Контрольная работа по "Информатика"

3. Табличный процессор MS Excel позволяет:  

1. Решать математические задачи: выполнять разнообразные табличные вычисления, вычислять значения функций, строить графики и диаграммы и т.п.;
2. Осуществлять численное исследование (Что будет, если? Как сделать, чтобы?);
3. Проводить статистический анализ;
4. Реализовать функции базы данных – ввод, поиск, сортировку, фильтрацию (отбор) и анализ данных;
5. Устанавливать защиту на отдельные фрагменты таблицы, делать их невидимыми;
6. Наглядно представлять данные в виде диаграмм и графиков;
7. Вводить и редактировать тексты;
8. Осуществлять обмен данными с другими программами, например, вставлять текст, рисунки, таблицы, подготовленные в других приложениях;
9. Осуществлять многотабличные связи.

Основные  объекты табличного процессора MS Excel:

• Ячейка – минимальный объект табличного процессора;
• Строка – горизонтальный набор ячеек, заголовки столбцов – A, B, C,…,IV;
• Столбец – вертикальны набор ячеек, заголовки строк – 1, 2, 3,…65536;

Адрес ячейки – определяется пересечением столбца и строки (A1, F123, AC72);

• Указатель ячейки – рамка;
• Активная ячейка – выделенная рамкой, с ней можно производить какие-либо операции;
• Смежные ячейки – ячейки расположенные последовательно;
• Диапазон (блок) ячеек – выделенные смежные ячейки, образующие прямоугольный участок таблицы;
• Адрес диапазона (блока) ячеек - определяется адресом верхней левой и нижней правой ячейки, разделенных двоеточием (:), B2:C7 → B2, B3, B4, B5, B6, B7, C2, C3, C4, C5, C6, C7.
• Книга – документ электронной таблицы, состоящий из листов, объединенных одним именем и являющихся файлом;
• Лист – рабочее поле, состоящее из ячеек.

При работе с табличными процессорами создаются документы, которые можно просматривать, изменять, записывать на носители внешней памяти для хранения, распечатывать на принтере. Режим формирования электронных таблиц предполагает заполнение и редактирование документа. При этом используются команды, изменяющие содержимое клеток (очистить, редактировать, копировать), и команды, изменяющие структуру таблицы (удалить, вставить, переместить). Режим управления вычислениями. Все вычисления начинаются с ячейки, расположенной на пересечении первой строки и первого столбца электронной таблицы. Вычисления проводятся в естественном порядке, т.е. если в очередной ячейке находится формула, включающая адрес еще не вычисленной ячейки, то вычисления по этой формуле откладываются до тех пор, пока значение в ячейке, от которого зависит формула, не будет определено. При каждом вводе нового значения в ячейку документ пересчитывается заново, — выполняется автоматический пересчет. В большинстве табличных процессоров существует возможность установки ручного пересчета, т.е. таблица пересчитывается заново только при подаче специальной команды. Режим отображения формул задает индикацию содержимого клеток на экране. Обычно этот режим выключен, и на экране отображаются значения, вычисленные на основании содержимого клеток. Графический режим дает возможность отображать числовую информацию в графическом виде: диаграммы и графики. Это позволяет считать электронные таблицы полезным инструментом автоматизации инженерной, административной и научной деятельности. В современных табличных процессорах, например, в Microsoft Excel, в качестве базы данных можно использовать список (набор строк таблицы, содержащий связанные данные). При выполнении обычных операций с данными, например, при поиске, сортировке или обработке данных, списки автоматически распознаются как базы данных. Перечисленные ниже элементы списков учитываются при организации данных: 
•  столбцы списков становятся полями базы данных;  
•  заголовки столбцов становятся именами полей базы данных;  
•  каждая строка списка преобразуется в запись данных.

4. Современные информационные системы характеризуются большими объемами хранимых данных, их сложной организацией, а также высокими  требованиями к скорости и эффективности обработки этих данных.  Это становится возможным при использовании специальных программных средств - систем управления базами данных (СУБД). База данных (БД) - это поименованная совокупность данных, относящихся к определенной предметной области. Система управления базами данных  - это комплекс программных и языковых средств, необходимых для создания, обработки баз данных и поддержания их в актуальном состоянии . Почти все современные СУБД основаны на реляционной модели данных. Название "реляционная" связано с тем, что  каждая запись в такой базе данных содержит информацию, относящуюся (related)  только к одному объекту. Кроме того, с данными о двух объектах можно работать как с единым целым , основанным на значениях связанных между собой данных. Все данные в реляционной БД представлены в виде таблиц. Каждая строка таблицы содержит информацию  только об одном объекте и называется записью. Столбец таблицы содержит  однотипную   для всех записей  информацию и называется полем. Для успешного функционирования базы данных важна правильная организация данных в ней. При определении структуры данных в базе  выделяют следующие основные понятия.

Класс объектов - совокупность объектов, обладающих одинаковым набором  свойств. Например, в базе данных о  ВУЗе  классами объектов являются студенты, преподаватели, предметы. Для каждого  отдельного объекта из данного класса объектов в таблице создается  отдельная запись. Свойство (атрибут) - определенная часть информации о некотором объекте.  Хранится в виде столбца ( поля ) таблицы. Например, фамилия, имя, отчество - это свойства для объекта Студент.  Связь (отношение) - способ , которым связана информация о разных объектах. Типы связей между объектами Основным структурным компонентом базы данных , как правило, является таблица. При определении состава таблиц следует руководствоваться правилом: в каждой таблице должны храниться данные только об одном классе объектов. Например, в одной таблице нельзя хранить   анкетные данные студента и фамилии преподавателей, которым он сдавал экзамены, т.к. это свойства разных классов объектов. Если в базе данных должна содержаться информация о разных классах объектов, то она должна быть разбита на отдельные таблицы. Связь между таблицами осуществляется с помощью общих полей. Связи между любыми двумя таблицами относятся к одному из трех типов: один-к-одному (1:1) , один-ко-многим (1:М) и много-ко-многим (М:М). Связь типа “один-к-одному” (1:1) При этом типе связи каждой записи в одной таблице соответствует не более одной записи в другой таблице. Этот вид связи встречается довольно редко. В основном в тех случаях, когда часть информации об объекте либо редко используется, либо является конфиденциальной  (такая информация хранится в отдельной таблице, которая защищена от несанкционированого доступа). Связь типа “один-ко-многим” (1:М) При таком типе связи каждой записи в одной таблице соответствует несколько записей в связанной таблице. Этот наиболее распространенный тип связей. Для его реализации используются две таблицы. Одна из них представляет сторону "один", другая - сторону "много".  Например, нужно иметь информацию о студентах и результатах сдачи ими экзаменов (дата сдачи, предмет, оценка и т.д.). Если все это хранить в одной таблице, то ее объем неоправданно возрастет, т.к. в ней для каждой записи  об очередном экзамене должны повторяться  все анкетные сведения о студенте.  Поскольку Студент и Экзамены - это разные классы объектов, то и  свойства их должны храниться в разных таблицах. Решением этой задачи является создание двух таблиц. Условно назовем их Студенты и Экзамены. В каждой из них хранятся соответствующие свойства. Для связи этих таблиц нужно использовать только часть информации о студенте, сдающем экзамен. Но она должна однозначно определять каждого студента среди всех. Такой информацией может явиться, например, номер зачетки (он уникален для каждого студента). В таблице со стороны "один" ( в нашем примере Студенты) такие поля называются  ключевыми.  Основное требование к значениям в ключевых полях - это их уникальность для каждой записи (т.е. они не должны повторяться).

Связь типа  “много-ко-многим” (М:М)

При таком типе связи  множеству записей в одной  таблице соответствует множество записей в связанной таблице. Большинство современных СУБД непосредственно не поддерживают  такой тип связи .  Для его реализации такая связь разбивается на две связи типа один-ко-многим . Соответсвенно, для хранения информации потребуется уже три таблицы: две со стороны "много" и одна со стороны "один". Связь между этими тремя таблицами также осуществляется по общим полям

5. Классификация и обзор языков программирования

^ Процедурное программирование - есть отражение фон Неймановской архитектуры компьютера. Программа, написанная на процедурном языке, представляет собой последовательность команд, определяющих алгоритм решения задачи. Основная идея процедурного программирования - использование памяти для хранения данных. Основная команда- присвоение, с помощью которой определяется и меняется память компьютера. Программа производит преобразование содержимого памяти, изменяя его от исходного состояния к результирующему.  
 
Различают такие языки процедурного программирования:  

•  
  Язык Фортран создан в начале 50-х годов 20-го века для программирования научно-технических задач;
•  
  Кобол – создан в конце 60-х годов 20-го века для решения задач обработки больших объемов данных, хранящихся на различных носителях данных;
•  
  Алгол (1960 год) – это многоцелевой расширенный язык программирования. В нем впервые введены понятия «блочная структура программы» и «динамическое распределение памяти»;
•  
  В середине 60-х годов 20-го века был создан специализированный язык программирования для начинающих – BASIC. Характеризуется простотой освоения и наличием универсальных средств для решения научных, технических и экономических задач, а также задач, например, игровых.

 
Все перечисленные выше языки были ориентированы на различные классы задач, но они в той или иной мере были привязаны к конкретной архитектуре ЭВМ.  

•  
  В 1963-1966гг был создан многоцелевой универсальный язык PL-1. Этот язык хорошо приспособлен для исследования и планирования вычислительных процессов, моделирования, решения логических задач, разработки систем математического обеспечения.
•  
  Язык Паскаль (PASCAL) (1968-1971гг)- язык процедурного программирования наиболее популярный для ПК, который и в настоящее время успешно применяется. В основу языка Pascal положен подход от общей задачи к частным (более простым и меньшим по объему). К основным принципам, которыми обладает Паскаль, можно отнести: а) Структурное программирование, которое основано на использовании подпрограмм и независимых структур данных; б) Программирование «сверху-вниз»,когда задача делится на простые, самостоятельно решаемые задачи. Затем выстраивается решение исходной задачи полностью сверху вниз.
•  
  К языкам процедурного программирования можно отнести язык АДА (1979 г) Язык назван в честь первой программистки Ады Лавлейс- дочери Байрона. Его отличает модульность конструкций. 
•  
  Язык СИ (начало 70-х годов) также относится к языкам процедурного программирования. Первоначальный его вариант планировался как язык для реализации операционной системы Unix вместо языка Ассемблера. Одной из особенностей языка СИ является то, что различия между выражениями и операторами сглаживаются, что приближает его к функциональным языкам программирования. Кроме того, в языке СИ отсутствует понятие процедуры, а использование подпрограмм основано на понятии функции, которая может сочетать в себе возможности процедуры. С одной стороны, по набору управляющих конструкций и структур данных его можно отнести к языкам высокого уровня, а с другой – он имеет набор средств прямого обращения к функциональным узлам компьютера, а это означает, что его можно использовать как операционный язык.

^

Объектно-ориентированное программирование (ООП)

 
Объектно-ориентированное  программирование (ООП) — это метод программирования, при использовании которого главными элементами программ являются объекты. В языках программирования понятие объекта реализовано как совокупность свойств (структур данных, характерных для данного объекта), методов их обработки (подпрограмм изменения их свойств) исобытий, на которые данный объект может реагировать и, которые приводят, как правило, к изменению свойств объекта. 
^ Объединение данных и свойственных им процедур обработки в одном объекте, называетсяинкапсуляцией и является одним из важнейших принципов ООП. Другим фундаментальным понятием является класс. Класс это шаблон, на основе которого может быть создан конкретный программный объект, он описывает свойства и методы, определяющие поведение объектов этого класса. Каждый конкретный объект, имеющий структуру этого класса, называетсяэкземпляром класса. Следующими важнейшими принципами ООП являются наследование и полиморфизм.  
Наследование предусматривает создание новых классов на базе существующих и позволяет классу потомку иметь (наследовать) все свойства класса – родителя.  Полиморфизм означает, что рожденные объекты обладают информацией о том, какие методы они должны использовать в зависимости от того, в каком месте цепочки они находятся. Другим важнейшим принципом ООП является модульность – объекты заключают в себе полное определение их характеристик, никакие определения методов и свойств не должны располагаться вне его, это делает возможным свободное копирование и внедрение одного объекта в другие. Наиболее современными языками программирования являются С++ и Java. С середины  
90-х годов многие объектно–ориентированные языки реализуются как системы визуального проектирования, в которых интерфейсная часть программного продукта создается в диалоговом режиме, практически без написания программных операторов. К объектно – ориентированным системам визуального проектирования относятся Visual Basic, Delphi, C++ Builder, Visual C++. Язык VBA (Visual Basic for Application) – язык приложений Microsoft Office (Excel, Word, Power Point и др). VBA соблюдает основной синтаксис языка и правила программирования языков Basic – диалектов, позволяет создавать макросы для автоматизации выполнения некоторых операций и графический интерфейс пользователя, интеграцию между различными программными продуктами. 
^

Декларативные языки программирования

 
К ним относятся функциональные и логические языки программирования. 
 
Функциональное программирование- это способ составления программ, в которых единственным действием является вызов функции. В функциональном программировании не используется память, как место для хранения данных, а, следовательно, не используются промежуточные переменные, операторы присваивания и циклы. Ключевым понятием в функциональных языках является выражение.Программа, написанная на функциональном языке, представляет собой последовательность описания функций и выражений. Выражение вычисляется сведением сложного к простому. Все выражения записываются в виде списков. Первым языком стал язык Лисп (LISP, LIST Processing- обработка списков) создан в 1959г. Этот язык позволяет обрабатывать большие объемы текстовой информации. 
^ Логическое программирование- это программирование в терминах логики. 
В 1973 году был создан язык искусственного интеллекта Пролог (PROLOG) (Programming in Logic). Программа на языке Пролог строится из последовательности фактов и правил, затем формулируется утверждение, которое Пролог пытается доказать с помощью правил. Язык сам ищет решение с помощью методов поиска и сопоставления, которые в нем заложены. Логические программы не отличаются высоким быстродействием, так как процесс их выполнения сводится к построению прямых и обратных цепочек рассуждений разнообразными методами поиска. 
^

Языки программирования баз данных

Языки программирования баз данных отличаются от алгоритмических  языков прежде всего своим функциональным назначением. При работе с базами данных выполняются следующие операции:  

•  
  создание, преобразование и удаление таблиц в БД;
•  
  поиск, отбор, сортировка по запросам пользователя;
•  
  добавление новых записей и модификация существующих, удаление записей и др.

 
Для обработки больших массивов информации и выборки записей по определенным признакам был создан структурированный язык запросов SQL (Structured Query Language). Язык SQL – это стандартный язык работы с реляционными базами данных. Сегодня в мире ведущие производители СУБД: Microsoft (SQL Server), IBM (DB2), Oracle, Software AG (Adabas), Informix и Sybase. Практически в каждой СУБД имеется свой встроенный язык работы с БД. Так, например, в Oracle имеется встроенный язык PL/SQL, в Informix – INFORMIX 4GL, в Adabas – Natural и т.д. 
^

Языки программирования для компьютерных сетей

 
Языки программирования для компьютерных сетей являются интерпретируемыми. Интерпретаторы для них распространяются бесплатно, а сами программы –  в исходных текстах. Такие языки  называютсяскрипт – языками. 
 
Язык HTML (Hyper Text Markup Language) – универсальный язык разметки гипертекста, используемый для подготовки Web документов для Internet. Язык позволяет форматировать текст, добавлять графические образы, работать с таблицами и организовывать связь одного документа с другим с помощью механизма гиперссылок. 
 
Язык Perl (80 г) содержит многочисленные функции работы со строками, массивами, всевозможные средства преобразования данных.  
 
Язык PHP (1995-1997гг) обладает средствами доступа к БД и используется создателями динамических сайтов во всем мире. 
 
Язык Tcl/Tk (конец 80-х годов) состоит из мощных команд, предназначенных для работы с абстрактными нетипизированными объектами и позволяет создавать программы с графическим интерфейсом. 
 
Язык VRML (1994г) создан для организации виртуальных трехмерных интерфейсов в Интернете. 
 
Язык XML. С 1996г идет работа над созданием универсального языка структуры документов. Может стать заменой языка HTML. 
^

Формальные языки

 
Формальный язык является объединением нескольких множеств:  

•  
  множества исходных символов, называемых литерами (алфавит), 
•  
  множества правил, которые позволяют строить из букв алфавита новые слова (правила порождения слов или идентификаторов), 
•  
  множества предопределённых идентификаторов или словаря ключевых слов (прочие идентификаторы называются именами), 
•  
  множества правил, которые позволяют собирать из имён и ключевых слов выражения, на основе которых строятся простые и сложные предложения (правила порождения операторов или предложений).