/ ИКТ / ИАО СУ

Информатики

ПРЕДМЕТ ИНФОРМАТИКИ.
ИНФОРМАТИКА — естественная фундаментальная наука. Становление информатики как науки относится к 60-м годам XX в.
Предмет информатика — процессы передачи, накопления и обработки информации.
Термин «информатика» был введён французским исследователем в начале 70-х годов. Аналогом являлось «Computer science» в США. В СССР — «вычислительное дело». В СССР под «информатикой» понималась «документалистика». Утверждение термина связано с созданием в 1983 г. отделения информатики Академии наук.
Определение информатики, данное международным конгрессом в 1978 г.:
«Понятие информатики охватывает области, связанные с обработкой, созданием, использованием и материально-техническим обслуживанием систем обработки информации, включая:
• Машины
• Оборудование
• Математическое обеспЕчение
• Организационные аспекты
• Комплексы промышленных, коммерческих, административных, социальных и политических воздействий».
Из определения: в основе содержания информатики расположены компьютеры и машинная обработка информации.
Ядро информатики: алгоритмы, программы и технические средства, неразрывно связанные между собой.
Современные ИТ имеют давние корни — информационный обмен был всегда в истории развития общества:
• До середины IX века технология «ручная» (чернила, перо, книги, депеши, посыльные)
• «Механические устройства» (пишущая машинка, телеграф, арифмометр, почта)
• Использование «электричества» (электронно-механические вычислительные устройства, диктофон, копировальная техника, телефон, радио)
• Применение достижений «электроники» (компьютер, интернет, цифровые телекоммуникации)
Важная тенденция ИТ: расширение круга пользователей:
• В 50-е годы было необходимо математическое образование
• В 60-е годы —инженерное образование
• В 90-е годы компьютер — бытовая техника
В 80-е появилось такое понятие как «компьютерная грамотность»:
• В начале — набор знаний и умений для работы с компьютером. Изучение компьютеров и программирования с основами алгоритмизации.
• Персональные компьютеры появились в 80-е годы и изменили понятие: умение работать с основными офисными программами
• И те, и другие не являются исчерпывающими для дальнейшей работы. В настоящее время грамотность способствует развитию беглости и свободе владения информацией. Нужно развивать способность к адаптации.
○ ЗАМЕЧАНИЕ
Обучение должно базироваться на трёх этапах:
1. Фундаментальные представления (принципы и идеи работы компьютеров, теоретические основы)
2. Формирование абстрактного восприятия понятия информации и методы её обработки.
3. Навыки работы с современными приложениями. Накопление практического опыта, на котором будут основываться возможности быстрого восприятия новых технологий.

ИНФОРМАЦИОННЫЕ РЕВОЛЮЦИИ.
ИНФОРМАЦИОННЫЕ РЕВОЛЮЦИИ — преобразование общественных отношений в результате изменений в сфере обработки информации. Они происходят в течение длительных периодов и не всегда были замечены современниками. Однако, в результате общество приобретало новое качество.
1. Результаты изобретения письменности:
• (клинопись на глиняных табличках)
• Это позволило накапливать и передавать знания
• Была получена возможность осмысливать сведения спустя долго время после их получения
2. Середина XVI века ¬— результат развития книгопечатания:
• Общество вступило на путь всеобщей грамотности
• Информация стала доступна широкому кругу людей
3. Конец XIX века — результат изобретения электричества:
• Появились телеграф и радио — изменение технологии передачи информации
4. Результат развития технологий интегральных электрических схем:
• В настоящее время строится техническая база как систем обработки, так и систем коммуникации
○ ЗАМЕЧАНИЕ
Последний скачок самый значительный в повышении доли информации в жизни общества. Действительно, книгопечатание расширило круг распространения идей. Электричество ускорило обмен, а современный Интернет сделал и то, и другое в несоизмеримо больших масштабах.
Интернет стёр границу между «просвещенным центром» и «отсталой провинцией».

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ НОСИТЕЛЕЙ ИНФОРМАЦИИ.
Информационные революции основывались на совершенствовании носителей информации.
1) В древности информация хранилась в человеческой памяти и передавалась устно
• Знания распространялись медленно
• Круг знающих был ограничен
2) Письменность — важный шаг в создании существующего отдельно от человека носителя информации.
• Писали на папирусе в Египте и на пергаменте в Европе
• Технические проблемы (слабое впитывание чернил в пергамент) были решены с появлением бумаги (Китай→Арабы)
• Изменились способы фиксации информации: иероглифы→алфавит
• Произошло сближений письма и разговорной речи
3) Электронные устройства позволяют хранить не только текст и картинки, но и звук, видео и др.
• Быстрый переход к безбумажной информации — один из самых заметных результатов последней информационной революции.
4) В настоящем ведутся работы над новым изобретением электронной бумаги:
• Идея принадлежит Шеридану из фильма «Ксерокс» (1970-е годы)
• Идея — тонкий упругий лист бумаги, содержащий элементы изменяющие цвет под действием электрических зарядов. Например, сфера, которая может поворачиваться и имеет разный цвет частей
• Реальным такое возможное после открытий в области органической электроники (Нобелевская премия по физике 2000г.)
• Фирма IBM занялась решением этой задачи и обещала, что через 4-5 лет это реализует.

ОСНОВНЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ. ПОНЯТИЕ ПРОТОКОЛА.
1. Сбор информации
• Техническое устройство, так же, как и человек, нуждается в сборе информации
• Многие технические устройства снабжены механизмами обратной связи, которые обеспечивают управление и нужное поведение
• Нужны методы ИТ, чтобы отсекать ненужную информацию и упорядочивать нужную
2. Передача информации
• Существует источник и приёмник информации
• Передача происходит по некоторому каналу связи
Канал связи — совокупность среды распространения и двух интерфейсов (устройств стыковки) для контакта с передатчиком и приёмником данных.
Свойства:
a) Ширина полосы пропускается
b) Помехоустойчивость
c) Пропускная способность
• Чтобы источник и приёмник поняли друг друга, передачи надо вести по определённым согласованным правилам: эти правила называются протоколами.
• Такие протоколы определены международными стандартами
• В канале могут возникать ошибки. Для надежности передачи требуется некоторая избыточная информация (контрольные данные, повторение искажённых моментов)
• Пропускная способность канала
• Ограниченность ПСК преодолевается с помощью сжатия информации
3. Хранение информации
• Информация может требоваться неоднократно, значит надо уметь её хранить
• Для хранения информацию нужно систематизировать и структурировать, т.к. потом надо будет в ней проводить процесс поиска.
4. Обработка информации
• До изобретения компьютеров в ИТ преобладали процессы сбора и хранения
• Обработка применялась в небольшом масштабе из-за большой трудоёмкости
• Решение любой задачи связано с построением модели (абстрагирование)
• Далее рассматривается представление и структурирование данных, потом преобразование информации от исходной к результирующей
• Важной задачей является организация процесса взаимодействия человека с компьютером (интерфейс)
• Одной из задач обработки информации является поиск.
• Для организации поиска нужны дополнительные служебные записи, эффективные алгоритмы, специальные структуры данных.

ИНФОРМАТИКА КАК ОТРАСЛЬ НАРОДНОГО ХОЗЯЙСТВА.
ИНФОРМАТИКА И ПРОИЗВОДСТВО
1. Научно-техническая революция XIX века вывела на первый план промышленное производство и понимание важности энергии (уголь). Результат—замена человеческого труда машинами. Сложилась система «наука-техника-производство», общим следующим звеном которой являются информационные процессы.
2. В 20-м веке информации накопилось много и возникла проблема большого объема. Эта проблема начала решаться с помощью автоматизации процессов обработки информации. В результате возникла самостоятельная информационная индустрия.
○ ЗАМЕЧАНИЕ
Можно рассматривать информатику как совокупность двух элементов:
1) Информационных технологий
2) Информационных систем
Особенность последних десятилетий—это превращение информатики в особенную отрасль хозяйственного комплекса. От нее во многом зависит рост производительности труда в других отраслях.
ВЫВОД: экономика сливается с информатикой, т.е. информатика стала непосредственной производительной силой.
Как отрасль народного хозяйства информатика включает в себя:
1) Производство компьютерной техники
2) Производство программных продуктов
3) Разработка технологий обработки информации
Уровень стандартизации в любой отрасли—это свидетельство её зрелости. Процессы стандартизации в области ИТ начались порядка 40 лет назад. Сначала электронная коммуникация, языки программирования, архитектура, приложения и т.д.
Созданы комитеты и группы стандартизации, в том числе в рамках ООН.

ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ.
Компьютер—это устройство для автоматизации создания, хранения, обработки и передачи данных.
Пример автоматического устройства: часы—это прибор, способный производить вычисления автоматически. Любые часы выполняют 2 операции:
1) Генерируют через одинаковые промежутки времени перемещение или сигнал
2) Регистрирует возникающие при этом изменения, т.е. выполняет автоматическое суммирование перемещений или сигналов.
В основе работы любого компьютера лежит тактовый генератор (как в часах), который вырабатывает сигналы, используемые для приведения в действие всех устройств компьютера, фактически управление компьютера сводится к управлению распределением сигнала между устройствами. Такое управление может проводиться автоматически ли вручную. Внешнее управление (клавиатура, мышь) называется интерактивным.

КЛАССИФИКАЦИЯ КОМПЬЮТЕРОВ.
I. ПО НАЗНАЧЕНИЮ
А) Большие компьютеры (ЭВМ)
Для них нужен вычислительный центр (ВЦ), персонал— десятки человек. Центральный процессор — первые несколько стоек аппаратуры в специальном помещении.
Б) Мини-ЭВМ — меньше по производительности, размерам и стоимости. Тожен нужен ВЦ, персонал — несколько человек. На крупных ВЦ выполняют вспомогательную работу.
В) Микро-ЭВМ — отдельные предприятия. ВЦ не нужен, персонал — минимальный. Также используют при вспомогательной работе на больших ЭВМ.
Г) Персональные компьютеры (ПК). С 1980 г. Обслуживают одно рабочее место. Бывают:
— начального уровня
—офисные компьютеры
—мобильные
—рабочие станции
—серверы
II. ПО УРОВНЮ СПЕЦИАЛИЗАЦИИ
—универсальные
—специализированные
К специализированным относятся бортовые компьютеры. Они управляют средствами ориентации и навигации, контролируют бортовые системы, производят автоматизированное управление и связь, осуществляют оптимизацию парметров (расход топлива).
Другие специализированные компьютеры — это графические станции (кино, видео, реклама).
К специализированным относятся файловые серверы. Во всех случаях можно использовать универсальные компьютеры.
III. КЛАССИФИКАЦИЯ ПО ТИПОРАЗМЕРУ
—настольные
—портативные
—карманные
—мобильные (сочетают функции телефона и компьютера)
IV. ПО СОВМЕСТИМОСТИ
От этого зависит взаимозаменяемость узлов, переносимость программ и возможность совместной работы. Распространены 2 платформы ПК: IBM и Apple Macintosh.
Рассмотренная классификация является условной и сильно зависит от поколения компьютера.

СТРУКТУРА И ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ ЭВМ.
Существует большое количество типов ЭВМ. В основе всех лежат общие принципы. Потому в логической структуре ЭВМ можно выделить главное устройство.
1) Память и процессор. Основная память и процессор —центральные устройства. Память хранит обрабатываемую информацию и программу обработки. Процессор производит обработку информации, в соответствии с программой и управляет работой других устройств машины.

 

ОП

 

ЦП

Схема центральной части
(ОП—основная память
ЦП—центральный процессор)

2) Периферийные устройства — это устройства ввода-вывода. Они обеспечивают связь пользователя с компьютером, служат хранилищем данных, представляют результаты обработки информации в удобной для пользователя форме. Обмен информацией происходит по сигналу процессора.

Ввод ОП Вывод

ЦП

Общая схема
3) Принципы фон-Неймана
Общие принципы построения ЭВМ сформулированы в 40-х годах 20-го века американским математиком Джоном фон Нейманом.

Первый принцип фон Неймана—принцип произвольного доступа к основной памяти. Память состоит из отдельных элементов (ячеек). Принцип произвольного доступа состоит в том, что процессору в произвольный момент времени доступна любая ячейка. Причём время доступа (использования или записи) одинакова для всех ячеек.
Чтобы обеспечить доступ, у каждой ячейки памяти есть адрес. Адрес в виде номера ячейки не подходит, т.к. в начале и в конце структуры размер адреса будет сильно отличаться. Память может быть организована на магнитной ленте (в этом случае доступ элементов последовательный).

Второй принцип фон-Неймана—принцип хранимой программы. Программа обработки хранится в ОП наряду с обрабатываемыми данными. Это делает ЭВМ универсальным средством обработки информации: смена программы и данных соответствует переходу к другой задаче. Над командами могут выполняться такие же действия как и над данными. Действительно, результаты одной программы могут приводить к выработке команд для другой программы. На таких принципах основаны программы трансляции с одного языка на другой.
По виду записи информации в ОП нельзя судить о характере записанной информации (ряды нулей и единиц). Нужна дополнительная информация, наложение которой позволяет проводить интерпретацию данных.

ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ИНФОРМАЦИИ В ЭВМ. СИСТЕМЫ СЧИСЛЕНИЯ.
Любая информация представляется в двоичном виде в виде последовательности нулей и единиц. Такую информацию называют двоично-кодированной.
Смысл кодирования состоит в том, что каждому символу алфавита, на котором информация, в представлении компьютера ставится в соответствие некоторый код из двоичных символов.
Отдельный двоичный символ (разряда) и есть бит. Стандартная единица измерения количества информации—байт (равен в битах).
Одним битом могут быть выражены 2 понятия (0 и 1, да и нет). Двумя битами могут быть выражены 4 понятия. Общая формула N=2m , где m—разряд двоичного кодирования числа.
2)С плавающей точкой (нормализованная форма числа с использованием мантиссы и порядка).

МОДЕЛИ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ЦЕЛЫХ ЧИСЕЛ.
В одном байте можно кодировать целые числа без знака от 0 до 255.
В 2х байтах—числа от 0 до 65 535.
В 3х байтах— около 16,5 млн значений (труколор).
Если требуется представлять целое число со знаком, выделяется один разряд (старший) под представление знака (0—‘+’, 1—‘-’);
Т.к. один разряд отведен под знак, то максимальный модуль числа будет меньше, чем при без-знаковом представлении. Количество значений чисел при этом не изменится. Меняется только диапазон представимых чисел.
Если без-знаковое представление:
00—0
01—1 4 числа
10—2
11—1

Определяющим является количество комбинаций двоичных символов.

Прямой код: 0000 0011=+3
1000 0011=-3
Недостатки прямого кода:
- наличие двух нулей (+0, -0)
- сложно выполнять арифметические операции, т.к. один разряд играет другую роль

Дополнительный код представления целых чисел: речь идёт о величине, дополняющей число до некоторого постоянного значения. Различают поразрядное и точное дополнение.
Поразрядное —инверсия (обратный код).
Точное дополнение—это «дополнение до двух». Для положительных чисел дополнительный код совпадает с прямым. Для отрицательных чисел существует 2 приёма построения дополнительного кода:
1) Для получения кода отрицательного числа надо взять представление положительного и вычесть его из единицы (в двоичной системе единица каждого разряда равна двум единицам младшего разряда)

-3
А) положит. +3=0000 0011
Б) вычит. 1 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 1 1
1 1 1 1 1 1 0 1=-3
2) Точное дополнение равно результату поразрядного дополнения (обратный код)+единица в младший разряд.
А) +3=0000 0011
Б) обратный код=1111 1100
В) обратный код+1= 1111 1101=-3
В одном байте можно представить следующие числа со знаком:
Число 127 126 125 2 1 0 -1 -2 -128
Код 0111 1111 0111 1110 0111 1101 0000 0010 0000 0001 0000 0000 1111 1111 1111 1110 1000 0000

○ ЗАМЕЧАНИЕ
Все отрицательные числа в дополнительном коде имеют в знаковом разряде единицу, также как и в прямом коде. Остальные части сильно различаются.
○ ЗАМЕЧАНИЕ
Особый вид имеет представление -1=1111 1111 1
○ ЗАМЕЧАНИЕ
Код каждого следующего числа получается из предыдущего добавлением единицы. Это позволяет просто выполнять операцию.

+3-1

0 0 0 0 0 0 1 1 (+3)
1 1 1 1 1 1 1 1 (-1)
1 0 0 0 0 0 0 1 0 (+2)

ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ВЕЩЕСТВЕННЫХ ЧИСЕЛ.
Вещественные числа представляются в экспоненциальной форме. В таком случае одинаково легка представимость значений и больших по модулю чисел, и чисел близких к нулю.
В экспоненциальной форме число образуется из:
- мантиссы, образ. из значащих цифр (по модулю это не большая величина)
- порядка (полож. или отриц. степень основания системы счисления)

Обычную запись вещественных чисел (целая часть, разделитель и дробная часть) можно записать как экспоненту, умноженную на 100
0,832=0,832*100
Сдвигая точку по числу можно получить большое число вариантов экспоненциальной формы. Для ЭВМ нужна строгая формализация. Принять соглашение, что целая часть мантиссы должна содержать одну не нулевую цифру. Тогда, поскольку ясно, где расположена 10-ая точка, её можно не указывать (экономия разряда памяти).
Десятичная точка в этом случае добавляется на этапе интерпретаций записи.
Операция приведения числа к стандартной форме называется нормализацией (сдвиг 10-чной точки).
Для хранения вещественного числа надо хранить два целых знаковых числа (мантисса, ее знак, порядок, его знак).
В компьютерная реализации используется двоичная система счисления, следовательно, целая часть всегда 1. Порядок показывает степень двойки.
Для записи чисел с прав. точкой обычно используется стандарт IEEE (американский институт инженеров электроники и электротехники).
Если выделяется 4 байта для представления (float “Си” чисел).
Под мантиссу отводится 23 разряда (от 0 до 22), следующие 8 разрядов под представления порядка со смещением, последний 32 под значение знака мантиссы.
Порядок со смещением называется характеристикой. Например, если под порядок выделено 8 бит, то для хранения его значений от 128 до 127 используется смещение 128. Тогда порядок представляется числами из диапазона от 0 до 255, т.е. не отрицательными.
Т.к. мантисса нормализованного числа всегда начинается с 1 (в двоичной системе), то в некоторых вариантах реализации модели представления ее не показывают, тогда лишний разряд используется для повышения точности.
Компьютерное представление вещественного числа отличается от математического. Можно сказать, что используется некоторая модель вещественного числа.

СВОЙСТВА МОДЕЛИ ВЕЩЕСТВЕННОГО ЧИСЛА.
1) Для записи чисел выделяется фиксированное число байтов, при этом строго регламентированного количества разрядов под мантиссу.
2) В большинстве случаев двоичное представление, ограниченное разрядной сеткой является приближенным.
3) Т.к. разрядность представления ограничена, то число может не поместиться в предназначенное для него место (переполнение). Если порядок числа меньше минимального отрицательного, то оно представляется нулём (машинный нуль).
4) Может быть введено несколько типов вещественных чисел (диапазон их представления, что соответствует размеру памяти).
5) Результаты округляются в соответствии с размером ячейки, следовательно, они являются приближенными.

ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ТЕКСТА. ТАБЛИЦЫ КОДИРОВКИ.
Т.к. любая информация представляется наборами 0 и 1, то текст должен быть набором кодов, соответствующих символам.
Чтобы текст можно было получить в обычной форме, необходимо иметь механизм интерпретации.
Текст для машинной обработки преобразуется в соответствии с таблицей кодировки, каждому символу соответствует код.
Примеры:
1) Азбука Морзе (1844 г. ) —Самюэль Морзе предложил кодировать буквы с помощью длинных и коротких сигналов и пауз. Недостаток—система сложна для машинной обработки.
2) 1875 г. —двоичный код Эмиля Бодо
Каждый знак соответствует 5-ти двоичным разрядам.
1900 г. — телетайпы, которые использовали код Бодо.
Система использования до середины 20 века (1970 г.).
Недостаток—только большие буквы и цифры.
3) Середина 1960 г. — код ASCII (аскии)
Американская система кодирования информац. обмена.
Предложен Американским национальным институтом стандартов (ANSI).
В этом коде 7 бит вместо 5 у Бодо, следовательно, можно записать 128 символов (английские буквы, цифры, 33 управляющих символа).
Для учета национальных алфавитом, таблица ASCII преобразована в 8-ми битную систему.
4) Усовершенствование кодовых таблиц связано с двумя проектами ISO 10646 и Unicode.
ISO (международная организация стандартов).
Unicode (IBM, Microsoft, Apple)
В 1991 году было решено создать единую таблицу, т.к. было необходимо координировать усилия и обеспечить совместимость двух проектов.
○ ЗАМЕЧАНИЕ
В ISO 10646 используется 31 бит. Для записи символов первые 16 разрядов (65535 кодов), остальные—иероглифы, научные формулы и т.д.
Считается, что 21 разряда хватит на символы любых систем.
○ ЗАМЕЧАНИЕ
Юникод предполагалась 16 битной, коды делятся на несколько областей, существует несколько вариантов кодирования (UTF-8; 16; 32)
5) В России в 70-е годы разработался стандарт КОИ-8.
СР-866—кириллическая таблица Microsoft.
С появлением Windows-3 Майкрософт сменила кодировку на СР-1251.

СПОСОБЫ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ТЕКСТОВЫХ СТРОК.
Строка—последовательность символов.
Длина строки—это число образующих её символов.
Адрес строки—это адрес первого её символа.
Зафиксировать длину строки можно двумя способами:
1) Строка сохраняется в формате, в котором сначала фиксируется её длина. Длина строки записывается в 0-вом байте строки в виде символа, номер которого соответствует его длине. (Используется в Паскале).
2) Другой вариант—завершить строку специальным кодом «нулевой байт» или «нуль-терминатор» ( используется в системе программирования С/С++).
○ ЗАМЕЧАНИЕ
В любом случае для представления строки расходуется на 1 байт памяти больше, чем символов строки.

ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ (РАСТРОВЫЙ И ВЕКТОРНЫЙ МЕТОД).
Существует 2 метода представления изображений:
1) Представление изображения в виде набора темных и светлых точек, распределённых по строкам и столбцам, такое изображение называется растровым.
2) Графический объект представляется в виде совокупности линий. Такой способ называется векторной графикой. Положение, длина, направление линий требует математического описания. Примером применения векторного метода могут служить масштабируемые шрифты.
Работа технических устройств, обеспечивающих передачу цветов, производится на основе особенности восприятия света и цвета глазом человека.
Яркость света определяется энергией световых волн. Цветность света определяется соотношением волн разной длин, т.е. свет как носитель информации содержит яркостные и цветовые сигналы.
Технические устройства можно сконструировать если есть системы, объективно воспринимающие и воспроизводящие свет, следовательно надо уметь измерять цвет. Надо разработать математические модели описания цвета. Наука об измерении цвета и методах его математического описания называется колориметрией.

ЗАКОНЫ СМЕШЕНИЯ ЦВЕТОВ.
Сформулированы 3 закона смешения цветов:
1) Любой цвет может быть представлен тремя цветами, если они линейно независимы. Линейная независимость означает, что ни один из этих трёх цветов нельзя получить смешением двух других.
2) При непрерывном изменении интенсивности излучения исходных цветов, цвет смеси также изменяется непрерывно. Другими словами, не существует цвета, к которому нельзя было бы подобрать бесконечно близкий.
3) Цвет смеси излучений зависит только от цветов составляющих. Белый цвет—это смесь основных излучений в максимальном количестве. Черный цвет—это отсутствие излучения. Серый—это промежуточный между белым и чёрным.

ПОНЯТИЕ О МОДЕЛИ RGB.
Первый стандарт колориметрии (1931 г.) принял в качестве линейно независимых цветов:
- красный(700 нм)
-зелёный(546,1 нм)
-синий(435,8 нм)
Эта система получила название RGB. Такая модель удобна для устройств, которые сами излучают волны (монитор).
Цветовая схема RGB может быть представлена в виду куба. По одной оси откладывается интенсивность красной, по другой зелёной, по третьей—синий. Тогда каждый цвет—это точка с координатами RGB.
Оттенки серого цвета, где RGB имеют равную интенсивность, находятся по диагонали из начала координат.

Цветовой куб RGB.

Точность воспроизведения цвета определяется качеством излучающих устройств.

ПОНЯТИЕ О МОДЕЛИ СМYК.
Ощущение цвета вызывает либо свет, излучаемый источником, либо цвет, отражённый от поверхности. Окраска—это свойство поверхности отражать или поглощать волны разной длины. Сочетание излучений, создавших ощущение цвета поверхности, отличаются от падающего луча. Окрашенная поверхность сама свет не излучает. Цвет определяется теми волнами, которые отражаются от поверхности.
Например, если цвет предмета красный, при его освещении белым световым лучом, отражаются только волны максимальной длины, а другие поглощаются. Если все волны поглощаются—цвет чёрный. Если все отражаются—цвет белый.
У цветового куба есть три краски, где отсутствует по одному цветовому цвету (голубой, пурпурный, жёлтый).
Голубые поглощает красный Cyan=B+G
Пурпурный поглощают зелёный Magenta=R+B
Жёлтый—голубой Yellow=R+G
Если рядом напечатать пурпурную и жёлтую точки, то они создадут впечатление красной точки.
○ ЗАМЕЧАНИЕ
По техническим причинам (трудно обеспечить отражение характеристики) для повышения контрастности добавляют чёрную краску.

С М Y К
Голубой пурпурный жёлтый чёрный

 

 

 

 

 

○ ЗАМЕЧАНИЕ
Т.к. в модели RGB цвета складываются, она называется аддитивной. В модели CMYK цвета вычитаются, поэтому она называется субтрактивной.

ДИСКРЕТНАЯ МОДЕЛЬ ИЗОБРАЖЕНИЯ. СПОСОБЫ ОЦИФРОВКИ ИЗОБРАЖЕНИЯ В ЧЕРНО-БЕЛОЙ МОДЕЛИ.
Информация об изображении соответствует данным о цветовых характеристиках отдельных составляющих изображение элементах (пикселах).
Если таких элементов много, и они располагаются не слишком близко от глаза, то образованное с их помощью изображение воспринимается как сплошное.
Цифровые изображения, связанные с построчным (растровым) способом вывода информации на экран, в памяти компьютера представляется с использованием массивов и занимают много места в памяти компьютера.
При оцифровке изображения его характеристики снимаются с помощью сетки светочувствительных датчиков. Каждый такой датчик проводит измерение осреднённой цветовой характеристики выделенной для него области изображения (вырабатывает соответствующий электрический сигнал). Эти сигналы являются аналоговыми.
С помощью АЦП (аналого-цифровой преобразователь) эти сигналы преобразуются и запоминаются как цифровые. Можно сказать, всё изображение является совокупностью точек с оцифрованными цветовыми характеристиками.
Оцифрованное изображение является моделью изображения реального. Его качество определяется:
-точностью измерений яркости точек
-числом точек на которой раскладывается изображение.

ЧЁРНО-БЕЛАЯ МОДЕЛЬ ИЗОБРАЖЕНИЯ ПРИ ОЦИФРОВКЕ
Если измерять только значения яркости пикселя, получается модель ч/б изображения. Различают 2 вида таких изображений:
-двух градационное
-полутоновое
Двух градационное изображение образуется только из белых и чёрных элементов. Промежуточных нет (крайние градации при смешивании основных цветов в равных пропорциях).
Такая модель подходит не для всех изображений. Она применима для изображений текста или чертежей. Получается такое изображение при работе с датчиками, у которых выставлен порог значения. Ниже этого порога точка воспринимается как чёрная, выше как белая.
Таким образом, для хранения информации об одной точке требуется 1 бит (разряд).
Полутоновое изображение содержит промежуточные оттенки серого. С помощью такой модели представлены чёрно-белые фотографии или кадры чёрно-белого телевидения. Для полутонового варианта моделирования изображения необходимо, чтобы датчик мог рахличать несколько уровней яркости.

○ ЗАМЕЧАНИЕ
Глаз человека способен различать не более 60 градаций серого.

Из-за того, что датчики дают погрешность измерений, при оцифровке требуется запас уровней. Считается, что надо иметь 256 уровней (1 байт). 0—чёрный, 255—белый.

○ ЗАМЕЧАНИЕ
Если требуется экономить место в памяти, то можно, с учётом восприятия человеком, понизить точность изображения.

Разрешение по точкам имеет нижнюю допустимую границу. Если число пикселей ниже той границы, то не только могут быть потеряны мелкие детали, но и возникает эффект Муара (дополнительные узоры, портящие изображение).

ПРИНЦИП НАЙКВИСТА (1928).
В 1928 г. инженер АТТ Гарри Найквист сформулировал принцип, играющий важную роль при оцифровке изображения и звука.
Чтобы избежать искажений на самый мелкий измеряемый элемент должно приходится не менее двух замеров.
Другими словами на самую мелкую деталь изображения должно приходиться не менее двух точек.
ПРИНЦИП НАЙКВИСТА ДЛЯ ЗВУКА.
Для того чтобы аналоговый сигнал, занимающий полосу частот от 0 до F герц, можно было восстановить по отдельным измерениям, частота измерений должна быть не менее, чем в 2 раза выше максимальной звуковой частоты.

○ ЗАМЕЧАНИЕ
Ухо воспринимает звук до 20 кГц. В этом случае частота дискретизации в этом случае должна быть не менее 40 кГц. Фактически, для музыкальных записей выбирают частоту 44,1 кГц. Это связано со стандартами первого видеомагнитофона.
○ ЗАМЕЧАНИЕ
Для передачи разговора достаточно частоты дискретизации 8 кГц, речь укладывается в диапазон 3 кГц.
○ ЗАМЕЧАНИЕ
Кроме частоты д. на качество оцифрованного звука влияет точность замеров (разрешение по уровням), что соответствует разрядности дискретизации.
○ ЗАМЕЧАНИЕ
Можно оценить место, которое в памяти занимает оцифрованный звук. Так, 1 секунда фонограммы(
2 канала, 16 бит на канал, 44 100 Гц) требует 172 кбайта.

МОДЕЛЬ ЦВЕТНОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ ПРИ ОЦИФРОВКЕ.
Если для каждого основного цвета использовать 1 байт (256 уровней), то можно передать более 16 млн цветов (труколор, truecolor).

○ ЗАМЕЧАНИЕ
Жёлто-зелёные тона различаются человеком подобно серым, красные и синие цвета различаются хуже, т.е. для них можно брать меньше градаций. Этим можно сократить объём памяти (однако сейчас этим и пользуются).

○ ЗАМЕЧАНИЕ
Если использовать 2 байта на пиксель (для практики этим можно ограничиться без потери качества). Получается Hight Color (5 бит на каждый цвет, 215 цветов, примерно 32768 цветов).Если 16 бит отвести под зелёный цвет, то количество цветов можно удвоить (216 = 2*215)

○ ЗАМЕЧАНИЕ
Если на пиксель выделять 4 бита, то можно представить 16 цветов. При этом напрямую управлять интенсивностью цветов невозможно, такое управление производится косвенно, через палитры. Цвета в палитре нумеруются. Задать палитру— установить связь с каждым из цветов, т.е. трйокой чисел RGB.
Если на пиксель выделять 1 байт, то получится палитра содержащая 256 цветов. Связь палитр с воспроизводимыми цветами производится в графической карте компьютера.

ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ЗВУКОВОЙ ИНФОРМАЦИИ.
Аналоговые сигналы с микрофона при помощи АЦП преобразуется в цифровые данные.
Воспроизведение это обратное преобразование цифровой информации в аналоговый сигнал. Это делает звуковая карта компьютера.
Качество звука в первую очередь определяется частотой дискретизации (количество замеров в единицу времени). Чем больше частота дискретизации, тем выше качество звука. Увеличение частоты дискретизации требует профессионального увеличения памяти. Частота дискретизации определяет максимально возможную частоту воспроизведения звука.

ПОНЯТИЕ ОБ АЛГОРИТМЕ. СВОЙСТВА АЛГОРИТМОВ.
Алгоритм – инструкция по выполнению действий для достижение некоторых целей. Термин алгоритм происходит от имени среднеазиатского математика аль Хорезми. Любой алгоритм рассчитан на некоторого исполнителя. В качестве исполнителя может выступать человек, автомат или дрессированное животные.
Свойства алгоритма:
1) массовость
Алгоритм должен быть пригоден для решения задач указанного класса.
2) понятность
3) дискретность - действия должны разделяться на отдельные шаги.
4) конечность
В противном случае мы получаем алгоритмический процесс.
5) детерминированность
Однозначное понимание каждого шага.
6) эффективность
Результат должен быть достигнут за разумное время.

СПОСОБЫ ЗАПИСИ АЛГОРИТМОВ. ПОДЧИНЕННЫЕ АЛГОРИТМЫ.

1) словесное
2) словесно-формульный
3) блок-схемная запись (каждый шаг представляется в форме графической фигуры, обозначающей действие). Рассмотрим минимальное количество таких фигур:

4) запись алгоритма на псевдо-коде
Такая запись позволяет легко представить алгоритм на каком-то алгоритмическом языке.
5) запись на алгоритмическом языке (программа).
ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ (ПОДЧИНЁННЫЕ) АЛГОРИТМЫ
Любая задача разбивается на подзадачи (шаги). Для некоторых подзадач алгоритмы уже могут существовать. Тогда эти алгоритмы можно включить в новый алгоритм, не повторяя проделанную работу. Такие готовые алгоритмы, включаемые в состав разрабатываемого, называются вспомогательными или подчинёнными., в отличии от главного (основного) алгоритма.
Для использования вспомогательных алгоритмов необходимо их оформлять специальным образом. Это нужно, чтобы ссылаться на них в основном алгоритме.
Формальные способы оформления подчинённых алгоритмов применяются в языках программирования. Вспомогательный алгоритм, написанный на языке программирования, называется подпрограммой. Подпрограмма должна иметь имя и список формальных параметров. В списке указываются имена входных и выходных величин алгоритма.
При обращении к подпрограмме формальные параметры должны быть заменены на фактические.

СТРУКТУРЫ АЛГОРИТМОВ. ПРОСТЫЕ И СОСТАВНЫЕ КОМАНДЫ.
Алгоритмы, предназначенные для решения практических задач, связаны с преобразованием информации, при это под информацией понимают вполне конкретные величины ( цифровые, текстовые и т.д.)
Алгоритм можно представить как некоторую структуру, состоящую из отдельных базовых элементов.
Простая команда – это элементарная структурная единица алгоритма, обозначает элементарный шаг обработки или отображения информации. При исполнении алгоритма обработка информации состоит в изменении значений некоторых величин. Величины разделяют на постоянные и переменные. С величиной, помимо значения, связано также имя, используемое для обозначений. В качестве имени используются идентификаторы. Идентификатор - это произвольная последовательность букв и цифр, начинающаяся с буквы. Например, х1 идентификатор, 1х-нет. Значение переменной может быть изменено с помощью присваивания. <идентификатор>:=<выражение>.
Угловые скобки означают некоторое основные понятия, которые должны заменяться на конкретные имена. Переменной может быть присвоено значение также с помощью команды ввода из некоторого внешнего источника.
Ввод (x,y) – Эта команда означает, что из некоторого внешнего устройства вводятся x и y.
Вывод (а) – Эта команда означает, что необходимо отобразить значение величины а.
Простая команда на языке схем изображается в виде функционального блока, имеющего 1 вход и 1 выход.
Составные команды.
Из простых команд и проверки условий образуются составные команды, имеющие более сложную структуру.
• Команда следования;
• Команда ветвления;
• Команда повторения (цикл).
КОМАНДЫ СЛЕДОВАНИЯ, ВЕТВЛЕНИЯ, КОРРЕКЦИИ, ПОВТОРЕНИЯ.
1) команда следования-одна из составных команд. Образуется из последовательности команд, следующих одна за другой. На псевдо коде команды разделяются точкой и запятой. При исполнении алгоритма команды выполняются в том порядке в котором записаны. Для обозначения начала и конца команды используются служебные команды НАЧАЛО И КОНЕЦ.

НАЧАЛО <ДЕЙСТВИЕ 1>; <ДЕЙСТВИЕ 2>; КОНЕЦ.

Под действием в угловых скобках понимается либо простая, либо составная команда, на языке блок схем:

Действие 1 ….. Действие N

○ ЗАМЕЧАНИЕ
Служебные слова Начало и Конец выполняют роль логических скобок. Они позволяют рассматривать команду Следование как единое действие, распадающуюся на последовательность более простых действий.

2) команда Ветвление. Осуществляет выбор одного из двух возможных действий в зависимости от условия. При выполнении ветвления выполняется только одно из действий. Если условие в угловых скобках истинно, то выполняется действие 1, иначе действие 2. Блок схема команды ветвления имеет вид:

○ ЗАМЕЧАНИЕ
Команда ветвления может использоваться в сокращенной форме, когда в случае несоблюдения условий ни одно из действий не выполняется. В этом случае команда называется командой коррекции.

3) команда Повторения или Цикл
Во многих алгоритмах содержатся серии многократных повторяемых команд. Для обозначения таких повторяемых действий используют специальную конструкцию - Цикл. Составная команда цикла называется также командой Повторения. Эта команда должна содержать условие, которое используется для определения количества повторений. В зависимости от места расположения условия рассматриваем цикл с предусловием и постусловием.
Под действием понимается простая или составная команда. Работа:
1) проверяется условие
2) если оно выполнено, то выполняется команда
3) цикл завершается, когда условие ложно.

○ ЗАМЕЧАНИЕ
Необходимо, чтобы команда, выполняемая в цикле, влияла на условие.

Команда повторения постусловием выполняется аналогично. Условие выполняется после выполнения действий, а повторений выполняется в том случае, если условие не соблюдено.
Можно сказать, что повторение производится до соблюления условия, поэтому такой цикл называют таким циклом "до".

Цикл с параметром. (Цикл с заданным числом повторений)
ПОНЯТИЕ ИНОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ.
Информационной системой — называется взаимосвязанная совокупность средств, ме­тодов и персонала, используемых для хранения, обработки и выдачи ин­формации в интересах достижения поставленной цели. Информационные системы обеспечивают сбор, хранение, обработку, поиск, выдачу информации, необходимой в процессе принятия решений задач из любой об­ласти. Они помогают анализировать проблемы и создавать новые продукты. В ка­честве основного технического средства переработки информации используют персональный компьютер (ПК). В крупных организациях наряду с персональным компьютером в состав технической базы информационной системы может входить мэйнфрейм или суперЭВМ. Особую роль в информационных системах отводится человеку, т.к. техническое воплощение информационной системы само по себе ничего не будет значить, если не учтена роль человека, для которого предназначена производимая информация и без которого невозможно ее получение и представление.

Необходимо понимать разницу между компьютерами и информационными системами. Компьютеры, оснащенные специализированными программными средствами, являются технической базой и инструментом для информационных систем. Информационная система немыслима без персонала, взаимодействующего с компьютерами и телекоммуникациями.

СВОЙСТВА ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ (ДЕЛИМОСТЬ И ЦЕЛОСТНОСТЬ).
Свойства информационных систем:
• любая ИС может быть подвергнута анализу, построена и управляема на основе общих принципов построения сложных систем;
• при построении ИС необходимо использовать системный подход;
• ИС является динамичной и развивающейся системой;
• ИС следует воспринимать как систему обработки информации, состоящую из компьютерных и телекоммуникационных устройств, реализованную на базе современных технологий;
• выходной продукцией ИС является информация, на основе которой принимаются решения или производятся автоматическое выполнение рутинных операций;
• участие человека зависит от сложности системы, типов и наборов данных, степени формализации решаемых задач.
Свойства системы (в т.ч. ИС):
• сложность - система зависит от множества входящих в нее компонентов, их структурного взаимодействия, а так же сложности внутренних и внешних связей;
• делимость - система состоит из ряда подсистем или элементов, выделенных по определенным признакам и отвечающих конкретным целям и задачам;
• целостность системы - означает то, что все элементы системы функционируют как единое целое;
• многообразие элементов системы и различие их природы - свойство связано с функционированием элементов, их спецификой и автономностью;
• структурность - определяет наличие установленных связей и отношений между элементами внутри системы, распределение элементов системы по уровням и иерархиям;
• адаптивность системы - означает приспосабливаемость системы к условиям конкретной предметной области;
• интегрируемость - означает возможность взаимодействия системы с вновь подключаемыми компонентами или подсистемами.

РЕЖИМЫ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ КОМПЬЮТЕРНЫХ СИСТЕМ (ПАКЕТНЫЙ, ДИАЛОГОВЫЙ, РЕАЛЬНОГО ВРЕМЕНИ).
По способам организации информационные технологии отличаются целями и рядом признаков. К основным особенностям технологий, которые определяются режимами обработки и передачи информации, относятся: сетевой режим, пакетный режим, режим реального времени, режим разделения времени, интерактивный и диалоговый режимы.

Технология обработки (аналоговыми и дискретными методами) и преобразования сигналов выполняется при решении многих информационных задач. Обработка сигналов используется в распознавании образов, телеобработке данных и опирается на методологию искусственного интеллекта. Обработка сигналов, в первую очередь дискретных, используется в управлении производством для таких объектов, как станки, автоматические линии, для мониторинга (контроля) выпуска изделий, например, в машиностроительных отраслях, медицине, радиолокации и т. д. Оснащение оборудования датчиками, счетчиками позволяет осуществлять объективный счет изделий, а это является первичной информацией в управлении производством.

Режим реального времени — это технология, которая обеспечивает такую реакцию управления объектом, которая соответствует динамике его производственных процессов. Время реакции играет доминирующую роль, оно может измеряться секундами, минутами, часами. В системах реального времени обработка данных по одному сообщению (запросу) завершается до появления другого. Например, обслуживание клиентов в банке должно учитывать допустимое время ожидания клиента, возможность одновременного обслуживания нескольких клиентов, поэтому должно укладываться в заданный интервал времени (время реакции системы).

Обработка данных в пакетном режиме означает, что каждая порция несрочной информации (как правило, в больших объемах) обрабатывается без вмешательства извне. Этот режим запускается, когда свободны ресурсы вычислительных систем. Он может прерываться более срочными и приоритетными процессами и сообщениями, по окончании которых возобновляется автоматически.

Диалоговый режим — технология взаимодействия процессов решения задач со скоростью, достаточной для осмысления и реакции пользователей. Наиболее характерный пример диалога — взаимодействие с базой данных. Диалог в сетевых системах основывается на интерактивном режиме. Он не исключает использования символьной, текстовой, графической информации, выбора пунктов меню и т. п.

Интерактивный режим— это технология выполнения обработки информации, которая может прерываться другими операциями. Время взаимодействия или прерывания является настолько малым, что пользователь может работать с системой практически непрерывно. Во время взаимодействия вычислительных процессов в сети осуществляются транзакции. Транзакции — это короткий во времени цикл взаимодействия (объектов, партнеров), включающий запрос, выполнение задания (или обработку сообщения) и ответ. Характерным примером транзакции является работа в режиме диалога, например, обращение к базе данных. От одного компьютера к другому (серверу) направляется задание на поиск и обработку информации. После этого в режиме реального времени следует быстрый ответ.

БАЗОВЫЕ КОМПОНЕНТЫ СИСТЕМЫ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ (ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ, ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ, ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ, ПРАВОВОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ).
Основная функция системы обработки данных это реализация типовых операций над данными. Система обработки данных образует вычислительную систему, к которым относятся:
1. Информационное обеспечение
2. Программное обеспечение
3. Техническое обеспечение
4. Правовое обеспечение
5. Лингвистическое обеспечение

Информационное обеспечение - это совокупность методов и средств по размещению и организации информации, включает в себя метод кодирования и зависит от достоверности и качества информации для принятия управленческих решений.

Программное обеспечение – это совокупность программных средств для создания и эксплуатации вычислительной техники, состав программного обеспечения входит базовые и прикладные программы.

Техническое обеспечение – представляет собой комплект технических средств, применяемые для функционирования обработки данных.
Правовое обеспечение – представляет собой ценность правовых норм включающие в себя договора, акты и другие документы.

Лингвистическое обеспечение – представляет собой совокупность языковых средств используемых как перевод документов.

База данных – это набор сведений, относящийся к определенной базе или задаче.

Система управления базами данных – это средства позволяющие хранить и извлекать информацию из базы данных, существуют (однотабличные) и не (многотабличные) базы данных.

Проектирование базы данных состоит из нескольких этапов создания структуры таблицы и их взаимосвязь между ними, создание удобны средств (форм) для накопления базы данных.

Одним из наиболее сложных этапов в процессе проектирования базы данных является обработка таблиц. При разработке таблицы следует руководствоваться следующими правилами:
1) информация в таблице не должна дублироваться, т.е. не должна быть повторенными между таблицами.
2) каждая таблица должна содержать информацию только на одну тему.

АППАРАТНАЯ ПРОГРАММНАЯ КОНФИГУРАЦИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ.
АППАРАТНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
Входят устройства, образующие аппаратную конфигурацию. Аппаратура имеет блочную конструкцию. Различают внутренние и внешние устройства. Внешние—это устройства ввода-вывода и устройства хранения данных.
Аппаратный интерфейс— это устройство согласования отдельных узлов и блоков (аппаратно-логические устройства).
Стандарты на аппаратные интерфейсы называют протоколами.
Стандарт— это совокупность технических условий, которые должны быть обеспечены для согласованной работы устройства с другими устройствами.
Интерфейсы в любой вычислительной системе делятся на параллельные и последовательные.
Последовательные— это передача данных последовательно бит за битом.
Параллельные— передача группами бит.
Последовательные интерфейсы устроены проще, для них не надо согласовывать работу источника и приёмника, потому их называют асинхронными интерфейсами.
Перед полезными данными и после их передачи необходимо посылать служебные данные (на 1 байт—1-3 служебных бита).
Производительность параллельных интерфейсов байт/сек, а последовательных бит/сек.
В настоящее время существуют высокоскоростные последовательные интерфейсы, не уступающие параллельным.
Простой пересчёт в байт/сек не является корректным, т.к. есть служебные биты.

ТИПЫ ИНТЕРФЕЙСА.
По аналогии с процедурным и объектным подходом к программированию различают процедурно-ориентированный и объектно-ориентированный подходы к разработке интерфейсов (рис.2).

Рис. 2. Типы интерфейсов

Процедурно-ориентированные интерфейсы используют традиционную модель взаимодействия с пользователем, основанную на понятиях «процедура» и «операция». В рамках этой модели программное обеспечение предоставляет пользователю возможность выполнения некоторых действий, для которых пользователь определяет соответствующие данные и следствием выполне­ния которых является получение желаемых результатов.

Объектно-ориентированные интерфейсы используют несколько иную модель взаимодействия с пользователем, ориентированную на манипулирование объектами предметной области. В рамках этой модели пользователю предоставляется возможность напрямую взаимодействовать с каждым объектом и инициировать выполнение операций, в процессе которых взаимодействуют несколько объектов. Задача пользователя формулируется как целенаправленное изменение некоторого объекта, имеющего внутреннюю структуру, определенное содержание и внешнее символьное или графическое представление. Объект при этом понимается в широком смысле слова, например, модель реальной системы или процесса, база данных, текст и т, п. Пользователю предоставляется возможность создавать объекты, изменять их параметры и связи с другими объектами, а также инициировать взаимодействие этих объектов. Элементы интерфейсов данного типа включены в пользовательский интерфейс Windows, например, пользователь может «взять» файл и «переместить» его в другую папку. Таким образом, он инициирует выполнение операции перемещения файла.

Применение процедурно-ориентированных интерфейсов в данном случае не означает использования структурного подхода к разработке соответствующего программного обеспечения. Более того, реализация современного процедурно-ориентированного пользовательского интерфейса на базе структурного подхода является очень сложной и трудоемкой задачей.
Основные отличия пользовательских моделей интерфейсов процедурного и объектно-ориентированного типов.
Процедурно-ориентированные пользовательские интерфейсы Объектно-ориентированные пользовательские интерфейсы
1. Обеспечивают пользователей функциями, необходимыми для выполнения задач
2. Акцент делается на задачи
3. Пиктограммы представляют приложения, окна или операции
4. Содержание папок и справочников отображается с помощью таблиц и списков 1. Обеспечивают пользователям возможность взаимодействия с объектами
2. Акцент делается на входные данные и результаты
3. Пиктограммы представляют объекты
4. Папки и справочники являются визуаль¬ными контейнерами объектов

УРОВНИ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ (БАЗОВЫЙ УРОВЕНЬ, СИСТЕМНЫЙ УРОВЕНЬ, ПРИКЛАДНОЙ УРОВЕНЬ).
ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕ́ЧЕНИЕ
Выделяют следующие уровни программного обеспечения:
1) Базовый уровень. Взаимодействие с базовыми аппаратными средствами, программы записываются в ПЗУ (ROM) или ППЗУ(перепрограммируемое запоминающее устройство). Используется flash технология или специальные программаторы.
2) Системный уровень. Обеспечивает взаимодействие программ компьютерной системы с программами базового уровня и с аппаратным обеспечением. Конкретные программы, отвечающие за взаимодействие с конкретными аппаратными устройствами называются драйверами устройств. Они входят в состав системного ПО. Взаимодействие с пользователем обеспечивает программный интерфейс.
3) Служебный уровень. Это ПО взаимодействует как с программами базового уровня, так и с программами системного уровня. Основное назначение служебных программ (утилит) —обеспечение проверки, наладки и настройки компьютерной системы. Обычно они являются расширением функций ОС.
4) Прикладной уровень. Комплекс программ для работы в конкретной проблемной области.:
—текстовые редакторы(ввод и редактирование)
—текстовые процессоры(ввод, редактирование и форматирование)
—графические редакторы(создание и обработка графической информации)
—СУБД (системное управление базами данных)
—электронные таблица
—САПР (системы автоматизированного проектирования)
—экспертные системы
—веб-редакторы (Web-редакторы). Текстовые и графические возможности для работы в глобальной сети.

ОСНОВНЫЕ КОМАНДЫ РАБОТЫ С ФАЙЛОВОЙ СИСТЕМОЙ.
Команды работы с каталогами
1) Просмотр содержимого каталога.
Для вывода каталога используется команда DIR.
Формат команды: DIR [диск][путь][имя] [/p] [/w]
где диск – имя диска, каталог которого необходимо просмотреть; путь – путь к просматриваемому каталогу от корневого или текущего каталога; имя – имя файла или группы файлов, о которых необходимо получить информацию.
/p – ключ просмотра содержимого каталога с постраничным выводом информации на экран;
/w – ключ просмотра с менее детальной информацией (выводятся только названия каталогов в квадратных скобках и имена файлов с расширением без указания размера и даты.).
Замечание. Команда DIR может иметь один параметр (аргумент) — [диск] [путь] [имя] или не иметь параметров. Элементы [/p] [/w] являются ключами команды. Команда отделяется от параметра пробелом.
Примеры:
DIR — просмотр текущего каталога в текущем дисководе;
DIR \ — просмотр корневого каталога в текущем дисководе;
DIR \KAT1 — просмотр подкаталога корневого каталога в текущем дисководе;
DIR KAT1 — просмотр подкаталога текущего каталога в текущем дисководе;
DIR *.pas — просмотр списка файлов с расширением pas текущего каталога в текущем дисководе;
DIR /p — просмотр текущего каталога в текущем дисководе с паузой при заполнении экрана. Для продолжения вывода надо нажать любую клавишу.
2) Изменение текущего каталога
Смена текущего каталога производится с помощью команды CD (Change Directory – сменить каталог).
Формат команды: CD [путь] имя
где путь – путь к подкаталогу в иерархической файловой структуре;
имя – имя подкаталога, который необходимо объявить текущим.
Между командой и параметром необходим пробел. Это общее правило для всех команд.
Например, для того, чтобы сделать текущим корневой каталог, необходимо ввести команду cd \ . После ввода команды надо нажать Enter. Команда CD \EX\KAT1 обеспечит переход в KAT1, который является подкаталогом каталога EX, расположенного в корневом каталоге текущего дисковода. Команда CD \ позволит сделать текущим корневой каталог в текущем дисководе. Команда CD .. обеспечит переход в родительский каталог (каталог предыдущего уровня по отношению к текущему каталогу).
3) Создание нового каталога
Для создания нового каталога применяется команда MD (Make Directory — создание каталога). Она имеет формат MD [диск][путь]имя
где диск – имя диска, на котором создается каталог;
путь – путь к создаваемому каталогу от корневого или текущего каталога;
имя – имя создаваемого каталога.
Например, если текущим является каталог KAT1, то создание в нём подкаталога KAT2 можно выполнить с помощью команды MD KAT2.
4) Удаление каталога
а) Чтобы удалить каталог, можно воспользоваться командой RD. Она имеет формат RD путь.
Например, команда RD E:KAT предписывает удалить подкаталог KAT текущего каталога в дисководе E:.
Замечание. Нельзя удалить:
• корневой каталог;
• текущий каталог:
• непустой каталог.
б) Для удаления каталога со всеми подкаталогами применяется команда DELTREE.
Формат команды: DELTREE [диск] [путь] имя
где диск – имя диска, на котором расположен удаляемый каталог;
путь – путь к удаляемому каталогу;
имя – имя удаляемого каталога.
После ввода этой команды система выдаёт запрос: Удалить каталог вместе со всеми подкаталогами? [Y(да) /N(нет)].
5) Копирование каталога
Для копирования одного каталога в другой применяется команда XCOPY. Эта команда позволяет копировать каталог с изменением его имени.
Формат команды (она имеет два параметра «откуда» и «куда»):
XCOPY [диск][путь]старое_имя [диск][путь]новое_имя [/s] [/e]
Здесь /s – ключ копирования непустых каталогов (вместе с файлами и подкаталогами);
/e – ключ копирования пустых каталогов.
Например, команда xcopy EX\KAT1 E:\EKAT\KAT2 /s/e позволяет копироватькаталог KAT1 из подкаталога EX текущего каталога в текущем дисководе в каталог KAT2, который содержится в подкаталоге EKAT корневого каталога в дисководе E:.
6) Перемещение каталога
Для перемещения каталога используется команда MOVE.
Формат команды: MOVE [диск][путь]старое_имя [диск][путь]имя.
Например, с помощью команды move KAT\DOC ES\KDOC каталог DOCпереносится в каталог ES под именем KDOC.
7) Переименование каталога
Имя каталога изменяется с помощью команды REN.
Формат команды: REN [диск][путь]имя1 имя2
где имя1 – старое имя каталога;
имя2 – новое имя каталога.
6.3 Команды работы с файлами
1) Удаление файлов
Для удаления файлов используется команда DEL. Формат команды: DEL [диск][путь]имя
Например, DEL D:\FILE.PAS означает, что удаляется файл FILE.PAS из корневого каталога диска D.
Замечание. В команде удаления файлов имя может иметь маски, то есть удаление может быть групповой операцией.
2) Переименование файлов
Переименование файлов производится с помощью команды REN.
Её формат REN [диск][путь]имя1 имя2
При этом старое и новое имя файла может содержать маски, например,
REN F:\K1\F?.TXT F?_OLD.TXT.
3) Перенос файлов
Перенести файл можно с помощью команды
MOVE [диск][путь]старое_имя [диск][путь][новое_имя]
При этом можно использовать маски имён файлов.
4) Копирование файлов
Для копирования содержимого файла из одного каталога в другой применяется команда COPY.
Формат команды: COPY [диск][путь]старое_имя [диск][путь][новое_имя]
Например: copy ES\KAT\STUD.TXT ES — скопировать файл STUD.TXT из каталога KAT, являющегося подкаталогом каталога ES в текущем каталоге, в каталог ES.
При копировании можно использовать шаблоны имён файлов.
5) Создание текстового файла
Для создания текстового файла можно использовать команду COPY. В этом случаекоманда будет иметь формат
COPY CON [диск][путь]имя
Здесь диск – имя диска, на котором будет сохранен созданный файл; путь – путь до каталога, который будет содержать созданный файл; имя – имя создаваемого файла
Первый параметр CON означает ввод с клавиатуры.
Замечание. Вместо имени файла можно указывать логические имена устройств компьютера. В Windows поддерживаются следующие имена устройств: PRN(принтер), CON (консоль: при вводе это клавиатура, при выводе — дисплей).
После ввода этой команды, которая будет означать начало создания файла, открывается окно ввода текста файла, и по окончании ввода надо нажать клавишу F6 или Ctrl+Z (конец файла) и затем – клавишу Enter. Это и будет завершением создания файла.
6) Просмотр содержимого файла
Если необходимо просмотреть содержимое файла, то можно это сделать двумя способами:
а) с помощью команды TYPE [путь]имя_файла. В этом случае маски использовать нельзя;
б) с помощью команды COPY [диск][путь]имя CON.
7) Печать содержимого файла
Содержимое файла можно вывести на печать двумя способами:
1) с помощью команды COPY и параметра prn:
COPY [диск][путь]имя prn
Например, copy ES\PR1.PAS prn
2) с использованием команды PRINT.
Формат команды: PRINT [диск][путь]имя
6.4 Общие команды
Наиболее часто используются общие команды:
• cls – очистка экрана;
• date – вывод и установка текущей даты;
• help – вывод справочных данных по командам;
• time – вывод и установка текущего времени;
• ver – вывод установленной в компьютере версии операционной системы.

ОБОЛОЧКА FAR.
Главный экран Far Manager содержит следующие основные элементы:
- Две прямоугольные области, занимающие большую часть экрана. Эти области называются панелями. Каждая панель обрамлена рамкой. Одна из панелей содержит табличный курсор (маркер) — прямоугольник, который можно перемещать по списку на панели с помощью клавиш или мыши. Эта панель называется активной. Вторая панель называется пассивной. Перевести маркер из одной панели в другую можно с помощью мыши или с помощью клавиши TAB.
- В верхней части панелей в разрыве рамки расположена адресная строка, где выводится информация о текущей (активной) папке (каталоге), содержимое которой отражено на панели.
- В нижней части панели представлена информация о выбранной папке или файле (имя подсвечено табличным курсором). Здесь показывается размер файла и время создания.
- В разрыве нижней части рамки панели представлена информация об общем объёме и количестве файлов в текущей папке.
- Ниже панелей расположена командная строка.
- В самом низу экрана расположена строка управления. Это набор прямоугольников, содержащих цифры, соответствующие номерам функциональных клавиш клавиатуры. Рядом с каждой цифрой помещена короткая подсказка о действиях, которые можно выполнить с помощью функциональных клавиш. Вместо функциональных клавиш можно использовать щелчок мыши на соответствующем элементе строки управления.
3.1 Значения функциональных клавиш
1. F1 – помощь – справочник по Far Manager.
2. F2 – пользовательское меню.
3. F3 – просмотр содержимого файлов.
4. F4 – редактирование файла.
5. F5 – копирование выделенных файлов и папок (каталогов). Выделение производится с помощью кнопки Insert, Ins или правой кнопкой мыши. Можно копировать файлы перетаскиванием мышью.
6. F6 – перенос выделенных файлов и папок. Перенос можно выполнить с помощью левой кнопки мыши, если зажать Shift
7. F7 – создать каталог (папку) в текущем каталоге (папке)
8. F8 – удаление папки или файла. Можно удалить одновременно несколько файлов и папок, предварительно выделив их.
9. F9 – вызов главного меню.
10. F10 – выход из Far Manager
11. F11 – вызывает список плагинов Far Manager с возможностью дальнейшей настройки, а также некоторые другие дополнительные функции.
12. F12 – встроенные экраны. Far Manager позволяет использовать несколько копий программы просмотра и редактирования файлов. Эта кнопка позволяет быстро переключаться между ними, выводя полный список открытых экранов.
3.2 Клавиатурные команды управления панелями
Tab — сменить активную панель;
Ctrl + U — поменять панели местами;
Ctrl + L — убрать/показать информационную панель;
Ctrl + Q — убрать/показать панель быстрого просмотра файла;
Ctrl + T — убрать/показать дерево папок;
Ctrl + O — убрать/показать обе панели;
Ctrl + P — убрать/показать пассивную панель;
Ctrl + F1 — убрать/показать левую панель;
Ctrl + F2 — убрать/показать правую панель;
Ctrl + B — убрать/показать строку подсказок для функциональных клавиш.
3.3 Команды файловой панели
Shift + клавиши со стрелками — выделить/отменить выделение файла;
Ins — пометить/отменить пометку файла;
<Gray+> («серый плюс» на правой части клавиатуры) — выделить группу файлов по маске;
(«серый минус» на правой части клавиатуры) — снять выделение группы файлов по маске;
<Gray*> — инвертировать выделение, то есть снять установленное выделение и выделить все оставшиеся файлы;
Shift + <Gray+> — выделить все файлы;
Shift + — снять выделение всех файлов;
Ctrl + M — восстановить предыдущую пометку;
Alt + Del — удаление файлов и папок
3.3 Дополнительные значения функциональных клавиш
Alt + F1 — сменить текущий диск в левой панели;
Alt + F2 — сменить текущий диск в правой панели;
Alt + F5 — печать;
Alt + F7 — выполнить поиск;
Alt + F8 — история команд.
3.3 Команды текстового редактора Far manager
Ctrl + Home — переход в начало файла;
Ctrl + End — переход в конец файла;
Home — переход в начало строки;
End — переход в конец строки;
PgUp — переход на предыдущую страницу;
PgDn — переход на следующую страницу;
Del — удаление символа;
BS — клавиша стирания символа слева от курсора;
Ctrl + Y — удаление строки;
Shift+стрелка — выделение блока текста;
Ctrl + P — копировать блок в текущую позицию курсора;
Ctrl + M — переместить блок в текущую позицию курсора;
Ctrl + U — снять выделение блока;
Shift + A — выделение всего текста;
Ctrl + D — удалить блок текста;
Ctrl + C — копировать фрагмент в буфер обмена;
Shift + Ins или Ctrl + V — вставить фрагмент (блок) из буфера обмена;
Shift + Del или Ctrl + X — вырезать (переместить) фрагмент в буфер обмена.

РАБОТА ПРОЦЕССОРА.

Процессор состоит из устройства управления( устройство обработки команд, уу) и устройства обработки данных(арифметико-логическое утройство, алу). Программа записывается в основную память (оп), в ячейках с последовательными номерами. Выполнение команды состоит из следующих этапов:
1) выборка команда из оп в уу.
2) выборка данных, необходимых для её выполнения в алу.
3) выполнение операций в алу
4) запись результатов
Выборка команды из памяти производится с помощью счетчика команд. Выбранная команда передается в устройство обработки команд (уу). Выборка команды производится с помощью счетчика команд, который фиксирует номер команды, в которой находится команда.
Устройство обработки команд определяет номера ячеек, где расположены данные, необходимые для выполнения команды. По сигналу уу эти данные выбираются из памяти и поступают в устройство обработки данных.
Устройство обработки команд определяет код операции и передаёт сигнал в алу для выполнения обработки данных.
Результат операции либо остаётся в процессоре, который имеет собственную память, либо передаётся в основную память, если в команде указан был адрес результата. Переход к следующей команде происходит на основании данных счетчика команд, он определяет, откуда взять команду.

○ ЗАМЕЧАНИЕ
Для изменения естественного порядка выполнения команд предусмотрены команды перехода, условного и безусловного. Выборка команд из памяти прекращается после выполнения специальной команды, предписывающей прекратить выполнение команды.

МУЛЬТИПРОГРАММНЫЙ РЕЖИМ РАБОТЫ КОМПЬЮТЕРА. ПРЕРЫВАНИЕ И ЗАЩИТА ПАМЯТИ.

В простейшем варианте мультипрогр. режим организован следующим образом: в основной памяти находится несколько программ, готовых к исполнению и процессор начинает исполнение одной из них. Её исполнение продолжается до тех пор, пока не встретится команда ввода-вывода. Тогда процессор даёт команду на обмен и освобождается для выполнения второй программы. При исполнении второй программы, так же может встретиться команда ввода-вывода. Тогда вторая программа прерывается и цп может вернуться к первой программе, если её обмен закончен или перейти к третьей программе и т.д.

○ ЗАМЕЧАНИЕ
При такой организации работы, так же возможны случаи простоя цп. Современные процессоры гораздо быстрее.
Память делится на страницы. С каждой страницей связан свой ключ защиты. За обращением к страницам следит механизм аппаратной проверки ключа.

ОПЕРАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ И ИХ ПРЕДШЕСТВЕННИКИ.

Компьютеры первого поколения работали в однопрограммном режиме. Программисты с пульта управляли исполнением программы. В дальнейшем такое управление перешло к оператору. Такой режим назывался режим операторского счета. В этом режиме использовались специальные программы: пакетные мониторы, управляющие загрузкой программ, собранных в пакет. Работа монитора завершалась после исполнения всех программ пакета. Супервизор – это более высоко организованная программа. Если на супервизор возложить дополнительные функции как: учет решаемых задач, диагностика оборудования, то потребуется расширить эту программу и преобразовать ее в целый комплекс-ОС. ОС – это программное расширение аппаратуры компьютера, функционирование компьютера без ОС невозможно. ОС-посредник между человеком и аппаратурой.

Эволюция операционных систем и основные идеи.
Предшественником ОС следует считать служебные программы (загрузчики и мониторы), а также библиотеки часто используемых подпрограмм, начавшие разрабатываться с появлением универсальных компьютеров 1-го поколения (конец 1940-х годов). Служебные программы минимизировали физические манипуляции оператора с оборудованием, а библиотеки позволяли избежать многократного программирования одних и тех же действий (осуществления операций ввода-вывода, вычисления математических функций и т. п.).

В 1950-60-х годах сформировались и были реализованы основные идеи, определяющие функциональность ОС: пакетный режим, разделение времени и многозадачность, разделение полномочий, реальный масштаб времени, файловые структуры и файловые системы.

Операционная система DOS.
DOS – первая операционная система для персональных компьютеров, которая получила широкое распространение и была основной для компьютеров IBM PC с 1981 по 1995. Со временем она была практически вытеснена новыми, современными операционными системами Windows и Linux, но в ряде случаев DOS остается удобной и единственно возможной для работы на компьютере (например, в тех случаях, когда пользователь работает с устаревшей техникой или давно написанным программным обеспечением и т.п.)

ВИДЫ ПРИКЛАДНОГО ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ.
Прикладное ПО необходимо для создания, выполнения определенных задач. Оно функционирует под управлением со стороны операционных систем. В него входят самые разные пакеты программ. Под ними следует понимать комплекс средств, которые способны выполнять разные задачи определенного класса.
Каким может быть программное обеспечение?
На современном этапе прикладное ПО можно условно разделить на:
1. Программные средства общего назначения.
2. Методо-ориентированное обеспечение.
3. Программы, ориентированные на решение определенных проблем.
4. ПО, способствующие организации функционирования глобальных сетей.
5. Средства, необходимые для администрирования вычислительных процессов.
Что следует понимать под программами общего назначения?
В данном обзоре более подробно будет рассмотрено прикладное ПО общего назначения. К этой категории программных средств можно отнести следующие пакеты:
1. Текстовые с графическими редакторы, системы издательского характера.
2. Электронные таблицы.
3. Системы, позволяющие управлять базами данных.
4. Case-технологии.
5. Оболочки разнообразных экспертных систем.
6. Оболочки для системы искусственного интеллекта.
Следует более подробно рассмотреть каждый из вышеперечисленных пакетов, которые входят в прикладное ПО.
Графические и текстовые редакторы
Под редакторами следует понимать продукты, основной задачей которых является формирование и изменение текстов, документов, изображения и иных данных. По своим возможностям подобного рода программы делятся на текстовые и графические редакторы, а также на издательские системы. Что следует понимать под текстовыми редакторами?
Данное прикладное ПО – это пакеты, позволяющиеся обрабатывать соответствующую информацию. С помощью них можно выполнять такие действия, как запись в файл, вставка, удаление, копирование, замена, выравнивание, разбиение на страницы и т. п. Также можно производить поиск слова или фразы, печатать текст. На современном этапе наибольшей популярностью пользуются такие программы, как Word, Word Perfect, Lexicon.
Что под собой подразумевают графические редакторы?
Данное прикладное ПО – это системы, которые необходимы для создания и обработки соответствующих документов (изображений, диаграмм, чертежей, схем). Наибольшей популярностью пользуются такие программы, как Adobe Photoshop, CorelDrow, Adobe Illustrator.
Что следует понимать под издательскими системами
В издательских системах объединяются возможности, характерные для текстовых и графических редакторов. Подобные пакеты характеризуются наличием большого количества возможностей относительно формирования полос с разным материалом. Данную информацию впоследствии можно вывести на печать. Издательские системы ориентированы на применение в соответствующем деле. Они известны как системы верстки. Наиболее популярными программами являются Adobe PageMaker, Ventura Publisher.
Электронные таблицы
Такое прикладное обеспечение, как электронные таблицы, представляет собой программу, которая призвана обрабатывать числовую информацию, поступающую в виде сетки. Данные могут быть разных типов. Хранятся они в ячейках. Используя формулы, можно задать зависимости значений одних клеточек от других. Среди наиболее популярных пакетов следует выделить Excel.
Что собой представляют СУБД?
Прикладное программное обеспечение используется и при работе с базами данных. Под ними следует понимать некоторую совокупность данных, которые организованы специальным образом. Хранится эта информация на диске. Управление базами подразумевает ввод, удаление, извлечение, редактирование данных. Операций может быть очень много. В зависимости от того, как организована база, она может быть иерархической, распределенной и реляционной. Наибольшей популярностью на современном этапе пользуются такие системы, как MySQL, Access, Oracle.
Комплекс разных программ
Под интегрированными пакетами следует понимать комплекс программ, которые отличаются друг от друга в функциональном плане. Такие средства дополняют друг друга. Они взаимодействуют за счет обмена данных, обладают единым интерфейсом, реализованы на одной операционной вычислительной платформе. Обычно такие пакеты включают в себя редакторы, электронные таблицы, системы управления базами, другие программные средства и коммуникационный модуль. На современном этапе интеграция обладает объектно-связанным характером. Его особенность заключается в том, что использоваться общие ресурсы могут сразу несколькими утилитами. Среди наиболее популярных интегрированных пакетов следует выделить Microsoft Office.
Сложные системы
Case-технологии – это прикладное ПО общего назначения, которое используется во время формирования сложных систем информационного характера. Для этого требуется коллективная реализация проекта. Соответственно, в нем могут принимать участие разные специалисты. Например, системные аналитики, программисты и проектировщики. Во время использования технологий данного типа каждый отдельный специалист должен решить определенные задачи своего уровня. Отвлекаться на другие детали они не обязаны.
Системы для формирования экспертных решений
Под экспертными ситемами следует понимать пакеты, призванные обрабатывать информацию из узкоспециализированной области. С помощью них пользователи могут подготовить решения, соответствующие уровню профессиональных экспертов. Подобного рода системы применяются для прогнозирования определенных ситуаций. С помощью них можно выполнять диагностику состояния объекта. Они позволяют производить целевое планирование и управление процессом функционирования. Возникновение систем связано с компьютеризацией процессов решения задач, характеризующихся типом «Что, если…». Подобное обеспечение основано на логике, а также на опыте отдельных специалистов. Какие средства входят в подобное прикладное ПО? Например, программа Expert-Ease. Она используется в экономике.

СТРУКТУРЫ ДАННЫХ

При решении любой задачи, производится построение математической модели процесса или явления, при этом учитываются наиболее существенные связи между реальными объектами. Процесс отбора этих связей называется абстрагированием.
Модели реальных объектов вместе с присущими им связями образуют структуры данных, процесс обработки которых описывается с помощью алгоритма. Разные задачи должны описываться разными структурами данных.
В разных языках есть стандартные структуры данных, которые можно использовать при решении задач, но может потребоваться организовать новые структуры.
Так же как структуры алгоритмов отображаются на структуру машинного языка, так и структуры данных отображаются на структуру машинной памяти. Память компьютера имеет дискретную структуру и состоит из элементов, которые называются ячейками. В настоящее время минимальной адресуемой единицей памяти является байт. В первых ПК ячейка содержала так называемое машинной слово (число разрядов, обрабатываемых за 1 такт). Каждый элемент памяти имеет адрес, прямая нумерация этих элементов не эффективна, т.к. первые адреса будут иметь небольшой размер, а последние большой.
Память компьютера — линейная последовательность документов.
ПРОСТАЯ ПЕРЕМЕННАЯ
Простая переменная — это минимальный элемент данных, имеющий адрес в памяти и имя, по которому к этому адресу можно обратиться в программе.
МАССИВ
Массив — соответствует математической переменной с индексом. Все значения, объединённые в массив, имеют одно и то же имя и различаются номерами. Классический статический массив отображается на последовательность ячеек памяти, примыкающих друг к другу.
Индексы у элементов массива записываются в квадратных скобках, допускаются многомерные массивы, несколько индексов записываются через запятую (M[i, j]; A[1]; B[3][1]).
Можно сказать, что массив — линейная структура данных, однородная, имеющая прямой доступ к элементам и характеризующаяся разрушающим характером записи элементов.

СТЕК И ОЧЕРЕДЬ. ОТОБРАЖЕНИЕ НА ОДНОМЕРНЫЙ МАССИВ.
Стек— структура данных, организованная по принципу «последним пришёл, первым ушел». Часто в теоретических работах стек называется структурой LIFO. Характер доступа к элементам— последовательный. Характер записи не разрушающий.

Стек используется при обработке прерываний для хранения текущего состояния. При работе с рекурсивными подпрограммами (которые обращаются к самим себе), отложенное исполнение помещается в стек. Омонимические переменные в программе и подпрограмме не путаются, т.к. при входе в подпрограмму переменная из программы помещается в стек, при выходе из подпрограммы основная переменная выбирается из стека.
При отображении стека на массив (простейшая реализация), схематически стек можно представить в виде:

○ ЗАМЕЧАНИЕ
Более эффективная реализация—динамическое представление в виде цепочки элементов соединения с помощью указателей.
Очередь— структура данных, организованная по принципу «первый пришёл— первый ушёл» (FIFO).
Очередь— структура последовательного доступа к элементам, характер записи не разрушающий. В простейшем варианте очередь отображается на одномерный массив, который выступает в роли моделей памяти. В этом случае необходимо иметь указатели на начало и конец очереди. Роль таких указателей играют 2 переменные, играющих роль указателей на голову [i] и хвост [j]. В очереди хвост— это последний элемент.
Указатель— переменная, содержащая адрес.
○ ЗАМЕЧАНИЕ
Очередь можно отобразить непосредственно на память, соединив элементы с помощью указателя.

CASE- технологии
CASE-системами или CASE-технологиями называют реализованные в виде программных продуктов технологические системы, ориентированные на создание сложных программных систем и поддержку их полного жизненного цикла или его основных этапов. В настоящее время CASE-технологии прочно вошли в практику программной индустрии. При этом они используются не только для производства ПП, но и как мощный инструмент решения исследовательских и проектных задач. Такие задачи включают структурный анализ предметной области, моделирование деловых предложений с целью решения задач оперативного и стратегического планирования и управления ресурсами - тех видов деятельности, на который в России в ближайшее время ожидается большой спрос.
CASE-технологии являются естественным продолжением эволюции всей отрасли разработки ПО. Традиционно выделяют 6 периодов, качественно отличающихся применяемой техникой и методами разработки ПО.
В качестве инструментальных средств в эти периоды использовались:
 ассемблеры, дампы памяти, анализаторы;
 компиляторы, интерпретаторы, трассировщики;
 символические отладчики, пакеты программ;
 систем анализа и управления исходными текстами;
 CASE-средства анализа требований, проектирования спецификаций и структуры, редактирования интерфейсов( 1-ая генерация CASE-1;
 CASE-средства генерации исходных текстов и реализации интегрированного окружения поддержки полного ЖЦ разработки ПО (2-ая генерация CASE-II).
Таким образом, CASE-средства являются результатом естественного эволюционного развития отрасли инструментальных (или технологических) средств. CASE-технологии начали развиваться с целью преодоления ограничений методологии структурного программирования. Эта методология, несмотря на формализацию в составлении программ, характеризуется все же сложностью понимания, большой трудоемкостью и стоимостью использования, трудностью внесения изменений в проектные спецификации. Однако заложенные в ней принципы позволили развивать эту методологию и повысить ее эффективность за счет автоматизации наиболее рутинных этапов. Напомню, что автоматизация рутинных работ возможна только в случае их формализации. Формализация в структурном программировании оказалась наиболее приемлемой для автоматизации.
CASE обладают следующими основными достоинствами:
- улучшают качество создаваемого ПО за счет средств автоматического контроля, прежде всего , контроля проекта;
- позволяют за короткое время создавать прототип будущей системы, что позволяет на ранних этапах оценить ожидаемый результат;
- ускоряют процесс проектирования и разработки;
- позволяют разработчику больше времени уделять творческой работе по созданию ПО, освобождая его от рутинной работы;
- поддерживают развитие и сопровождение разработки (заметим, что этот аспект не затрагивался ни одной из рассмотренных нами технологий проектирования);
- поддерживают технологии повторного использования компонент разработки).