Инструментальные языки и системы программирования. Эти средства служат для разработки новых программ. Компьютер «понимает» и может выполнять программы в машинном коде. Каждая команда при этом имеет вид последовательности нулей и единиц. Писать программы на машинном языке крайне неудобно. Поэтому программы разрабатываются на языке, понятном человеку (инструментальный язык или алгоритмический язык программирования) после чего, специальной программой, которая называется транслятором, текст программы переводится (транслируется) на машинный код. Трансляторы бывают двух типов:

• интерпретаторы,

• компиляторы.

Интерпретатор читает один оператор программы, анализирует его и сразу выполняет, после чего переходит к обработке следующего оператора.

Компилятор сначала читает, анализирует и переводит на машинный код всю программу и только после завершения всей трансляции эта программа выполняется.

Инструментальные языки делятся на языки низкого уровня (близкие к машинному языку) и языки высокого уровня (близкие к человеческим языкам). К языкам низкого уровня принадлежат ассемблеры, а высокого - Pascal, Basic, C/C++, языки баз данных и т. д. В систему программирования, кроме транслятора, входит текстовый редактор, компоновщик, библиотека стандартных программ, отладчик, визуальные средства автоматизации программирования. Примерами таких систем являются Delphi,Visual Basic, Visual C++, Visual FoxProи др.

18. Системы автоматизированного проектирования

Деятельность научно-исследовательских институтов, конструкторских бюро, проектных организаций связана с разработкой новых технологий, устройств, приборов, конструкций. Проектирование сопровождается оформлением большого объема технической документации: чертежей, схем, планов.

Современные программные и технические средства вычислительной техники позволяют перейти от традиционных ручных (рутинных) методов конструирования к новым информационным технологиям проектирования с использованием ЭВМ.

Для облегчения труда конструкторов, проектировщиков, изобретателей и рационализаторов разработаны системы автоматизированного проектирования (САПР). Этому термину соответствует английская аббревиатура CAD (Computer-Aided Design). Эти три буквы входят в названия многих иностранных программ, предназначенных для конструирования, черчения, трехмерного моделирования объемных объектов и оформления инженерной документации (например, P-CAD, OrCAD, AutoCAD, CADdy, ArchiCAD, T-FLEX CAD).

В отличие от автоматических систем проектирования, САПР способны решать задачи, не поддающиеся полной формализации. Проектирование в таких системах является автоматизированным и осуществляется под непосредственным контролем оператора (пользователя), чаще всего в форме человеко-машинного диалога. Режим работы, в котором часть решений принимает оператор, называется интерактивным режимом.

Наиболее широко системы автоматизированного проектирования используются в электронике, электротехнике, архитектуре, строительстве, машиностроении, автомобилестроении, нефтехимической промышленности, аэрокосмической технике.

САПР образно сравнивают с «электронным кульманом». Это одно из средств для перехода к безбумажной технологии делопроизводства.

В ряде САПР из области электроники заложен принцип сквозного проектирования. При этом с помощью САПР выполняют полный цикл проектирования и производства: составление технического задания, разработку объекта, моделирование его работы, автоматизированное изготовление объекта, оформление документации. По этой причине все чаще говорят о системе CAD/CAM (Computer-Aided Design/Computer-Aided Manufacturing) — системе автоматизированного проектирования и производства, которая охватывает широкий спектр задач от начального конструирования до подготовки данных, необходимых для реального производства изделия.

Системы автоматизированного проектирования не только облегчают процесс создания и описания новых объектов, но и являются удобными справочниками, которые позволяют пользователям накапливать и хранить информацию (данные о компонентах, размерах корпусов микросхем, условные графические обозначения, сведения из стандартов и т. д.). Например, в базах данных машиностроительных САПР содержатся подробные сведения о болтах, винтах, гайках, шайбах, шпильках, штифтах и т. п. Существует большое число средств проектирования электронных устройств. Они позволяют автоматизировать разработку важного элемента радиоэлектронных устройств — печатных плат.

9.Операционные системы. Основные функции. Классификация

Операционная система (ОС) – комплекс системных и управляющих программ, предназначенных для наиболее эффективного использования всех ресурсов вычислительной системы (ВС) Вычислительная система – взаимосвязанная совокупность аппаратных средств вычислительной техники и программного обеспечения, предназначенная для обработки информации и удобства работы с ней.

Назначение ОС – организация вычислительного процесса в вычислительной системе, рациональное распределение вычислительных ресурсов между отдельными решаемыми задачами; предоставление пользователям многочисленных сервисных средств, облегчающих процесс программирования и отладки задач. Операционная система исполняет роль своеобразного интерфейса. Интерфейс – совокупность аппаратуры и программных средств, необходимых для подключения периферийных устройств к ПЭВМ между пользователем и ВС, т.е. ОС предоставляет пользователю виртуальную ВС. Это означает, что ОС в значительной степени формирует у пользователя представление о возможностях ВС, об удобстве работы с ней, о ее пропускной способности. Различные ОС на одних и тех же технических средствах могут предоставить пользователю различные возможности для организации вычислительного процесса или автоматизированной обработки данных.

Операционные системы делятся:

• по количеству одновременно работающих пользователей на однопользовательские и многопользовательские ОС;

• по числу задач, одновременно выполняемых под управлением ОС, на однозадачные и многозадачные;

• по количеству используемых процессоров на однопроцессорные и многопроцессорные;

• по разрядности процессора на 8-разрядные, 16-разрядные, 32-разрядные, 64-разрядные;

• по типу пользовательского интерфейса на командные (текстовые) и объектно-ориентированные (графические);

• по способу использования аппаратных и программных ресурсов на сетевые и локальные.

10 Операционные системы семейства Windows. Основные отличия.

. Графические интерфейсы и расширения для dos

Эти версии Windows не были полноценными операционными системами, а являлись надстройками к операционной системе MS-DOS и были по сути многофункциональным расширением, добавляя поддержку новых режимов работы процессора, поддержку многозадачности, обеспечивая стандартизацию интерфейсов аппаратного обеспечения и единообразие для пользовательских интерфейсов программ. Предоставляли встроенные средства (GDI и USER, первые версии Windows вообще состояли из трех модулей — KERNEL, GDI и USER, первый из них предоставлял вызовы управления памятью, запуском .EXE-файлов и загрузкой .DLL-файлов, второй — графику, третий — окна) для создания графического интерфейса пользователя. Они работали с процессорами начиная с Intel 8086.

1. Windows 1.0 (1985)

2. Windows 2.0 (1987)

3. Windows 2.1 (Windows 386, 1987) — в системе появилась возможность запуска DOS-приложений в графических окнах, причём каждому приложению предоставлялись полные 640 Кб памяти. Полная поддержка процессора 80286. Появилась поддержка процессоров 80386.

4. Windows 3.0 (1990) — улучшена поддержка процессоров 80386 и защищённого режима.

5. Windows 3.1 (1992) — серьёзно переработанная Windows 3.0; устранены UAE (Unrecoverable Application Errors — фатальные ошибки прикладных программ), добавлен механизмOLE, печать в режиме WYSIWYG («что видите, то и получите»), шрифты TrueType, изменён Проводник (диспетчер файлов), добавлены мультимедийные функции.

6. Windows для рабочих групп (Windows for Workgroups, WfWG) 3.1/3.11 — первая версия ОС семейства с поддержкой локальных сетей. В WfWG 3.11 также испытывались отдельные усовершенствования ядра, применённые позднее в Windows 95.

[Править]Семейство Windows 9x

Включает в себя Windows 95, Windows 98 и Windows ME.

Windows 95 была выпущена в 1995 году. Её отличительными особенностями являются: новый пользовательский интерфейс, поддержка длинных имён файлов, автоматическое определение и конфигурация периферийных устройств Plug and Play, способность исполнять 32-битные приложения и наличие поддержки TCP/IP прямо в системе. Windows 95 использует вытесняющую многозадачность и выполняет каждое 32-битное приложение в своём адресном пространстве.

Операционные системы этого семейства не являлись безопасными многопользовательскими системами как Windows NT, поскольку из соображений совместимости вся подсистема пользовательского интерфейса и графики оставалась 16-битной и мало отличалась от той, что в Windows 3.x. Так как этот код не был thread-safe, все вызовы в подсистему оборачивались в мьютекс по имени Win16Lock, который, кроме того, ещё и находился всегда в захваченном состоянии во время исполнения 16-битного приложения. Таким образом, «повисание» 16-битного приложения немедленно блокировало всю ОС.

Программный интерфейс был подмножеством Win32 API, поддерживаемым Windows NT, но имел поддержку юникода в очень ограниченном объёме.^[9] Также в нём не было должного обеспечения безопасности (списков доступа к объектам и понятия «администратор»).

В составе Windows 95 присутствовал MS-DOS 7.0, однако его роль сводилась к обеспечению процесса загрузки и исполнению 16-битных DOS приложений. Исследователи заметили, что ядро Windows 95 — VMM — обращается к DOS под собой, но таких обращений довольно мало, главнейшая функция ядра DOS — файловая система FAT — не использовалась. В целом же интерфейс между VMM и нижележащей DOS никогда не публиковался, и DOS была замечена (тем же Эндрю Шульманом) в наличии недокументированных вызовов только для поддержки VMM.

Семейство Windows nt

Текстовый логотип Windows XP (обычно используется вместе с графическим)

Операционные системы этого семейства в настоящее время работают на процессорах с архитектурами x86, x64, и Itanium,ARM. Ранние версии (до 4.0 включительно) также поддерживали некоторые RISC-процессоры: Alpha, MIPS, и Power PC. Все операционные системы этого семейства являются полностью 32- или 64- битными операционными системами, и не нуждаются в MS-DOS даже для загрузки.

Только в этом семействе представлены операционные системы для серверов. До версии Windows 2000 включительно они выпускались под тем же названием, что и аналогичная версия для рабочих станций, но с добавлением суффикса, например, «Windows NT 4.0 Server» и «Windows 2000 Datacenter Server». Начиная с Windows Server 2003 серверные операционные системы называются по-другому.

1. Windows NT 3.1 (1993)

2. Windows NT 3.5 (1994)

3. Windows NT 3.51 (1995)

4. Windows NT 4.0 (1996)

5. Windows 2000 (2000) — Windows NT 5.0

6. Windows XP (2001) — Windows NT 5.1

7. Windows XP 64-bit Edition (2003) — Windows NT 5.2

8. Windows Server 2003 (2003) — Windows NT 5.2

9. Windows Vista (2006) — Windows NT 6.0

10. Windows Home Server (2007) — Windows NT 5.2

11. Windows Server 2008 (2008) — Windows NT 6.0

12. Windows Small Business Server (2008) — Windows NT 6.0

13. Windows 7 — Windows NT 6.1 (2009)

14. Windows Server 2008 R2 — Windows NT 6.1 (2009)

15. Windows Home Server 2011 — Windows NT 6.1 (2011)

16. Windows 8 — Windows NT 6.2 (2012)

17. Windows Server 2012 — Windows NT 6.2 (2012)

В основу семейства Windows NT положено разделение адресных пространств между процессами. Каждый процесс имеет возможность работать с выделенной ему памятью. Однако он не имеет прав для записи в память других процессов, драйверов и системного кода.

Семейство Windows NT относится к операционным системам с вытесняющей многозадачностью. Разделение процессорного времени между потоками происходит по принципу «карусели». Ядро операционной системы выделяет квант времени (в Windows 2000 квант равен примерно 20 мс) каждому из потоков по очереди при условии, что все потоки имеют одинаковый приоритет. Поток может отказаться от выделенного ему кванта времени. В этом случае система перехватывает у него управление (даже если выделенный квант времени не закончен) и передаёт управление другому потоку. При передаче управления другому потоку система сохраняет состояние всех регистров процессора в особой структуре в оперативной памяти. Эта структура называется контекстом потока. Сохранение контекста потока достаточно для последующего возобновления его работы.

11.Понятие базы данных. Структура базы данных. Реляционные базы данных.

База данных - набор сведений, хранящихся некоторым упорядоченным способом. Можно сравнить базу данных со шкафом, в котором хранятся документы. Иными словами, база данных - это хранилище данных. Сами по себе базы данных не представляли бы интереса, если бы не было систем управления базами данных (СУБД).

Создавая базу данных, мы стремимся упорядочить информацию по различным признакам для того, чтобы потом извлекать из нее необходимые нам данные в любом сочетании. Сделать это возможно, только если данные структурированы. Структурирование - это набор соглашений о способах представления данных. Понятно, что структурировать информацию можно по-разному. В зависимости от структуры различают иерархическую, сетевую, реляционную, объектно-ориентированную и гибридную модели баз данных. Самой популярной на сегодняшний день является реляционная структура, поэтому об остальных упомянем лишь вскользь.

Иерархическая структура базы данных

Это древовидная структура представления информации. Ее особенность в том, что каждый узел на более низком уровне имеет связь только с одним узлом на более высоком уровне. Посмотрим, например, на фрагмент иерархической структуры базы данных "Институт": Из структуры понятно, что на одной кафедре может работать несколько преподавателей. Такая связь называется "один ко многим" (одна кафедра - много преподавателей). Но если мы попытаемся добавить в эту структуру группы студентов, то нам понадобится связь "многие ко многим": (один преподаватель может работать со многими группами, а одна группа может учиться у многих преподавателей), а такой связи в иерархической структуре быть не может (т.к. связь может быть только с одним узлом на более высоком уровне). Это основной недостаток подобной структуры базы данных.

Сетевая структура базы данных

По сути, это расширение иерархической структуры. Все то же самое, но существует связь "многие ко многим". Сетевая структура базы данных позволяет нам добавить группы в наш пример. Недостатком сетевой модели является сложность разработки серьезных приложений.

Реляционная структура базы данных

Все данные представлены в виде простых таблиц, разбитых на строки и столбцы, на пересечении которых расположены данные. Подробно об этом мы будем говорить в следующих уроках, здесь же хочется отметить, что эта структура стала настоящим прорывом в развитии баз данных.

Реляционные базы данных, как мы уже знаем, состоят из таблиц. Каждая таблица состоит из столбцов (их называютполями или атрибутами) и строк (их называют записями или кортежами). Таблицы в реляционных базах данных обладают рядом свойств. Основными являются следующие: 

• В таблице не может быть двух одинаковых строк. В математике таблицы, обладающие таким свойством, называютотношениями - по-английски relation, отсюда и название - реляционные.

• Столбцы располагаются в определенном порядке, который создается при создании таблицы. В таблице может не быть ни одной строки, но обязательно должен быть хотя бы один столбец.

• У каждого столбца есть уникальное имя (в пределах таблицы), и все значения в одном столбце имеют один тип (число, текст, дата...).

На пересечении каждого столбца и строки может находиться только атомарное значение (одно значение, не состоящее из группы значений). Таблицы, удовлетворяющие этому условию, называют нормализованными.

12,Понятие системы управления базами данных. Основные функции. Основные объекты.

Систе́ма управле́ния ба́зами да́нных (СУБД) — совокупность программных и лингвистических средств общего или специального назначения, обеспечивающих управление созданием и использованием баз данных^[1].

Основные функции субд

• управление данными во внешней памяти (на дисках);

• управление данными в оперативной памяти с использованием дискового кэша;

• журнализация изменений, резервное копирование и восстановление базы данных после сбоев;

• поддержка языков БД (язык определения данных, язык манипулирования данными).

Обычно современная СУБД содержит следующие компоненты:

• ядро, которое отвечает за управление данными во внешней и оперативной памяти, и журнализацию,

• процессор языка базы данных, обеспечивающий оптимизацию запросов на извлечение и изменение данных и создание, как правило, машинно-независимого исполняемого внутреннего кода,

• подсистему поддержки времени исполнения, которая интерпретирует программы манипуляции данными, создающие пользовательский интерфейс с СУБД

• а также сервисные программы (внешние утилиты), обеспечивающие ряд дополнительных возможностей по обслуживанию информационной системы.

• Объекты СУБД

• Таблицы создаются пользователем для хранения данных об одной сущности – одном информационном объекте модели данных предметной области. Таблица состоит из полей (столбцов) и записей (строк). Каждое поле содержит одну характеристику информационного объекта предметной области. В записи собранны сведения об одном экземпляре информационного объекта.

• База данных Access может включать до32768 объектов (включая формы, отчеты и т.д.). одновременно может открываться до 2048 таблиц. Таблицы можно импортировать из баз данных dBase, FoxPro, Paradox и других приложений, из базы данных архитектуры клиент-сервер, таких как Microsoft SQL Server, или из электронных таблиц, таких как Excel и Lotus 1-2-3. база данных Access позволяет работать с таблицами перечисленных источников путем организации связи с ними.

• Запросы. Запросы на выборку служат для выборки нужных данных из одной или нескольких связанных таблиц. Результатом выполнения запроса является таблица, которая может быть использована наряду с другими таблицами базы данных при обработке данных. В запросе можно указать, какие поля выбранных таблиц нужно выбрать, как на их основе сформировать записи и выбрать нужные. Запрос может формироваться с помощью QBE-запросов (Query By Example, Запрос по образцу)или посредством инструкции SQL. Запросы действия позволяют обновлять, удалять или добавлять данные в таблицы, а также создавать новые таблицы на основе уже существующих.

• Схемы данных , определяют с помощью каких полей таблицы связываются между собой, как будет выполняться объединение данных этих таблиц, нужно ли проверять связную целостность при добавлении и удалении записей, изменении ключей таблиц. Схемы данных на панели объектов в окне базы данных отображаются только в проектах Access, работающих с базами данных сервера. Для их отображения в базах данных Access используется команда Сервис/Схема данных.

• Формы являются основным средством создания  диалогового интерфейса приложения пользователя. Форма может создаваться для ввода и просмотра взаимосвязанных данных базы на экране в удобном виде, соответствующем привычному для пользователя документу. Кнопочные формы могут использоваться  для создания панелей  управления в приложении. В формы могут вставляться рисунки, диаграммы, звуковые фрагменты, видео. Форма может включать подчиненные формы. В форму могут включаться процедуры обработки событий, которые позволяют управлять процессом ввода, просмотра и корректировки данных. Такие процедуры хранятся в модуле формы.

• Отчеты предназначены для форматирования выходных документов любых форматов, содержащих результаты решения задач пользователя, и вывода их на печать. Использование графических объектов позволяет дополнять данные отчета иллюстрациями.

• Страницы доступа к данным  являются диалоговыми Web – страницами, которые поддерживают динамическую связь с базой данных и позволяют просматривать, редактировать и вводить данные в базу, работая в окне браузера.

• Макросы позволяют автоматизировать некоторые действия в приложении пользователя. Макрос является программой, состоящей из последовательности макрокоманд, которая выполняется при наступлении некоторого события в объекте приложения или его элементе управления. Создание макросов осуществляется в диалоговом режиме путем выбора нужных макрокоманд и задании параметров, используемых ими при выполнении.

• Модули содержат процедуры на языке Visual Basic for Applications. Могут создаваться процедуры-подпрограммы, процедуры-функции, которые разрабатываются пользователем для реализации нестандартных функций в приложении пользователя, и процедуры для обработки событий. Использование процедур позволяет создать законченное приложение, которое имеет собственный графический интерфейс, позволяющий запросить выполнение всех функций приложения.

13,Табличный процессор MS Excel. Назначение, основные функции.

Microsoft Excel (также иногда называется Microsoft Office Excel^[1]) — программа для работы с электронными таблицами, созданная корпорацией Microsoft для Microsoft Windows, Windows NT и Mac OS. Она предоставляет возможности экономико-статистических расчетов, графические инструменты и, за исключением Excel 2008 под Mac OS X, язык макропрограммирования VBA (Visual Basic for Application). Microsoft Excel входит в состав Microsoft Office и на сегодняшний день Excel является одним из наиболее популярных приложений в мире.

Назначение. С помощью MS Excel создается документ, который называется электронной таблицей. Электронная таблица формируется в оперативной памяти компьютера. В дальнейшем ее можно просматривать, изменять, записывать на магнитный диск для хранения, печатать на принтере.

Файлы с электронными таблицами имеют расширение xls. В одном файле может храниться многотабличная книга, содержащая несколько листов-таблиц, а также листов-таблиц.