими буквами. Для обозначения 277 Рис. 8.3. Диапазон значений ячеек Чтобы выделить диапазон ячеек с помощью мыши, нужно: 1. Сделать щелчок по ячейке в углу диапазона. 2. Перетащить указатель к противоположному углу диапазона и отпустить кнопку мыши. Выделение нескольких диапазонов 1. Выделить первый диапазон. 2. Удерживая нажатой клавишу Ctrl, выделить остальные диапазоны. 3. Отпустить клавишу Ctrl. Выделение строк и абзацев Некоторые операции ускоряются, если строка или столбец выделены целиком (например, форматирование ячеек). Чтобы выделить столбец или строку, необходимо щелкнуть левой кнопкой мыши на заголовке столбца или строки. 8.2. Ввод данных, формулы, функции Ячейки рабочего листа Excel могут содержать значения или формулы. Постоянные значения, содержащиеся в ячейках, — это числа, текст, даты, время, логические значения и значения ошибок, например ошибка #Число! 279 возникает, когда Excel не может правильно истолковать формулу в ячейке. Введенные в ячейку данные отображаются и в строке формул. Рассмотрим ввод в ячейку чисел, текста, даты и времени. — это постоянные значения, содержащие ограниченное количество символов: 1,2,3,4,5,6,7,8,9,0,-,+, /, Е По умолчанию Excel сдвигает числа к правой границе ячейки. Текст включает в себя буквы, цифры, специальные символы. Текст автоматически выравнивается по левой границе ячейки. Если возникает необходимость внесения числа как текста, то нужно перед числом поставить апостроф, например ’64,00. Другой способ = "64,00". Excel также позволяет вводить в ячейку дату или время. Формулы Формула — это последовательность символов, начинающаяся со знака равно ( = ). В формулу могут входить данные разного типа, но мы будем считать ее арифметическим выражением, в которое можно записать числа, адреса ячеек и функции, соединенные между собой знаками арифметических операций. Например, = F2+ C5*3. После ввода знака « = » Excel переходит в режим ввода формулы. В этом режиме, при выделении какой-либо ячейки, ее адрес автоматически заносится в формулу. Это позволяет избавить пользователя от необходимости знать адреса ячеек и вводить их в формулу с клавиатуры. Функции   Функция — это переменная величина, значение которой зависит от аргументов.   Ввод функции всегда начинается со знака равно ( = ).   Функция имеет имя и, как правило, аргументы, заключенные в круглые скобки ( ). Скобки присутствуют обязательно, даже если у функции нет аргументов (например, функция Pi()). В качестве аргументов могут выступать числа, адреса ячеек, диапа280 зоны ячеек, арифметические выражения и функции. Для удобства работы с функциями в Excel предусмотрен Мастер функций (рис. 8.4). Вызвать Мастер функций можно, нажав на кнопку f в строке формул, или выбрать инструмент x «Вставить функцию f » ленты «Формулы». x Рис. 8.4. Мастер функций В появившемся диалоговом окне можно найти функцию по категории или ввести краткое описание действия, которое необходимо выполнить, и нажать кнопку «Найти». Рис. 8.5. Вычисление суммы На рис. 8.5. показано вычисление суммарной выручки от продажи молочных продуктов за март. 8.3. Автовычисления, автосуммирование В самой нижней строке экрана находится строка состояния. Если выделить блок чисел, то в строке состояния, как правило, отображается сумма чисел в выделенном 281 блоке. Если щелкнуть правой кнопкой в любом месте строки состояния, появится контекстное меню, содержащее возможные функции автовычисления. Для выбора любой из них надо щелкнуть мышкой на названии функции. Кнопка Автосуммирование находится на вкладке Главная в разделе Редактирование. Она позволяет вычислять сумму чисел в строке или столбце блока. Для вычисления суммы надо:   Выделить ячейку под или справа от блока суммирования.  Щелкнуть по кнопке автосуммирования.   Блок суммирования выделяется автоматически. В случае если необходимо выделить другой блок — выделите блок самостоятельно.   Для суммирования строк и столбцов блока сразу выделите блок вместе с ячейками для суммы, щелкните кнопку автосуммирования и нажмите Enter. 8.4. Копирование, сортировка данных В электронных таблицах часто требуется проводить операции не просто над двумя ячейками, но и над массивами (столбцами или строками) ячеек. То есть все формулы или функции результирующего массива аналогичны и отличаются друг от друга только адресом строк или столбцов. От проведения однотипных действий в каждой ячейке строки (или столбца) избавляет следующий прием копирования формулы: 1. Убедитесь, что активна (выделена курсорной рамкой) именно та ячейка, в которой находится предназначенная для копирования формула. 2. Не нажимая на кнопки мыши, подведите указатель мыши к нижнему правому углу курсорной рамки. Должен появиться тонкий черный крест. 3. Нажмите на левую кнопку мыши и, удерживая ее, выделяйте диапазон в нужном направлении до тех пор, пока не выделятся все ячейки, в которые вы хотите скопировать данную формулу (функцию). 4. Отпустите левую кнопку мыши. 282 При копировании в формуле или функции происходит изменение относительных адресов (табл. 8.2). Таблица 8.2 Результаты копирования Вид копирования Результат Вверх Уменьшается на один номер строки Вниз Увеличивается на один номер строки Вправо Увеличивается на один номер столбца Влево Уменьшается на один номер столбца Напоминаем, что абсолютные адреса ячеек остаются неизменными. Пример 8.2. В ячейке В2 записана формула = А$2 + C2. Формула копируется в ячейку В3. Какой вид она приобретет? Решение В данном случае формула копируется вниз на одну ячейку, поэтому в относительных адресах увеличится на один номер строки. Формула приобретет следующий вид: = А$2+ C3. Сортировка данных Сортировку данных можно выполнять по тексту (от А к Я или от Я к А), числам (от наименьших к наибольшим или от наибольших к наименьшим), а также датам и времени (от старых к новым или от новых к старым) в нескольких столбцах. Можно также выполнять сортировку по формату, включая цвет ячеек, цвет шрифта, а также по значкам. Большинство сортировок применяются к столбцам, но возможно также применить сортировку к строкам. Рассмотрим принцип сортировки данных на примере сортировки текстовых данных. Чтобы осуществить сортировку по столбцу, содержащему названия районов (рис. 8.6), необходимо: 1. Выделить данные, которые подвергаются сортировке. 2. Воспользоваться инструментами панели «Сортировка и фильтр» ленты «Главная». 283 Рис. 8.6. Сортировка данных Сортировка выделенного диапазона может производиться по возрастанию или по убыванию. В данном примере выбрана сортировка по возрастанию значений первого столбца. В результате на первом месте будет стоять Железнодорожный район, на втором — Кировский, на третьем — Ленинский и на последнем месте окажется Советский район. 8.5. Фильтрация данных C помощью фильтрации данных на листе можно быстро находить нужные значения. Выполнять фильтрацию можно по одному или нескольким столбцам данных. С помощью фильтра можно контролировать не только отображаемые, но и исключаемые данные. Можно выполнять фильтрацию на основе выбранных в списке параметров или создавать специальные фильтры, чтобы сконцентрироваться на необходимых данных (рис. 8.7). Рис. 8.7 При фильтрации с помощью поля Поиск в интерфейсе фильтра можно выполнять поиск текста и чисел. 284 Если при фильтрации данных значения в одном или нескольких столбцах не удовлетворяют условиям фильтрации, строки будут скрыты целиком. Выполнять фильтрацию можно по числовым или текстовым значениям или по цвету ячеек, к тексту или фону которых применено цветное форматирование. Используя условия, можно создавать пользовательские фильтры, сужающие диапазон отображаемых данных. Выберите в списке элемент Числовые фильтры или Текстовые фильтры. Появится меню, с помощью которого можно выполнить фильтрацию с использованием различных условий. Выберите условие, а затем выберите или введите критерий. Нажмите кнопку И, чтобы объединить критерии, которые должны быть выполнены, или кнопку ИЛИ, чтобы проверить выполнение только одного из нескольких условий. 8.6. Диаграммы и графики Диаграммы — это удобное средство графического представления данных. Они позволяют оценить имеющиеся величины лучше, чем самое внимательное изучение каждой ячейки рабочего листа. Диаграмма может помочь обнаружить ошибку в данных. Ехсеl поддерживает несколько типов диаграмм: гистограмма, график, круговая, точечная, линейчатая, с областями, кольцевая, пузырьковая, лепестковая, биржевая (рис. 8.8). При создании новой диаграммы по умолчанию в Excel установлена гистограмма. Есть специальные термины, применяемые при построении диаграмм. Ось X называется осью категорий и значения, откладываемые на этой оси, называются категориями. Значения отображаемых в диаграмме функций и гистограмм составляют ряды данных. Ряд данных — последовательность числовых значений. При построении диаграммы могут использоваться несколько рядов данных. Все ряды должны иметь одну и ту же размерность. 285 Рис. 8.8. Типы диаграмм Легенда — расшифровка обозначений рядов данных на диаграмме. Для построения диаграммы необходимо: 1. Выделить данные, по которым необходимо построить диаграмму. 2. Выбрать вид диаграммы, воспользовавшись инструментами панели «Диаграммы» ленты «Вставка». После построения диаграммы можно изменить:   размеры диаграммы;   положение диаграммы на листе;   шрифт, цвет, положение любого элемента диаграммы;  тип диаграммы;   исходные данные;   параметры диаграммы. Пример 8.3. 2 Построим график функции y = x на отрезке [–2,2] с шагом 0,5. 286 8.7. Использование команды «Подбор параметра» В этом разделе необходимо освоить методику расчета данных с помощью команды «Подбор параметра». Решение задач — одно из важнейших применений Microsoft Excel. Самый простой инструмент анализа — «Подбор параметра». Microsoft Excel автоматически подбирает параметры целевой функции до получения необходимого значения. Формула в целевой функции должна логически зависеть от подбираемого параметра. В Microsoft Excel встроены инструменты для решения задач статистического, инженерного анализа, сложных задач со многими неизвестными и ограничениями, в частности решения задач оптимизации того или иного параметра. Эти инструменты существуют в Microsoft Excel в виде надстроек и устанавливаются через пункт меню Сервис — Надстройки. Рассмотрим использование команды «Подбор параметра» на примере решения прикладной задачи о расчете зарплаты сотрудникам автомастерской. Пример 8.4. Пусть известно, что в штате автомастерской состоят 6 разнорабочих, 8 слесарей, 10 мастеров, 3 заведующих блоками, бухгалтер, сторож, дворник и директор. Общий месячный фонд зарплаты составляет 1 000 000 рублей. Необходимо определить, какими должны быть оклады сотрудников автомастерской. Теоретические сведения Построим модель решения этой задачи. За основу возьмем оклад разнорабочего, а остальные оклады будем вычислять, исходя из него: во столько-то раз или на столько-то больше. Говоря математическим языком, каждый оклад является линейной функцией от оклада · С + В , где С — оклад разнорабочего; разнорабочего: A и и А и В — коэффициенты, которые для каждой должности определяют следующим образом:  слесарь получает в 1,5 раза больше разнорабочего (А = 1,5; В = 0); 2 2  мастер — в 3 раза больше разнорабочего (В = 0; 3 А = 3); 3 290  заведующий блоком — на 3000 рублей больше, чем мастер (А = 3; B = 3000); 4 4  сторож — в 2 раза больше разнорабочего (А = 2; 5 В = 0); 5  дворник — на 2000 рублей больше слесаря (А = 1,5; 6 В = 2000); 6  бухгалтер — в 4 раза больше разнорабочего (А = 4; 7 В = 0); 7  директор — на 5000 рублей больше бухгалтера (А = 4; В = 5000). 8 8 Зная количество человек на каждой должности, нашу модель можно записать как уравнение N · C + N · (C + B ) +... + N · (A · C + B ) = 1 000 000, i1 2 2 8 8 8 где N — число разнорабочих, N — число слесарей и т. д. 1 2 В этом уравнении нам известны A ... A , B ... B и N ... 1 8 1 8 1 N , а С — неизвестно. Анализ уравнения показывает, что 8 задача составления расписания свелась к решению линейного уравнения относительно С. Выполнение работы. Введите исходные данные в рабочий лист электронной таблицы, как показано на рис. 8.14. Рис. 8.14. Таблица с исходными данными 291 8.8. Задания для самостоятельного выполнения Задание 8.1. Вычислите значения следующих функций: Аргументы задайте произвольно; используйте их при построении математических функций: ln, exp, sin, cos, Y = ln(1+2x) x Y = e sin x  1 Y sin x 2 3 2 2 Y = sin (x +3x)+cos (x+1) Задание 8.2. Создайте таблицу, содержащую сведения о ценах на продукты. Заполните пустые клетки таблицы произвольными ценами, кроме столбца «Среднее значение» и строки «Всего». Используйте функции СУММ и СРЗНАЧ. Октябрь Ноябрь Декабрь Среднее значение Молоко Масло Сметана Творог Всего Задание 8.3.   Постройте два массива из 5 элементов.   Запишите формулу для вычисления произведения сумм двух одномерных массивов A и B, т. е. n n     R a b ; i i   i 1 i 1 где a и b — соответствующие элементы массивов, а n — i i их размерность.   Найдите сумму трех наименьших элементов массивов. Используйте функцию НАИМЕНЬШИЙ. 293   Вычислите сумму положительных чисел в обоих массивах. Для этого используйте функцию СУММЕСЛИ.  Вычислите количество отрицательных чисел в массиве а. Используйте функцию СЧЕТЕСЛИ.   Найдите сумму чисел, больших чисел, записанных в ячейке листа. Пример: = СУММЕСЛИ(A2:E2;”>”&A1; A2:E2).   Вычислите среднее арифметическое положительных чисел и среднее арифметическое абсолютных величин отрицательных чисел в обоих массивах. Для решения задания используйте функции СУММЕСЛИ, СЧЕТЕСЛИ и ABS. Задание 8.4. Создайте таблицу, построенную на основе наблюдений метеостанции г. Ростова-на-Дону за количеством осадков в каждом месяце года в течение трех последних лет и определите:   минимальное месячное количество осадков за три года;   суммарное количество осадков, выпавшее за три года;   среднемесячное количество осадков по каждому году;   среднемесячное количество осадков по итогам трехлетних наблюдений;   максимальное количество осадков по итогам трехлетних наблюдений;   количество засушливых месяцев за все три года, в которые выпало меньше 10 мм осадков;   количество месяцев в каждом году с осадками более 100 мм;   использовать функции СУММ, СРЗНАЧ, МИН, МАКС, СЧЕТЕСЛИ. Задание 8.5. (Автозаполнение)   Заполнить ячейки блока А1:Е5 целыми числами.   Посмотреть сумму чисел в блоке А1:Е5.   Посмотреть количество чисел в блоке А1:Е5. 294 Используя список студентов (файл «Студенты.xls»):   отобразите список студентов, у которых не введена дата рождения;   отобразите список студентов, у которых не введена дата зачисления;   заполните пустые даты произвольными значениями;   отобразите 5% студентов, имеющих наивысший средний балл;   отобразите три фамилии самых молодых студентов;   отобразите список студентов, родившихся в январе;   отобразите список студентов, родившихся в мае;   отобразите список студентов, у которых фамилия начинается с символа «С»;   отобразите список студентов, у которых имя начинаются с символа «А». Задание 8.10. Постройте график функции y = sin 3x*cos x на интервале x [0.1; 2.0] с шагом 0.1 Задание 8.11. Определите оклад разнорабочего, если месячный фонд заработной платы увеличится на 20%. 8.9. Тестовые задания 1. В электронных таблицах относительный адрес ячейки образуется: 1. Из имени столбца 2. Из имени строки 3. Из имени столбца и строки 4. Произвольно 2. Какая из перечисленных ссылок на ячейку F4 является абсолютной только по столбцу? 1) $F4 2) $F$4 3) F4 4) F$4 3. В электронных таблицах выделена группа ячеек А1:В3. Сколько ячеек входит в эту группу? 1) 6 2) 3 3) 4 4) 9 297 4. В ячейке С2 записана формула = А1+В$2. Какой вид она приобретет при копировании в ячейку С4? 1) = А3+В$3 2) = A3+B2 3) = A3+B$2 4) = А3+В3 5. Результатом вычислений в ячейке С1 будет: А В С 1 5 = A1*2 = A1+B1 1) 20 2) 15 3) 10 4) 5 6. Результатом вычислений в ячейке С1 будет: А В С 1 5 = A1*2 = CУММ (А1:В1)*А1 1) 70 2) 150 3) 50 4) 75 7. Дан фрагмент электронной таблицы, содержащий числа и формулы. А В С 1 0.1 2 1 = A2*2 3 = В2*$A$1 4 Значение в ячейке B4 после копирования в нее ячейки B3 и выполнения вычислений по формулам будет равно 1) 0,4 2) 0,02 3) 0,2 4) 0,004 8. Дан фрагмент электронной таблицы, содержащий числа и формулы. А В С 1 2 2 1 = A2*2 3 = A2+A1 = A3*B2 4 = СУММ(A1:B3) После выполнения расчетов по формулам значение в ячейке B4 будет равно 298 8.10. Пояснения к тестам Задание № 7:   Значение ячейки B2 будет равно 2,   значение ячейки В3 будет равно 0.2,   в ячейке В4 будет формула ‘ = B3*$A$1’,   значение ячейки В4 будет равно 0.02. Задание № 12 По диаграмме I можно найти общее количество рабочих 25+40+20+15 = 100. Из диаграммы II видно, что слесари и фрезеровщики составляют по 25% от общего количества рабочих, а токари – 50%. Значит, слесарей — 25, фрезеровщиков — 25, токарей — 50 человек. Проанализируем предложенные утверждения. Утверждение А. Рабочих третьего разряда 40 человек. Токарей – 50. Значит, все рабочие третьего разряда могут быть токарями. Значит, высказывание А – истинно. 8.11. Ответы Вопрос 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Ответ 3 1 1 3 2 4 2 3 4 10 11 12 2 1 1 301 Глава 9 ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Введение Компьютерные коммуникации сегодня формируют новое поле информационной культуры, в котором реализуется деятельность современного общества. Распространение «сетевой» логики сказывается на ходе и результатах процессов, связанных с производством, повседневной жизнью и культурой. В настоящей главе разобраны базовые принципы организации и функционирования компьютерных сетей, рассмотрены «облачные» сервисы, способы общения в глобальной сети Интернет, оценены возможные риски. 9.1. Базовые принципы организации и функционирования компьютерных сетей Компьютерная сеть — это система двух или более компьютеров, связанных каналами передачи информации. Компьютерные сети являются неотъемлемой частью современного общества, а их назначение можно выразить одной фразой: «совместный доступ, или совместное использование». компьютерных сетей обусловлено необходимостью объединения ЭВМ с целью усовершенствования обработки и передачи информации, обеспечении безопасности доступа, а также совместного использования ресурсов. Что такое ресурсы? 302 Ресурсы — это файлы, содержащие какие-либо данные, программы, а также внешние устройства в сети. Для того чтобы компьютеры в сети понимали информацию, передаваемую им, разработаны правила и процедуры передачи данных, называемые протоколами. За время существования компьютерных сетей было создано огромное количество различных протоколов. Одни протоколы создавались открытыми, т. е. для бесплатного применения, а другие — закрытыми. Закрытые протоколы являются собственностью коммерческих компаний и требуют лицензирования для их использования. Однако и открытые, и закрытые протоколы соотносят с эталонной моделью взаимодействия открытых систем (Open Systems Interconnection Reference Model). Эта модель носит название OSI, но часто для нее используют название ISO/OSI, так как описание данной модели было опубликовано в 1984 г. Международной организацией по стандартизации (International Standards Organization, ISO). Модель ISO/OSI представляет собой набор спецификаций, описывающих сети с неоднородными устройствами, требования к ним, а также способы их взаимодействия. Классификация компьютерных сетей Компьютерные сети можно классифицировать по разным признакам. В зависимости от расстояния, которое охватывает сеть, можно выделить три типа: 1) Локальная вычислительная сеть (LAN, Local Area Network) — небольшая группа компьютеров, связанных друг с другом и расположенных обычно в пределах одного здания или организации. 2) Городская сеть (MAN, Metropolitan Area Network) — сеть, соединяющая множество локальных сетей в рамках одного района, города или региона. 3) Глобальная сеть (WAN, Wide Area Network) — сеть, объединяющая компьютеры разных городов, регионов и государств. 303 Если топология является комбинацией нескольких базовых топологий, то она называется гибридной. Примером гибридной топологии может служить «Дерево», являющееся объединением нескольких «звезд». Следует отметить, что топология «Дерево» является наиболее популярной на сегодняшний день. 9.2. Глобальная компьютерная сеть Интернет 9.2.1. История возникновения В 1949 г. в СССР успешно испытали первую атомную бомбу, в 1952 г. была испытана водородная бомба. В 1956 г. военные в США впервые заговорили о необходимости разработки системы защиты от ядерного оружия, но на тот момент эти рассуждения остались без внимания. 4 октября 1957 г. СССР запустил первый искусственный спутник Земли, в результате чего отставание США стало видно невооруженным взглядом. Запуск первого искусственного спутника стал причиной подписания президентом США Дуайтом Эйзенхауэром документа о создании в рамках министерства обороны Агентства по перспективным научным проектам и исследованиям – ARPA (Advanced Research Projects Agency). В августе 1962 г. Джозефом Ликлайдером из Массачусетского технологического института была опубликована серия заметок, в которой обсуждалась концепция «Галактической сети». Автор предвидел создание глобальной сети взаимосвязанных компьютеров, с помощью которой каждый сможет быстро получать доступ к данным и программам, расположенным на любом компьютере. Данная концепция была очень близка к современному состоянию Интернета. В октябре 1962 г. Ликлайдер стал первым руководителем этого компьютерного проекта. В 1967 г. появился план ARPANET. В декабре 1970 г. Сетевая рабочая группа (Network Working Group, NWG) под руководством Крокера создала Протокол управления сетью (Network Control Protocol, NCP). В 1972 г. появилось первое «горячее» приложение — электронная почта. Однако модель 311 NCP не удовлетворяла требованиям окружения с открытой сетевой архитектурой и необходимо было разработать новую версию протокола. Этот протокол позже будет назван Transmission Control Protocol/Internet Protocol (TCP/IP — Протокол управления передачей/Межсетевой протокол). Сама идея открытой сетевой архитектуры была предложена в 1972 г. Сначала предполагалось разработать протокол, специфичный для пакетных радиосетей, по- скольку это избавило бы от необходимости иметь дело с множеством различных операционных систем и позволило бы продолжать использовать протокол NCP. Большое распространение в 1980-е гг. локальных сетей, персональных компьютеров и рабочих станций дало толчок бурному росту Интернета. Технология Ethernet, разработанная в 1973 г. Бобом Меткалфом из Xerox PARC, в наши дни является доминирующей сетевой технологией в Интернете, а персональные компьютеры и рабочие станции стали доминирующими в сети. Переход от небольшого количества сетей с умеренным числом систем с разделением времени (первоначальная модель ARPANET) к множеству сетей привел к выработке ряда новых концепций и внесению изменений в базовые технологии. Развитие Интернета вызвало изменения и в подходе к вопросам управления. Чтобы сделать глобальную сеть более дружественной, компьютерам были присвоены имена, делающие ненужным запоминание числовых адресов. Первоначально, при небольшом количестве компьютеров, было разумно иметь единую таблицу с их именами и адресами. Переход к большому числу независимо администрируемых сетей сделал идею единой таблицы непригодной. Пол Мокапетрис из Института информатики Университета Южной Калифорнии придумал доменную систему имен (Domain Name System, DNS). Одним из самых значимых событий стал перевод ARPANET с протокола NCP на TCP/IP, состоявшийся 1 января 1983 г. Переход тщательно планировался всеми заинтересованными сторонами в течение нескольких предшествующих лет и прошел достаточно гладко. Протокол TCP/IP был принят в качестве военного стандарта тремя годами раньше, в 1980 г. Это позволило военным 312 курсов, олимпиад, а также воспользоваться элементами дистанционного образования. Иными словами, использования «облака» увеличивает возможность организации совместной работы. Минусы облачных технологий 1. Главную обеспокоенность вызывает безопасность данных. Пользование удаленными центрами обработки данных, месторасположение которых может быть вообще неизвестно, представляется как риск. 2. Если у вас не будет доступа в Интернет, то все наши наработки и документы, хранящиеся в «облаках», станут недоступны. 3. Если хозяин «облака» введет ежемесячную плату за использование своего облака, то при просрочке платежа все материалы могут быть утеряны. 9.3. Методы и средства создания и сопровождения сайта Для создания сайта используется язык разметки гипертекста HTML. Язык — это набор инструкций или предписаHTML которые задают способ представления текста и других объектов на экране монитора компьютера. Элементы этого языка называются тегами (от английского слова tag — ярлык, метка). Технология HTML заключается в том, что web-страница получается путем добавления в обычный текстовый документ тегов. Для создания web-страницы можно воспользоваться обычным текстовым редактором Блокнот, который поставляется вместе с операционной системой Windows, можно использовать специальные программы. В программе Блокнот код набирается вручную, а автоматизированные программы его генерируют сами. Структура HTML-документа Документ на языке HTML содержит инструкции, называемые тегами. Тег — это команда для разметки тек324 ста, заключается в скобки <….> (табл. 9.6). Теги бывают одиночными и парными. Документ на языке HTML начинается тегом <HTML> и заканчивается тегом </HTML>. Между ними находятся все другие теги и текст. Тег <HTML> — парный, так как у него есть открывающий и закрывающий элементы. HTML-документы состоят из двух основных частей — заголовка и тела. Каждая из этих частей ограничивается соответствующей парой тегов. Заголовок ограничивается парой тегов <HEAD> и </ HEAD>, а тело — тегами <BODY> и </BODY>. HTML-документ выглядит следующим образом: <HTML> <HEAD> Здесь содержится заголовок </HEAD> <BODY> Здесь содержатся теги тела программы </BODY> </HTML> Раздел заголовка содержит описание параметров, которые используются для специальных целей и в окне браузера никак не отображаются. Обычно это название сайта, сведения об авторе, о языке документа. Можно указать краткое описание сайта и ключевые слова для поисковых машин. Название сайта содержится в парном теге <TITLE>, вложенном в тег <HEAD>. Основное содержание страницы содержится в разделе, обрамляемом парой тегов <BODY> и </BODY>. Это самая важная часть документа, содержащая в себе текст, рисунки, таблицы, ссылки, анимацию и пр. Таблица 9.6 Основные теги форматирования текста <p></p> Создает новый параграф <p align = »?»></p> Выравнивает параграф относительно одной из сторон документа, значения: left, right, justify или center 325 Окончание табл. 9.6 <blockquote></ Создает отступы с обеих сторон текста blockquote> <dl></dl> Создает список определений <ol></ol> Создает нумерованный список <li> Определяет каждый элемент списка и присваивает номер <ul></ul> Создает ненумерованный список <li> Предваряет каждый элемент списка и добавляет кружок или квадратик <div align = »?»></ Используется для форматирования больших div> блоков текста HTML документа, также используется в таблицах стилей <pre></pre> Обрамляет предварительно отформатированный текст <h1></h1> Создает самый большой заголовок <h2></h2> — <h5></ Создает заголовки промежуточных размеров h5> <h6></h6> Создает самый маленький заголовок <b></b> Создает жирный текст <i></i> Создает наклонный текст <big></big> Создает текст с крупным шрифтом <small></small> Создает текст с мелким шрифтом <var></var> Название переменных отображается курсивом <cite></cite> Выделение цитат курсивом <address></address> Отображается курсивом в виде отдельного абзаца <font size = »?»></ Устанавливает размер текста в пределах от 1 font> до 7 <font color = »?»></ Устанавливает цвет текста, используя значение font> цвета в виде RRGGBB 9.4. Тестовые задания 1. Высокопроизводительный компьютер, обеспечивающий информационные услуги сети, называется: 1) Клиент 2) Сервер 3) Терминал 4) Рабочая станция 326 2. Какая информация может быть передана по сети? Укажите варианты правильных ответов. 1) Деловая доку- 2) Файлы 3) Реклама 4) Фотографии ментация 3. Наиболее качественным каналом кабельной (проводной) связи является: 1) Оптоволоконный 2) Витая 3) Телефонная 4) Коаксиальный кабель пара линия кабель 4. Какая строка не является адресом почтового ящика? 1) school@mail.ru 2) http:// www. 3) schoolN1@ 4) все адреса class. narod.ru yahoo. com верные 5. Какие услуги Интернета позволяют обмениваться почтовыми сообщениями? Укажите номера верных ответов. 1) Чат 2) Файловый 3) Электронная 4) ICQ архив почта 6. В адресе электронной почты olga@mail.ru доменом является: 1) mail 2) mail.ru 3) mail.ru 4) olga 7. Стандарт, определяющий формы представления и способы пересылки сообщений, процедуры их интерпретации, правила совместной работы различного оборудования: 1) ГОСТ 2) Сервер 3) Протокол 4) Алгоритм 8. Какая последовательность десятичных чисел не может является IP-адресом компьютера в Интернете? 1) 123.34.32.11 2) 86.110.175.142 3) 86.310.175.142 4) 86.110.175.200 9. Восстановите IP-адрес компьютер из предложенных фрагментов: .67 3.15 3.112 10 1) 103.153.112.67 2) 3.1510.673.112 3) 10.673.153.112 4) 3.112.673.1510 327 14. Доступ к файлу www. txt, находящемуся на сервере ftp. net, осуществляется по протоколу http. В таблице фрагменты адреса файла закодированы буквами от А до Ж. Запишите последовательность этих букв, кодирующую адрес указанного файла. A . txt Б http В / Г :// Д . net Е www Ж ftp 15. Доступ к файлу http. txt, находящемуся на сервере www. net, осуществляется по протоколу ftp. В таблице фрагменты адреса файла закодированы буквами от А до Ж. Запишите последовательность этих букв, кодирующую адрес указанного файла. A :// Б http В ftp Г . net Д . txt Е / Ж www 9.5. Ответы Вопрос 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Ответ 2 1, 2, 3, 4 1 2 3, 4 3 3 3 1 1 11 12 13 14 15 АБВГ АГБВ ГБАВ БГЖДВЕА ВАЖГЕБД 329 Глава 10 ТЕХНОЛОГИЯ ХРАНЕНИЯ, ПОИСКА И СОРТИРОВКИ ИНФОРМАЦИИ В БАЗАХ ДАННЫХ Введение В настоящее время жизнь человека настолько сильно насыщена различного рода информацией, что для ее обработки требуется создание огромного количества хранилищ и банков данных различного направления. Сейчас практически любая задача связана с манипулированием информацией и данными. В рамках среднего профессионального образования должна быть усилена направленность информационной подготовки учащихся в области технологий поиска и хранения информации. В данной главе авторы предлагают познакомиться с основными принципами организации и обработки больших массивов данных об объектах и явлениях реального мира, изучить виды информационных систем, принципы организации реляционного подхода хранения данных на примере системы управления базами данных MS Access. 10.1. Информационные системы Большие массивы данных вместе с программно-аппаратными средствами для их обработки называются информационными системами (ИС). Основа любой информационной системы — база данных (БД). База данных — это некоторое подобие электронной картотеки, электронного хранилища данных, которое 330 хранится в компьютере в виде одного или нескольких файлов (рис. 10.1). Например, база данных сотрудников предприятия, база данных видеофильмов, база данных поликлиники. Рис. 10.1. Электронная регистратура Информационные системы можно классифицировать по нескольким признакам. По масштабу 1. Локальные. Локальные информационные системы реализуются, как правило, на одном компьютере. В современных браузерах есть встроенные средства, позволяющие создавать и использовать такого рода информационные системы. К плюсам можно отнести независимость от работы глобальной и локальной сетей. Однако если возникает необходимость работать с базой данных нескольким пользователям с разных компьютеров, то согласовывать внесенные изменения не получается. 2. Групповые. Групповые информационные системы ориентированы на коллективное использование информации членами рабочей группы и чаще всего строятся на базе локальной вычислительной сети. 331 Таблица 10.2 № п/п Студент Секция Руководитель Рамкова А. И. волейбол Вершинин А. М. Ладушкин К. Л. теннис Билатова А. А. Соленцев А. О. гандбол Перова П. Д. Крынкин П. Л. теннис Коган Р. Ю. Печкин П. Р. плавание Теков А. Е. Пескова П. В. гандбол Перова П. Д. Печкин Н. Р. теннис Билатова А. А. Печкин Н. Р. волейбол Вершинин А. М. Рамкова А. И. теннис Билатова А. А. Определим, сколько студентов, занимающихся у преподавателя Билатовой А. А., изучают английский язык. Решение Рассмотрим табл. 10.2. У преподавателя Билатовой А. А. занимаются студенты Ладушкин К. Л., Печкин Н. Р., Рамкова А. И. По табл. 10.1. определим, кто из них изучает английский язык. Это Ладушкин К. Л., Печкин Н. Р. Ответ: 2 студента. 10.2. Система управления базами данных (СУБД) MS Access MS Access — это система управления реляционными базами данных, предназначенная для работы на автономном ПК, в локальной сети под управлением операционной системы Windows или в Internet. MS Access содержит набор средств для поддержки таблиц и отношений между ними. При обработке данных в MS Access используется структурированный язык запросов SQL, который можно назвать стандартным языком базы данных. С его помощью выполняется самая разнообразная обработка данных: 337  необходимая выборка данных;  внесение изменений в базу данных;  преобразование и удаление таблицы;  выполнение различных расчетов и др. Основные объекты Таблица — это объект, предназначенный для хранения данных в виде записей (строк) и полей (столбцов). Обычно каждая таблица используется для хранения сведений по одному конкретному вопросу. Форма — объект, предназначенный, в основном, для ввода данных. В форме можно разместить элементы управления, применяемые для ввода, изображения и изменения данных в полях таблиц. Запрос — это объект, позволяющий получить нужные данные из одной или нескольких таблиц. Отчет — объект, предназначенный для печати данных. Макрос — это средство для автоматизации часто выполняемых операций. Макрос содержит одну или несколько макрокоманд. Начинать следует с создания таблицы. В таблице сохраняют записи, содержащие сведения определенного типа, например список клиентов или опись товаров. Составной частью таблицы являются поля. Поле — это элемент таблицы, который содержит данные определенного рода, например фамилию сотрудника. В режиме таблицы для представления поля используется столбец или ячейка, в этом случае имя поля является заголовком столбца таблицы. Запись — это полный набор данных об определенном объекте. В режиме таблицы запись изображается как строка. При создании таблицы необходимо указывать типы данных. Рассмотрим основные типы данных: 1. Числовой. Используется для полей, со значениями которых проводятся арифметические операции. 2. Текстовый. Текстовыми данными представляют фамилии людей, названия фирм, организаций и т. д. Значение каждого текстового данного представлено последовательностью символов и цифр длиною не более 255. 338 5. В средней нижней части бланка выдается список допустимых полей. Выбираем двойным щелчком мыши поле, участвующее в вычислении, и заносим его в верхнюю строку после знака « = », записываем знак арифметической операции. 6. Продолжаем выбор полей и расстановку знаков операций. По окончании обязательно нажимаем на кнопку «ОК» и сохраняем изменения в запросе. 10.3. Решение задач с использованием баз данных Для успешного решения задач по теме «Технология хранения, поиска и сортировки информации в базах данных» необходимы прочные знания принципов организации реляционных баз данных, структуры и элементов таблицы. Важно отличать понятия «запись» и «поле», знать определение первичного ключа таблицы, владеть методами сортировки и выборки данных, а также обязательно знание логических операций. Задание 10.1. В олимпиаде по информатике принимали участие 10 студентов 1-го курса. Известно, что задания в игре делились на три типа (А, В, С). Задания части А оценивались 3 баллами, части В — 4 баллами, части С — 5 баллами. Победителем объявляется тот, кто набрал больше всего баллов. Какой запрос необходимо составить, чтобы определить победителя, если для каждого студента известно количество правильно выполненных заданий из каждой части игры? Фамилия, Имя Часть А Часть В Часть С Авакумова Елена 4 4 1 Величко Марина 10 2 0 Гайденко Михаил 9 6 1 Дьячков Артур 10 9 9 Митрофанова Анна 10 8 3 346 Фамилия, Имя Часть А Часть В Часть С Никофоров Максим 10 9 7 Петренко Олег 10 10 4 Трофимова Алина 10 9 8 Семенов Леонид 9 5 7 Срубизин Роман 7 3 0 1) Отсортировать таблицу по возрастанию значений выражения 3*часть А+ 4* часть В+ 5* часть С, а затем взять первую строку. 2) Отсортировать таблицу по убыванию значений выражения 3*часть А+ 4* часть В+ 5* часть С, а затем взять первую строку. 3) Отсортировать таблицу по возрастанию значений выражения часть А+ часть В+ часть С, а затем взять последнюю строку. 4) Отсортировать таблицу по возрастанию значений выражения часть А+ часть В+ часть С, а затем взять первую строку. Решение Очевидно, что для определения суммарного количества баллов каждого участника игры нужно использовать выражение 3*часть А+ 4* часть В+ 5* часть С, затем отсортировать по убыванию и взять первую строку. Значит, верен второй вариант. Ответ: 2. Задание 10.2. В табличной форме представлен фрагмент базы данных о результатах тестирования учащихся в 100-балльной системе Фамилия Пол Матема- Русский Химия Информа- Биолотика ж 18 92 83 28 61 347 Решение 1. По первой таблице определим номера читательских билетов жителей ул. Балакирева. Это номера А112703 и А220157. 2. Используя третью таблицу, замечаем, что жители ул. Балакирева брали книги с номерами 56714, 56714, 35214, 87561 и 20004. 3. Из них книгами Ирвина Шоу являются книги с номерами 56714 и 35214. Книгу 56714 брали два раза. Ответ: 3 книги. 10.4. Тестовые задания 1. Информационные системы — это: 1) Большие массивы данных об объектах и явлениях реального мира 2) Программно-аппаратные средства для обработки информации об объектах и явлениях реального мира 3) Большие массивы данных об объектах и явлениях реального мира и программно-аппаратные средства для их обработки 4) Системы манипулирования данными 2. Укажите наиболее точный аналог реляционной базы данных: 1) Неструктурированное множество данных 2) Списки однородных данных 3) Генеалогическое дерево 4) Двумерная таблица 3. В реляционных базах данных используются: 1) Не связанные между собой таблицы 2) Одна таблица, содержащая все данные 3) Таблицы, между которыми устанавливаются связи 4) Списки однородных данных 4. Для чего предназначен объект «таблица»? 1) Для хранения данных 2) Для архивирования данных 3) Для ввода и удаления данных 4) Для выборки данных 5. Для чего предназначен объект «форма»? 1) Для хранения данных 350 2) Для автоматического выполнения группы команд 3) Для ввода данных базы и их просмотра 4) Для выборки данных 6. Для чего предназначен объект «запрос»? 1) Для ввода данных базы и их просмотра 2) Для выборки и обработки данных 3) Для хранения данных 4) Для удаления данных из базы 7. В чем заключается особенность типа данных «счетчик»? 1) Служит для ввода целых и действительных чисел 2) Имеет свойство автоматически увеличиваться 3) Имеет свойство автоматического пересчета при удалении записи 4) Служит для ввода шифров 8. Первичный ключ таблицы — это: 1) Номер первой по порядку записи 2) Любое поле числового типа 3) Одно или несколько полей, значения которых однозначно определяют любую запись в таблице 4) Первое поле числового типа 9. Какое поле можно считать уникальным? 1) Поле, значения в котором не могут повторяться 2) Поле, которое носит уникальное имя 3) Поле, значение которого имеют свойства наращивания Поле, все значение которого одинаковые 10. В базе данных записи упорядочены по полю: Фамилия Имя Отчество Оклад Зайцев Семен Петрович 40 000 Петров Сергей Сергеевич 45 000 Сидорин Тимофей Михайлович 30 500 Опарин Филипп Алексеевич 25 000 1) Имя 2) Фамилия 3) Отчество 4) Оклад 11. Сколько записей в табл. 9.5 удовлетворяют условию запроса Часть А> = 9 и Часть В> = 9 и Часть С>7? 1) 5 2) 3 3) 2 4) 1 351 12. Запросу (Химия = 5 или Биология = 5) и Русский = 5 и Первая_буква (Фамилия) = “Д” в базе данных № п/п Фамилия Имя Русский Химия Биология 1 Дронов Павел 4 4 5 2 Капитонов Олег 5 5 5 3 Донец Сергей 5 4 5 4 Донцов Михаил 5 5 4 соответствуют записи 1) 1, 3, 4 2) 2, 4 3) 1, 4 4) 3, 4 13. Сколько записей в нижеследующем фрагменте турнирной таблицы удовлетворяют условию «Место < = 4 И (Н>2 ИЛИ О>6)»? Место Участник В Н П О 1-е Силин 5 3 1 6½ 2-е Клеменс 6 0 3 6 3-е Холево 5 1 4 5½ 4-е Яшвили 3 5 1 5½ 5-е Бергер 3 3 3 4½ 6-е Численко 3 2 4 4 1) 2 2) 5 3) 4 4) 6 14. Запрос к базе данных с полями Фамилия, Год рождения, Класс, Оценка для вывода списка студентов 1-го курса 1999 г. рождения, имеющих оценки 4 или 5, содержит выражение 1) Курс > 1 и Оценка = 4 и Год_рождения = 1999 2) Курс = 1 или Оценка > 4 или Год_рождения = 1999 3) Оценка > = 4 и Год_рождения = 1999 и Курс = 1 4) Оценка > = 4 и Год_рождения>1999 или Курс = 1 10.5. Ответы Вопрос 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Ответ 3 4 3 1 3 2 2 3 1 1 3 4 1 3 352 Глава 11 СПЕЦИАЛЬНЫЕ РАЗДЕЛЫ ИНФОРМАЦИОННО-КОММУНИКАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ Введение Изложенный в данной главе материал позволит:   развить общее представление об использовании возможностей современных информационно-компьютерных технологий;   сформировать систему базовых понятий и терминологий в области новейших технологий управления, например движением транспортных средств;   сформировать понимание значения информации в развитии современного информационного общества, осознавать опасности и угрозы, возникающие в этом процессе, соблюдать основные требования информационной безопасности, в том числе защиты государственной тайны. В этой главе рассмотрим возможности пакета прикладных программ (ППП) «1С:Предприятие». Пакеты прикладных программ— это специальным образом организованные программные комплексы, рассчитанные на общее применение в определенной проблемной области и дополненные соответствующей технической документацией. зависимости от характера решаемых задач различают следующие разновидности ППП:   пакеты для решения типовых инженерных, планово-экономических, общенаучных задач;   пакеты системных программ; 353   пакеты для обеспечения систем автоматизированного проектирования и систем автоматизации научных исследований;   пакеты педагогических программных средств и др. Чтобы пользователь мог применить ППП для решения конкретной задачи, пакет должен обладать средствами настройки. Каждый ППП обладает обычно рядом возможностей по методам обработки данных и формам их представления, полноте диагностики, что дает возможность пользователю выбрать подходящий для конкретных условий вариант. ППП обеспечивают значительное снижение требований к уровню профессиональной подготовки пользователей в области программирования, вплоть до возможности эксплуатации пакета без программиста. Часто пакеты прикладных программ располагают базами данных для хранения данных и передачи их прикладным программам. 11.1. Система программ «1С:Предприятие» Рис. 11.1 Фирма «1С» основана в 1991 г. и специализируется на разработке, издании и поддержке компьютерных программ делового и домашнего назначения. Наиболее из354 вестны программы системы «1С:Предприятие» (рис. 11.1). Система программ «1С:Предприятие» предназначена для автоматизации управления и учета на предприятиях различных отраслей, видов деятельности и типов финансирования, и включает в себя решения для комплексной автоматизации производственных, торговых и сервисных предприятий, продукты для управления финансами холдингов и отдельных предприятий, ведения бухгалтерского учета. «1С:Бухгалтерия» — самая известная учетная программа в ряде стран. Эта программа используется для расчета зарплаты и управления кадрами, для учета в бюджетных учреждениях. Система «1С:Предприятие» состоит из передовой технологической платформы (ядра) и разработанных на ее основе прикладных решений («конфигураций»). Такая архитектура системы принесла ей высокую популярность, поскольку обеспечивает открытость прикладных решений, высокую функциональность и гибкость, масштабируемость от однопользовательских до клиент-серверных и территориально распределенных решений, от самых малых до весьма крупных организаций и бизнес-структур. «1С:Предприятие 8. Управление автотранспортом» «1С:Управление автотранспортом» предназначено для автоматизации управленческого и оперативного учета в автотранспортных предприятиях и организациях, а так- же в автотранспортных подразделениях торговых, производственных и прочих предприятиях, использующих автотранспорт для собственных нужд. Решение является самостоятельным продуктом, разработанным на платформе «1С:Предприятие 8». Программа «1С:Управление автотранспортом» состоит из восьми основных подсистем:   Подсистема диспетчерская.   Подсистема ПТО.   Подсистема учета ГСМ.   Подсистема учета ремонтов.   Подсистема складского учета. 355 Рис. 11.6. Окно оформления путевого листа Использование программных продуктов фирмы «1С» подразумевает как планирование работы всей организации, так и ее бюджетирование, управление денежными средствами, сбор и анализ управленческой отчетности. Компания «1С» разработала линейку различных типовых программных продуктов («1С:Управление небольшой фирмой», «1С:Управление производственным предприятием», «1С:Комплексная автоматизация», «1С:Управляющий»), которые можно использовать для решения задач, связанных с организацией управления и учета современного предприятия. С помощью различных платформ программы можно автоматизировать предприятия любого масштаба. Имеются также широкие функциональные возможности на уровне систем международного класса. 11.2. Компьютерные угрозы и защита информации С повышением значимости и ценности информации соответственно растет и важность ее защиты. С одной стороны, информация стоит денег. Значит, утечка или утрата информации повлечет материальный ущерб. С другой стороны, информация — это управление. Несанк359 ционированное вмешательство в управление может привести к катастрофическим последствиям в объекте управления — производстве, транспорте, военном деле. Например, современная военная наука утверждает, что полное лишение средств связи сводит боеспособность армии до нуля. Защиту информации определим так: меры для ограничения доступа к информации для каких-либо лиц (категорий лиц), а также для удостоверения подлинности и неизменности информации. Вторая задача может показаться слабо связанной с первой, но на самом деле это не так. В первом случае владелец информации стремится воспрепятствовать несанкционированному доступу к ней, а во втором случае — несанкционированному изменению, в то время как доступ для чтения разрешен. Решаются эти задачи одними и теми же средствами. Классификация компьютерных угроз Существует множество вирусов, шпионского программного обеспечения, «троянского» софта, сетевых и почтовых «червей» и т. д. Рассмотрим подробнее каждый из этих видов. Вирусы Программы, заражающие другие программы путем добавления в них своего кода, чтобы получить управление при запуске зараженных файлов. Скорость распространения вирусов немного ниже, Рис. 11.7. Вирусы чем у червей (рис. 11.7). «Троянские» программы Строго говоря, данная категория программ может быть отнесена к вирусам. В нее входят программы, осуществляющие различные действия, не санкционированные пользователем: сбор информации и ее передачу злоумышленнику, разрушение или злонамеренная модификация данных, нарушение работоспособности компьютера, использование ресурсов компьютера в своих 360 для него характерны малое использование системных ресурсов и высокая скорость проверки с настройками по умолчанию. «Доктор ВЕБ» — российский производитель антивирусных средств защиты информации Продукты «Доктор ВЕБ» разрабатываются с 1992 г. «Доктор ВЕБ» — один из немногих антивирусных компаний в мире, владеющих собственными уникальными технологиями детектирования и лечения вредоносных программ. Антивирусная защита «Доктор ВЕБ» позволяет информационным системам клиентов эффективно противостоять любым, даже неизвестным угрозам. 11.3. Защита информации от несанкционированного доступа В данном разделе рассмотрим, какие еще меры необходимо принимать для защиты информации. Использование компьютеров и автоматизированных технологий приводит к появлению ряда проблем, связанных с защитой информации. Компьютеры, объединенные в сети, могут предоставлять доступ к колоссальному количеству самых разнообразных данных. Электронные средства хранения более уязвимы, чем бумажные: размещаемые на них данные можно и уничтожить, и скопировать, и незаметно видоизменить. Число компьютерных преступлений растет — также увеличиваются масштабы компьютерных злоупотреблений. Ущерб от компьютерных преступлений увеличивается на 35% в год. Чем больше людей получает доступ к информационной технологии и компьютерному оборудованию, тем больше возникает возможностей для совершения компьютерных преступлений. Поэтому мероприятия по защите информации являются обязательными для любой организации, особенно занимающейся коммерческой деятельностью. 366 Признаки компьютерных преступлений:   Неавторизованное использование компьютерного времени;   неавторизованные попытки доступа к файлам данных;  кражи частей компьютеров;   кражи программ;   физическое разрушение оборудования;   уничтожение данных или программ;   неавторизованное владение дискетами, лентами или распечатками. Защита информации — это деятельность по предотвращению утраты и утечки защищаемой информации. Информационной безопасностью называют меры по защите информации от неавторизованного доступа, разрушения, модификации, раскрытия и задержек в доступе. Информационная безопасность включает в себя меры по защите процессов создания данных, их ввода, обработки и вывода. Существует семь классов защищенности (1–7) средств вычислительной техники и девять классов (1А, 1Б, 1В, 1Г, 1Д, 2А, 2Б, 3А, 3Б) автоматизированных систем. Для средств вычислительной техники самым низким является класс 7, а для автоматизированных систем — 3Б. Средства обеспечения сохранности и защиты от несанкционированного доступа Определены четыре уровня защиты компьютерных и информационных ресурсов: предотвращение, обнаружение, ограничение, восстановление. Меры защиты — это меры, которые предпринимаются для обеспечения безопасности информации:   разработка административных руководящих документов;  установка аппаратных устройств или дополнительных программ для предотвращения преступлений. Режим информационной безопасности можно разделить на четыре уровня:   законодательный: законы, нормативные акты, стандарты и т. п.; 367 ВЫВОДЫ Фундаментальной чертой цивилизации является рост производства, потребления и накопления информации во всех отраслях человеческой деятельности. Вся жизнь человека так или иначе связана с получением, накоплением и обработкой информации. Кодирование информации — это процесс формирования определенного представления информации. Значимость кодирования возросла в последние десятилетия в связи с внедрением ЭВМ. С появлением компьютеров возникла необходимость кодирования всех видов информации, с которыми имеет дело и отдельный человек, и человечество в целом. Мы знаем, насколько велики возможности компьютеров и широк спектр их применения сегодня, и можем только догадываться, какие задачи смогут решать они в ближайшем будущем. Поэтому особенно остро встает вопрос о знании и понимании способов представления информации в компьютере. Изучив содержание первой главы, вы будете понимать возможности и значение кодирования информации. В настоящее время позиционные системы счисления более широко распространены, чем непозиционные. Это объясняется тем, что они позволяют записывать большие числа с помощью сравнительно небольшого числа знаков. Важное преимущество позиционных систем — это простота и легкость выполнения арифметических операций над числами. Вычислительные машины в принципе могут быть построены в любой системе счисления. Наиболее удобной для построения ЭВМ оказалась двоичная система счисления, так как с технической точки зрения создать устройство с двумя состояниями проще, также упрощается различение этих состояний. Для представления этих состояний в цифровых системах достаточно иметь электронные схемы, которые могут принимать два 371 состояния, четко различающиеся значением какой-либо электрической величины — потенциала или тока. Одному из значений этой величины соответствует цифра 0, другому — 1. Относительная простота создания электронных схем с двумя электрическими состояниями и привела к тому, что двоичное представление чисел доминирует в современной цифровой технике. Изучив материал второй главы, вы будете более полно понимать суть работы в различных системах счисления. Программное обеспечение — это та движущая сила, которая сегодня обеспечивает функционирование торговли, промышленности, системы госуправления и связывает воедино различные слои общества. Программное обеспечение помогает создавать информацию, получать к ней доступ и визуализировать ее. Именно потрясающий прогресс в области программного обеспечения помог справиться с развитием мировой экономики. На сегодняшний день программное обеспечение является неотъемлемой частью современного мира. От программного обеспечения зависима мировая экономика. Растет и общественный спрос на эти системы. Однако увеличение сложности, важности и все более широкое распространение программных систем ограничивают наши способности к пониманию принципов разработки продуктов в сфере программного обеспечения. Попытка улучшения существующих систем в целях их адаптации к новейшим технологиям приводит к возникновению ряда технических и организационных проблем. Итак, создавать и поддерживать программное обеспечение трудно и со временем становится еще труднее. Кроме того, для создания качественного программного обеспечения весьма тяжело разработать процесс, который можно повторить и результаты действия которого можно предсказать. Подробное изучение материала третьей, четвертой и пятой глав способствует пониманию процесса разработки и создания программных продуктов. В четвертой главе вы познакомились с программированием на языке Free Pascal. Освоили работу с условными операторами, тремя типами циклов. Работа с массивами — один важнейших элементов программирования. Проце372 ЛИТЕРАТУРА 1. Алешин Л. И. Информационные технологии: учеб. пособие. — М.: МаркетДС, 2011. 2. Гаврилов М. В. Информатика и информационные технологии: учебник для бакалавров. — М.: Юрайт, 2013. 3. Глизбург В. И., Самойлова Е. С. Информатика и ИКТ. Комплексная подготовка. — СПб.: Айрис-Пресс, 2013. 4. Головко Т. Г., Коновалова И. С., Левченко А. А. Преподавание информатики в условиях ФГОС нового поколения. — Ростов н/Д: Изд-во ГБОУ ДПО РО РИПК и ППРО, 2012. 5. Гохберг Г. С. Информационные технологии: учебник для студ. учрежд. сред. проф. образования. – М.: ИЦ Академия, 2013. 6. Евич Л. Н. Информатика и ИКТ. 10–11 классы. Подготовка к ЕГЭ. Сборник задач по программированию: учеб.-метод. пособие. — М.: Легион, 2014. 7. Исаев Г. Н. Информационные технологии: учеб. пособие. — М.: Омега-Л., 2013. 8. Киселев Г. М. Информационные технологии в экономике и управлении (эффективная работа в MS Office 2007). — М.: Дашков и К, 2013. 9. Кущенко С. В. Повышение эффективности организации дви— на основе моделирования транспортных потоков. Белгород, 2012. 10. Лавровская О. Б. Технические средства информатизации. Практикум: учеб. пособие для студ. учрежд. сред. проф. образования. — 2-е изд. — М.: Академия, 2013. 11. Максимов Н. В. Современные информационные технологии: учеб. пособие — М.: Форум, 2013. 12. Максимов Н. В., Попов И. И., Партыка Т. Л. Информационные технологии в профессиональной деятельности: учеб. пособие. — М.: Форум, 2015. 13. Мишин А. В, Мистров Л. Е., Картавцев Д. В. Информационные технологии в профессиональной деятельности: учеб. пособие. — М.: Проспект, 2011. 14. Петров А. В. Моделирование процессов и систем: учеб. пособие. — М.: Лань, 2013. 15. Семакин И. Г., Шестаков А. П. Основы алгоритмизации и программирования: — М.: Academia, 2013. 376 16. Уокенбах, Джон. Excel 2013. Профессиональное программирование на VBA. — СПб.: Диалектика, 2014. 17. Федотова Е. Л. Информационные технологии в науке и образовании: учеб. пособие. — М.: ИД ФОРУМ, НИЦ ИНФРА-М, 2013. 18. Федотова Е. Л., Портнов Е. М. Прикладные информационные технологии: учеб. пособие. — М.: Форум, 2015. 19. Юнусов С. М. Информатика и ИКТ. 10—11 классы. Профильный уровень. — М.: ДРОФА, 2010. Интернет-ресурсы 1. http://www.detionline.ru 2. http://сетевичок.рф/riski-v-seti-2 3. http://www.microsoft.com/eesti/education/veebivend/koomiksid/ rus/html/v_turvallisesti_turvallinen.htm 4. http://popel-studio.com/blog/article/kratkaya-istoriya-kodirovokot-ascii-do-utf-8.html http://kuzelenkov.narod.ru/mati/book/inform/inform5. htmlhttp://old.computerra.ru/gid/rtfm/office/37958/ 6. https://ru.wikipedia.org/wiki/Blu-ray_Disc 7. http:/zd.ru/programmirovanie_kompyutery_i/informacionnye_ sistemy.html 8. http://fio.ifmo.ru/archive/group26/c4wu5/1.htm 9. http://informatika.sch880.ru/p17aa1.html 10. http://ru.wikibooks.org/wiki/Виды_информации_и_ее_свойства http://gdpk.narod.ru/dmenu 12. http://ru.wikipedia.org/wiki 13. http://www.glossary.ru/cgi-bin/gl_sch2.cgi?R0pOvlwg 14. http://school.ort.spb.ru/library/informatica/compmarket/discript/ magnet.htm 15. http://office.microsoft.com/ru-ru/excel/HP100739471049.aspx 16. http://exsel.26317–3n.edusite.ru/ 17. http://www.klyaksa.net/htm/kopilka/uchp/p9.htm 18. http://gurulev.telebit.ru/sistschislenia.htm 19. http://pobozhevsk.ucoz.ru/load/7–1-0–23 20. http://www.svpro.ru/clnet.htm 21. http://www.seoded.ru/istoriya 22. http://www.openclass.ru/node/8101 23. http://lessons-tva.info/edu/e-inf3/m3t2_4.html 24. http://seminar.home.nov.ru/yaz_html.htm 25. http://www.webdesign.tut.su/format_txt.html 26. http://www.rosdesign.com/design/graf_kompofdesign.htm 27. http://www.it-n.ru/Attachment.aspx?Id = 1667 28. http://www.compgramotnost.ru/internet-gramotnost/oblachnyetexnologii-plyusy-i-minusy