Шпаргалка по "Информатике"

Устройства обмена данными

Модем. Устройство, предназначенное для обмена информацией  между удаленными компьютерами по каналам  связи, принято называть модемом (МОдулятор 
+ДЕМодулятор). При этом под каналом связи понимают физические линии 
(проводные, оптоволоконные, кабельные, радиочастотные), способ их использования (коммутируемые и выделенные) и способ передачи данных 
(цифровые или аналоговые сигналы). В зависимости от типа канала связи устройства приема-передачи подразделяют на радиомодемы. кабельные модемы и прочие. Наиболее широкое применение нашли модемы, ориентированные на подключение к коммутируемым телефонным каналам связи. 
Цифровые данные, поступающие в модем из компьютера, преобразуются в нем путем модуляции (по амплитуде, частоте, фазе) в соответствии с избранным стандартом (протоколом) и направляются в телефонную линию. Модем-приемник, понимающий данный протокол, осуществляет обратное преобразование 
(демодуляцию) и пересылает восстановленные цифровые данные в свой компьютер. Таким образом обеспечивается удаленная связь между компьютерами и обмен данными между ними. 
К основным потребительским параметрам модемов относятся:

V производительность (бит/с);

V поддерживаемые  протоколы связи и коррекции  ошибок;

V шинный интерфейс,  если модем внутренний (ISА или РСI) 
От производительности модема зависит объем данных, передаваемых в единицу времени. От поддерживаемых протоколов зависит эффективность взаимодействия данного модема с сопредельными модемами (вероятность того, что они вступят во взаимодействие друг с другом при оптимальных настройках). От шинного интерфейса в настоящее время пока зависит только простота установки и настройки модема (в дальнейшем при общем совершенствовании каналов связи шинный интерфейс начнет оказывать влияние и на производительность).

Архиваторы. Назначение, возможности.

 
Теоретические основы сжатия данных

Характерной особенностью большинства «классических» типов  данных, с которыми традиционно работают люди, является определенная избыточность. 
Степень избыточности зависит от типа данных. Однако, когда речь заходит о хранении готовых документов или их передаче, то избыточность можно уменьшить, что дает эффект сжатия данных. Если методы сжатия информации применяют к готовым документам, то нередко термин сжатие данных подменяют термином архивация данных, а программные средства, выполняющие эти операции, называют архиваторами,

Объекты сжатия

В зависимости  от того, в каком объекте размещены  данные, подвергаемые сжатию, различают: 
• уплотнение (архивацию) файлов; 
• уплотнение (архивацию) папок; 
• уплотнение дисков. 
Уплотнение файлов применяют для уменьшения их размеров при подготовке к передаче по каналам электронных сетей или к транспортировке на внешнем носителе малой емкости, например на гибком диске. 
Уплотнение папок используют как средство архивации данных перед длительным хранением, в частности, при резервном копировании. 
Уплотнение дисков служит целям повышения эффективности использования их рабочего пространства и, как правило, применяется к дискам, имеющим недостаточную емкость.

Обратимость сжатия

Несмотря на изобилие алгоритмов сжатия данных, теоретически есть только три способа уменьшения их избыточности. Это либо изменение  содержания данных, либо изменение  их структуры, либо и то и другое вместе. 
Если при сжатии данных происходит изменение их содержания, метод сжатия необратим и при восстановлении данных из сжатого файла не происходит полного восстановления исходной последовательности. Такие методы называют также методами сжатия с регулируемой потерей информации. Они применимы только для тех типов данных, для которых формальная утрата части содержания не приводит к значительному снижению потребительских свойств. В первую очередь это относится к мультимедийным данным: видеорядам, музыкальным записям, звукозаписям и рисункам. Методы сжатия с потерей информации обычно обеспечивают гораздо более высокую степень сжатия, чем обратимые методы, но их нельзя применять к текстовым документам, базам данных и, тем более, к программному коду. Характерными форматами сжатия с потерей информации являются: 
• ЗРО для графических данных; 
• МРО для видеоданных; 
• МРЗ для звуковых данных. 
Если при сжатии данных происходит только изменение их структуры, то сжатия обратим. Из результирующего кода можно восстановить исходный массив путем применения обратного метода. Обратимые методы применяют для сжатия любых типов данных. 
Характерными форматами сжатия без потери информации являются: 
• .О1Р, .Т1Р, .РСХ и многие другие для графических данных; 
• .АУI для видеоданных; 
• . .АЮ, .1{АК, .Ii7Н, ,ЕН, .САВ и многие другие, для любых типов данных. 
Алгоритмы обратимых методов 
При исследовании методов сжатия данных следует иметь в виду существование следующих доказанных теорем. 
1. для любой последовательности данных существует теоретический предел, который не может быть превышен без потери части информации. 
2. для любого алгоритма сжатия можно указать такую последовательность данных, для которой он обеспечит лучшую степень сжатия, чем другие методы. 
З. для любого алгоритма сжатия можно указать такую последовательность данных, для которой данный алгоритм вообще не позволит получить сжатия. 
Таким образом, обсуждая различные методы сжатия, следует иметь в виду наивысшую эффективность они демонстрируют для данных разных типов и разных объемов. 
Существует достаточно много обратимых методов сжатия данных, однако в основе лежит сравнительно небольшое количество теоретических алгоритмов. 
Алгоритм 1Е 
В основу алгоритмов I?ЁЕ положен принцип выявления повторяющихся последовательностей данных и замены их простой структурой, в которой указывается код данных и коэффициент повтора. 
Алгоритм К 
В основу алгоритмов кодирования по ключевым словам (Кеу Епсоаiп положено кодирование лексических единиц исходного документа группами байтов фиксированной длины. Примером лексической единицы может служить слово 
(последовательность сим воло в, справа и слева ограниченная пробелами или символами конца абзаца). Результат кодирования сводится в таблицу, которая прикладывается к результирующему коду и представляет собой словарь. Обычно для англоязычных текстов принято использовать двухбайтную кодировку слов. 
Образующиеся при этом пары байтов называют токенами. 
Эффективность данного метода существенно зависит от длины документа, поскольку из-за необходимости прикладывать к архиву словарь длина кратких документов , не только не уменьшается, но даже возрастает. 
Алгоритм Хафмана 
В основе этого алгоритма лежит кодирование не байтами, а битовыми группами. 
• Перед началом кодирования производится частотный анализ кода документа и выявляется частота повтора каждого из встречающихся символов. 
• Чем чаще встречается тот или иной символ, тем меньшим количеством битов он кодируется (соответственно, чем реже встречается символ, тем длиннее его кодовая битовая последовательность). 
• Образующаяся в результате кодирования иерархическая структура прикладьтвается к сжатому документу в качестве таблицы соответствия. 
Синтетические алгоритмы 
Рассмотренные выше алгоритмы в «чистом виде» на практике не применяют того, что эффективность каждого из них сильно зависит от начальных условий. В связи с этим, современные средства архивации данных используют более сложные алгоритмы, основанные на комбинации нескольких теоретических методов. Общим принципом в работе таких «синтетических» алгоритмов является предварительный просмотр и анализ исходных данных для индивидуальной настройки алгоритма на особенности обрабатываемого материала. 
Программные средства сжатия дан ных 
«Классическими» форматами сжатия данных, широко используемыми в повседневной работе с компьютером, являются форматы .2ЛР и .АЮ. В последнее время к ним добавился популярный формат .КАК. 
В первую очередь, это связано с тем, что при обработке файлов происходит утрата «длинных имен» файлов и подмена их именами М по спецификации 8.3. 
Это может создать потребителю документа определенные неудобства, а в случаях, когда архивация производится с целью резервного копирования, утрата «длинных имен» вообще недопустима. 
Базовые требования к диспетчерам архивов 
Современные программные средства для создания и обслуживания архивов отличаются большим объемом функциональных возможностей, многие из которых выходят далеко за рамки простого сжатия данных и эффективно дополняют стандартные средства операционной системы. В этом смысле современные средства архивации данных называют диспетчерами архивов. 
К базовым функциям, которые выполняют большинство современных диспетчеров архивов, относятся: 
• извлечение файлов из архивов; 
• создание новых архивов; 
• добавление файлов в имеющийся архив; 
• создание самораспаковывающихся архивов; 
• создание распределенных архивов на носителях малой емкости; 
• тестирование целостности структуры архивов; 
• полное или частичное восстановление поврежденных архивов; 
• защита архивов от просмотра и несанкционированной модификации. 
Самораспаковывающиеся архивы. В тех случаях, когда архивация производится для передачи документа потребителю, следует предусмотреть наличие у него программного средства, необходимого для извлечения исходных данных из уплотненного архива. Если таких средств у потребителя нет или нет оснований предполагать их наличие, создают самораспаковывающиеся архивы. 
Самораспаковывающийся архив готовится на базе обычного архива путем присоединения к нему небольшого программного модуля. Сам архив получает расширение имени .ЕХЕ, характерное для исполнимых файлов. Потребитель сможет выполнить его запуск как программы, после чего распаковка архива произойдет на его компьютере автоматически. 
Распределенные архивы. В тех случаях когда предполагается передача большого архива на носителях малой емкости, например на гибких дисках, возможно распределение одного архива в виде малых фрагментов на нескольких носителях. 
Защита архивов. В большинстве случаев защиту архивов выполняют с помощью пароля, который запрашивается при попытке просмотреть, распаковать или изменить архив. дополнительные требования к диспетчерам архивов 
К дополнительным функциям диспетчеров архивов относятся сервисные функции, делающие работу более удобной. Они часто реализуются внешним подключением дополнительных служебных программ и обеспечивают: просмотр файлов различных форматов без извлечения их из архива; поиск файлов и данных внутри архивов; установку программ из архивов б предварительной распаковки; 
‘ проверку отсутствия компьютерных вирусов в архиве до его распаковки; 
‘ криптографическую защиту архивной информации; ъ декодирование сообщений электронной почты; чi «прозрачное» уплотнение исполнимых файлов .ЕХЕ и .IЭЕЕ; создание самораспаковывающихся многотомных архивов; 
“ выбор или настройку коэффициента сжатия информации. 
4. Сервис КЧiпйов’5. Мой компьютер назначение, возможности, свойства. 
Все операции с файлами и папками можно выполнять с помощью системы окон папок, которая берет свое начало с известной нам папки Мой коi диски, представленные в окне этой папки можно открыть, а потом разыскать на них любые нужные папки и файлы. Копирование и перемещение файлов и папок из одной папки в другую можно выполнять путем перетаскивания их значков из окна одной папки в окно другой. для удаления объектов можно использовать перетаскивание на значок Корзины, а можно пользоваться контекстным меню, которое открывается при щелчке правой кнопкой мыши на объекте. для создания в папке ярлыка документа или программы можно использовать специальное перетаскивание или команду Создать > Ярлык из контекстного меню. 
При таком подходе к операциям с файловой структурой следует иметь в виду несколько замечаний. 
1. В ‘УiпсIо 98 на экране обычно присутствует только одно окно папки. Если в окне папки открыть вложенную папку, то ее окно замещает предыдущее. Это неудобно, если надо выполнять операции перетаскивания между окнами. Чтобы каждая папка открывалась в собственном окне, надо включить следующий переключатель: Пуск Настройка > Свойства папки > Настроить > Открывать каж папку в отдельно окне. 
2. При перетаскивании значков объектов между папками, принадлежащими одному диску, автоматически выполняется перемещение объектов. Если нужно выполнить копирование, используют специальное перетаскивание. 
3. При перетаскивании значков объектов между палками, принадлежащими разным дискам, автоматически выполняется копирование объектов. Если нужно выполнить перемещение, используют специальное перетаскивание. 
5. Создание файла в среде 1Чiпйои’ 
Файл — это именованная последовательность байтов произвольной ДЛИНЫ. 
Поскольку из этого определения вытекает, что файл может иметь нулевую длину, то фактически создание файла состоит в присвоении ему имени и регистрации его в файловой системе это одна из функций операционной системы. даже когда мы создаем файл, работая в какой-то прикладной программе, в общем случае для этой операции привлекаются средства операционной системы. 
По способам именования файлов различают «короткое» и «длинное» имя. до появления операционной системы ‘iпсiо’у 95 общепринятым способом именования файлов на компьютерах ‘БМ РС было соглашение 8.3. Согласно этому соглашению, принятому в имя файла состоит из двух частей: собственно имени и расширения имени. На имя файла отводится 8 символов, а на его расширение — З символа. Имя от расширения отделяется точкой. Как имя, так и расширение могут включать только алфавитно-цифровые символы латинского алфавита. 
Соглашение 8.3 не является стандартом, и потому в ряде случаев отклонения от правильной формы записи допускаются как операционной системой, так и ее приложениями. Так, например, в большинстве случаев система «не возражает» против использования некоторых специальных символов (восклицательный знак, символ подчеркивания, дефис, тильда и т. п.), а некоторые версии М$-ТЮ8 даже допускают использование в именах файлов символов русского и других алфавитов. Сегодня имена файлов, записанные в соответствии с соглашением 
8.3, считаются «коротким и». 
Основным недостатком «коротких» имен является их низкая содержательность. далеко не всегда удается выразить несколькими символами характеристику файла, поэтому с появлением операционной системы Уiпiо’ч 95 было введено понятие «длинного» имени. Такое имя может содержать до 256 символов. Этого вполне достаточно для создания содержательных имен файлов. «длинное» имя может содержать любые символы, кроме девяти специальных: /:*Т . В имени разрешается использовать пробелы и несколько точек. Расширением имени считаются все символы, идущие после последней точки. 
Наряду с «длинным» именем операционные системы ‚Уiпаоу/5 95 и Уiгк 98 создают также и короткое имя файла — оно необходимо для возможности работы с данным файлом на рабочих местах с устаревшими операционными системами. 
Особенности ‘ 95 и ‘ 98. Использование «длинных» имен файлов в операционных системах ‘iпс1о 95 и ‘iпс1о 98 имеет ряд особенностей. 
1. Если «длинное» имя файла включает лробелы, то в служебных операциях его надо заключать в кавычки. Рекомендуется не использовать пробелы, а заменять их символами подчеркивания. 
2. В корневой папке диска (на верхнем уровне иерархической файловой структуры нежелательно хранить файлы с длинными именами — в отличие от прочих палок в не ограничено количество единиц хранения, причем, чем длиннее имена, тем меньше файлоЕ можно разместить в корневой папке. 
3. Кроме ограничения на длину имени файла (256 символов) существует гораздо более жесткое ограничение на длину полного имени файiiа (в него входит путь доступа к файлу начиная от вершины иерархической структуры). Полное имя не может быть длиннее 26( символов. 
4. Разрешается использовать символы любых алфавитов, в том числе и русского, но если документ готовится для передачи, с заказчиком 
(потребителем документа) необходимо согласовать возможность воспроизведения файлов с такими именами на его оборудовании. 
5. Прописные и строчные буквы не различаются операционной системой. для нее имена Письмо. и письмо. соответствуют одному и тому же файлу. Однако, символы разных регистров исправно отображаются операционной системой, и если для наглядности надо использовать прописные буквы, это можно делать. 
6. Программисты давно научились использовать расширение имени файла для передачи операционной системе, исполняющей программе или пользователю; информации о том, к какому типу относятся данные, содержащиеся в файле, и о формате, в котором они записаны. В ранних операционных системах этот факт использовался мало. По существу, операционные системы М$-ВО анализировали только расширения .ВАТ (пакетные файлы с командами МЭ ЁЮЭ) .ЕХЕ, .СОМ 
(исполнимые файлы программ) и .$У$ (системные файлы конфигурации). В современных операционных системах любое расширение имени файл может нести информацию для операционной системы. Системы ‘Уi1п1о 95/98 имеют средства для регистрации свойств типов файлов по расширению их имени, поэтому во многих случаях выбор расширения имени файла не является частным делом пользователя. Приложения этих систем предлагают выбрать только основную часть имени и указать тип файла, а соответствующее расширение имени приписывают автоматически. 

Вопрос  №12. Основные технические  характеристики компьютера 

К важнейшим  техническим характеристикам персонального  компьютера относятся:

1. разрядность - важнейшая характеристика компьютера, измеряется в битах; она показывает - сколько двоичных разрядов (битов) информации обрабатывается (или передается) за один такт работы микропроцессора, а также - сколько двоичных разрядов может быть использовано для адресации оперативной памяти; компьютеры могут быть соответственно 8-ю, 16-, 32- и 64-разрядными;

2. тактовая частота - сколько элементарных операций (тактов) выполняет микропроцессор в одну секунду;

3. емкость оперативной памяти, измеряется в Мбайтах и поставляется в виде модулей, имеющих 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256 и более Мбайт (разрабатываются модули емкостью 1Гбайт);

4. емкость внешней  дисковой памяти, измеряется в  Мбайтах, Гбайтах и Тбайтах;

5. тип дисплея и видео карты, обеспечивающих вывод графической информации в режимах:

- VGA - 650 X 480 пикселей,

- SVGA - 800 X 600, 1024 X 768, 1240 X 1024 и более пикселей;

6. количество цветов - монохромные (черно-белые) и цветные, обеспечивающие 16, 256, 16 млн. и более цветов;

Пиксель - это неделимая точка на экране, которая изменяет яркость и цвет (если дисплей цветной). Чем больше пикселей, тем выше качество изображения на экране дисплея.

Производительность  компьютера, измеряемая, в первом приближении, в тысячах операций/сек, миллионах операций/сек и миллиардах операций/сек, зависит от используемого в компьютере микропроцессора и других узлов ее определяющих - винчестера, оперативной памяти, объема видеопамяти и т.д. Производительность этих узлов определяется быстродействием, величина которого обратно пропорциональна производительности и измеряется в мили-, микро- и наносекундах, имеющих размерность соответственно 1/1000, 1/1000000 и 1/1000000000 сек.

Быстродействие  - это время отклика, приходящееся на одну операцию. Для винчестеров оно составляет 8-16 и более миллисекунд, для оперативной памяти - 8-70 наносекунд.

Производительность  компьютера, таким образом, определяется интегрированным показателем, включающим все указанные выше показатели составляющих узлов, и измеряется также в единицах MIPS. Требования к методике ее определения  оговорены рядом международных  стандартов, используемых для тестирования на стандартных задачах, включающих работу с графикой, видео, компьютерными  играми.  

Вопрос  №13. Определение  программного обеспечения

Вся совокупность программ, хранящихся на всех устройствах долговременной памяти компьютера, составляет его  программное обеспечение (ПО).

Программное обеспечение  компьютера постоянно пополняется, развивается, совершенствуется. Стоимость  установленных программ на современном  ПК зачастую превышает стоимость  его технических устройств. Разработка современного ПО требует очень высокой квалификации от программистов.

Типы  программного обеспечения

В программном  обеспечении компьютера есть необходимая  часть, без которой на нем просто ничего не сделать. Она называется системным ПО. Покупатель приобретает компьютер, оснащенный системным программным обеспечением, которое не менее важно для работы компьютера, чем память или процессор. Кроме системного ПО в состав программного обеспечения компьютера входят еще прикладные программы и системы программирования.

Программное обеспечение  компьютера делится на:

- системное ПО; 
- прикладное ПО; 
- системы программирования

Состав  прикладного программного обеспечения

Программы, с  помощью которых пользователь может  решать свои информационные задачи, не прибегая к программированию, называются прикладными программами.

Как правило, все  пользователи предпочитают иметь набор  прикладных программ, который нужен  практически каждому. Их называют программами общего назначения. К их числу относятся:

- текстовые  и графические редакторы, с  помощью которых можно готовить  различные тексты, создавать рисунки,  строить чертежи; проще говоря, писать, чертить, рисовать;

- системы управления  базами данных (СУБД), позволяющие  превратить компьютер в справочник  по любой теме;

- табличные  процессоры, позволяющие организовывать  очень распространенные на практике  табличные расчеты;

- коммуникационные (сетевые) программы, предназначенные  для обмена информацией с другими  компьютерами, объединенными с данным в компьютерную сеть.

Очень популярным видом прикладного программного обеспечения являются компьютерные игры. Большинство пользователей  именно с них начинает свое общение  с ЭВМ.

Кроме того, имеется  большое количество прикладных программ специального назначения для профессиональной деятельности. Их часто называют пакетами прикладных программ. Это, например, бухгалтерские программы, производящие начисления заработной платы и другие расчеты, которые делаются в бухгалтериях; системы автоматизированного проектирования, которые помогают конструкторам разрабатывать проекты различных технических устройств; пакеты, позволяющие решать сложные математические задачи без составления программ; обучающие программы по разным школьным предметам и многое другое.

О системном ПО и системах программирования

Что такое операционная система

Для чего нужны  прикладные программы, понять несложно. А что же такое системное программное  обеспечение?

Главной частью системного программного обеспечения  является операционная система (ОС).

Операционная  система - это набор программ, управляющих  оперативной памятью, процессором, внешними устройствами и файлами, ведущих  диалог с пользователем.

У операционной системы очень много работы, и  она практически все время  находится в рабочем состоянии. Например, для того чтобы выполнить  прикладную программу, ее нужно разыскать  во внешней памяти (на диске), поместить  в оперативную память, найдя там  свободное место, "запустить" процессор  на выполнение программы, контролировать работу всех устройств машины во время  выполнения и в случае сбоев выводить диагностические сообщения. Все  эти заботы берет на себя операционная система.

Вот названия некоторых  распространенных ОС для персональных компьютеров: MS-DOS, Windows, Linux.

Интерактивный режим

Во время работы прикладная программа сама организует общение с пользователем, но когда  программа завершила работу, с  пользователем начинает общаться операционная система. Это общение происходит в такой форме:

<приглашение> - <команда>.

ОС выводит  на экран приглашение в какой-то определенной форме. В ответ пользователь отдает команду, определяющую, что он хочет от машины. Это может быть команда на выполнение новой прикладной программы, команда на выполнение какой-нибудь операции с файлами (удалить файл, скопировать и пр.), команда сообщить текущее время или дату и пр. Выполнив очередную команду пользователя, операционная система снова выдает приглашение.