Разное

Представление данных в компьютерных системах: Информационные (нематериальные) модели. Компьютерное моделирование

Содержание

Урок на тему "Представление информации в компьютере" 10 класс

ФИО: Антакова Анастасия Петровна

Место работы: МБОУ СШ №51 им.А.М.Аблукова, г.Ульяновск

Должность: учитель информатики

Тема: Представление чисел в компьютере.

Класс: 10

Цели урока:

обучающие

  • повторить основные понятия систем счисления;

  • познакомить с основными типами числовых величин, которые могут храниться в памяти компьютера;

  • сформировать представление у учащихся о форме представления чисел в памяти компьютера;

  • познакомить с представлением числовых величин в памяти компьютера;

  • научить записывать представление чисел в n-разрядном двоичном виде;

  • познакомить с алгоритмом алгебраического сложения двоичных чисел в памяти компьютера.

развивающие

  • развивать познавательную активность и интерес к предмету;

  • обучать приемам запоминания;

  • развивать алгоритмическое мышление;

  • развивать умение применять теоретические знания на практике.

воспитательные

  • воспитывать информационную культуру;

  • воспитывать объективное отношение к результатам работы – критичность, способность адекватно оценивать ситуацию;

  • воспитывать культуру общения, умение работать в группе.

Планируемые результаты:

предметные

учащиеся должны знать

  • что такое “двоичный код числа”;

  • что такое “прямой”, “обратный” и “дополнительный” коды в памяти компьютера;

  • алгоритм алгебраического сложения n-разрядных двоичных чисел.

учащиеся должны уметь

  • записывать “прямой”, “обратный” и “дополнительный” n-разрядные двоичные коды в памяти компьютера;

  • применять алгоритм алгебраического сложения n-разрядных двоичных чисел для решения задач.

метапредметные

регулятивные УУД

познавательные УУД

  • умение устанавливать причинно-следственные связи, строить логическое рассуждение и делать выводы;

  • умение создавать, применять и преобразовывать модели и схемы для решения учебных и познавательных задач;

коммуникативные УУД

  • умение анализировать и согласовывать свои действия;

  • умение осознанно использовать речевые средства в соответствии с задачей коммуникации для выражения своих мыслей.

Методы обучения: - объяснительно - иллюстративный;

- практическая работа.

Тип урока: комбинированный.

План урока:

  1. Организационный момент 2 мин.

  2. Проверка и актуализация знаний – 8 мин.

  3. Объяснение нового материала15 мин.

  4. Практическая работа 15 мин.

  5. Домашняя работа – 2 мин.

  6. Подведение итогов урока, выставление оценок

    2 – 3 мин.

Оборудование: Мультимедийный проектор, презентация.

Ход урока

1. Организационный момент (2 мин)

Здравствуйте, ребята, присаживайтесь. Откройте тетради, запишите число и тему урока.

2. Проверка и актуализация знаний (8 мин)

Перед тем как приступить к изучению новой темы, повторим основные понятия, изученные на прошедших уроках. Давайте вспомним все, что мы знаем о системах счисления.

Вопросы:

  1. Что называют системой счисления?

Ответ: Системой счисления называется совокупность символов (цифр) и правил их использования для представления чисел

  1. Какие виды систем счисления вы знаете?

Ответ: Позиционные и непозиционные системы счисления

  1. Приведите примеры непозиционной системы счисления

Ответ: Римская система, в которой в качестве цифр используются некоторые буквы: I(1), V(5), X(10), L(50), C(100), D(500), M(1000).

  1. Как можно записать число в позиционной системе счисления?

Ответ: Любое число в позиционной системе счисления с произвольным основанием можно записать в виде многочлена

, где s - основание системы, а степень соответствует разряду цифры в числе .

Например:

  1. Какие примеры вы можете привести позиционной системы счисления?

Ответ: 1010102- двоичная (основание 2, используются две цифры – 0,1)

34510 – десятичная ( основание 10, используются десять цифр – 0…9)

7468 – восьмеричная (основание 8, используются 8 цифр – 0…7)

Человек использует десятичную систему счисления, а компьютер – двоичную систему счисления. Поэтому возникает необходимость перевода чисел из десятичной системы в двоичную и наоборот.

  1. Как можно перевести любое число в десятичную систему счисления?

  2. Как можно перевести из десятичной системы счисления в любую систему счисления с произвольным основанием?

3. Объяснение нового материала (15 мин)

Учащимся предлагается ответить на вопрос: “Как числа, записанные в различных системах счисления, хранятся и обрабатываются в памяти компьютера?”

Учитель:

“Сегодня на уроке мы ответим на вопросы:

  1. Каковы главные правила представления данных в компьютере?

  2. Как в памяти компьютера хранятся целые и вещественные числа?

Как в памяти компьютера выполняются алгебраические действия с двоичными числами?”

Изложение учителем нового материала с демонстрацией презентации.

(Приложение 1)

Вся информация, обрабатываемая компьютерами, хранится в них в двоичном виде. Каким же образом осуществляется это хранение?

Информация, вводимая в компьютер и возникающая в ходе его работы, хранится в его памяти. Память компьютера можно представить, как длинную страницу, состоящую из отдельных строк. Каждая такая строка называется

ячейкой памяти.

Ячейка – это часть памяти компьютера, вмещающая в себя информацию, доступную для обработки отдельной командой процессора. Содержимое ячейки памяти называется машинным словом.

Ячейка памяти состоит из некоторого числа однородных элементов. Каждый элемент способен находиться в одном из двух состояний и служит для изображения одного из разрядов числа. Именно поэтому каждый элемент ячейки называют разрядом. Нумерацию разрядов в ячейке принято вести справа налево, самый правый разряд имеет порядковый номер 0. Это младший разряд ячейки памяти, старший разряд имеет порядковый номер (n-1) в n-разрядной ячейке памяти.

Содержимым любого разряда может быть либо 0, либо 1.

Содержимое ячейки памяти называется машинным словом. Ячейка памяти разделяется на разряды, в каждом из которых хранится разряд числа.

ячейка из n разрядов

Например, самые современные персональные компьютеры являются 64-разрядным, то есть машинное слово и соответственно, ячейка памяти, состоит из 64 разрядов или

битов.

Бит — минимальная единица измерения информации. Каждый бит может принимать значение 0 или 1. Битом также называют разряд ячейки памяти ЭВМ.

Стандартный размер наименьшей ячейки памяти равен восьми битам, то есть восьми двоичным разрядам. Совокупность из 8 битов является основной единицей представления данных – байт.

Байт (от английского byte – слог) – часть машинного слова, состоящая из 8 бит, обрабатываемая в ЭВМ как одно целое. На экране – ячейка памяти, состоящая из 8 разрядов – это байт. Младший разряд имеет порядковый номер 0, старший разряд – порядковый номер 7.

8 бит = 1 байт

Главные правила представления данных в компьютере.

  • Правило 1. Данные (и программы) в памяти компьютера хранятся в двоичном виде, т. е. в виде цепочек единиц и нулей.

  • Правило 2. Представление данных в компьютере дискретно.

  • Правило 3. Множество представимых в памяти компьютера величин ограничено и конечно.

  • Правило 4. В памяти компьютера числа хранятся в двоичной системе счисления.

Типы числовых величин

Целые (формат с фиксированной запятой)

Вещественные (формат с плавающей запятой)

  • Представление в памяти компьютера целых чисел без знака и со знаком.

  • Представление в памяти компьютера вещественных чисел.

Для представления чисел в памяти компьютера используются два формата: формат с фиксированной точкой и формат с плавающей точкой. В формате с фиксированной точкой представляются только целые числа, в формате с плавающей точкой – вещественные числа (целые и дробные).

В подавляющем большинстве задач, решаемых с помощью ЭВМ, многие действия сводятся к операциям над целыми числами. Сюда относятся задачи экономического характера, при решении которых данными служат количества акций, сотрудников, деталей, транспортных средств и т.д. Целые числа используются для обозначения даты и времени, и для нумерации различных объектов: элементов массивов, записей в базах данных, машинных адресов и т.д.

Целые числа могут представляться в компьютере со знаком или без знака.

Целые числа без знака обычно занимают в памяти один или два байта и принимают в однобайтовом формате значения от 000000002 до 111111112 , а в двухбайтовом формате - от 00000000 000000002 до 11111111 111111112.

Целые числа со знаком обычно занимают в памяти компьютера один, два или четыре байта, при этом самый левый (старший) разряд содержит информацию о знаке числа. Знак "плюс" кодируется нулем, а "минус" - единицей.

В компьютерной технике применяются три формы записи (кодирования) целых чисел со знаком: прямой код, обратный код, дополнительный код.

Прямой код – это представление числа в двоичной системе счисления, при этом первый разряд отводится под знак числа. Если число положительное, то в первом разряде находится 0, если число отрицательное, в первом разряде указывается единица.

Таким образом, используя прямой код, в 16 – ти разрядной ячейке можно записать 16 – ти разрядное число в двоичной системе счисления. Например:

Положительное десятичное число 24 представляется, как

Знак числа «+»

Отрицательное десятичное число − 24 представляется, как

Знак числа «−»


На самом деле прямой код используется почти исключительно для положительных чисел.

Обратный код для положительного числа в двоичной системе счисления совпадает с прямым кодом. Для отрицательного числа все цифры числа заменяются на противоположные (1 на 0, 0 на 1), а в знаковый разряд заносится единица.

Для отрицательных чисел используется так называемый дополнительный код. Это связано с удобством выполнения операций над числами вычислительной техникой.

Дополнительный код используют в основном для представления в компьютере отрицательных чисел. Такой код делает арифметические операции более удобными для выполнения их вычислительной техникой.

В дополнительном коде, также как и прямом, первый разряд отводится для представления знака числа. Прямой и дополнительный код для положительных чисел совпадает. Поскольку прямой код используется почти исключительно для представления положительных чисел, а дополнительный – для отрицательных, то почти всегда, если в первом разряде 1, то мы имеем дело с дополнительным кодом. (Ноль обозначает положительное число, а единица – отрицательное).

Алгоритм получения дополнительного кода для отрицательного числа:

1. Найти прямой код числа (перевести число в двоичную систему счисления число без знака)

2. Получить обратный код. Поменять каждый ноль на единицу, а единицу на ноль (инвертировать число)

3. К обратному коду прибавить 1

Пример: Найдем дополнительный код десятичного числа – 47.

  1. Найдем двоичную запись числа 47 (прямой код).

2. Инвертируем это число (обратный код). 3. Прибавим 1 к обратному коду и получим запись этого числа в оперативной памяти.

Почему же используется дополнительный код для представления отрицательного числа?

Так проще выполнять математические операции. Например, у нас два числа, представленных в прямом коде. Одно число положительное, другое – отрицательное и эти числа нужно сложить. Однако просто сложить их нельзя. Сначала компьютер должен определить, что это за числа. Выяснив, что одно число отрицательное, ему следует заменить операцию сложения операцией вычитания. Потом, машина должна определить, какое число больше по модулю, чтобы выяснить знак результата и определиться с тем, что из чего вычитать. В итоге, получается сложный алгоритм. Куда проще складывать числа, если отрицательные преобразованы в дополнительный код.

4. Практическая работа (15 мин)

Задание 1. Записать внутреннее представление следующих десятичных чисел, используя 8 -разрядную ячейку:

6410

8 разрядное представление:

- 12010

8 разрядное представление:

Задание 2. Как запишутся в оперативной памяти компьютера следующие десятичные числа в 16-ти разрядной сетке

5710

16 разрядное представление:

20010

16 разрядное представление:

- 11710

16-разрядное представление:

- 20010

16-разрядное представление:

5. Домашняя работа (2 мин)

П.5., задание №3,4 стр 43 и задание на карточке( приложение 2)

Задание 1. Получить внутреннее представление целого числа 12310 в 8-разрядной ячейке памяти компьютера.

Задание 2. Получить внутреннее представление целого числа - 12310 в 8-разрядной ячейке памяти компьютера.

Задание 3. Получить внутреннее представление целого числа - 1710 в 16 – ти разрядной ячейке памяти компьютера.

6. Подведение итогов урока, выставление оценок (2 – 3 мин)

7. Использованная литература:

  1. Информатика и ИКТ. Задачник-практикум: в 2 т. / Л.А. Залогова [и др.]; под ред. И.Г. Семакина, Е.К. Хеннера. – 3 изд. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2011.

  2. Семакин И.Г., Залогова Л.А, Русаков С.В., Шестакова Л.В. Информатика и ИКТ: учебник для 10 класса. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2013.

  3. Семакин И.Г., Шеина Т.Ю. Преподавание базового курса информатики в средней школе: методическое пособие. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2013.

Представление данных в компьютерах — Студопедия.Нет

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
ВОСТОЧНО-УКРАИНСКОГО НАЦИОНАЛЬНОГО УНИВЕРСИТЕТА
имени ВЛАДИМИРА ДАЛЯ

(г. Северодонецк)

 

ТЕКСТ ЛЕКЦИЙ

По дисциплине

 

"СИСТЕМНОЕ ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ"

Семестр

для студентов дневной и заочной форм обучения для направления

0915 “Компьютерная инженерия”, специальностей

7.091501 “Компьютерные системы и сети”
7.091502 “Системное программирование”

 

 

Утверждено кафедрой КИ

протокол № 8 от 20. 03. 2009

 

К изданию в электронной форме разрешаю”:

 

Зам. директора _______________(Барвин А. И.)

Протокол №______от”_____”________2009г.

 

 

Составители:     ст. преп. А.М. Ларгина                                                                                      

Весь цифровий і фактичний матеріал,бібліографічні відомості перевірені.

Написання одиниць відповідає стандартам

Северодонецк- 2009г.

УДК 681. 3. 06

 Конспект лекций по дисциплине “Системное программное обеспечение”, 4 семестр (для студентов дневного и заочного отделений, обучающихся по направлению 6.0915 «Компьютерная инженерия», специальностей 7.091501 “Компьютерные системы и сети” и 7.091502 «Системное программирование») / Сост.: А. М. Ларгина. – Северодонецк: 2009. - 162 с.

Курс лекций содержит материал, в котором излагается  программная модель процессора ix86:  рассмотрены регистры процессора, способы адресации и формирования исполнительного адреса. Даны основы программирования на ассемблере, приведены примеры программ.  В курс лекций включены основные вопросы, которые возникают при программировании на низком уровне: арифметические и логические методы обработки информации, организация подпрограмм и способы передачи  параметров, обработка данных вещественного типа и др.  Часть курса посвящена  механизму обработки прерываний, их роли в организации вычислительного процесса, алгоритмам управления памятью. 

 

Составитель   А. М. Ларгина,  ст. преп.
Отв. за выпуск   А. И. Рязанцев, доц., к.т.н.
Рецензент   Е. В. Щербаков,  доц., к.т.н.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ.. 4

ЛЕКЦИЯ 1. МАШИНООРИЕТИРОВАННЫЙ ЯЗЫК ПРОГРАММИРОВАНИЯ. СТРУКТУРА ПРОГРАММЫ 12

ЛЕКЦІЯ 2. КОМАНДЫ ОСНОВНОГО ФОРМАТА.. 47

ЛЕКЦИЯ 3. КОМАНДЫ РАБОТЫ С БИТАМИ.. 63

ЛЕКЦИЯ 4. РАЗРАБОТКА ПРОГРАММ ЦИКЛИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ 80

ЛЕКЦИЯ 5. ПОДПРОГРАММЫ ЯЗЫКА ASSEMBLER.. 85

ЛЕКЦИЯ 6. РАБОТА С МАТЕМАТИЧЕСКИМ ПРОЦЕССОРОМ... 108

ЛЕКЦИЯ 7. ОРГАНИЗАЦИЯ ВИРТУАЛЬНОЙ ПАМЯТИ.. 122

ЛЕКЦИЯ 8. КОНЦЕПТУАЛЬНЫЕ ОСНОВЫ ОС.. 143

ЛИТЕРАТУРА.. 161


ВВЕДЕНИЕ

 Исключить необходимость применения ассемблера в практике программирования невозможно, особенно в практике системного программирования.  Только с помощью языка ассемблер можно наиболее полно и эффективно использовать все архитектурные возможности компьютера, а также быстро управлять его узлами. 

Что потребуется для работы с ассемблером

Прежде всего потребуется ассемблер.   Ассемблер - это программа, которая переводит текст с языка, понятного человеку, в язык, понятный процессору, то есть говорят, что она переводит язык ассемблера в машинный код. Однако сначала в повседневной речи, а затем и в литературе слово «ассемблер» стало также и названием самого языка программирования. Вместе с ассемблером обязательно должна быть еще одна программа - компоновщик (linker), которая и создает исполнимые файлы из одного или нескольких объектных модулей, полученных после запуска ассемблера. Помимо этого для разных целей могут потребоваться дополнительные вспомогательные программы - компиляторы ресурсов, расширители DOS и тому подобное (см. табл. 1).

Таблица 1. Ассемблеры и сопутствующие программы

  Microsoft Borland Watcom
DOS, 16 бит masm или ml, link (16 бит) tasm tlink wasm wlink
DOS, 32 бита masm или ml, link (32 бита) и dosx link (16 бит) и dos32 tasm tlink wdosx или dos32 wasm wlink dos4gw, pmodew, zrdx или wdosx
Windows EXE masm386 или ml, link (32 бита) rc tasm tlink32 brcc32 wasm wlink wrc
Windows DLL masm386 или ml, link (32 бита) tasm tlink32 implib wasm wlink wlib

С точки зрения удобства компиляции TASM лучше подходит для создания 16-битных программ для DOS, WASM - для 32-битных программ для DOS, MASM - для Windows. С точки зрения удобства программирования развитость языковых средств растет в ряду WASM-MASM-TASM. Все примеры программ в этой книге построены так, что можно использовать любой из этих компиляторов.

Существуют и другие компиляторы, например бесплатно распространяемый в сети Internet NASM или условно бесплатный А86, но пользоваться ими проще, если вы уже знаете турбо- или макроассемблер. Бесплатно распространяемый GNU ассемблер, gas, вообще использует совершенно непохожий синтаксис.

Во всех программах встречаются ошибки. Кроме поиска ошибок отладчики иногда применяют и для того, чтобы исследовать работу существующих программ. Самый мощный отладчик на сегодняшний день - SoftICE от NuMega Software. Это отладчик для Windows 95/NT, позволяющий исследовать все -от ядра Windows до программ на С++, поддерживающий одновременно 16- и 32-битный код и многое другое. Другие популярные отладчики, распространяемые вместе с соответствующими ассемблерами, -Codeview (MS), Turbo Debugger (Borland) и Watcom Debugger (Watcom).

Еще одна особенность ассемблера, отличающая его от всех остальных языков программирования, — возможность дизассемблирования. То есть, имея исполняемый файл, с помощью специальной программы (дизассемблера) почти всегда можно получить исходный текст на ассемблере. Например, можно дизассемблировать BIOS вашего компьютера и узнать, как выполняется переключение видеорежимов, или драйвер для DOS, чтобы написать такой же для Windows. Дизассемблер не необходим, но иногда оказывается удобно иметь его под рукой. Лучшие дизассемблеры на сегодняшний день - Sourcer от V Communications и IDA.

И наконец, последняя необязательная, но крайне полезная утилита -шестнадцатеричный редактор. Многие такие редакторы (hiew, proview, Iview, hexit) тоже имеют встроенный дизассемблер, так что можно, например, открыв в таком редакторе свою программу, посмотреть, как скомпилировался тот или иной участок программы, поправить какую-нибудь команду ассемблера или изменить значения констант и тут же, без перекомпиляции, запустить программу, чтобы посмотреть на результат изменений.

Представление данных в компьютерах

Для того чтобы освоить программирование на ассемблере, неизбежно приходится знакомиться с двоичными и шестнадцатеричными числами. В некоторых случаях в тексте программы можно обойтись и обычными десятичными числами, но без понимания того, как на самом деле хранятся данные в памяти компьютера, очень трудно использовать логические и битовые операции, упакованные форматы данных и многое другое.

Двоичная система счисления

Практически все существующие сейчас компьютерные системы, включая Intel, используют для всех вычислений двоичную систему счисления. В их электрических цепях напряжение может принимать два значения, и эти значения назвали нулем и единицей. Двоичная система счисления как раз и использует только эти две цифры, а вместо степеней десяти, как в обычной десятичной системе, здесь используют степени двойки. Чтобы перевести двоичное число в десятичное, надо сложить двойки в степенях, соответствующих позициям, где в двоичном стоят единицы. Например:

10010110b = 1*27+0*26+0*25+1*24+0*23+1*22+1*21+0*20 == 128+16+4+2 = 150

Чтобы перевести десятичное число в двоичное, можно, например, просто делить его на 2, записывая 0 каждый раз, когда число делится на два, и 1, когда не делится (табл. 2).

 

  Остаток Разряд
150/2 = 75 75/2 = 37 37/2 = 18 18/2 = 9 9/2 = 4 4/2 = 2 2/2 = 1 1/2 = 0 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 2 3 4 5 6 7

Результат: 10010110b

 

Таблица 2. Перевод числа из десятичной системы в двоичную

 

Чтобы отличать двоичные числа от десятичных, в ассемблерных программах в конце каждого двоичного числа ставят букву «b».

Биты, байты и слова

Минимальная единица информации называется битом. Бит может принимать только два значения — обычно 0 и 1. На самом деле эти значения совершенно необязательны — один бит может принимать значения «да» и «нет», показывать присутствие и отсутствие жесткого диска, является ли персонаж игры магом или воином — важно лишь то, что бит имеет только два значения. Но далеко не все величины принимают только два значения, а значит, для их описания нельзя обойтись одним битом.

 

Единица информации размером восемь бит называется байтом. Байт - это минимальный объем данных, который реально может использовать компьютерная программа. Даже чтобы изменить значение одного бита в памяти, надо сначала считать байт, содержащий его. Биты в байте нумеруют справа налево, от нуля до семи, нулевой бит часто называют младшим битом, а седьмой- старшим.

Так как всего в байте восемь бит, байт может принимать до 28 = 256 разных значений. Байт используют для представления целых чисел от 0 до 255 (тип unsigned char в С), целых чисел со знаком от -128 до +127 (тип signed char в С), набора символов ASCII (тип char в С) или переменных, принимающих менее 256 значений, например для представления десятичных чисел от 0 до 99.

Следующий по размеру базовый тип данных - слово. Размер одного слова в процессорах Intel — два байта.

Биты с 0 по 7 составляют младший байт слова, а биты с 8 по 15 - старший. В слове содержится 16 бит, а значит, оно может принимать до 216 = 65 536 разных значений. Слова используют для представления целых чисел без знака со значениями 0 -65 535 (тип unsigned short в С), целых чисел со знаком со значениями от -32 768 до +32 767 (тип short int в С), адресов сегментов и смещений при 16-битной адресации. Два слова подряд образуют двойное слово, состоящее из 32 бит, а два двойных слова составляют одно учетверенное слово (64 бита). Байты, слова и двойные слова - основные типы данных, с которыми мы будем работать.

В компьютерах, использующих процессоры Intel, все данные хранятся так, что младший байт находится по младшему адресу, так что слова записываются задом наперед, то есть сначала (по младшему адресу) записывают последний (младший) байт, а потом (по старшему адресу) записывают первый (старший) байт. Если из программы всегда обращаться к слову как к слову, а к двойному слову как к двойному слову, это не оказывает никакого влияния. Но если вы хотите прочитать первый (старший) байт из слова в памяти, придется увеличить адрес на 1. Двойные и учетверенные слова записываются так же -от младшего байта к старшему.

Данные (вычисления) - Data (computing)

Величины, символы или символы, операции с которыми выполняет компьютер.

Различные типы данных, которые можно визуализировать с помощью компьютерного устройства.

Данные (рассматриваемые как единственное, множественное число или как неисчерпаемое существительное ) - это любая последовательность из одного или нескольких символов. Датаум - это единственный символ данных. Данные требуют интерпретации, чтобы стать информацией .

Цифровые данные - это данные, представленные с использованием двоичной системы счисления единиц (1) и нулей (0), в отличие от аналогового представления. В современных (после 1960 г.) компьютерных системах все данные являются цифровыми. Данные внутри компьютера в большинстве случаев перемещаются как параллельные данные . Данные, перемещаемые на компьютер или с компьютера, в большинстве случаев перемещаются как последовательные данные . Данные, полученные от аналогового устройства, такого как датчик температуры, могут быть преобразованы в цифровую форму с помощью аналого-цифрового преобразователя .

Данные, представляющие количества , символы или символы, с которыми операции выполняются компьютером , хранятся и записываются на магнитных , оптических , электронных или механических носителях записи и передаются в форме цифровых электрических или оптических сигналов.

Программа представляет данные в виде закодированных инструкций для управления работой компьютера или другого устройства. Элементы памяти физического компьютера состоят из адреса и байта / слова хранения данных. Цифровые данные часто хранятся в реляционных базах данных , таких как таблицы или базы данных SQL, и обычно могут быть представлены в виде абстрактных пар ключ / значение.

Данные могут быть организованы во множество различных типов структур данных , включая массивы, графики и объекты . В структурах данных могут храниться данные самых разных типов , включая числа , строки и даже другие структуры данных . Данные передаются на компьютер и выводятся из него через периферийные устройства .

При альтернативном использовании двоичные файлы (которые не читаются человеком ) иногда называют «данными» в отличие от « текста », удобочитаемого человеком . Общий объем цифровых данных в 2007 году оценивался в 281 миллиард гигабайт (= 281 эксабайт ). Цифровые данные находятся в трех состояниях: данные в состоянии покоя , данные в пути и данные в использовании .

Характеристики

Чтобы преобразовать данные в информацию, необходимо учитывать несколько известных факторов. Вовлеченные факторы определяются создателем данных и желаемой информацией. Метаданные - это данные о данных. Метаданные могут быть подразумеваемыми, указанными или предоставленными. Данные, относящиеся к физическим событиям или процессам, также будут иметь временную составляющую. Практически во всех случаях подразумевается этот временной компонент. Это тот случай, когда такое устройство, как регистратор температуры, получает данные от датчика температуры . Когда температура получена, предполагается, что данные имеют временную привязку к настоящему моменту . Таким образом, устройство записывает дату, время и температуру вместе. Когда регистратор данных сообщает температуру, он также должен сообщать дату и время ( метаданные ) для каждого показания температуры.

В самом важном случае единичные данные - это значение, хранящееся в определенном месте.

По сути, компьютеры следуют последовательности инструкций, которые им даны в форме данных. Набор инструкций для выполнения данной задачи (или задач) называется « программой ». В номинальном случае программа, выполняемая компьютером, будет состоять из двоичного машинного кода . Элементы хранилища, которыми управляет программа, но на самом деле не выполняются ЦП , также являются данными. Инструкции программы и данные, которыми она манипулирует, хранятся одинаково. Следовательно, компьютерные программы могут работать с другими компьютерными программами, манипулируя их программными данными.

Граница между программой и данными может стать размытой. Например, интерпретатор - это программа. Входные данные для интерпретатора - это сама программа, а не программа, выраженная на собственном машинном языке . Во многих случаях интерпретируемая программа будет представлять собой читаемый человеком текстовый файл , который обрабатывается с помощью программы текстового редактора (более обычно связанной с текстовыми данными). Метапрограммирование аналогичным образом включает программы, манипулирующие другими программами как данными. Такие программы, как компиляторы , компоновщики , отладчики , средства обновления программ , антивирусные сканеры и т.п. , используют другие программы в качестве своих данных.

Чтобы хранить байты данных в файле, они должны быть сериализованы в « файловый формат ». Обычно программы хранятся в файлах особых типов , отличных от тех, которые используются для других данных. Исполняемые файлы содержат программы; все остальные файлы также являются файлами данных . Однако исполняемые файлы могут также содержать «встроенные» данные, встроенные в программу. В частности, некоторые исполняемые файлы имеют сегмент данных , который номинально содержит константы и начальные значения (оба данных).

Например: пользователь может сначала проинструктировать операционную систему загрузить программу текстового процессора из одного файла, а затем отредактировать документ, хранящийся в другом файле, с помощью программы текстового процессора. В этом примере документ будет считаться данными. Если в текстовом процессоре также есть средство проверки орфографии , то словарь (список слов) для средства проверки орфографии также будет считаться данными. Эти алгоритмы , используемые проверки орфографии , чтобы предложить поправки будут либо машинный код данные или текст в некотором интерпретируемом языке программирования .

Ключи и значения данных, структуры и постоянство

Ключи в данных обеспечивают контекст для значений. Независимо от структуры данных всегда присутствует ключевой компонент. Ключи данных в данных и структурах данных важны для придания значения значениям данных. Без ключа, который прямо или косвенно связан со значением или набором значений в структуре, значения становятся бессмысленными и перестают быть данными. То есть должен быть по крайней мере ключевой компонент, связанный с компонентом значения, чтобы он считался данными. Данные могут быть представлены в компьютерах разными способами, как показано в следующих примерах:

баран

  • Оперативная память хранит данные, к которым процессор (ы) компьютера имеет прямой доступ. Компьютерный процессор ( ЦП ) может управлять данными только внутри себя ( регистр процессора ) или в памяти. Это отличается от хранилища данных, когда процессор (ы) должен перемещать данные между устройством хранения (диск, лента ...) и памятью. RAM - это массив из одного (1) или более блоков линейных смежных местоположений, которые процессор может читать или записывать, предоставляя адрес для операции чтения или записи. «Случайная» часть ОЗУ означает, что процессор может работать в любом месте памяти в любое время в любом порядке. (Также см. Блок управления памятью ). В ОЗУ самым маленьким элементом данных является «двоичный бит ». Возможности и ограничения доступа к ОЗУ зависят от процессора. В общем, основная память или RAM организована как массив «наборов электронных переключателей включения / выключения » или ячеек, начинающихся с адреса 0 ( шестнадцатеричный 0). Каждое место может хранить обычно 8, 16, 32 или 64 параллельных бита в зависимости от архитектуры процессора ( ЦП ). Следовательно, любое значение, хранящееся в байте в RAM, имеет совпадающую ячейку, выраженную как смещение от первой ячейки памяти в массиве памяти, то есть 0 + n, где n - смещение в массиве ячеек памяти.

Ключи

  • Ключи данных не обязательно должны быть прямым аппаратным адресом в памяти. Коды косвенных , абстрактных и логических ключей могут храниться в ассоциации со значениями для формирования структуры данных . Структуры данных имеют заранее определенные смещения (или ссылки или пути) от начала структуры, в которой хранятся значения данных. Следовательно, ключ данных состоит из ключа структуры и смещения (или ссылок, или путей) в структуре. Когда такая структура повторяется, сохраняя вариации [значений данных и ключей данных] в одной и той же повторяющейся структуре, результат можно рассматривать как похожий на таблицу , в которой каждый элемент повторяющейся структуры рассматривается как столбец и каждое повторение структуры рассматривается как строка таблицы. При такой организации данных ключ данных обычно представляет собой значение в одном (или совокупность значений в нескольких) столбцах.

Организованные повторяющиеся структуры данных

  • Табличный вид повторяющихся структур данных является только одна из многих возможностей. Повторяющиеся структуры данных могут быть организованы иерархически , так что узлы связаны друг с другом в виде каскада родительско-дочерних отношений. С узлами связаны значения и потенциально более сложные структуры данных. Таким образом, узловая иерархия обеспечивает ключ для адресации структур данных, связанных с узлами. Это представление можно рассматривать как перевернутое дерево . Например, файловые системы современных компьютерных операционных систем являются типичным примером; и XML - другое.

Отсортированные или упорядоченные данные

  • При сортировке данных по ключу присущи некоторые особенности . Все значения для подмножеств ключа отображаются вместе. При последовательном прохождении групп данных с одним и тем же ключом или подмножества ключевых изменений это называется в кругах обработки данных разрывом или контрольным разрывом . Это особенно облегчает агрегирование значений данных по подмножествам ключа.

Периферийное хранилище

  • До появления энергонезависимой памяти компьютера, такой как USB-накопители , постоянное хранение данных традиционно достигалось путем записи данных на внешние блочные устройства, такие как магнитная лента и дисковые накопители . Эти устройства обычно ищут место на магнитном носителе, а затем читают или записывают блоки данных заданного размера. В этом случае местом поиска на носителе является ключ данных, а блоки - значения данных. Ранние файловые системы данных или дисковые операционные системы, используемые для резервирования смежных блоков на диске для файлов данных . В этих системах файлы могли быть заполнены, не имея места для данных до того, как в них были записаны все данные. Таким образом, много неиспользуемого пространства данных было зарезервировано непродуктивно, чтобы избежать возникновения такой ситуации. Это было известно как необработанный диск. Позже в файловых системах появились разделы . Они зарезервировали блоки дискового пространства данных для разделов и использовали выделенные блоки более экономно, динамически назначая блоки раздела для файла по мере необходимости. Для этого файловая система должна была отслеживать, какие блоки использовались или не использовались файлами данных в каталоге или таблице размещения файлов. Хотя это позволило лучше использовать пространство данных диска, это привело к фрагментации файлов на диске и сопутствующим накладным расходам производительности из-за задержки. Современные файловые системы динамически реорганизуют фрагментированные файлы для оптимизации времени доступа к файлам. Дальнейшее развитие файловых систем привело к виртуализации дисководов, то есть логический диск можно определить как разделы из нескольких физических дисков.

Проиндексированные данные

  • Получение небольшого подмножества данных из гораздо большего набора подразумевает поиск данных последовательно. Это неэкономично. Индексы - это способ скопировать ключи и адреса местоположения из структур данных в файлах, таблицах и наборах данных, а затем организовать их с помощью инвертированных древовидных структур, чтобы сократить время, необходимое для извлечения подмножества исходных данных. Для этого ключ подмножества извлекаемых данных должен быть известен до начала извлечения. Самыми популярными индексами являются методы индексации B-дерева и динамического хеш- ключа. Индексирование - это еще одна дорогостоящая операция по хранению и извлечению данных. Существуют и другие способы организации индексов, например, сортировка ключей или корректировка количеств (или даже ключа и данных вместе) и использование двоичного поиска по ним.

Абстракция и косвенность

  • Объектная ориентация использует две основные концепции для понимания данных и программного обеспечения: 1) таксономическая ранговая структура классов программного кода , которая является примером иерархической структуры данных; и 2) Во время выполнения создание ссылок ключа данных на структуры данных в памяти объектов, экземпляры которых были созданы из библиотеки классов . Только после создания экземпляра существует исполняемый объект указанного класса. После того, как ссылка на ключ объекта обнуляется, данные, на которые ссылается этот объект, перестают быть данными, поскольку ссылка на ключ данных имеет значение null; и поэтому объект также перестает существовать. Ячейки памяти, в которых хранились данные объекта, затем называются мусором и переклассифицируются как неиспользуемая память, доступная для повторного использования.

Данные базы данных

Параллельная распределенная обработка данных

  • Современные масштабируемые / высокопроизводительные технологии сохранения данных полагаются на массовую параллельную распределенную обработку данных на многих обычных компьютерах в сети с высокой пропускной способностью. Примером одного из них является Apache Hadoop . В таких системах данные распределяются между несколькими компьютерами, и поэтому любой конкретный компьютер в системе должен быть представлен в ключе данных, прямо или косвенно. Это позволяет различать два идентичных набора данных, каждый из которых одновременно обрабатывается на другом компьютере.

Смотрите также

Рекомендации

НОУ ИНТУИТ | Лекция | Информационные системы с базами данных

Аннотация: В лекции вводятся и объясняются основные понятия и термины, используемые при разработке и создании информационных систем с базами данных. Особое внимание уделено идеям и принципам, составляющим методологическую основу построения баз данных.

Информация, данные, информационные системы

Информация как социальный ресурс

За три последних десятилетия стало общепризнанным, что информация является не менее важным ресурсом человеческого общества, чем сырье, энергия и пища. Можно утверждать, что практически в любом виде человеческой деятельности требуется удовлетворение информационных потребностей в той или иной степени. Так, например, собираясь на улицу, мы всегда хотим получить информацию о погоде. Большинство из нас в том или ином виде ежедневно получают различную информацию из газет, радио, телепередач, Интернета. Не говоря уже об источниках профессиональной информации.

Развитие систем связи и коммуникаций привело к усложнению и дифференциации информационных процессов в человеческом обществе. Способность накапливать информацию и обеспечивать эффективный доступ к ней становится определяющим фактором не только развития человеческого общества, но и поддержания его жизнеспособности. Быстрый рост объемов информации, закрепленной на внешних по отношению к человеку носителях, привел к появлению новых общественных институтов (библиотеки, архивы, пресса, вычислительные центры и т. д.) и специальных систем (службы научно-технической информации, справочные службы, глобальные информационные компьютерные сети).

Развитие средств вычислительной техники и информационных технологий открыло новые возможности и способы хранения, представления и поиска информации, в частности, создание вычислительных систем, "доступных по требованию" - т.е. вычислительные ресурсы становятся таким же доступным ресурсом для потребления человеком, как электроэнергия, природный газ, вода.

Таким образом, резко возрастают требования к качеству и надежности проектирования систем для работы с информацией, представляемой в электронном виде.

Информация и данные

Прежде чем перейти к обсуждению понятия информационной системы (ИС), попытаемся выяснить, что же понимается под словом информация. Ответить на этот вопрос и просто, и сложно: слово "информация" связано с широким кругом понятий, в том числе и определенных строго математически (информация по Шеннону, например).

Содержательная же сторона понятия "информация" очень многогранна и не имеет четких семантических границ. Однако всегда можно сказать, что можно с ней делать. Именно ответ на этот вопрос чаще всего и интересует как системных аналитиков и разработчиков (ИС), так и пользователей информации (ее основных потребителей).

С точки зрения как пользователей, так и разработчиков ИС, у информации есть одно важное свойство - она является единицей данных, подлежащих обработке. Обычно информация поступает потребителю именно в виде данных: таблиц, графиков, рисунков, фильмов, устных сообщений, которые фиксируют в себе информацию определенной структуры и типа. Таким образом, данные выступают как способ представления информации в определенной, фиксированной форме, пригодной для обработки, хранения и передачи. Хотя очень часто термины "информация" и "данные" выступают как синонимы (особенно в среде разработчиков ИС), следует помнить об этом их существенном отличии. Именно в данных информация обретает интерпретацию в конкретной ИС.

При упоминании о "форме" представления информации следует сказать и еще об одном, "человеческом" свойстве информации - ее восприятии различными категориями людей. Данные могут быть сгруппированы совместно в документ. Документ может иметь или не иметь определенную внутреннюю структуру. Данные могут быть отображены на экране дисплея компьютера. Документы могут иметь аудио- или видеоформу. Разрабатывая ИС, никогда не следует забывать, для кого они (системы) создаются и кто будет их использовать (воспринимать информацию в них). Форма представления информации в ИС определяет не только ее "дружелюбие", но также и категории пользователей. ИС создаются для конкретных групп пользователей, т.е. они, как правило, проблемно-ориентированны.

Определение понятия информации

Теперь мы готовы дать следующее определение информации в применении к ИС.

Определение 1. Информация есть данные, которым придается некоторый смысл (интерпретация) в конкретной ситуации в рамках некоторой системы понятий. Информация представляется посредством кодирования данных и извлекается путем их декодирования и интерпретации.

В этом определении фиксируется три основных преобразования информации и данных в процессе их обработки в ИС: информация-данные, данные-данные, данные-информация.

Рассмотрим пример с классической ИС - библиотекой. Книга поступает в библиотеку. На нее заводятся библиографические карточки (выполняется преобразование информация-данные). Библиографические карточки размещаются в каталогах в соответствии с внутренними библиотечными процедурами систематизации (выполняется преобразование "данные-данные"). Читатели работают с каталогами библиографических карточек в поисках нужных им книг (выполняется преобразование данные-информация). Аналогичным образом можно рассмотреть процесс продажи товара через склад и многие другие сферы человеческой деятельности.

Заметим, что вопрос о преобразовании информация-информация, которое также имеет прямое отношение к ИС, не фигурирует явно в данном рассмотрении. Это преобразование имеет прямое отношение к производству новых знаний. Производство новых знаний относится к разработке систем искусственного интеллекта и не затрагивается непосредственно в данных лекциях.

На рис. 1.1 представлены две стороны определения понятия информации: функциональная и представительная. Первая в общих чертах определяет круг действий над информацией, а вторая - результат выполнения этих действий.


Рис. 1.1. Содержание термина "информация"

При разработке ИС важно отличать собственно генерацию информации и поддержку ее актуальности (соответствия текущему моменту) от процедур ее оформления для потребления пользователем.

Информационные системы

Основной целью создания ИС является удовлетворение информационных потребностей пользователей путем предоставления необходимой им информации на основе хранимых данных. Потребность в информации как таковой не исчерпывает понятия информационных потребностей. Обычно в понятие информационных потребностей включают определенные требования к качеству информационного обслуживания и поведению системы в целом (производительность, актуальность и надежность данных, ориентация на пользователя и ряд других, о чем мы поговорим позже).

Определение 2. Под информационной системой понимается организационная совокупность технических и обеспечивающих средств, технологических процессов и кадров, реализующих функции сбора, обработки, хранения, поиска, выдачи и передачи информации.

Необходимость повышения производительности труда в сфере информационной деятельности приводит к тому, что в качестве внешних средств хранения и быстрого доступа к информации чаще всего используются средства вычислительной техники (цифровой и аналоговой) на основе компьютеров. Современные ИС - сложные комплексы аппаратных и программных средств, технологии и персонала, которые еще называют автоматизированными информационными системами. Структурно ИС включают в себя аппаратное (hardware), программное (software), коммуникационное (netware), промежуточного слоя (middleware), лингвистическое и организационно-технологическое обеспечение.

Аппаратное обеспечение ИС включает в себя широкий набор средств вычислительной техники, средства передачи данных, а также целый ряд специальных технических устройств (устройства графического отображения информации, аудио- и видеоустройства, средства речевого ввода и т.д.). Аппаратное обеспечение является основой любой ИС.

Коммуникационное (сетевое) обеспечение включает в себя комплекс аппаратных сетевых коммуникаций и программных средств поддержки коммуникаций в ИС. Оно имеет существенное значение при создании распределенных ИС и ИС на основе Интернета. При создании распределенных ИС огромную роль также играет программное обеспечение промежуточного слоя, состоящее из набора программных средств (служб и сервисов), которые управляют взаимодействием распределенных объектов в системе.

Программное обеспечение ИС обеспечивает реализацию функций ввода данных, их размещения на машиночитаемых носителях, модификации данных, доступ к данным, поддержку функционирования оборудования. Программное обеспечение можно разделить на системное (которое венчает процесс выбора аппаратно-программного решения, или платформы, как говорят в настоящее время) и пользовательское (которое применяется для решения задач удовлетворения потребностей пользователя в компьютерной среде, а именно, реализует бизнес-логику).

Лингвистическое обеспечение ИС предназначено для решения задач формализации смыслового содержания полнотекстовой и специальной информации для создания поискового образа данных (профиля). В классическом смысле обычно оно включает процедуры индексирования текстов, их классификацию и тематическую рубрикацию. Зачастую ИС, содержащие сложно-структурированную информацию, включают в себя тезаурусы терминов и понятий (средства поддержки метаданных). Сюда можно отнести и создание процессоров специализированных формальных языков конечных пользователей, например языков для манипулирования бухгалтерской информацией и т.д. Чаще всего работам по разработке лингвистического обеспечения не придается должного значения. Подобные упущения чаще всего ведут к неприятию пользователями самой системы и, как следствие, к ее закономерной гибели. Это относится в первую очередь к узко специализированным ИС.

По мере возрастания сложности и масштабов ИС важную роль начинает играть организационно-технологическое обеспечение, которое соединяет разнородные компоненты (аппаратуру, программы и персонал) в единую систему и обеспечивает процедуры ее управления и функционирования. Недооценка этой составляющей ИС чаще всего приводит к срыву сроков внедрения системы и вывода ее на производственные мощности.

На рис. 1.2 просуммированы в общих чертах функции ИС через ее основные структурные компоненты.


Рис. 1.2. Определение информационной системы

Управление Данными 1 этап

1. Информация и данные
2. Основные понятия систем с базами данных

 

Информационные компьютерные системы с базами данных это системы информационных, математических, программных, языковых, организационных и технических средств, предназначенных для

ü      централизованного накопления данных

ü      коллективного использования данных

ü      многоаспектного использования данных

 

Датологический аспект рассмотрения проблем, связанных с построением систем с базами данных подразумевает

ü      выбор специальных языковых средств для получения доступа к данным и для манипулирования ими

ü      рассмотрение при проектирование БД вопросов связанных с представлением данных в памяти компьютерной системы

ü      рассмотрение конкретной формы представления данных в памяти информационной компьютерной системы

ü      выбор соответствующих языковых средств для осуществления операций над данными

ü      формулировку правил, обеспечивающих корректную смысловую интерпретацию данных

ü      выбор структур представления данных

 

Отметьте пункты, отражающие свойства более характерные для систем с базами данных

ü      снижение требований к уровню подготовки возможных пользователей информации в области информационных технологий

ü      должна быть обеспечена возможность изменения структур данных без изменения кода использующих их программ

ü      данные являются более дорогостоящими компонентами информационной системы, чем программный код

ü      структуры данных должны быть максимально независимы от использующих эти данные программ

 

Для систем ориентированных на решение вычислительных задач по сравнению с системами с базами данных

ü      характерно главенство алгоритма решения задачи перед формой организации используемых программой данных

ü      не требуется обеспечивать возможность одновременного доступа к информационному хранилищу большого числа пользователей различных категорий

ü      характерна ориентация системы на максимально эффективное решение конкретной частной задачи

ü      не требуется обеспечивать независимость данных от использующих их программ

ü      программный код решаемых задач являются более дорогостоящим компонентом системы, чем обрабатываемые данные

ü      изменение структур представления данных приводит к необходимости внесения изменений в алгоритмы их обработки

ü      форма представления данных подчинена требованиям эффективного выполнения алгоритма решения задачи

ü      не требуется предусматривать возможность удовлетворение запросов пользователей, которые могут возникнуть в будущем

ü      не предъявляется специальных требований по разграничению полномочий пользователей по уровню доступа к хранимым данным

 

Отметьте пункты, отражающие свойства более характерные для систем с базами данных

ü      использование одних и тех же информационных массивов для решения разнообразных слабо связанных друг с другом задач

ü      обеспечение возможности удовлетворения произвольных запросов внешних пользователей на получение информации

ü      наличие в системе специальных средств для обеспечения заданного уровня достоверности хранимой информации

ü      возможность удовлетворения информационных потребностей разнообразных возможных пользователей информации

ü      интеграция (объединение) всех используемых разными пользователями и задачами данных

ü      устранение дублирования и избыточности хранимых данных

ü      обеспечение возможности поиска и выборки информации по произвольным, заранее не определенным группам признаков

ü      снижение требований к квалификации пользователей в области информационных технологий

 

Для систем ориентированных на решение вычислительных задач по сравнению с системами с базами данных

ü      не предъявляются высокие повышенные требования к эффективности и надежности средств хранения и модификации данных

ü      характерно использование для работы с данными специализированных программных средств и языков программирования

ü      не предъявляется особых требований к средствам обеспечения надежности, достоверности и непротиворечивости хранимых данных

ü      характерно ограниченное число пользователей хранимых и обрабатываемых вычислительной задачей данных

ü      характерны повышенные требования к уровню подготовки возможных пользователей в области информационных технологий

ü      характерно небольшое число возможных пользователей хранимых и обрабатываемых данных

ü      данные как правило используются конкретной вычислительной задачей

ü      не требуется обеспечивать возможность изменения структур данных без изменения кода использующих их программ

 

Для информационных систем с базами данных характерно то, что

ü      появление новых аспектов решаемой задачи не должно приводить к необходимости модификации алгоритма ее решения, изменения кода программы

ü      изменения структур представления данных возможно без необходимости внесения изменений в алгоритмы их обработки

ü      форма представления данных не должна быть подчинена требованиям эффективного выполнения алгоритма решения конкретной задачи

ü      появление новых аспектов решаемой задачи не должно приводить к необходимости соответствующего изменения используемых структур данных

 

Базой данных называются

ü      массив данных, хранимый в информационной компьютерной системе

 

Инфологический аспект рассмотрения проблем, связанных с построением систем с базами данных подразумевает

ü      определение предметной области проектируемой базы данных

ü      рассмотрение вопросов проектирования БД независимо от способа их представления в памяти компьютерной системы

ü      рассмотрение вопросов, связанных со смысловым содержанием данных

ü      рассмотрение вопросов, связанных с семантикой данных

ü      решение вопросов о том, какие основные характеристики объектов или явлений, взаимосвязи между ними должны учитываться

ü      выделение и описание части реального мира, определяющей информационные потребности пользователей

ü      определение границ предметной области проектируемой базы данных

ü      решение вопросов о том, о каких объектах или явлениях требуется накапливать или использовать информацию

 

База данных, удовлетворяющая принципам построения ИС с БД, это

ü      совокупность данных, предусматривающая общие для всех пользователей принципы описания, хранения и манипулирования данными

ü      хранимая на компьютере совокупность данных, организованная по определенным правилам

ü      совокупность данных, максимально независимая от работающих с этими данными прикладных программ

 

3. Архитектура систем с базами данных

 

Система управления базой данных (СУБД) – это

·        комплекс программ и языковых средств, предназначенный для создания, ведения и использования баз данных

 

Концептуальная модель данных (концептуальное представление).

·        Представление всей информации базы данных в абстрактной форме независимо от того, в какой форме их хочет видеть пользователь, и от того, как данные представлены в конкретной аппаратно-программной системе

 

Внешняя модель данных (внешнее представление).

·        Индивидуальный уровень пользователей, содержимое базы данных представлено таким, каким его видит определенный пользователь

 

Под предметной областью базы данных понимают

ü      часть реального мира, информация о которой представляет интерес для определенного круга пользователей, для удовлетворения информационных потребностей которых разрабатывается конкретная информационная система с базой данных

 

Модель данных включает в себя

ü      совокупность операций над данными

ü      правила формирования структур данных

ü      ограничения целостности данных

 

Внутренняя модель данных.

·        Данные представлены в виде совокупности файлов, для которых известна структура хранимых записей, определены соответствующие служебные поля, реализующие необходимые связи между записями, и т.д.

 

4. Инфологическое проектирование БД. Сущности, объекты, свойства, связи

 

Между сущностями преподаватель и дисциплина существует связь указанного типа. Какая из нижеприведенных формулировок соответствует данной ситуации?

·        один-к-одному, НЕ обязательная для преподавателя и обязательная для дисциплины

 

Какой тип связи представлен на рисунке?

·        необязательная связь степени m

 

Укажите вид связи, который имеет место в приведенном примере:
{страховой полис} - {серия-номер паспорта}

·        один-к-одному

 

Между сущностями преподаватель и дисциплина существует связь указанного типа. Какая из нижеприведенных формулировок соответствует данной ситуации?

·        многие-ко-многим, обязательная как для преподавателя так и для дисциплины

 

Укажите вид связи, который имеет место в приведенном примере: {область} - {город в этой области}

·        один-ко-многим

 

Какой тип связи представлен на рисунке?

·        необязательная связь степени 1

 

Какая из нижеприведенных формулировок соответствует данной ситуации?

 

·        один-к-одному, НЕ обязательная для преподавателя и обязательная для дисциплины

 

Укажите вид связи, который имеет место в приведенном примере:
{возраст личности} - {личность}

·        один-ко-многим

 

Укажите вид связи, который имеет место в приведенном примере:
{личность} - {цвет глаз}

·        многие-к-одному

 

Между сущностями преподаватель и дисциплина существует связь указанного типа. Какая из нижеприведенных формулировок соответствует данной ситуации?

·        Преподаватель может преподавать несколько дисциплин (может не преподавать ни одной), а каждая дисциплина преподается обязательно, но только одним преподавателем

 

Какая из нижеприведенных формулировок соответствует данной ситуации?

·        один-ко-многим, обязательная для преподавателя и НЕ обязательная для дисциплины

 

Какая из нижеприведенных формулировок соответствует данной ситуации?

·        многие-к-одному, обязательная для преподавателя и НЕ обязательная для дисциплины

 

Какой тип связи представлен на рисунке?

·        обязательная связь степени 1

 

Укажите вид связи, который имеет место в приведенном примере:
{страна} - {город в стране}

·        один-ко-многим

 

Укажите вид связи, который имеет место в приведенном примере:
{учебный корпус вуза} - {улица в его адресе}

·        многие-к-одному

 

Какая из нижеприведенных формулировок соответствует данной ситуации?

·        многие-ко-многим, НЕ обязательная для преподавателя и обязательная для дисциплины

 

Между сущностями преподаватель и дисциплина существует связь указанного типа. Какая из нижеприведенных формулировок соответствует данной ситуации?

·        Преподаватель обязательно преподает одну или несколько дисциплины и каждая дисциплина обязательно преподается одним или несколькими преподавателями

 

Между сущностями преподаватель и дисциплина существует связь указанного типа. Какая из нижеприведенных формулировок соответствует данной ситуации?

·        Преподаватель преподает (обязательно) одну и только одну дисциплину а каждая дисциплина может преподаваться не более, чем одним преподавателем (может и не преподаваться никем)

 

Какой из приведенных рисунков соответствует указанному типу связи?
"Необязательная связь степени m".

·       

 

Укажите вид связи, который имеет место в приведенном примере:
{номер автомобиля} - {номер двигателя}

·        один-к-одному

 

Укажите вид связи, который имеет место в приведенном примере:
{марка автомобиля} - {номер автомобиля}

·        один-ко-многим

 

Между сущностями преподаватель и дисциплина существует связь указанного типа. Какая из нижеприведенных формулировок соответствует данной ситуации?

·        Преподаватель преподает (обязательно) одну и только одну дисциплину и каждая дисциплина обязательно преподается одним и только одним преподавателем

 

Какая из нижеприведенных формулировок соответствует данной ситуации?

·        один-ко-многим, обязательная как для преподавателя так и для дисциплины

 

Укажите вид связи, который имеет место в приведенном примере:
{учебник} - {автор учебника}

·        многие-ко-многим

 

Укажите вид связи, который имеет место в приведенном примере:
{студент} - {изучаемая дисциплина}

·        многие-ко-многим

 

Укажите вид связи, который имеет место в приведенном примере: {этаж корпуса} - {номер аудитории}

·        один-ко-многим

 

Какой из приведенных рисунков соответствует указанному типу связи?

"Обязательная связь степени 1".

·       

 

Укажите вид связи, который имеет место в приведенном примере:
{количество окон} - {комната}

·        один-ко-многим

 

Какой из приведенных рисунков соответствует указанному типу связи?
"Обязательная связь степени m".

·       

 

Укажите вид связи, который имеет место в приведенном примере:
{водоем} - {породы рыб}

·        многие-ко-многим

 

Укажите вид связи, который имеет место в приведенном примере:
{серия-номер паспорта личности} - {личность}

·        один-к-одному

 

Между сущностями преподаватель и дисциплина существует связь указанного типа. Какая из нижеприведенных формулировок соответствует данной ситуации?

·        Преподаватель преподает (обязательно) одну и только одну дисциплину, но каждая дисциплина может преподаваться несколькими преподавателями (может не преподаваться никем)

 

Укажите вид связи, который имеет место в приведенном примере:
{факультет} - {декан}

·        один-к-одному

 

Какой из приведенных рисунков соответствует указанному типу связи?
"Необязательная связь степени 1".

·       

 

Между сущностями преподаватель и дисциплина существует связь указанного типа. Какая из нижеприведенных формулировок соответствует данной ситуации?

·        Преподаватель преподает не более одной (а может не преподавать ни одной) дисциплины и каждая дисциплина может преподаваться не более, чем одним преподавателем (может и не преподаваться никем)

 

Какой тип связи представлен на рисунке?

·        обязательная связь степени m

 

4a. Оцениваемое занятие. Инфологическое проектирование БД

 

Одним из важнейших свойств сущностей является свойство __________________, благодаря которому оказывается возможным выделять конкретный объект-сущность из множества других объектов.

идентифицируемости

 

Другие свойства объектов, напротив, позволяют устанавливать общность между различными сущностями. Определяемая с помощью такого свойства общность между различными объектами позволяет объединять сходные объекты (имеющие общие свойства) в _______________.

·        тип*

 

Отношение между сущностью-классом и сущностью-экземпляром этого класса называется отношением типа ______________________.

абстрактное-конкретное

 

Установите соответствие между элементами

Связь между абстрактными сущностями СТУДЕНТЫ и ФАКУЛЬТЕТЫ – = это тип связи
Связь между конкретным студентом Ивановым и Факультетом компьютерных наук - = это экземпляр связи

 

Между сущностями преподаватель и дисциплина существует связь указанного типа.

Какая из нижеприведенных формулировок соответствует данной ситуации?

·        Преподаватель преподает не более одной (а может не преподавать ни одной) дисциплины, а каждая дисциплина обязательно преподается одним и только одним преподавателем

 

Между сущностями преподаватель и дисциплина существует связь указанного типа.

Какая из нижеприведенных формулировок соответствует данной ситуации?

·        Преподаватель обязательно преподает одну или несколько дисциплин, но каждая дисциплина преподается не более, чем одним преподавателем (может не преподаваться никем)

 

Между сущностями преподаватель и дисциплина существует связь указанного типа.

Какая из нижеприведенных формулировок соответствует данной ситуации?

·        Преподаватель может преподавать несколько, в том числе и не преподавать ни одной, дисциплины, и каждая дисциплина может преподаваться несколькими преподавателями (может не преподаваться никем)

 

Между сущностями преподаватель и дисциплина существует связь указанного типа.

Какая из нижеприведенных формулировок соответствует данной ситуации?

·        Преподаватель преподает (обязательно) одну и только одну дисциплину, но каждая дисциплина может преподаваться несколькими преподавателями (может не преподаваться никем)

 

Между сущностями преподаватель и дисциплина существует связь указанного типа.


Какая из нижеприведенных формулировок соответствует данной ситуации?

·        Преподаватель преподает (обязательно) хотя бы одну или несколько дисциплин, а каждая дисциплина может преподаваться несколькими преподавателями (может не преподаваться никем)

 

Вставьте пропущенное слово.
________________ выступают в качестве характеристик сущности, позволяя, в частности, выделять, идентифицировать данную сущность из множества других сущностей.

Свойства

 

Вставьте пропущенное слово.

_____________ – это категория, которая используется для выражения отношений между сущностями.

Связь

 

Вставьте пропущенное(-ые) слово(-а).
Связь типа ________________________ может быть представлена в виде самостоятельной сущности, обладающей своими собственными свойствами

·        мног*мног*

 

Вставьте пропущенное слово.
Под _______________ понимается конкретный опознаваемый объект, предмет, элемент, единица (реальные или абстрактные), имеющие четко определенное функциональное назначение, четко определенные границы в данной предметной области.

сущностью

 

5. Модели данных. Ранние подходы к организации данных

6. Реляционная модель данных. Основные понятия. Структуры данных

 

Степень отношения это

·        количество атрибутов в отношении

 

Обязательность наличия в реляционном отношении потенциального ключа

·        следует из свойств отношения

 

Кортежи в отношении. Укажите правильные утверждения.

ü      Кортежи отношения неупорядочены, так как тело отношения - это математическое множество кортежей

 

Укажите правильное(-ые) утверждение(-я)

ü      К атрибутам реляционного отношения можно обращаться указывая имя атрибута

 

Является ли приведенное утверждение корректным: "Нормализованное отношение это отношение, в котором все значения атрибутов скалярны"?

·        Верно

 

В теории реляционных баз данных рассматриваются только нормализованные отношения

ü      из-за того, что нормализованные отношения имеют более простую структуру

ü      из-за того, что для любого ненормализованного отношения существует эквивалентная ему нормализованная форма

 

Укажите правильные высказывания

ü      Все значения атрибутов реляционного отношения должны быть атомарными

 

Необязательность наличия в реляционном отношении первичного ключа

·        потенциальный ключ должен быть в любом отношении

 

Обязательность наличия в реляционном отношении первичного ключа

·        следует из свойств отношения

 

Какие из приведенных запросов к данным являются допустимыми в реляционной модели?

ü      Выбрать из отношения атрибуты с заданными именами атрибутов

ü      Выбрать кортежи отношения, значения атрибутов которого удовлетворяют заданному условию

 

Необязательность наличия в реляционном отношении потенциального ключа

·        потенциальный ключ должен быть в любом отношении

 

Укажите правильное утверждение

ü      Поиск и выборка кортежей реляционного отношения может осуществляться по значениям атрибутов отношения

 

Является ли приведенное утверждение корректным: "Для любого ненормализованного отношения существует эквивалентная ему нормализованная форма"?

·        Верно

 

Отношение - "результат запроса" это

·        неименованное производное отношение, являющееся результатом некоторого запроса к базе данных

 

Именованное отношение это

·        отношение, определенное в СУБД с помощью специального оператора создания отношения, и которому при этом присваивает имя, уникальное в конкретной базе данных

 

Отношение-снимок (Snapshot) это

ü      Снимок (Snapshot) - это хранимое в базе данных отношение

ü      Именованное отношение

ü      Производное отношение

 

Укажите свойства реляционного отношения

ü      Кортежи отношения уникальны

ü      Атрибуты реляционного отношения не упорядочены

ü      Кортежи отношения не упорядочены

ü      Значения атрибутов отношения скалярны

 

Базовое отношение это

ü      отношение, определенное в СУБД с помощью специального оператора создания отношения, и которому при этом присваивается имя, уникальное в конкретной базе данных

ü      именованное отношение, которое не является производным

ü      которое поддерживается в физической памяти, т.е. значения которого сохраняются на устройствах долговременной памяти

 

Обязательное наличие в отношении хотя бы одного потенциального ключа

·        следует из свойства уникальности кортежей отношения

 

Атрибуты в отношении. Укажите правильные утверждения.

ü      Атрибуты отношения неупорядочены, так как заголовок отношения - это математическое множество имен атрибутов

 

Обязательное наличие в отношении хотя бы одного потенциального ключа следует из

·        свойства уникальности кортежей отношения

 

Производное отношение это

ü      отношение, которое определено с помощью реляционного выражения через другие отношения

 

Хранимым отношением называется отношение, которое

·        поддерживается в физической памяти, т.е. значения которого сохраняются на устройствах долговременной памяти

 

Укажите правильное(-ые) утверждение(-я)

ü      В реляционном отношении не допускаются одинаковые кортежи

 

Отношение - "промежуточный результат" это

ü      неименованное отношение

ü      производное отношение

ü      отношение, являющееся результатом некоторого реляционного выражения, вложенного в другое реляционное выражение

 

Тело отношения это

·        структура, представляющая собой математическое множество кортежей

 

Укажите правильные высказывания

ü      Все значения атрибутов реляционного отношения должны быть скалярными величинами

 

Является ли допустимым следующий запрос к реляционному отношению: "Выбрать 15 кортежей отношения, следующих за кортежем, значение атрибутов которого удовлетворяют заданному значению".

·        Неверно

 

Под доменом понимается

ü      множество скалярных значений, из которых могут браться значения конкретного атрибута

ü      множество атомарных значений, из которых могут браться значения конкретного атрибута

 

Является ли приведенное утверждение корректным: "Для произвольного ненормализованного отношения не обязательно существует эквивалентная ему нормализованная форма"?

·        Неверно

 

Является ли верным данное утверждение: "Кортежи отношения упорядочены".

·        Неверно

 

Является ли допустимым следующий запрос к реляционному отношению: "Выбрать значения всех атрибутов отношения, кроме первого и последнего".

·        Неверно

 

Модель данных включает в себя

ü      ограничения целостности данных

ü      правила формирования структур данных

ü      совокупность операций над данными

 

 

Цифра 1 указывает на

Выбрать... значение атрибута кортеж отношения заголовок отношения домены атрибут отношения указатель отношение внешний ключ наименование атрибута индекс ключ

 

Цифра 2 указывает на

Выбрать... значение атрибута кортеж отношения заголовок отношения домены атрибут отношения указатель отношение внешний ключ наименование атрибута индекс ключ

 

Цифра 3 указывает на

Выбрать... значение атрибута кортеж отношения заголовок отношения домены атрибут отношения указатель отношение внешний ключ наименование атрибута индекс ключ

 

Цифра 4 указывает на

Выбрать... значение атрибута кортеж отношения заголовок отношения домены атрибут отношения указатель отношение внешний ключ наименование атрибута индекс ключ

 

Цифра 5 указывает на

Выбрать... значение атрибута кортеж отношения заголовок отношения домены атрибут отношения указатель отношение внешний ключ наименование атрибута индекс ключ

 

Цифра 6 указывает на

Выбрать... значение атрибута кортеж отношения заголовок отношения домены атрибут отношения указатель отношение внешний ключ наименование атрибута индекс ключ

 

Цифра 7 указывает на

Выбрать... значение атрибута кортеж отношения заголовок отношения домены атрибут отношения указатель отношение внешний ключ наименование атрибута индекс ключ

 

Цифра 8 указывает на

Выбрать... значение атрибута кортеж отношения заголовок отношения домены атрибут отношения указатель отношение внешний ключ наименование атрибута индекс ключ

 

 

Представление (View) это

ü      именованное отношение

ü      при изменении значений данных в исходных отношениях будут изменяться и данные видимые через конкретное представление (View)

ü      производное отношение

 

Является ли приведенное утверждение корректным: "Нормализованное отношение это отношение, в котором все значения атрибутов атомарны"?

·        Верно

 

Кардинальное число отношения это

·        количество кортежей в отношении

 

Верно ли утверждение: "В отношении разные атрибуты могут быть определены на одном и том же домене"

·        Верно

 

Укажите на рисунке номер позиции понятия "Домены"

·        1

 

Укажите на рисунке номер позиции понятия "Наименование атрибута"

·        2

 

Укажите на рисунке номер позиции понятия "Ключ"

·        3

 

Укажите на рисунке номер позиции понятия "Заголовок отношения"

·        4

 

Укажите на рисунке номер позиции понятия "Кортеж"

·        5

 

Укажите на рисунке номер позиции понятия "Отношение"

 

·        6

 

Укажите на рисунке номер позиции понятия "значение атрибута"

·        7

 

Укажите на рисунке номер позиции понятия "Атрибут"

·        8

 

6a. Оцениваемое занятие. Реляционная модель данных. Основные понятия. Структуры данных

 

На какие элементы указывают приведенные буквы?

а = Домены
б = Наименование атрибута
в = Ключ
г = Заголовок отношения
д = Кортеж
е = Отношение
ж = Значение атрибута
з = Атрибут

 

Значение m, то есть число кортежей в отношении, называется _____________________отношения.

кардинальным числом

 

Под доменом понимается

ü      множество атомарных значений, из которых могут браться значения конкретного атрибута

ü      множество скалярных значений, из которых могут браться значения конкретного атрибута

 

Значение n, то есть число атрибутов отношения, называется ________________ отношения R.

степенью

 

Множество пар <имя-атрибута: значение-атрибута> следущего вида:

{ <A1:Vi1 >, <A2:Vi2 >, …, <An:Vin > }

i= 1, 2, …, m, где m – количество кортежей в этом множестве), это -

кортеж

 

Структура, представляющая собой множество кортежей это -

тело отношения

 

Сруктуру, задаваемую заголовком отношения, называют

схемой отношения

 

Фиксированное множество атрибутов или, точнее, пар <имя-атрибута: имя-домена>:

{<A1😀1 >, <A2😀2 >, …, <An😀n>},

причем каждый атрибут Ak соответствует одному и только одному домену Dk (k = 1, 2, …, n), на которых определено отношение это -

заголовок отношения

 

________________________ – это именованный объект, значение которого может изменяться со временем. Значение этой переменной в любой момент времени и будет значением отношения.

Отношение-переменная

 

Укажите свойства реляционного отношения

ü      Атрибуты реляционного отношения не упорядочены

ü      Кортежи отношения не имеют порядковых номеров (не упорядочены)

ü      В реляционном отношении не может быть двух или более одинаковых кортежей

ü      Значения атрибутов отношения скалярны

 

Укажите правильное(-ые) утверждение(-я)

ü      Поиск и выборка кортежей реляционного отношения может осуществляться только по значениям атрибутов отношения

 

Укажите правильное(-ые) утверждение(-я)

ü      В теории реляционных баз данных рассматриваются только нормализованные отношения из-за того, что для любого ненормализованного отношения существует эквивалентная ему нормализованная форма

 

Укажите правильное(-ые) утверждение(-я)

ü      Для обращения к атрибуту реляционного отношения следует указать имя атрибута

 

Укажите правильное(-ые) утверждение(-я)

ü      В реляционном отношении не допускаются одинаковые кортежи

 

Укажите правильные(-ое) высказывания(-е)

ü      Все значения атрибутов реляционного отношения должны быть атомарными

ü      Все значения атрибутов реляционного отношения должны быть скалярными

 

Укажите правильное соответствие приведенных типов отношений из определениям

Отношение, определенное в СУБД с помощью специального оператора создания отношения, которому при этом присваивается имя, уникальное в конкретной базе данных, это - = именованное отношение
Именованное отношение, которое является автономным и не определяется или не выводится из других отношений, т. е. которое не является производным, это - = базовое отношение
Отношение, которое определено с помощью реляционного выражения через другие именованные отношения и, в конечном итоге, через базовые отношения, то есть получается в результате преобразования каких-либо других отношений, это - = производное отношение
Именованное производное отношение, которое является виртуальным, оно представлено в базе данных исключительно через свое определение в терминах других отношений, при изменении значений данных в исходных отношениях будут изменяться и данные, видимые через конкретное представление, это - = отношение-представление (View)
Именованное производное отношение, которое, не виртуально, а представлено помимо своего определения через другие отношения реальными данными, его создание похоже на выполнение запроса, результат которого сохраняется в базе данных под определенным именем, это - = отношение-снимок (Snapshot)
Неименованное производное отношение, являющееся результатом некоторого запроса к базе данных, это - = отношение–результат запроса
Неименованное производное отношение, являющееся результатом некоторого реляционного выражения, вложенного в другое выражение, это - = отношение-промежуточный результат
Отношение, которое поддерживается в физической памяти, т. е. значения которого сохраняются на устройствах долговременной памяти, которое не обяза­тельно является базовым отношением, например, им может быть отноше­ние‑снимок (snapshot), это - = хранимое отношение

 

7. Реляционная модель. Операции над данными

8. Язык SQL

 

Язык SQL не является реляционно-полным

·        Неверно

 

Язык SQL является

·        реляционно-полным

 

Язык SQL -

ü      основан на реляционной алгебре и реляционном исчислении

 

Свойство полноты реляционной алгебры

ü      говорит о том, что основных операторов, задаваемых реляционной алгеброй, достаточно для построения любых, сколь угодно сложных алгебраических выражений

 

Является ли операция "перестановка атрибутов" операцией реляционной алгебры?

·        Нет

 

Любое выражение реляционной алгебры можно преобразовать в эквивалентное ему выражение реляционного исчисления

·        Верно

 

Отметьте утверждения, вытекающие из свойства замкнутости реляционной алгебры

ü      результат, который возвращается любым оператором реляционной алгебры, всегда является реляционным отношением

ü      входными операндами, которые принимают операторы реляционной алгебры, являются реляционные отношения

 

Реляционное исчисление

·        представляет собой формальный способ описания выходного отношения в терминах входных отношений, оставляя полностью в стороне вопрос о способе получения этого выходного отношения

 

Является ли операция "выбрать предыдущий кортеж" операцией реляционной алгебры?

·        Нет

 

Является ли операция "выбрать первый атрибут" операцией реляционной алгебры?

·        Нет

 

Свойство замкнутости реляционной алгебры

ü      позволяет из ограниченного набора основных реляционных алгебраических операторов строить сложные, вложенные друг в друга алгебраические выражения

ü      в качестве входных и выходных операндов алгебраических операторов могут быть только реляционные отношения

 

Является ли операция "выбрать следующий атрибут" операцией реляционной алгебры?

·        Нет

 

Является ли операция "декартово произведение" операцией реляционной алгебры?

·        Да

 

Отметьте правильные утверждения.

ü      результат, который возвращается любым оператором реляционной алгебры, всегда является реляционным отношением

 

Является ли операция "выбрать следующий кортеж" операцией реляционной алгебры?

·        Нет

 

Является ли операция "декартово деление" операцией реляционной алгебры?

·        Нет

 

Реляционная алгебра и реляционное исчисление

·        являются эквивалентными

 

Является ли операция "декартово сложение" операцией реляционной алгебры?

·        Нет

 

Любое выражение реляционной алгебры

·        можно преобразовать в эквивалентное ему выражение реляционного исчисления

 

Является ли операция "умножение" операцией реляционной алгебры?

·        Нет

 

Отметьте правильные утверждения.

ü      входными операндами, которые принимают операторы реляционной алгебры, являются реляционные отношения

 

Даны два отношения: А и В

Тогда отношение C


Это

·        объединение А и В

 

Даны два отношения: А и В

Тогда отношение C


Это

·        Пересечение А и В

 

Даны два отношения: А и В
 
С помощью какой из перечисленных ниже операций из этих отношений можно получить отношение C?
 

·        Вычитание

 

Даны два отношения: А и В

С помощью какой из перечисленных ниже операций можно из этих отношений получить отношение C?

·        декартово произведение

 

С помощью какой из перечисленных ниже операций можно из отношения А получить отношение B?

·        Проекция

 

С помощью какой из перечисленных ниже операций можно из отношения А получить отношение B?

·        Выборка (ограничение)

 

Даны два отношения: СТУДЕНТЫ и ПРЕПОДАВАТЕЛИ

С помощью какой из перечисленных операций можно из этих отношений получить отношение, приведенное ниже?

·        Естественное соединение

 

Классификация информационных моделей — урок. Информатика, 11 класс.

Напомним, что всё многообразие моделей можно условно разделить на три класса: материальные, знаковые и умозрительные. Знаковые модели можно поделить еще на три типа: описательные, математические и информационные.

Информационные модели, в свою очередь, составляют огромное множество различных модельных представлений информационных систем, поэтому их классификацию можно осуществить по разным признакам.

На первом уровне древовидной структуры содержатся два типа информационных моделей: модели объектов и процессов и модели знаний. Модели этих типов различаются по технологии моделирования: в первом случае в основу закладывается формирование базы данных, во втором — базы знаний.

База данных — это структурированная совокупность фактов, относящаяся к определенному объекту (процессу). Например, если рассматривать жёсткий диск компьютера как объект моделирования, то файловая система компьютера будет представлять собой базу данных.

База знаний — это совокупность основополагающих фактов и правил в определенной предметной области.

Факт — это сведения о конкретном событии, о свойстве конкретного объекта, о его связи с другими объектами.

Правила — это утверждения, определяющие одни понятия через другие, устанавливающие взаимосвязи между различными свойствами объектов, формулирующие законы природы или общества.

На основе фактов формируются знания о предметной области, а правила позволяют интеллектуальной системе самой построить программу для выполнения заданий, поставленных пользователем. В базе знаний могут реализовываться процедуры обобщения и корректировки хранимых знаний, а также процедуры, создающие новые знания на основании тех, которые уже там имеются. Таким образом, знания, хранимые в базе знаний, отличаются от данных, хранящихся в базе данных. Во-первых, структура знаний намного сложнее структуры данных. Во-вторых, знания обладают свойством внутренней активности. Изменения в знаниях могут активизировать те или иные программы, связанные с этими знаниями, а смена данных оставляет базу данных пассивной к происшедшим изменениям.

Модели объектов и процессов можно разбить на пять групп: вербальные, математические, кибернетические, табличные, графические.

Под вербальными моделями понимаются описательные модели в цифровом виде, пригодном для обработки на компьютере. В эту группу входят и математические модели, доведенные до стадии алгоритма.

Кибернетические модели — это модели, использующие принцип «чёрного ящика». О внутреннем содержании этого состояния можно судить, подавая сигналы на вход «ящика» и наблюдая его реакцию на выходе из «ящика».

В группу табличных информационных моделей попадают электронные таблицы видов «объект - свойство», «объект - объект» и «двоичная матрица». В каждой строке таблицы «объект - свойство» содержится информация об одном объекте или одном событии. В таблицах «объект - объект» отображаются взаимосвязи между разными объектами. В таблицах «двоичная матрица» отображается качественный характер связи между объектами.

В группе графических информационных моделей выделяют четыре вида моделей: схемы, чертежи, карты, графы. Графы, в свою очередь, разбиты на две категории — иерархические системы и сети.

Граф — это информация о составе и структуре системы, представленная в графической форме. Элементы системы называются вершинами, связи между ними — отношениями. Симметричные связи называются рёбрами, несимметричные — дугами.

Графы бывают неориентированными , ориентированными и неоднородными.

Иерархические системы — это системы, элементы которых находятся друг с другом в отношении вложенности, или подчинённости.

Дерево — это граф иерархической системы, в котором нет петель.

Вершины верхнего уровня связаны с вершинами нижнего уровня как «один ко многим».

Сеть — это граф, в котором вершины различных уровней связаны между собой по принципу «многие-ко-многим».

Модели знаний — это модели интеллектуальных информационных систем, объединённых под общим названием «искусственный интеллект».

Искусственный интеллект — раздел информатики, изучающий трудно формализуемые задачи имитации человеческого мышления.

Основная цель — стремление проникнуть в тайны творческой деятельности людей, их способности к овладению знаниями, навыками и умениями. Если будет разгадана суть этой тайны, то есть надежда реализовать подобие творческого начала людей в искусственных системах — сделать эти системы интеллектуальными. В действительности, искусственный интеллект — самостоятельная наука, зародившаяся во второй половине \(XX\) в. на базе вычислительной техники, программирования, математической логики, психологии, лингвистики, нейрофизиологии и других областей знаний. Основной целью этой науки является создание набора так называемых метапроцедур, необходимых и достаточных для того, чтобы ЭВМ могли находить по поставленным задачам их решения.

Метапроцедуры, в отличие от обычных процедур, используемых при решении формализуемых задач, реализуются в интеллектуальной деятельности человека. В психологии мышления можно выделить три основные модели творческой деятельности. Одна из них — лабиринтная модель, с которой связана метапроцедура целенаправленного поиска в «лабиринте» возможностей.

Другая модель — это модель ассоциативного мышления. Связанная с ней метапроцедура «по ассоциации» используется при решении интеллектуальных задач в программах распознавания образов, обучающих программах и др. Третья модель творческой деятельности — это существование внутренних моделей проблемных ситуаций. Здесь метапроцедурами являются нахождение представлений (знаний) и рассуждения с целью поиска адекватного ответа для решения проблемной ситуации. В совокупности все перечисленные метапроцедуры образуют арсенал интеллектуальных средств современных систем искусственного интеллекта.

Основные проблемы, изучаемые этой наукой:

 

1.  Представление знаний — разработка методов и приемов для формализации знаний из различных проблемных областей, обобщение и классификация накопленных знаний, использование знаний при решении задач;

2.   Моделирование рассуждений — изучение и формализация различных схем человеческих умозаключений, используемых в процессе решения разнообразных задач;

3.  Диалоговые процедуры общения на естественном языке, обеспечивающие контакт между интеллектуальной системой и пользователем в процессе решения задач;

4.  Планирование целесообразной деятельности — разработка методов построения программ сложной деятельности на основании тех знаний о проблемной области, которые хранятся в интеллектуальной системе;

5.   Обучение интеллектуальных систем в процессе их деятельности, создание комплекса средств для накопления и обобщения умений и навыков, накапливаемых в таких системах.

Работы по искусственному интеллекту ведутся по таким направ

лениям, как когнитивная психология, психолингвистика, компьютерная лингвистика, экспертные системы, робототехника и др.

Когнитивная психология занимается изучением природы познавательных процессов, обеспечивающих приобретение, сохранение и трансформацию знания.

При изучении и моделировании познавательных процессов используются предположения об аналогии между ними и функциональной архитектурой мультипроцессорных систем, обеспечивающих одновременное протекание многих процессов.

Психолингвистика изучает внутренние связи между мышлением и речью.

Эта связь проявляется через взаимодействие глубинного универсально-предметного кода (предмета вообще) и поверхностной структуры, образуемой знаками языка в речи (конкретного предмета). Доказано, что имеется принципиальное различие между процессом мысленного проговаривания при чтении текста "про себя" и процессом внутренней речи — мышлением.

Компьютерная лингвистика — наука, родившаяся в \(1960-х\) гг, на стыке вычислительной техники и лингвистики.

В настоящее время выделяют \(5\) основных направлений работы.

 

1.  Анализ текстов на естественном языке — общие принципы построения естественных языков давно интересуют лингвистов всего мира.

2.  Синтез текстов на естественном языке — задача, обратная задаче анализа текстов. Проблема также очень актуальна.

3.  Понимание текстов — проблема, интересующая не только лингвистов, но и психологов, философов, педагогов и др.

4.  "Оживление" текста. Известно, что в памяти человека зрительные образы сопутствуют прочитанным текстам и наоборот, любой мыслительный образ человек легко может описать словами весьма точно. Текст и зрительный образ как бы объединены в нашем сознании. Изучение того, как происходит интеграция текста и картинки и как по одной составляющей представления появляется вторая — одна из важнейших проблем в работах по искусственному интеллекту. Уже имеются образцы картин, воссозданных по заданному тексту.

5.  Модели коммуникации. Появление искусственных систем, способных воспринимать и понимать человеческую речь и тексты на естественном языке, создало предпосылки для непосредственного общения человека и компьютера.

Экспертные системы — одно из прикладных направлений искусственного интеллекта.

В отличие от других интеллектуальных систем, экспертная система имеет три главные особенности:

1. Она адаптирована для любого пользователя;

2. Она позволяет получать не только новые знания, но и профессиональные умения и навыки, связанные с данными знаниями, т. е. не только дает знать что..., но и знать как...; 

3. Она передает не только знания, но и пояснения и разъяснения, т. е. обладает обучающей функцией.

Робототехника занимается созданием технических систем, которые способны действовать в реальной среде и частично или полностью заменить человека в некоторых сферах его интеллектуальной и производственной деятельности. Такие системы называются роботами.

Любой робот представляет собой объединение четырех взаимосвязанных систем: датчиков, системы искусственного интеллекта, системы управления и системы движения.

PPT - Представление данных (в компьютерной системе) PowerPoint Presentation

  • Представление данных (в компьютерной системе) Основное компьютерное представление CIM2460 Bavy LI

  • 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 Представление данных Как работают компьютеры представлять данные? • Большинство компьютеров являются цифровыми • Распознают только два дискретных состояния: включено или выключено • Компьютеры представляют собой электронные устройства, работающие от электричества, которое имеет только два состояния: включено или выключено включено выключено

  • Двоичная цифра (бит) Электронный заряд Электронное состояние Представление данных • Система счисления, состоящая только из двух уникальных цифр, 0 и 1 • Одна цифра называется битом (двоичная цифра) • Бит - это наименьшая единица данных, которую может представить компьютер • Сам по себе бит не очень информативен • Две цифры представляют два состояния: выключено и включено. Что такое двоичная система?

  • 8-битный байт для числа 3 8-битный байт для числа 5 8-битный байт для заглавной буквы T Представление данных Что такое байт? • Восемь битов сгруппированы вместе, чтобы сформировать байт • 0 и 1 в каждом байте используются для представления отдельных символов, таких как буквы алфавита, цифры и знаки препинания

  • Представление данных Какие две популярные системы кодирования представляют данные? • Американский стандартный код для обмена информацией (ASCII) • Расширенный двоично-десятичный код обмена (EBCDIC) • Достаточно для английского и западноевропейских языков • Юникод часто используется для других

  • Представление данных Как символ отправляется с клавиатуры на компьютер? Шаг 1: Пользователь нажимает клавишу с буквой T на клавиатуре. Шаг 2: Электронный сигнал для буквы T отправляется в системный блок. Шаг 3: Сигнал для буквы T преобразуется в ее двоичный код ASCII (01010100) и хранятся в памяти для обработки. Шаг 4. После обработки двоичный код для буквы T преобразуется в изображение на устройстве вывода.

  • ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ДАННЫХ НА КОМПЬЮТЕРЕ

    Пример

    Преобразует шестнадцатеричное число 111 16 в его двоичный эквивалент.

    Решение

    Поместите каждое число под его разрядным значением.

    256 x1 = 256

    16 х 1 = 16

    1 х 1 = + 1

    273

    Следовательно 111 16 = 273 10

    Пример

    Преобразование восьмеричного числа 321 8 в его двоичный эквивалент

    Решение

    Работая слева направо, каждое восьмеричное число представляется с помощью трех цифр, а затем объединяя их, мы получаем окончательный двоичный эквивалент.Следовательно:

    3 = 011 2

    2 = 010 2

    1 = 001 2

    Объединение трех слева направо

    321 8 = 011010001 2

    Преобразование двоичных чисел в шестнадцатеричные

    Чтобы преобразовать двоичные числа в их двоичные эквиваленты, просто сгруппируйте цифры двоичного числа в группы по четыре справа налево, например 11010001. Следующий шаг - записать шестнадцатеричный эквивалент каждой группы e.г.

    1101-Д

    0001-1

    Аналог 11010001 - D1H или D1 16

    Преобразование шестнадцатеричных чисел в десятичные и двоичные числа .

    Преобразование шестнадцатеричных чисел в десятичные

    Для преобразования шестнадцатеричного числа в эквивалент с основанием 10 действуем следующим образом:

    Сначала запишите разрядные значения, начиная с правой стороны.

    1. Если цифра представляет собой букву, например "A", укажите ее десятичный эквивалент
    • Умножьте каждую шестнадцатеричную цифру на ее соответствующее разрядное значение и затем сложите продукты
    • Следующие примеры показывают, как преобразовать шестнадцатеричное число в десятичное
    • .

    Пример

    Преобразование шестнадцатеричного числа 111 16 в его двоичный эквивалент

    Решение

    Поместите каждое число под его разрядным значением.

    256 x1 = 256

    16 х 1 = 16

    1 х 1 = + 1

    273

    Следовательно 111 16 = 273 10

    приложений компьютера | Примечания, видео, контроль качества и тесты | 9 класс> Компьютер> Знакомство с компьютером

    Обзор
    Некоторыми из областей применения компьютера являются банковское дело, образование, промышленность, развлечения, больницы, обработка данных и т. Д. Это примечание предоставляет нам информацию о прикладных областях компьютера.
    Приложения компьютера

    Различные области применения компьютера описаны ниже:

    1. Банковская и финансовая компания:

      Компьютеры используются в банке для электронных денежных переводов, ваучеров, бухгалтерских книг, банковских ведомостей и т. Д., В которых используются различные системы. Финансовая компания, такая как банкомат (банкомат), EFTS (система электронных денежных переводов) и т. Д., Которые представляют собой компьютерные системы для обслуживания клиентов, предоставляемые банками.

    2. Образование:

      Компьютер - очень эффективный инструмент, который можно использовать для преподавания и обучения, обработки результатов, обработки данных учащихся, подготовки вопросов, раздаточных материалов и подготовки заметок и т. Д., А также для онлайн-обучения. Многие университеты предоставляют онлайн-образование через Интернет. Учебные материалы упакованы в CD-ROM с интерактивным мультимедиа. CAL (Computer Aided Learning), CAI (Computer Aided Instruction), экзаменационная работа с несколькими вариантами ответов, обработка результатов осуществляется через Интернет.

    3. Отрасли:

      Промышленные исследования, бюджетирование, управление процессами - все на компьютере. Робототехника также основана на компьютере. В настоящее время роботы используются в сложных производственных процессах, которые опасны для человека. CAD (Computer Aided Design) используется в производственном секторе для проектирования электрических, электронных, механических моделей машин, а также более популярен среди инженеров-архитекторов.CAM (автоматизированное производство) и CADMPT (автоматизированное проектирование, процесс, производство и тестирование) также являются более популярными терминами в отраслях.

    4. Развлечения:

      Различные виды развлечений, такие как мультимедиа, создание фильмов с анимацией, графика, аудио и визуальный дизайн, выполняются с помощью компьютера.

    5. Больница:

      Исследование здоровья проводится с помощью компьютера.Применяется в медицине, хирургии и исследованиях. Также доступны мультимедийные комплекты для хирурга, чтобы научиться хирургии на виртуальных пациентах. Понятие экспертной системы также вводится в компьютерную систему, которая представляет собой компьютерную программу, предназначенную для работы на уровне эксперта в определенной области.

    6. Обработка данных:

      Все типы обработки данных, такие как слова, данные, зарплата, налог на прибыль, обработка баз данных и т. Д., Обрабатываются через компьютер.

    7. Наука и техника:

      Компьютер считается сильным инструментом во всех отраслях инженерии, от гражданского, электрического и компьютерного до авиастроительного, керамического, химического и кожевенного. изучение электрических схем, материнских плат, моделей зданий, конструкций машин и моделей очень эффективно преподается с помощью компьютеров.

    8. Офисы:

      Компьютеры используются как в небольших, так и в больших офисах.Он используется для подготовки отчетов, хранения / удаления отчетов, обновления отчетов и т. Д. Большинство офисов используют пакет текстовых редакторов, пакет электронных таблиц, пакет графики, пакет презентаций, пакет баз данных и т. Д.

    9. Реклама:

      Компьютеры используется в различных областях рекламы, таких как бизнес-реклама, реклама в фильмах, образовательная реклама и т. д.

    10. Связь:

      Электронная почта, факс, Интернет и т. д.компьютерные коммуникации. Интеграция компьютера и Интернета - это основа недавнего общения.

    11. Библиотека:

      Для управления библиотекой используется компьютерное программное обеспечение. Он используется для ведения бухгалтерских записей, обновления бухгалтерских записей и записей выданных или представленных книг. Компьютеризированная система позволяет узнать, выпущена данная книга или нет.

    12. Прогноз погоды:

      Компьютерные программы используются для прогнозирования погоды.Прошлые и настоящие данные помогают прогнозировать климат. В настоящее время он используется для исследований в области метро.

    13. Гостиничный менеджмент:

      Компьютеры используются для управления стойкой регистрации, подготовки пробного баланса, документации и т.д. в гостиничном менеджменте.

    Что нужно помнить
    • Некоторыми из областей применения компьютера являются банковское дело, образование, промышленность, развлечения, больницы, обработка данных и т. Д.
    • Компьютер - очень эффективный инструмент, который можно использовать для преподавания и обучения, обработки результатов, обработки данных учащихся, подготовки вопросов, раздаточных материалов, подготовки заметок и т. Д., А также для онлайн-обучения.
    • Различные виды развлечений, такие как мультимедиа, создание фильмов с анимацией, графика, аудио и визуальный дизайн, выполняются с помощью компьютера.
    • Все типы обработки данных, такие как слова, данные, зарплата, подоходный налог, обработка баз данных и т. Д.обрабатываются через компьютер.
    • Это включает в себя все отношения, которые установились между людьми.
    • В обществе может быть более одного сообщества. Сообщество меньше, чем общество.
    • Это сеть социальных отношений, которые нельзя увидеть или потрогать.
    • общие интересы и общие цели не нужны обществу.
    Видео по приложениям для компьютера
    Использование компьютера
    Использование компьютеров
    Что делает суперкомпьютер?
    Вопросы и ответы
    Четыре приложения компьютера:
    • Образование
    • Банковское дело
    • Офисы
    • Развлечения

    В сфере образования компьютеры используются в процессе обучения и обучения, а также для ведения записей, относящихся к различным секторам образования.
    Компьютеры используются в офисах для подготовки различных документов, а также для ведения учета персонала.

    Компьютеры - основные компоненты для банковской отрасли.Компьютеры используются в банке для электронных денежных переводов, ваучеров, бухгалтерских книг, банковских ведомостей и т. Д. В финансовой компании используются различные системы, такие как банкомат (автоматическая информативная машина), EFTS (система электронных денежных переводов) и т. Д., Которые являются компьютерными системами для клиентов. услуги, предоставляемые банками.

    Компьютер может сыграть важную роль в образовании.Процесс обучения и преподавания можно упростить, используя компьютеры. Использование мультимедиа улучшит способность детей к обучению, и учителю намного легче управлять им.

    5 Программное обеспечение информационных систем

    5 Программное обеспечение информационных систем Глава 5

    Программное обеспечение информационных систем

    5.1 Обзор программного обеспечения

    Компьютерное оборудование практически бесполезно без компьютера программного обеспечения. Программное обеспечение - это программы, которые необходимы для выполнения ввода, обработки и вывод, хранение и контроль деятельности информационных систем.

    Компьютерное программное обеспечение обычно подразделяется на два основные виды программ: системное и прикладное.

    Системное программное обеспечение

    Системное программное обеспечение - это программы, управляющие ресурсы компьютерной системы и упростить программирование приложений.Они включают программное обеспечение, такое как операционная система, системы управления базами данных, сетевое программное обеспечение, переводчики и программные утилиты.

    Прикладное программное обеспечение

    Прикладное программное обеспечение - это программы, производительность конкретного использования или приложения компьютеров для получения информации обработка потребностей конечных пользователей. В их число входит стандартное программное обеспечение AOFF, такое как текстовый редактор и электронные таблицы. пакеты, а также программное обеспечение собственной или внешней разработки, предназначенное для специфические потребности организации.

    Тенденции в области программного обеспечения отличаются от нестандартных уникальные программы, разработанные профессиональными программистами или конечными пользователями организации по использованию программных пакетов Aoff-the-shelby @, приобретенных конечными пользователями из поставщики программного обеспечения.

    Доступны два типа пакетов:

    1. Вертикальные пакеты - вспомогательные пользователи в определенном сегменте отрасли. Примеры включают пакеты, которые помогают управлять строительных проектов, ведите инвентаризацию больниц или точек быстрого питания.2. Пакеты горизонтальные - банка выполнять определенную общую функцию, например бухгалтерию или автоматизацию делопроизводства, для ряда предприятий.

    Отношения между аппаратными и программными компонентами [Рисунок 5.1] [Слайд 5-3]

    Рисунок 5.1 - отличный инструмент для объяснения отношения, существующие между оборудованием компьютерных систем, системным программным обеспечением и программное обеспечение. Эта модель Aonion-skin @ показывает, что внешние слои полагаются на помещения меблированы внутренними.

    5.2 Операционные системы

    Самый важный системный программный пакет для любого компьютер - его операционная система. Каждая компьютерная система работает под управлением Операционная система. Операционные системы для компьютеров, которые используются многими пользователями: значительно сложнее, чем операционные системы для персональных компьютеров.

    Что делает операционная система?

    Операционная система - это программное обеспечение, контролирует все ресурсы компьютерной системы.Например это:

    1. Назначает необходимые аппаратное обеспечение для программ 2. Планирует программы для исполнение на процессоре 3. Распределяет память требуется для каждой программы 4. Назначает необходимые устройства ввода и вывода 5. Управляет данными и программные файлы, хранящиеся во вторичном хранилище 6. Поддерживает файл каталоги и обеспечивает доступ к данным в файлах 7. Взаимодействует с пользователями.

    Мультипрограммирование - это мощность компьютера для одновременного выполнения нескольких программ на одном процессоре, имея один из программы, использующие процессор, в то время как другие выполняют ввод или вывод.

    Мультипрограммирование требует, чтобы активные части программы, конкурирующие за процессор, должны быть доступны в основной памяти. Виртуальная память это кажущаяся расширенная емкость основной памяти компьютера, которая достигается за счет хранить в основной памяти только необходимые части программ, полные программы хранятся во вторичной памяти.

    Режимы работы компьютерной системы

    Операционные системы позволяют системе, которой они управляют, работают в различных режимах.К ним относятся пакетная обработка, разделение времени и режим реального времени. обработка.

    Пакетная обработка Программы обработки или транзакции партиями, без участия пользователя взаимодействие.

    Системы разделения времени, обеспечивающие интерактивную обработки путем выделения короткого временного отрезка для использования сервера каждому пользователю в перемена.

    Системы обработки в реальном времени, которые реагируют на событие в фиксированном временном интервале; используется, например, на производственных предприятиях или для собирать данные с нескольких единиц оборудования в лаборатории.

    С переходом на мультипроцессоры, в которых несколько (или даже несколько) процессоров сконфигурированы в единой компьютерной системе, многопроцессорной операционные системы были разработаны для распределения работы между несколькими процессорами. Эти системы также поддерживают мультипрограммирование, что позволяет многим программам конкурировать за процессоры.

    Операционные системы для персональных компьютеров

    Операционные системы персональных компьютеров, которые предназначенные для одного пользователя, намного проще, чем операционные системы, работающие с более крупными машины, к которым могут иметь одновременный доступ сотни или тысячи пользователей.Один важными возможностями, которые операционная система может предложить в среде персональных компьютеров, является многозадачность : возможность запускать сразу несколько задач от имени пользователя.

    Самые популярные операционные системы микрокомпьютеров:

    Windows 95 - Windows 95 - усовершенствованная операционная система

    - графический интерфейс пользователя

    - настоящая многозадачность

    - возможности сети

    - мультимедиа

    DOS - это более старая операционная система, которая использовалась на микрокомпьютеры

    - однопользовательская, однозадачная операционная система

    - может добавить графический интерфейс и возможности многозадачности с помощью операционной среды, например Microsoft Windows

    OS / 2 Warp - графический интерфейс пользователя

    - многозадачность

    - возможности виртуальной памяти

    - телекоммуникационные возможности

    Windows NT - многозадачная сетевая операционная система

    - многопользовательская сетевая операционная система

    - устанавливается на сетевых серверах для управления локальной зоной сети с требованиями к высокопроизводительным вычислениям

    UNIX - популярная операционная система который доступен для компьютерных систем Micro, Mini и мэйнфреймов

    - многозадачная и многопользовательская система

    - устанавливается на сетевых серверах

    MacIntosh System 7 - многозадачность

    - возможности виртуальной памяти

    - графический интерфейс пользователя

    Пользовательский интерфейс

    Пользовательский интерфейс - это комбинация средств, с помощью которых пользователь взаимодействует с компьютерной системой.Это позволяет конечному пользователю общаться с операционной системы, чтобы они могли загружать программы, обращаться к файлам и выполнять другие задачи. В три основных типа пользовательских интерфейсов:

    1. Командный привод 2. Меню диска 3. Графический интерфейс пользователя (GUI)

    Самый популярный графический интерфейс пользователя - это предоставляется Windows 95. Среда Windows стала стандартной платформой для компьютеры.

    Цель открытых систем

    Стремление к использованию открытых систем в организационных вычислений, так что программное и аппаратное обеспечение любого поставщика может работать с любым другое - требует операционной системы, которая могла бы работать на любой аппаратной платформе.Термин Aopen system @ используется как противоположность фирменным системам конкретного производителя.

    В открытых системах организациям нужна мобильность, масштабируемость и функциональная совместимость прикладного программного обеспечения.

    Портативное приложение: можно переносить с одного компьютера систему в другую.

    Масштабируемое приложение: это приложение, которое можно перемещать без значительное перепрограммирование.

    Взаимодействие: означает, что машины различных поставщики и возможности могут работать вместе для получения необходимой информации.

    5.3 Программное обеспечение для повышения производительности персонала

    Программное обеспечение для повышения производительности труда является наиболее распространенным прикладное программное обеспечение. Эти программы, запускаемые на персональных компьютерах, помогают пользователю в определенный круг задач. Вместе с профессиональными системами и системами поддержки поддержки групповой работы, программное обеспечение для повышения личной продуктивности является мощным средством реализации сегодняшних умение работать.

    Функции программного обеспечения для повышения производительности труда [Рисунок 5.3] [Слайд 5-4]

    Программное обеспечение для повышения личной производительности увеличивает производительность пользователя по определенному кругу общих задач.Это программное обеспечение поддерживает базу данных управление и анализ, создание и представление, а также отслеживание активности и заметок. Все это программные приложения. Управление данными поддерживается управлением базой данных системы, а программное обеспечение для работы с электронными таблицами помогает в анализе данных. Для нужд авторинга и презентации, пользователи используют прикладное программное обеспечение для обработки текста, рабочего стола издательское дело, презентация и создание мультимедиа. Управление личной информацией программное обеспечение используется для отслеживания действий и личных заметок.Программное обеспечение для связи позволяет пользователь для подключения к телекоммуникационной сети для обмена информацией с другие пользователи или системы. Веб-браузеры используются для доступа к ресурсам Интернета. Всемирная сеть.

    Таблицы

    Пакеты электронных таблиц - это программы которые используются для анализа, планирования и моделирования. Обеспечивают электронную замену для более традиционных инструментов, таких как листы бумаги, карандаши и калькуляторы.В лист строк и столбцов хранится в памяти компьютера и отображается на видео экран. Данные и формулы вводятся в рабочий лист, и компьютер выполняет расчеты на основе введенных формул. Пакет электронных таблиц также может использоваться как инструмент поддержки принятия решений для выполнения анализа «что, если».

    Управление базой данных

    Пакеты управления базами данных облегчают хранение, обслуживание и использование данных в базе данных, совместно используемой многими пользователями.DBM микрокомпьютера позволяет пользователям:

    1. Создайте и поддерживайте база данных
    2. Выполните запрос к базе данных с язык запросов 3. Подготовьте форматированный отчеты

    Кроме того, пакеты предлагают функции безопасности, сети возможность подключения и возможность представлять графический вывод, а также выполнять вычисления в виде электронных таблиц.

    Обработка текстов

    Пакеты обработки текста - это программы, которые компьютеризовать создание, редактирование и печать документов с помощью электронной обработки текстовые данные.Обработка текста - важное приложение автоматизации делопроизводства. слово обработка - самая популярная авторская и презентационная деятельность. Фактически, это наиболее распространенное приложение для персональных компьютеров.

    Desktop Publishing

    Организации используют настольное издательское ПО для выпускать собственные печатные материалы, такие как информационные бюллетени, брошюры, руководства и книги с несколько стилей шрифта, графики и цветов на каждой странице. Компоненты, необходимые для настройки скромная настольная издательская система включает в себя: дисплей высокого разрешения, лазерный принтер, программное обеспечение для настольных издательских систем и, возможно, сканер.

    Программное обеспечение для презентаций

    Цель презентационной графики - предоставить информация в графической форме, которая помогает конечным пользователям и менеджерам понять бизнес предложения и производительность и принимать более обоснованные решения по ним. Важно отметить что презентационная графика не заменяет отчеты и отображение чисел и текста материал.

    Программное обеспечение для создания мультимедиа

    Программное обеспечение для создания мультимедиа позволяет пользователям создавать мультимедийные презентации.Используя эти пакеты, вы можете разработать привлекательные программное обеспечение для компьютерного обучения (CBT) или презентации для клиентов. Это программное обеспечение имеет превосходные графические изображения, компьютерная анимация и движущееся видео, которые можно комбинировать с качественный звук в сочетании с текстом.

    Гипермедиа - это электронные документы, которые содержат несколько форм мультимедиа, включая текст, графику, видео, голосовые сообщения или другие единицы информации, такие как рабочие листы. В гипермедийном способе доставки информации могут быть установлены связи между различными элементами в большом мультимедийном документе.Эти связи позволяют пользователю переходить от одной темы непосредственно к связанной, вместо последовательное сканирование информации. Гипертекст - это методика построения и интерактивное использование текстовых баз данных. По определению, гипертекст содержит только текст и ограниченное количество графики.

    Управление персональной информацией

    Пакеты управления личной информацией (PIM) инструменты, которые помогают работникам умственного труда отслеживать задачи, людей, проекты, обязательства и идеи.Эти пакеты помогают конечным пользователям хранить, систематизировать и извлекать текстовые и числовые данные. в виде заметок, списков, вырезок, таблиц, заметок, писем, отчетов и так далее.

    Коммуникационное программное обеспечение и веб-браузер

    Коммуникационное программное обеспечение позволяет пользователю подключиться к телекоммуникационной сети для обмена информацией с другими пользователями или системы. Программа предоставляет следующие возможности:

    1. Отправка и получение электронная почта 2.Передача файла. Вы можете загрузить программу или файл данных с удаленного компьютера на свою рабочую станцию ​​или загрузить файл на удаленный компьютер. 3. Эмуляция терминала - позволяя персональному компьютеру действовать как терминал, когда это необходимо в конкретном применение. 4. Отправка и получение факс

    Все чаще и чаще причина подключения к телекоммуникационная сеть предназначена для получения доступа к ресурсам Интернета. Интернет браузеры быстро становятся одной из самых популярных категорий программных пакетов.A браузер это программа, которая позволяет пользователю получать доступ к электронным документам, включенным в Всемирная паутина Интернета, набор взаимосвязанных баз данных гипермедиа, распространяемых среди удаленных сайтов.

    5.4 Языки программирования и их переводчики [Рисунок 5.8] [Слайд 5-5]

    Большая часть прикладного программного обеспечения, используемого в организация должна быть запрограммирована или настроена. Языки программирования - это языки какие компьютерные программы написаны int.Язык программирования позволяет программисту или закончить пользователь для разработки наборов инструкций, составляющих компьютерную программу. Эти языки развивались в течение четырех поколений и могут быть сгруппированы в пять основных категорий:

    1. Машинные языки 2. Ассемблерные языки 3. Языки высокого уровня 4. Четвертое поколение языки 5. Объектно-ориентированный языки

    Языки машин:

    Машинные языки - это самый базовый уровень языки программирования.Они были первым поколением машинных языков.

    Недостатки машинных языков:

    1. Программы должны были быть написаны с использованием двоичных кодов. уникальный для каждого компьютера.

    2. Программисты должны были хорошо разбираться в внутренние операции конкретного типа процессора, который они использовали.

    3. Программирование было сложным и подверженным ошибкам

    4. Программы не переносится на другие компьютеры.

    Ассемблер Языки:

    Ассемблерные языки - второе поколение машинные языки.Они были разработаны, чтобы упростить пишущую машину. языковые программы. Ассемблер также является языком низкого уровня (относится к машинному ресурсы, такие как регистры и адреса памяти), это также относится к компьютеру модель или серия моделей.

    Программа на языке ассемблера переведена на машинный язык с помощью простого переводчика, который называется ассемблер . Сборка языки используются сегодня только тогда, когда жесткий контроль над аппаратными ресурсами компьютера требуется, например, в некоторых системных программах, особенно в программах для вычислений в реальном времени.

    Преимущества:

    1. Использует символьно закодированные инструкции, которые легче запомнить

    2. Программирование упрощено, поскольку программист не необходимо знать точное место хранения данных и инструкций.

    3. Эффективное использование ресурсы компьютера перевешиваются высокой стоимостью очень утомительной разработки систем и блокировкой переносимости программы.

    Недостаток:

    1.Языки ассемблера уникальны для определенных типов компьютеров.

    2. Программы не переносится на другие компьютеры.

    Языки высокого уровня (процедурные)

    языков высокого уровня - третье поколение языки программирования. Эти языки содержат утверждения, каждое из которых переведено в несколько инструкций на машинном языке. К языкам высокого уровня относятся COBOL (бизнес прикладные программы), BASIC (конечные пользователи микрокомпьютеров), FORTRAN (научные и инженерные приложения), и сегодня более популярными являются C, C ++ и Visual Basic.

    Преимущества:

    1. Легче выучить и понять, чем ассемблер язык как инструкции ( утверждений) , которые напоминают человеческий язык или стандартный обозначения математики.

    2. Имеют менее жесткие правила, формы и синтаксис, поэтому вероятность ошибки снижается.

    3. Программы машинно-независимые, поэтому программы написанные на языке высокого уровня, не нужно перепрограммировать, когда новый компьютер установлены.

    4. Программистам не нужно изучать новый язык для каждый компьютер они программируют.

    Недостатки:

    1. Менее эффективны, чем программы на языке ассемблера. и требуют больше компьютерного времени для перевода в машинные инструкции.

    За пределами языков программирования высокого уровня

    Языки четвертого поколения (4GL) определяют, какие необходимо сделать, а не подробно описывать шаги для этого.4GL включают в себя множество языки программирования, которые являются более непроцедурными и разговорными, чем предыдущие языки.

    Преимущества:

    1. Упрощен процесс программирования.

    2. Используйте непроцедурные языки, которые поощряют пользователей и программисты, чтобы указать результаты, которые они хотят, в то время как компьютеры определяют последовательность инструкций, которые позволят достичь этих результатов.

    3. Используйте естественные языки, не требующие жестких грамматические правила

    Недостатки:

    1.Менее гибкий, чем другие языки

    2. Менее эффективен (с точки зрения скорости обработки и необходимый объем памяти).

    Ряд языков может претендовать на принадлежность к пятое поколение. Следующие типы языков программирования могут влиять на разработка такой новой парадигмы:

    1. Объектно-ориентированный языки программирования (ООП) связывают элементы данных и процедуры или действия, которые будут выполняется на них вместе в объекты.Примеры включают Smalltalk, C ++, Visual Basic, Java, Turbo C ++, C ++, Объект C + 2. Языки, которые облегчить параллельную обработку в системах с большим количеством процессоров. 3. Функциональные языки (например, LISP), основанный на математической концепции вычислений как приложения функции. 4. Ограниченные подмножества естественные языки, которые можно обрабатывать благодаря развитию искусственного интеллект.

    Преимущества:

    1. Языки ООП проще в использовании и многое другое. эффективен для программирования графического пользовательского интерфейса, необходимого многим Приложения.

    2. Запрограммированные объекты можно использовать повторно.

    Переводчики: составители и переводчики

    Для помощи доступны различные программные пакеты. программисты разрабатывают компьютерные программы. Например, переводчики языков программирования программы, которые переводят другие программы в коды команд машинного языка, которые компьютеры могут выполнять. Другие программные пакеты, называемые инструментами программирования, помогают программистам. писать программы, предоставляя средства создания и редактирования программ. Язык программы-переводчики (языковые процессоры) - это программы, которые переводят другие программы в Коды команд машинного языка, которые компьютер может выполнить. Эти программы позволяют писать свои собственные программы, предоставляя средства для создания и редактирования программ.

    Программы-переводчики языков программирования известны разнообразие имен.

    Ассемблер: переводит символьную инструкцию коды программ, написанных на языке ассемблера, в инструкции машинного языка.

    Компилятор: переводит (компилирует) язык высокого уровня операторы (исходные программы) к программам на машинном языке.

    Переводчик: переводит и выполняет каждую программу оператор по одному, вместо того, чтобы сначала создавать полную программу на машинном языке, как это делают компиляторы и ассемблеры.

    5.5 Языки четвертого поколения: (4GL)

    4GL включают множество языков программирования, которые являются более непроцедурными и разговорными, чем предыдущие языки.Использование Языки четвертого поколения позволяют в несколько раз увеличить продуктивность работы с информацией разработка систем.

    Категории языков четвертого поколения и их Роль в вычислениях для конечных пользователей

    Отличительной чертой 4GL является то, что они определяют что должно быть сделать, а не как это сделать . Характеристики 4GL включают:

    1. Языки непроцедурный 2. Они не указывают полная процедура выполнения задачи (заполняется программой переводчик для 4GL).3. Около одной десятой части количество инструкций требуется в 4GL по сравнению с процедурными языками. [Рисунок 5.12] 4. Основные категории 4GL - это языки запросов, генераторы отчетов и генераторы приложений - Рисунок 5.13 [Слайд 5-6] 5. Языки запросов и генераторы отчетов избавляют от необходимости разрабатывать определенные приложения, предоставляя прямые доступ к базе данных. Генераторы приложений позволяют относительно легко указать в непроцедурные условия система такого доступа.6. У 4GL также есть программное обеспечение. генераторы для создания систем поддержки принятия решений и исполнительной информации.

    Три категории 4GL:

    1. Язык запроса
    2. Генераторы отчетов 3. Генераторы приложений

    Языки запросов

    языков запросов позволяют конечным пользователям получать доступ к базам данных прямо. Характеристики языка запросов включают:

    1. Используется в Интернете для ad-hoc запросы, то есть запросы, которые не определены заранее 2.Результат запроса обычно не форматируется, поскольку отображается в формате по умолчанию, выбранном системой сам. 3. Взаимодействие обычно простые, только очень простые вычисления. 4. Большинство языков запросов также сделать возможным обновление баз. Со многими языками запросов можно запросить графический вывод для запроса.

    Шесть основных стилей для запросов к базе данных:

    1. Заполнение формы 2. Выбор меню 3. Запрос типа команды язык, такой как SQL 4.Запрос на примере (QBE) 5. Прямое манипулирование 6. Ограниченное естественное язык

    Языки запросов подходят для:

    1. Банкомат машины 2. Электронные киоски

    Генераторы отчетов

    Генератор отчетов позволяет конечному пользователю или профессиональные информационные системы для составления отчета без детализации всех необходимых шаги, такие как форматирование документа.

    Характеристики генераторов отчетов включают:

    1.Предложите пользователям больше контроль над содержанием и внешним видом вывода, чем язык запросов. 2. Указанные данные могут быть получены из указанных файлов или баз данных, сгруппированы, упорядочены и суммированы в указанным способом и отформатирован для печати по желанию.

    Генераторы приложений

    Генератор приложений позволяет указать целое приложение, состоящее из нескольких программ, без детального написания кода. Характеристики генераторов приложений включают:

    1.Большинство генераторов производят (генерировать) код на процедурном языке. Затем этот код можно изменить в соответствии с точные потребности приложения.
    2. Целевые генераторы к конечным пользователям просты в использовании. Они нацелены на ограниченную область применения. Они производят код в основном из спецификации структуры файлов и баз данных. и из приведенных макетов экранов и отчетов. Указана необходимая обработка в терминах, естественных для конечных пользователей. 3.Картина на экране средство позволяет указать графический интерфейс пользователя для системы в развитие. 4. Мощное приложение генераторы требуют опыта специалистов по информационным системам и являются универсальные инструменты. Часто они могут работать на мэйнфреймах и мини-компьютерах. 5. Генераторы приложений все больше интегрируются в среды автоматизированной разработки программного обеспечения (CASE).

    Преимущества:

    1.Упрощен процесс программирования.

    2. Используйте непроцедурные языки, которые поощряют пользователей и программисты, чтобы указать результаты, которые они хотят, в то время как компьютеры определяют последовательность инструкций, которые позволят достичь этих результатов.

    3. Используйте естественные языки, не требующие жестких грамматические правила

    Недостатки:

    1. Менее гибкий, чем другие языки

    2. Программы, написанные на 4GL, обычно намного меньше эффективен во время выполнения программ, которые программируются на языках высокого уровня.Поэтому их использование ограничено проектами, которые не требуют такой эффективности.

    5.6 Объектно-ориентированные языки

    Идея объектно-ориентированного программирования (ООП) состоит в том, чтобы создавать программы программных объектов, чтобы связать элементы данных и процедуры или действия, которые будут выполняться над ними вместе в объекты. Примеры включают Smalltalk, C ++, Turbo C ++, Object C +, Java.

    Характеристики ООП включают:

    1.ООП, объекты объединяются (инкапсулируйте) данные с помощью операций, которые действуют с данными. 2. Класс поддержки ООП определение и наследование, создание объектов как экземпляров классов, отправка сообщений в методы в этих объектах во время выполнения программы и другие особенности ООП. 3. ООП упрощает проектирование мультимедийные системы и графические пользовательские интерфейсы.

    Три фундаментальных концепции объектно-ориентированного программирование:

    1. Объекты 2. Занятия 3. Наследование

    Объекты: основные компоненты, из которых построен.В программном обеспечении - программный компонент, моделирующий реальный объект путем инкапсуляции. данные и инструкции, которые работают с этими данными.

    Класс: это шаблон, из которого создаются объекты. Классы можно определять в иерархии.

    Наследование: в объектно-ориентированном программировании классы. ниже по иерархии, наследуя свойства (атрибуты и методы) классов выше в нем.

    Преимущества:

    1. Языки ООП проще в использовании и многое другое. эффективен для программирования графического пользовательского интерфейса, необходимого многим Приложения.

    2. Сохраняет большую часть программирования, поскольку наследует свойства означает, что запрограммированные объекты можно использовать повторно.

    Что такое презентационная программа?

    Обновлено: 27.02.2019, Computer Hope

    Программа презентации - это программа, которая помогает создать слайд-шоу, посвященное определенной теме. Презентационные программы можно использовать на предприятиях и в школах для обсуждения темы или обучения. Часто ведущий использует проектор для проецирования слайд-шоу на экран, который может видеть каждый.Ниже приведен пример Microsoft PowerPoint, широко используемой программы для создания презентаций.

    После создания человек или группа людей встают перед другими людьми и представляют презентацию . Презентации показываются по одному слайду за раз, чтобы объяснить тему слайдов, а затем переходят к следующему слайду, пока не будут показаны все. Например, в бизнес-презентации коллега может просмотреть слайды, которые иллюстрируют, насколько хорошо работает компания, ее прибыль, продажи и другую важную информацию.

    Примеры презентационных программ

    Ниже приводится краткий список популярных презентационных программ, доступных сегодня.

    Советы по презентациям

    1. Следуйте правилу Гая Кавасаки 10-20-30. Презентации должны состоять не более чем из 10 слайдов, длиться не более 20 минут и иметь текст размером не менее 30 пунктов.
    2. Делайте текст разреженным и включайте изображения. Есть причина, по которой люди говорят, что картинка стоит тысячи слов.
    3. Не читайте слайды.Ваши слайды должны напоминать вам о вашем выступлении и позволять вашей аудитории видеть только важные факты.
    4. Подготовьтесь и прибудьте пораньше, чтобы настроить, чтобы вашей аудитории не пришлось ждать или наблюдать, как вы устраняете проблемы.
    5. Всегда смотрите в аудиторию, а не только на слайды, говорите в стабильном темпе и говорите громко и четко, чтобы все в зале могли вас слышать.
    6. Не используйте яркие или кричащие цвета, пытаясь привлечь внимание людей. Используйте пастельные тона в качестве фона с темным шрифтом.
    7. Развлекайтесь. Если вы не развлекаетесь или не делаете слайд-шоу интересным, никому больше не понравится ваша презентация.

    Деловые условия, Google Презентации, Office, Office 365, Office Online, OpenOffice, Проектор, Слайд-шоу, Условия использования программного обеспечения

    .

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *