Структурные элементы и базовые компоненты информационных технологий

Системы автоматизированного проектирования (CAD-системы). Предназначены для автоматизации проектно-конструкторских работ. Применяются в машиностроении, приборостроении, архитектуре. Кроме чертежно-графических работ эти системы позволяют проводить простейшие расчеты и выбор готовых конструктивных элементов из обширных баз данных.

Отличительная особенность CAD-систем состоит в автоматическом обеспечении на всех этапах проектирования технических условий, норм и правил, что освобождает конструктора или архитектора от работ нетворческого характера. Например, в машиностроении CAD-системы способны на базе сборочного чертежа изделия автоматически выполнить рабочие чертежи деталей, подготовить необходимую технологическую документацию с указанием последовательности переходов механической обработки, назначить необходимые инструменты, станочные и контрольные приспособления, а также подготовить управляющие программы для станков с числовым программным управлением (ЧПУ), промышленных роботов и гибких автоматизированных линий.

Настольные издательские системы. Назначение программ этого класса состоит в автоматизации процесса верстки полиграфических изданий. Этот класс программного обеспечения занимает промежуточное положение между текстовыми процессами и системами автоматизированного проектирования.

Теоретически текстовые процессоры предоставляют средства для внедрения в текстовый документ объектов другой природы, например объектов векторной и растровой графики, а также позволяют управлять взаимодействием между параметрами текста и параметрами внедренных объектов. Однако на практике для изготовления полиграфической продукции эти средства либо функционально недостаточны с точки зрения требований полиграфии, либо недостаточно удобны для производительной работы.

От текстовых процессоров настольные издательские системы отличаются расширенными средствами управления взаимодействием текста с параметрами страницы и с графическими объектами. С другой стороны, они отличаются пониженными функциональными возможностями по автоматизации ввода и редактирования текста. Типичный прием использования настольных издательских систем состоит в том, что их применят к документам, прошедшим предварительную обработку в текстовых процессорах и графических редакторах.

Экспертные системы. Предназначены для анализа данных, содержащихся в базах знаний, и выдачи рекомендаций по запросу пользователя. Такие системы применяют в тех случаях, когда исходные данные хорошо формализуются, но для принятия решения требуются обширные специальные знания. Характерными областями использования экспертных систем являются юриспруденция, медицина, фармакология, химия.

Характерной особенностью экспертных систем является их способность к саморазвитию. Исходные данные хранятся в базе знаний в виде фактов, между которыми с помощью специалистов-экспертов устанавливается определенная система отношений. Если на этапе тестирования экспертной системы устанавливается, что она дает некорректные рекомендации и заключения по конкретным вопросам или не может дать их вообще, это означает либо отсутствие важных фактов в ее базе, либо нарушения в логической системе отношений. И в том и другом случае экспертная система сама может сгенерировать достаточный набор запросов к эксперту и автоматически повысить ее качество.

С использованием экспертных систем связана особая область научно-технической деятельности, называемая инженерией знаний. Инженеры знаний - это специалисты особой квалификации, выступающие в качестве промежуточного звена между разработчиками экспертной группы (программистами) и ведущими специалистами в конкретных областях науки и техники (экспертами).

Web-редакторы. Это особый класс редакторов, объединяющих в себе свойства текстовых и графических редакторов. Они предназначены для создания и редактирования так называемых Web-документов (Web-страниц Интернета). Web-документы - это электронные документы, при подготовке которых следует учитывать ряд особенностей, связанных с приемом/передачей информации в Интернете.

Теоретически для создания Web-документов можно использовать обычные текстовые редакторы и процессоры, а также некоторые из графических редакторов векторной графики, но Web-редакторы обладают рядом полезных функций, повышающих производительность труда Web-дизайнеров. Программы этого класса можно эффективно использовать для подготовки электронных документов и мультимедийных изданий.

Браузеры (обозреватели, средства просмотра Web). К этой категории относятся программные средства, предназначенные для просмотра электронных документов, выполненных в формате HTML (документы этого формата используются в качестве Web-документов). Современные браузеры воспроизводят не только текст и графику. Они могут воспроизводить музыку, человеческую речь, обеспечивать прослушивание радиопередач в Интернете, просмотр видеоконференций, работу со службами электронной почты, с системой телеконференций (групп новостей) и многое другое.

Интегрированные системы делопроизводства. Представляют собой программные средства автоматизации рабочего места руководителя. К основным функциям подобных систем относятся функции создания, редактирования и форматирования простейших документов, централизация функций электронной почты, факсимильной и телефонной связи, диспетчеризация и мониторинг документооборота предприятия, координация деятельности подразделений, оптимизация административно-хозяйственной деятельности и поставка по запросу оперативной и справочной информации.

Бухгалтерские системы. Это специализированные системы, сочетающие в себе функции текстовых и табличных редакторов, электронных таблиц и систем управления базами данных. Предназначены для автоматизации подготовки первичных бухгалтерских документов предприятия и их учета, для ведения счетов плана бухгалтерского учета, а также для автоматической подготовки регулярных отчетов по итогам производственной, хозяйственной и финансовой деятельности в форме, принятой для предоставления в налоговые органы, внебюджетные фонды и органы статистического учета. Несмотря на то, что теоретически все функции, характерные для бухгалтерских систем, можно исполнять и другими вышеперечисленными программными средствами, использование бухгалтерских систем удобно благодаря интеграции разных средств в одной системе.

При решении о внедрении на предприятии автоматизированной системы бухгалтерского учета необходимо учитывать необходимость наличия в ней средств адаптации при изменении нормативно-правовой базы. В связи с тем, что в данной области нормативно-правовая база в России отличается крайней нестабильностью и подвержена частым изменениям, возможность гибкой перенастройки системы является обязательной функцией, хотя это требует от пользователей системы повышенной квалификации.

Финансовые аналитические системы. Программы этого класса используются в банковских и биржевых структурах. Они позволяют контролировать и прогнозировать ситуацию на финансовых, товарных и сырьевых рынках, производить анализ текущих событий, готовить сводки и отчеты. информационный структурный базовый безопасность

Геоинформационные системы (ГИС). Предназначены для автоматизации картографических и геодезических работ на основе информации, полученной топографическими или аэрокосмическими методами.

Системы видеомонтажа. Предназначены для цифровой обработки видеоматериалов, их монтажа, создания видеоэффектов, устранения дефектов, наложения звука, титров и субтитров.

Отдельные категории прикладных программных средств, обладающие своими развитыми внутренними системами классификации, представляют обучающие, развивающие, справочные и развлекательные системы и программы. Характерной особенностью этих классов программного обеспечения являются повышенные требования к мультимедийной составляющей (использование музыкальных композиций, средств графической анимации и видеоматериалов).

2.6 Информационная безопасность

Следующий компонент содержания обучения информационным технологиям - информационная безопасность.

Информационная безопасность - состояние защищенности информации при ее получении, обработке, хранении, передаче и использовании от различного вида угроз.

Источниками угроз информации являются люди, аппаратные и программные средства, используемые при разработке и эксплуатации автоматизированных систем (АС), факторы внешней среды. Порождаемое данными источниками множество угроз безопасности информации можно разделить на два класса: непреднамеренные и преднамеренные.

Непреднамеренные угрозы связаны со стихийными бедствиями, сбоями и отказами аппаратно-программных средств. Реализация этих угроз приводит, как правило, к нарушению достоверности и сохранности информации в АС, реже - к нарушению конфиденциальности, однако при этом могут создаваться предпосылки для злоумышленного воздействия на информацию.

Преднамеренные угрозы связаны с незаконными действиями посторонних лиц и персонала АС. В общем случае в зависимости от статуса по отношению к АС злоумышленником может быть: разработчик АС, пользователь, постороннее лицо или специалисты, обслуживающие эти системы. Разработчик владеет наиболее полной информацией о программных и аппаратных средствах АС и имеет возможность осуществления несанкционированной модификации структур на этапах создания и модернизации АС. Он, как правило, не получает непосредственного доступа на эксплуатируемые объекты АС. Пользователь может осуществлять сбор данных о системе защиты информации методами традиционного шпионажа, а также предпринимать попытки несанкционированного доступа к информации и внедрения вредительских программ. Постороннее лицо, не имеющее доступа на объект АС, может получать информацию по техническим каналам утечки и перехвата информации, а также осуществлять вредительские действия методами традиционного шпионажа и диверсионной деятельности. Специалисты, обслуживающие АС, обладают различными потенциальными возможностями злоумышленных действий. Наибольший вред могут нанести работники службы безопасности информации. Далее идут системные программисты, прикладные программисты и инженерно-технический персонал.

Вредительские программы

В зависимости от механизма действия вредительские программы делятся на четыре класса:

«логические бомбы»;

«черви»;

«троянские кони»;

«компьютерные вирусы».

«Логические бомбы» - это программы или их части, постоянно находящиеся в ЭВМ или вычислительных системах и выполняемые только при соблюдении определенных условий. Примерами таких условий могут быть: наступление заданной даты, переход АС в определенный режим работы, наступление некоторых событий установленное число раз и т. п.

«Червями» называют программы, которые выполняются каждый раз при загрузке системы, обладают способностью перемещаться в системе и самовоспроизводить копии. Лавинообразное размножение программ приводит к перегрузке каналов связи, памяти и, в конечном итоге, к блокировке системы.

«Троянские кони» - это программы, полученные путем явного изменения или добавления команд в пользовательские программы. При последующем выполнении пользовательских команд наряду с заданными функциями выполняются несанкционированные, измененные или какие-то новые функции.

«Компьютерные вирусы» - это небольшие программы, которые после внедрения в ЭВМ самостоятельно распространяются путем создания своих копий, а при выполнении определенных условий оказывают негативное воздействие на АС.

Обработанная, структурированная информация стоит очень дорого, так же как и программы работы с этой информацией. В связи с переходом к рыночному хозяйству возникает необходимость создания правовой базы в области охраны авторских прав на программное обеспечение и на базы данных. Нужно воспитывать культуру использования программного обеспечения и информации.

Информационные ресурсы - отдельные документы и отдельные массивы документов, документы и массивы документов в информационных системах (библиотеках, архивах, фондах, банках данных, других информационных системах).

Информационный продукт - совокупность данных, сформированная производителем для распространения в вещественной или невещественной форме. Информационный продукт может распространяться такими же способами, как и любой другой материальный продукт, с помощью услуг.

Информационная услуга - получение и представление в распоряжение пользователя информационных продуктов.

Особого внимания заслуживают такие виды информационных услуг, которые оказываются библиотечной сферой, так как библиотеки являются местом сосредоточения информационных ресурсов страны:

· предоставление полных текстов документов, а также справок по их описанию и местонахождению;

· выдача результатов библиографического поиска и аналитической переработки информации (справки, указатели, дайджесты, обзоры и пр.);

· получение результатов фактографического поиска и аналитической переработки информации (справки, таблицы, досье);

· организация научно-технической пропаганды и рекламной деятельности (выставки новых поступлений, научно-технические семинары, конференции и т.п.);

· выдача результатов информационного исследования (аналитические справки и обзоры, отчеты, рубрикаторы перспективных направлений и т.п.).

Для автоматизации работы с данными, относящимися к различным типам, очень важно унифицировать их форму представления - для этого обычно используется прием кодирования, то есть выражение данных одного типа через данные другого типа. Естественные человеческие языки - это не что иное, как системы кодирования понятий для выражения мыслей посредством речи. К языкам близко примыкают азбуки (системы кодирования компонентов языка с помощью графических символов).

Таблица

Виды и методы защиты информации

Вид защиты	Метод защиты
От сбоев оборудования	Архивирование файлов (со сжатием и без); - резервирование файлов.
От случайной потери или искажения информации, хранящейся в компьютере	Запрос на подтверждение выполнения команд, изменяющих файлы; установка специальных атрибутов документов и программ; возможность отмены неверного действия или восстановления ошибочно удаленного файла; разграничение доступа пользователей к ресурсам файловой системы.
От намеренного искажения, вандализма (компьютерных вирусов)	Общие методы защиты информации; профилактические меры использование антивирусных программ.
От несанкционированного (нелегального) доступа к информации (ее использования, изменения, распространения)	шифрование; паролирование; «электронные замки»; совокупность административных и правоохранительных мер.

При изучении этих вопросов следует дать определения таких понятий как лицензионное соглашение, авторское право, имущественное право. Стоит обратить внимание на относительно новое понятие - аудиовизуальное произведение. Это произведение, состоящее из зафиксированной серии связанных между собой кадров (с сопровождением или без сопровождения их звуком), предназначенного для зрительного или слухового восприятия с помощью соответствующих технических средств. Аудиовизуальные произведения включают кинематографические произведения и все произведения, выраженные средствами, аналогичные кинематографическим, независимо от способа их первоначальной или последующей фиксации.

2.7 Информационное управление

Слово «управление» в современном мире употребляется столь же часто, как и слово «информация». Управление - это целенаправленный процесс, он должен обеспечить определенное поведение объекта управления, достижение определенной цели. Для этого нужен план управления, который реализуется через последовательность управляющих команд, передаваемых по прямой связи. Такая последовательность называется алгоритмом управления.

Основными компонентами управления являются цель управления, субъект и объект управления, среда, в которой осуществляется деятельность субъекта и объекта, управляющее воздействие, прямая и обратная связь, результат управления.

Кибернетика - «искусство управления», основателем которой является Н. Винер. Основное положение кибернетики таково: общие принципы и закономерности управления справедливы для систем различной природы. Эта общность проявляется прежде всего в том, что управление по своей сути есть совокупность информационных процессов. Осуществление процесса управления сопряжено с передачей, накоплением, хранением и переработкой информации, характеризующей управляемый объект, ход процесса, внешние условия, программу деятельности и пр. Управление невозможно без того, чтобы объект управления (будь то машина или автоматическая линия; предприятие или войсковое соединение; живая клетка, синтезирующая белок, или мышца; текст, подлежащий переводу, или набор символов, преобразуемый в художественное произведение) и управляющее устройство (мозг и нервная ткань живого организма или управляющий автомат) обменивались между собой информацией.

В любом процессе управления всегда происходит взаимодействие двух подсистем - управляющей и управляемой. Если они соединены каналами прямой и обратной связи, то такую систему называют замкнутой или системой с обратной связью. По каналу прямой связи передаются сигналы (команды) управления, вырабатываемые в управляющей системе. Подчиняясь этим командам, управляемый объект осуществляет свои рабочие функции. В свою очередь, объект управления соединен с управляющей системой каналом обратной связи, по которому поступает информация о состоянии управляемого объекта. В управляющей системе эта информация используется для выработки новых управляющих воздействий.

Но иногда бывает так, что нарушается нормальное функционирование канала прямой или обратной связи. В этом случае система управления становится разомкнутой. Разомкнутая система оказывается неспособной к управлению. И в этом случае вряд ли можно ожидать достижения заданной цели деятельности.

Виды управления можно классифицировать следующим образом:

· по степени автоматизации: автоматическое, автоматизированное, неавтоматизированное управление;

· по учету фактора времени: управление в реальном масштабе времени, опросное (выборочное) управление, управление с задержкой;

· по виду управляющих воздействий: управление посредством команд, управление через алгоритм, управление на основе системы правил и пр.

Сущность кибернетического подхода к решению задачи управления сложными системами сводится к так называемой модели черного ящика. По отношению к исследуемой системе определяются лишь входные и выходные сигналы, описывается взаимосвязь между ними. Входные и выходные сигналы, независимо от их физической природы, интерпретируются как информация. Поэтому управление системой рассматривается как информационное взаимодействие с ней некоторого управляющего объекта.

Основным открытием кибернетической науки является принцип универсальности схемы управления с обратной связью. Эта модель управления распространяется на технические устройства, биологические и социальные системы.

Под системой управления понимается вся совокупность управляющих средств: управляющий объект, каналы прямой и обратной связи. Алгоритм управления является информационной компонентой системы управления.

Следует определить понятие самоуправляемой системы. Это некоторый единый объект, организм, в котором присутствуют все компоненты систем управления. Примерами таких систем являются живые организмы, наиболее совершенный из которых - человек.

Создание искусственных самоуправляемых систем - одна из сложнейших задач науки и техники. Робототехника - пример такого научно-технического направления.

Системы управления с использованием ЭВМ называются автоматизированными системами управления (АСУ). Как правило, АСУ ориентированы на управление деятельностью производственных коллективов, предприятий. Основная цель таких систем - быстро и точно представлять руководителям предприятия необходимую информацию для принятия управляющих решений. Задачи, решаемые средствами АСУ, относятся к области экономической кибернетики.

Автоматизированные системы управления - комплекс технических и программных средств, обеспечивающих в тесном взаимодействии с отдельными специалистами или коллективами управление объектом в производственной, научной или общественной сфере.

Основное преимущество АСУ перед традиционными методами управления состоит в том, что для принятия необходимых решений управленческому персоналу предоставляется более полная, своевременная и достоверная информация в удобной для восприятия форме.

По функциям АСУ подразделяют на следующие виды:

· административно-организационные:

- системы управления предприятием (АСУП);

- отраслевые системы управления (ОАСУ);

· системы управления технологическими процессами (АСУТП):

- гибкие производственные системы (ГПС);

- системы подготовки производства (АСУПП);

- системы контроля качества продукции (АСК);

- системы управления станками с числовым программным обеспечением (ЧПУ);

· интегрированные системы, объединяющие перечисленные виды АСУ в различных комбинациях.

По результатам деятельности различают АСУ информационные, информационно-советующие, управляющие, самонастраивающиеся, самообучающиеся.

Важные компоненты АСУ - аппаратное обеспечение, программное обеспечение, информационное обеспечение, математическое обеспечение.

Информационное обеспечение АСУ охватывает всю документацию (правовую, нормативную, техническую, конструкторскую, технологическую, учетную), представленную в электронном виде и необходимую для управления производством, а также схемы ее движения.

Основными элементами АСУ являются автоматизированные рабочие места специалистов, объединенные в локальную корпоративную вычислительную сеть.

Автоматизированное рабочее место - рабочее место специалиста, оснащенное компьютером или комплексом специализированных устройств, соответствующим программным обеспечением, которые позволяют автоматизировать часть выполняемых специалистом производственных операций.

Одна из основных целей автоматизации - возможность для каждого сотрудника, относящегося к любому подразделению, получения информации в то время и в той форме, которые ему необходимы.

Особое внимание при внедрении АСУ уделяется человеческому фактору.

Любая из технических систем - лишь механизм для повышения эффективности управления, принятия правильных стратегических и тактических решений на основе своевременной и достоверной информации, выдаваемой компьютером. Этот механизм полезен при правильном, целесообразном использовании его человеком.

Вопросы для самопроверки

1. Какие значения имеет слово «модель»?

2. Приведите классификацию информационных моделей.

3. Что такое моделирование? Назовите его этапы.

4. В чем заключается суть формализации?

5. Приведите примеры формализации различных видов информации.

6. Определите понятие «информационный процесс».

7. Какие виды информационных процессов вам известны?

8. Расскажите о различных способах обработки информации.

9. Дайте определение информационной системы. Что в нее входит?

10. Назовите свойства информационных систем.

11. Что составляет техническую базу информационной технологии?

12. Охарактеризуйте этапы развития электронных вычислительных машин.

13. На какие классы делятся электронные средства обработки информации?

14. Опишите устройство персонального компьютера.

15. Какие виды компьютерных сетей вам известны?

16. Расскажите о работе сети Интернет.

17. Что подразумевается под программным обеспечением компьютера?

18. На какие классы делятся программы?

19. Охарактеризуйте наиболее часто используемые программные продукты.

20. Назовите виды и методы защиты информации.

21. Какие бывают виды вредительских программ?

22. Перечислите основные компоненты информационного управления.

23. Опишите функции автоматизированных систем управления.



РАЗДЕЛ 3. БАЗОВЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

3.1 Технологии и средства обработки текстовой информации

Технологии обработки текстов являются одними из наиболее распространенных технологий обработки информации. Текст - любая последовательность символов, к которым относятся буквы, пробел, знаки препинания, цифры, знаки арифметических операций и т.п. Текст можно создать карандашом, пером, авторучкой, на пишущей машинке, наконец, на компьютере.

К аппаратным средствам компьютера для ввода текстового документа относится клавиатура, световой карандаш со специальным планшетом, сканер.

К программным средствам, предназначенным для работы с текстами, относятся:

· электронные блокноты;

· текстовые редакторы;

· текстовые процессоры;

· редакционно-издательские системы;

· программы-переводчики;

· лингвистические корректоры;

· системы, осуществляющие интеллектуальный поиск и интеллектуальную обработку текстов, размещенных в сетях.

Текстовый редактор - программное средство, предназначенное для создания (ввода, набора), редактирования и оформления текстов. Примеры: «Лексикон», «Слово и дело», «Edit», «Ched», «Note Pad», «Write».

Текстовый процессор отличается от текстового редактора более широкими функциональными возможностями:

· настраиваемое пользователем меню;

· использование контекстного меню;

· сопровождение текста таблицами и проведение в них простейших расчетов;

· вставка графических объектов (рисунков, диаграмм, заголовков и пр.) или создание рисунков с помощью встроенных инструментов;

· вставка формул, графиков, диаграмм;

· оформление текста списками, буквицами;

· использование инструмента автокоррекции текста и его автореферирования;

· создание и использование макросов;

· фоновая проверка орфографии, синтаксиса и др.

Примеры: Word (Microsoft Office), Word Pro (Lotus Smart Suite), Word perfect (Perfect Office), Accent, Word Pad.

Редакционно-издательские системы должны обеспечить все функции текстового процессора, а также:

· воспринимать тексты, созданные в различных текстовых редакторах;

· воспринимать отсканированные или нарисованные в графических редакторах иллюстрации, созданные на ПК разных платформ, и корректировать их цвета;

· иметь большой набор шрифтов и возможность их графического преобразования;

· иметь возможность для различного «обтекания» рисунка текстом;

· обеспечивать автоматическое оптимальное размещение текста на странице, автоматическую нумерацию страниц;

· обеспечивать адаптацию к различным печатающим устройствам и т.п.

Программы-переводчики или компьютерные словари содержат переводы на разные языки сотен тысяч слов и словосочетаний. Их возможности, предоставляемые пользователю, заключаются в следующем:

· выбор языка и направления перевода;

· предоставление не только общеупотребительных, но и специализированных слов;

· обеспечение быстрого поиска словарных статей;

· предоставление мультимедийных услуг - прослушивание слов в исполнении дикторов.

Рассматривая технологию создания текста, необходимо знать определение таких понятий как шрифт, графема, сериф, кегль, а также пагинация, выключка, кернинг, интерлиньяж.

Графема - единица письменного знака, выступающая в различных вариантах в зависимости от стиля письма, места в предложении и т.д.

Шрифт - выполненные в едином стиле графемы букв, используемых для письма.

Сериф - завиток (росчерк, засечка), образующий окончание линии, которой изображена буква или знак (литера).

Кегль - размер шрифта, определяемый литерой.

Выключка - выравнивание длины печатных строк по заданному размеру путем увеличения промежутков между словами.

Пагинация (от английского page - страница) - разбивка на страницы.

Кернинг - уменьшение расстояния между буквами для более удобного и комфортного восприятия текста глазом.

Интерлиньяж - регулировка промежутка между строками.

Формат файла определяет способ хранения текста в файле. Простейший формат текстового файла содержит только символы (числовые коды символов), другие же форматы содержат дополнительные управляющие числовые коды, которые обеспечивают форматирование текста.

Существуют универсальные форматы текстовых файлов, которые могут быть прочитаны большинством текстовых редакторов, и оригинальные форматы, которые используются отдельными текстовыми редакторами. Для преобразования текстового файла из одного формата в другой используются специальные программы - программы-конверторы.

Рассмотрим некоторые наиболее распространенные форматы текстовых файлов.

Только текст (Text Only) (TXT). Наиболее универсальный формат. Сохраняет текст без форматирования, в текст вставляются только управляющие символы конца абзаца. Применяют этот формат для хранения документов, которые должны быть прочитаны в приложениях, работающих в различных операционных системах.

Текст в формате RTF (Rich Text Format) (RTF). Универсальный формат, который сохраняет все форматирование. Преобразует управляющие коды в команды, которые могут быть прочитаны и интерпретированы многими приложениями, в результате информационный объем файла существенно возрастает.

Документ Word (DOC). Оригинальный формат используемой в настоящее время версии Word. Полностью сохраняет форматирование. Использует 16-битную кодировку символов, что требует использование шрифтов Unicode.

Документ Word 2.0, Word 6.0/95 (DOC). Оригинальные форматы предыдущих версий редактора Word. При преобразовании из формата Word 97/2000/2003 форматирование сохраняется не полностью.

Works 4.0 для Windows (WPS). Оригинальный формат интегрированной системы Works 4.0. При преобразовании из формата Word форматирование сохраняется не полностью.

HTML-документ (HTM, HTML). Формат хранения Web-страниц. Содержит управляющие коды (тэги) языка разметки гипертекста.

Выбор требуемого формата текстового документа или его преобразование производится в процессе сохранения файла.

Форматирование документа

Любой документ состоит из страниц, поэтому в начале работы необходимо задать значения параметров страницы: формат, ориентацию, размер полей и др.

При создании реферата, курсовой работы и др. целесообразно выбрать формат страницы А4, который соответствует размеру стандартного листа бумаги для принтера.

Существуют две возможные ориентации страницы - книжная и альбомная. Для обычных текстов чаще всего используется книжная ориентация, а, например, для таблиц с большим количеством столбцов - альбомная.

На странице можно установить требуемые размеры полей (верхнего, нижнего, правого и левого), которые определяют расстояние от краев страницы до границы текста. Для вывода на каждой странице документа одинакового текста (например, имени автора, названия документа и др.) удобно использовать верхний или нижний колонтитул. Расстояние от края страницы до колонтитула можно изменять.

Страницы документа требуется нумеровать, причем номера можно размещать по-разному (вверху или внизу страницы, по центру, справа или слева).

Абзац является одним из основных объектов текстового документа. В компьютерных документах абзацем считается любой текст, заканчивающийся управляющим символом (маркером) конца абзаца. Ввод конца абзаца обеспечивается нажатием клавиши <Enter> и отображается символом ¶, если включен режим отображения непечатаемых символов.

Абзац может состоять из любого набора символов, рисунков и объектов других приложений. Форматирование абзацев позволяет подготовить правильно и красиво оформленный документ.

Выравнивание абзацев отражает расположение текста относительно границ полей страницы. Чаще всего используют четыре способа выравнивания абзацев: по левому краю, по центру, по правому краю, по ширине.

Чаще всего абзац начинается отступом первой строки. Отступ может быть различных типов: положительный отступ (когда первая строка начинается правее всех остальных строк абзаца), отрицательный отступ - выступ (когда первая строка выходит влево относительно остальных строк абзаца), нулевой отступ.

Расстояние между строками документа можно изменять, задавая различные значения междустрочных интервалов (одинарный, двойной и т. д.). Для визуального отделения абзацев друг от друга можно устанавливать увеличенные интервалы между абзацами.

Символы являются теми основными объектами, из которых состоит документ. Символы - это буквы, цифры, пробелы, знаки пунктуации, специальные символы. Символы можно форматировать, т. е. изменять их внешний вид.

Среди основных свойств символов можно выделить следующие: шрифт, размер, начертание и цвет.

Шрифт - это полный набор символов определенного начертания, включая строчные и прописные буквы, знаки препинания, специальные символы, цифры и знаки арифметических действий. Для каждого исторического периода и разных стран характерен шрифт определенного рисунка. Каждый шрифт имеет свое название. Например, наибольшей популярностью пользуются шрифты Times New Roman, Arial.

Единицей измерения размера шрифта является пункт (1 пт = 0,376 мм). Размеры шрифтов можно изменять в больших пределах (обычно от 1 до 1638 пунктов).

Кроме нормального (обычного) начертания символов обычно применяют полужирное, курсивное, полужирное курсивное.

Можно установить дополнительные параметры форматирования символов: подчеркивание символов различными типами линий, изменение вида символов (верхний индекс, нижний индекс, зачеркнутый), изменение расстояния между символами (разреженный, уплотненный) и др.

Если планируется многоцветная печать документа, то для различных групп символов можно задать различные цвета, выбранные из предлагаемой текстовым редактором палитры.

Для размещения в документе различных перечней применяются списки. Существуют следующие виды списков:

· нумерованные списки, когда элементы списка сопровождаются арабскими или римскими цифрами и буквами,

· маркированные списки, когда элементы списка отмечаются с помощью специальных символов-маркеров.

Возможно создание и вложенных списков, причем вкладываемый список может по своему типу отличаться от основного.

Иногда в текстовых документах используются таблицы. Таблица - это объект, состоящий из строк и столбцов, на пересечении которых образуются ячейки. С помощью таблиц можно форматировать документы, например, расположить абзацы в несколько рядов, совместить рисунок с текстовой подписью и так далее.

При размещении в таблице чисел можно производить над ними вычисления по формулам: суммирование, умножение, поиск максимального и минимального чисел и др.

3.2 Технологии и средства обработки числовой информации

К аппаратным средствам ввода числовой информации относится клавиатура, вывода - принтер, обработки - процессор и сопроцессор.

К программным средствам ввода и обработки числовой информации относятся:

· электронные калькуляторы;

· электронные таблицы (SuperCalc, Excel, Lotus и др.);

· пакеты прикладных программ для статистической обработки данных (Systat, Statistica, Stadia и др.);

· специализированные математические пакеты прикладных программ (Eureka, Mathcad, Matlab, Maple и др.).

Электронные калькуляторы являются специализированными программными приложениями, предназначенными для произведения вычислений. Электронные калькуляторы по своим функциональным возможностям соответствуют аппаратным микрокалькуляторам.

Электронный Калькулятор является стандартным приложением операционной системы Windows. С его помощью можно:

· производить арифметические действия над целыми и дробными числами;

· переводить числа из одной системы счисления в другую;

· вычислять значения математических функций;

· вычислять значения статистических функций;

· вычислять значения финансовых функций и др.

Электронные калькуляторы позволяют проводить сложные многоступенчатые вычисления с записью промежуточных результатов в ячейки памяти калькулятора. По мере необходимости такие результаты можно извлекать из памяти и использовать в дальнейших вычислениях.

Электронные калькуляторы позволяют обмениваться числовыми данными с другими приложениями с использованием буфера обмена операционной системы.

Электронная таблица - работающее в диалоговом режиме приложение, хранящееся и обрабатывающее данные в прямоугольных таблицах. Наибольшее распространение получили электронные таблицы Microsoft Excel и StarCalc.

Электронная таблица состоит из столбцов и строк. Заголовки столбцов обозначаются буквами и сочетаниями букв (А, В, АВ и т. п.), заголовки строк - числами (1, 2, 3 и т. д.). Ячейка - место пересечения столбца и строки.

Каждая ячейка таблицы имеет свой собственный адрес. Адрес ячейки составляется из заголовка столбца и заголовка строки, например А1, В3, Е6. Ячейка, с которой производятся какие-то действия, выделяется рамкой и называется активной.

Электронные таблицы, с которыми работает пользователь в приложении, называются рабочими листами. Можно вводить и изменять данные одновременно на нескольких рабочих листах, а также выполнять расчеты на основе данных из нескольких листов. Документы электронных таблиц могут включать несколько рабочих листов и называются рабочими книгами.

В работе с электронными таблицами можно выделить три основных типа данных: число, текст и формула. В зависимости от решаемой задачи возникает необходимость применять различные форматы представления данных. В каждом конкретном случае важно выбрать наиболее подходящий формат.

Для представления чисел по умолчанию электронные таблицы используют числовой формат, который отображает два десятичных знака после запятой (например, 187,40).

Экспоненциальный формат применяется, если число, содержащее большее количество разрядов, не умещается в ячейке (например, число 15 000 000 000 в экспоненциальном формате будет записано в следующем виде: 1,50Е+10).

По умолчанию числа выравниваются в ячейке по правому краю. Это объясняется тем, что при размещении чисел друг под другом (в столбце таблицы) удобно иметь выравнивание по разрядам (единицы под единицами, десятки под десятками и т. д.).

Текстом в электронных таблицах является последовательность символов, состоящая из букв, цифр и пробелов, например, запись «80 Мбайт» является текстовой. По умолчанию текст выравнивается в ячейке по левому краю. Это объясняется традиционным способом письма (слева направо).

Формула должна начинаться со знака равенства и может включать в себя числа, имена ячеек, функции и знаки математических операций. В формулу не может входить текст.

При вводе формулы в ячейке отображается не сама формула, а результат вычислений по этой формуле. При изменении исходных значений, входящих в формулу, результат пересчитывается немедленно.

Для представления данных можно использовать также специализированные форматы: денежный формат (4000,00р.) удобен для бухгалтерских расчетов, форматы дата и время позволяют хранить значения временных данных (12.02.2006; 14:35:10).

В формулах используются ссылки на адреса ячеек. Существуют два основных типа ссылок: относительные и абсолютные. Различия между ними проявляются при копировании формулы из активной ячейки в другую ячейку.

Относительные ссылки в формулах используются для указания адреса ячейки, вычисляемого относительно ячейки, в которой находится формула. При перемещении или копировании формулы из активной ячейки относительные ссылки автоматически обновляются в зависимости от нового положения формулы. Относительные ссылки имеют вид: А1, В4.

Абсолютные ссылки в формулах используются для указания фиксированного адреса ячейки. При перемещении или копировании формулы абсолютные ссылки не изменяются. В абсолютных ссылках перед неизменяемыми значениями адреса ячейки ставится знак доллара (например, $A$2).

Если символ доллара стоит перед буквой (например, $A1), то координата столбца абсолютная, а строки - относительная. Если символ доллара стоит перед числом (например, A$1), то, наоборот, координата столбца относительная, а строки - абсолютная. Такие ссылки называются смешанными.

Формулы могут состоять не только из арифметических операторов и адресов ячеек. Часто в вычислениях приходится использовать формулы, содержащие функции. Электронные таблицы имеют несколько сотен встроенных функций, которые подразделяются на категории: Математические, Статистические, Финансовые, Дата и время и др. При вводе в формулу функций удобно использовать Мастер функций.

Электронные таблицы позволяют осуществлять сортировку данных, то есть производить их упорядочение. Данные в электронных таблицах можно сортировать по возрастанию или убыванию. При сортировке по возрастанию данные выстраиваются в следующем порядке:

· числа сортируются от наименьшего отрицательного до наибольшего положительного числа;

· текст сортируется в следующем порядке: числа, знаки, латинский алфавит, русский язык;

· пустые ячейки всегда помещаются в конец списка.

В электронных таблицах можно осуществлять поиск данных (строк) в соответствии с заданными условиями. Такие условия называются фильтром. В результате поиска будут найдены строки, удовлетворяющие заданному фильтру.

Условия задаются с помощью операций сравнения. Для числовых данных это операции равно (знак =), меньше (знак <), больше (знак >), меньше или равно (знак <=), больше или равно (знак >=). Для задания условия необходимо выбрать операцию сравнения и задать число.

Для текстовых данных возможны операции сравнения равно, начинается с (сравниваются первые символы), заканчивается на (сравниваются последние символы), содержит (сравниваются символы в любой части текста). Для задания условия необходимо выбрать операцию сравнения и задать последовательность символов.

Электронные таблицы позволяют визуализировать данные, размещенные на рабочем столе, в виде диаграммы или графика. Диаграммы и графики наглядно отображают зависимости между данными, что облегчает восприятие и помогает при анализе и сравнении данных.

Диаграммы могут быть различных типов и соответственно представлять данные в различной форме. Для каждого набора важно правильно подобрать тип создаваемой диаграммы. Для наглядного сравнения различных величин используются линейчатые диаграммы. Для отображения величин частей от целого применяется круговая диаграмма. Для отображения изменения величин в зависимости от времени и построения графиков функций используются диаграммы типа «график».

При рассмотрении пакетов статистической обработки следует указать сферы применения, средства графического представления данных и результатов. Пакеты статистической обработки предназначены для проведения статистической обработки больших массивов данных.

Математические пакеты позволяют решить практически любую математическую задачу и представить результаты расчетов в табличном или графическом виде. Многие математические пакеты имеют развитые средства построения трехмерных поверхностей, задаваемых с помощью функций.

3.3 Технологии и средства обработки графической информации

Распространение компьютерной графики началось с полиграфии. Но вскоре она вырвалась из тесных помещений типографий на простор широкого применения. Огромную популярность завоевали компьютерные игры, научная графика и фильмы. Сейчас без развитой и изощренной графики не обходится ни один фантастический фильм, ни одна компьютерная игра. Создаются изображения настолько реальные, что трудно поверить в то, что все это создано на компьютере. Мощнейшие машины и талантливейшие команды математиков, программистов и дизайнеров работают над этим. Ни один доклад в сфере бизнеса не обходится без компьютерной презентации.

Из простого перечисления областей применения видно, что понятие «компьютерная графика» довольно обширно - от алгоритмов, рисующих на экране причудливые узоры, до мощных пакетов 3D-графики и программ, имитирующих классические инструменты художника. То есть, компьютерная графика не является простым рисованием при помощи компьютера, а представляет собой довольно сложный комплекс, который условно можно разделить на несколько направлений:

· двухмерная графика

· полиграфия

· web-дизайн

· мультимедиа

· 3D-графика и компьютерная анимация

· видеомонтаж

· САПР и деловая графика.

Сферы применения компьютерной графики чрезвычайно разнообразны. Каждый ее раздел имеет свои отличительные особенности и тонкости «технологического производства». Для каждого из них создано свое программное обеспечение, включающее разнообразные специальные программы (графические редакторы). Вне зависимости от области использования каждый графический редактор должен иметь:

· инструменты рисования на компьютере;

· библиотеку готовых изображений;

· набор шрифтов;

· набор спецэффектов;

· а также быть совместимыми с другими графическими программами.

Многие пользователи ПК связывают понятие компьютерной графики с программами, предназначенными для редактирования двухмерных цифровых изображений. Это программное обеспечение по принципу действия и функциональному назначению можно разделить на три группы:

1. растровая графика

2. векторная графика

3. фрактальная графика

Наиболее широко в компьютерной графике представлены первых два типа программ: растровые и векторные. А фрактальная графика, как и векторная - вычисляемая и занимает промежуточное положение между векторной и растровой. Кроме того, фрактальные узоры часто используют в качестве красивых фрактальных заливок в редакторах растровой и векторной графики. Двухмерная, или 2D-графика, - это основа всей компьютерной графики (в том числе и 3D-графики). Ни один компьютерный художник-дизайнер не может плодотворно работать над своими проектами без понимания базовых положений двухмерной графики.

Растровая графика

Большинство программ для редактирования изображений являются растровыми программами. В них изображение формируется из решетки крошечных квадратиков, именуемых пикселами. Поскольку каждый пиксел на экране компьютера отображен в специальном месте экрана, то программы, которые создают изображение таким способом, называют побитовыми, или программами с побитовым отображением. Решетку (или матрицу), образуемую пикселами, называют растром. Поэтому программы с побитовым отображением также называются растровыми программами.

Как создается цифровое изображение? Многие программы для обработки изображений позволяют пользователю выбирать нужные электронные кисть, цвет и краску. Иногда конечный результат неотличим от традиционной живописи, но, в общем, возможности компьютера гораздо шире традиционных..

Большинство традиционных изображений сначала поступают в компьютер при помощи сканера или цифрового фотоаппарата. С помощью сканера можно оцифровать слайд, диапозитив, фотографию путем преобразования изображения в цифровые данные. Методика сканирования изображения с последующими операциями цветокоррекции и ретуширования наиболее часто используются в печатной компьютерной продукции, в первую очередь при создании рекламных объявлений и обложек журналов. Компьютер может поменять цвет вашей прически или глаз, отретушировать родинку на щеке, изменить цвет или фон вашей фотографии, а также убрать все недостатки и дефекты. Для привлечения внимания зрителей компьютерные художники часто добавляют к фотографиям в журналах и рекламным объявлениям специальные эффекты, создавая сложные коллажи.

Процесс оцифровывания изображения посредством цифрового фотоаппарата несложен - человек просто направляет аппарат на объект съемки и нажимает спуск. Изображение мгновенно оцифровывается и записывается в запоминающее устройство внутри фотоаппарата. Вам не нужно покупать и проявлять пленку - ее просто нет. Вместо вывода изображения на слайды или печать фотографий оно загружается в компьютер по кабельной линии. Когда изображение появляется на экране компьютера, вы можете изменять его цвета, ретушировать, крутить-вертеть, изгибать, искажать для создания специальных эффектов в программах - редакторах изображений.

Растровые программы предназначены в основном для редактирования изображений, обеспечивая возможность цветокоррекции, ретуши и создания специальных эффектов на базе цифровых изображений. Пользуясь программными продуктами для формирования изображений, можно создавать коллажи, виньетки, фотомонтажи и подготавливать цветные изображения для вывода на печать.

На сегодняшний день программы редактирования изображений используются при производстве практически всех печатных изображений, где необходима фотография. Их применяют для стирания морщин с лиц фотомоделей, придания ярких красок пасмурным и мрачным дням и изменения общего настроения посредством специальных световых эффектов. Они также широко используются производителями мультимедиа для создания текстовых и фоновых эффектов и для изменения количества цветов изображения.

Векторная графика

Изображение, созданное в векторных программах, основывается на математических формулах, а не на координатах пикселов. Составляющие основу таких изображений кривые и прямые линии называются векторами. Так как при задании объектов на экране используются математические формулы, то отдельные элементы изображения, создаваемые в векторных программах, можно легко перемещать, увеличивать или уменьшать без проявления «эффекта ступенек». Так, для перемещения объекта достаточно перетащить его мышью. Компьютер автоматически пересчитывает его размер и новое местоположение.

Поскольку в этом случае изображение создается математически, векторные программы обычно используются тогда, когда нужны четкие линии. Они часто применяются при создании логотипов, шрифтов для вывода на плоттер и различных чертежей.

Когда вы выводите изображение, созданное в векторной программе, его качество зависит не от исходного разрешения изображения, а от разрешающей способности устройства вывода. Так как качество изображения не основывается на разрешении, то изображение, созданное в векторных программах, как правило, имеет меньший объем файлов, чем построенное в программах побитового отображения. В векторных программах нет проблем и со шрифтами - большие шрифтовые массивы не образуют файлов огромного размера.

Фрактальная графика

Фрактальная графика (ФГ), как и векторная - вычисляемая, но отличается от нее тем, что никакие объекты в памяти компьютера не хранятся. Изображение строится по уравнению, поэтому ничего, кроме формулы, хранить не надо. Изменив коэффициенты в уравнении, можно получить совершенно другую картину.

1. Простейшим фрактальным объектом является фрактальный треугольник. Постройте обычный равносторонний треугольник со стороной а. Разделите каждую из его сторон на 3 отрезка. На среднем отрезке стороны постройте равносторонний треугольник со стороной, равной 1/3 стороны исходного треугольника, а на других отрезках постройте равносторонние треугольники со стороной, равной 1/9а. С полученными треугольниками повторите те же операции. Треугольники последующих поколений наследуют свойства своих родительских структур. Так рождается фрактальная фигура.

2. Процесс наследования можно продолжать до бесконечности. Взяв такой бесконечный фрактальный объект и рассмотрев его в лупу или микроскоп, можно найти в нем все новые и новые детали, повторяющие свойства исходной структуры.

3. Фрактальными свойствами обладают многие объекты живой и неживой природы. Обычная снежинка, многократно увеличенная, оказывается фрактальным объектом. Фрактальные алгоритмы лежат в основе роста кристаллов и растений.

...