1. Поняття інформації. Способи і засоби подання, передавання, зберігання, опрацювання інформації. Поняття інформаційної технології. Сучасні засоби збирання, зберігання, опрацювання, передавання та подання інформації. Знакові системи. Природні і штучні мови. Поняття повідомлення. Зв'язок повідомлення і інформації. Поняття інформаційної системи. Апаратна та програмна складові ІС, їх взаємодія. Короткий нарис розвитку обчислювальної техніки.

У процесі науково-практичної діяльності людство виділило такі узагальнені поняття, як речовина (матерія), енергія та інформація. Від лат. “information” – пояснення, виклад, тлумачення. Поняття “інформація” багатозначне, належить до первісних понять інформатики. Строгого означення йому не дають, але характеризують його, перераховуючи властивості:

1. Об’єктивність. Інформація – відображення зовнішнього світу (у вигляді знаків, сигналів), який існує незалежно від нашої свідомості.

2. Достовірність. Інформація відображає істинний стан справ.

3. Повнота. Інформацію можна назвати повною, якщо її достатньо для розуміння ситуації та прийняття рішення.

4. Актуальність. Важливість для даного часу.

5. Корисність. Ступінь корисності залежить від потреби, людини і від тих задач, які за допомогою отриманої інформації можна розв’язати.

Таким чином, інформація – це набір відомостей про об’єкти , явища і процеси навколишнього світу. Інформація – це відомості, знання, які ми отримуємо із зовнішнього світу або які передаються від одного об’єкта до іншого (наприклад від одного комп’ютера до іншого). Інформація є об’єктом вивчення інформатики. По відношенню до людини, ЕОМ інформація є вхідною, внутрішньою, вихідною.

Основним інформаційними процесами є:

• пошук

• збирання

• зберігання

• передавання

• опрацювання

• використання

• захист інформації.

Пошук інформації. Однією з найважливіших операцій з повідомленнями є пошук повідомлень серед наявних, що містять принаймні якусь інформацію про ті чи інші явища, об’єкти, процеси. Пошук необхідних повідомлень невіддільний від опрацювання наявних. Такий пошук здійснюється в довідниках, енциклопедіях, архівах, словниках, журналах, книжках та інших засобах зберігання повідомлень за деякими ключовими словами. Це може бути назва твору чи деякі слова з анотації.

Зберігання інформації. Для зберігання великих масивів повідомлень їх наносять на довгоіснуючі носії (папір, дерев’яні, металеві та інші поверхні, кінострічки, магнітні стрічки і диски, лазерні диски). При цьому повідомлення відповідним чином впорядковують:

• – за галузями знань (математика, історія, література, мистецтво);

• – за мовами подання (англійська, іспанська, російська, українська);

• – за алфавітом стосовно ключових слів (довідники, словники);

• – за типами повідомлень і носіїв.

Щоб інформацію, яку несуть повідомлення, можна було використовувати, причому багатократно, їх необхідно зберігати. Спосіб зберігання повідомлень залежить від їх носіїв. Сховища повідомлень можуть бути різноманітні:

• бібліотеки, відеотеки, фонотеки, архіви, патенти, бюро, музеї, картинні галереї;

• комп’ютерні сховища – бази і банки даних, інформаційно-пошукові системи, електронні енциклопедії, медіатеки.

Передавання інформації. Для передавання повідомлень люди здавна використовують різноманітні способи і засоби – сторожові вишки, сигнальні вогні, гінців, сплавляння носіїв повідомлень за течією рік.

Опрацювання інформації. Опрацювання повідомлень необхідне для виявлення інформації, яку вони несуть. При цьому повідомлення є інформаційним моделями процесів і явищ, описаних у повідомленнях. Слово „модель” означає образ, зразок, замінник, опис. Різні типи моделей використовують для опису та вивчення тих чи інших характеристик об’єктів навколишнього світу. Інформація, що надійшла, називається вхідною інформацією. З цієї інформації після опрацювання утворюється якісно нова, вихідна інформація.

Інформаційна технологія (ІТ) — це комплекс методів і процедур, за допомогою яких реалізуються функції збирання, передавання, оброблення, зберігання та доведення до користувача інформації в організаційно-управлінських системах з використанням обраного комплексу технічних засобів.

Розвиток технічних засобів протягом кількох мільйонів років зумовлював постійне вдосконалення ІТ. Тому виокремлюють кілька етапів їхнього розвитку:

-«ручна» інформаційна технологія (панувала до другої половини XІX століття) — оброблення інформації здійснювалось вручну, за допомогою пера, рахівниці, бухгалтерських книг, а зв’язок забезпечувався пересиланням листів і пакетів;

-«механічна» інформаційна технологія розпочалась із винайденням друкарської машинки та телефону, модернізацією системи поштового зв’язку. Така технологія стала базою формування організаційних структур в економіці;

-«електрична» інформаційна технологія (зародилась у 1940—1950-х роках) ґрунтувалась на широкому використанні електричних друкарських машинок, копіювальних машин, портативних диктофонів і т. ін.

Штучна мова — це мова, чия фонологія, граматика, та/або словниковий запас були цілеспрямовано створені особою, чи групою осіб. Це відрізняє штучні мови, від мов які розвивались еволюційно. Штучні мови створюються через багато причин, наприклад щоб спростити спілкування між людьми (міжнародні мови), щоб додати реалізму вигаданому світу, чи з інших естетичних міркувань(вигадані мови), для лінгвістичних експериментів, чи для мовних ігор.

Також до штучних мов належать спеціалізовані знакові системи для запису необхідної інформації із певних галузей науки і техніки. Серед останніх виділяються мови програмування.

Приро́дна мо́ва — мова, яка використовується для спілкування людей, створена не штучно, а тому вона не має автора.

Функції природної мови

• інформаційна

• комунікативна

• пізнавальна

• емоційна

Властивості природної мови

• універсальність

• багатозначність

• семантична замкненість

Інформаційна система — це система, яка здійснює або в якій відбуваються інформаційні процеси.

Інформаційні системи існують з моменту появи суспільства, оскільки на кожній стадії його розвитку існує потреба в управлінні. Місією інформаційної системи є виробництво потрібної для організації інформації, потрібної для ефективного управління всіма її ресурсами, створення інформаційного та технічного середовища для управління її діяльністю. Інформаційна система може існувати і без застосування комп’ютерної техніки – це питання економічної необхідності. В будь-якій інформаційній системі управління вирішуються задачі трьох типів:

- задачі оцінки ситуації (деколи їх називають задачами розпізнавання образів);

- задачі перетворення опису ситуації (розрахункові задачі, задачі моделювання);

- задачі прийняття рішень (в тому числі і оптимізаційні).

Складові інформаційної системи

Програмне забезпечення — інформація, що визначає поведінку інформаційної системи.

Апаратне забезпечення — комплекс технічних засобів, необхідних для функціонування інформаційної системи.

Таким чином, інформаційна система має дві складові — програмне та апаратне забезпечення.

Інформаційна система взаємодіє з іншими системами, надсилаючи та отримуючи інформацію. Вона спрямовує запити до джерел інформації й отримує у відповідь необхідні дані, натомість споживачі самі надсилають до інформаційної системи запити. Система обробляє їх і надає споживачам відповіді.

Інформаційна система, як система управління, тісно пов’язується, як з системами збереження та видачі інформації, так і з іншої - з системами, що забезпечують обмін інформацією в процесі управління. Вона охоплює сукупність засобів та методів, що дозволяють користувачу збирати, зберігати, передавати і обробляти відібрану інформацію.

Інформаційні системи включають в себе: технічні засоби обробки даних, програмне забезпечення і відповідний персонал. Чотири складові частини утворюють внутрішню інформаційну основу:

- засоби фіксації і збору інформації;

- засоби передачі відповідних даних та повідомлень;

- засоби збереження інформації;

- засоби аналізу, обробки і представлення інформації.

З інформацією людство має справу весь час впродовж якого існує. Жодна сфера діяльності не обходиться без інформації. Слухаючи, читаючи, спостерігаючи щось, ми отримуємо інформацію. А робимо ми це завдяки повідомленням. Тобто передається інформація повідомленнями. Поняття повідомлення основне і не означуване. А розуміти його слід так. Повідомлення — це послідовність знаків, сигналів або фізичних процесів змінних у часі, тобто таких, що мають матеріально-енергетичну основу.

Будь-яка інформація передається повідомленнями. Відповідність не взаємно однозначна. Одну і ту ж інформацію можна подати різними повідомленнями і навпаки, одне і те ж повідомлення може нести різну інформацію різним адресатам. Зазвичай передача інформації відбувається між людьми за допомогою мови. Але не лише люди можуть спілкуватися. Передача може здійснюватись між живими і неживими об’єктами. Наприклад, обмін даними між ПК і ПК, між ПК і людиною, між тваринами і навіть рослинами. Але лише істоти що наділені розумом можуть створювати мову і нею користуватися.

Історія розвитку ЕОМ.

Історія обчислень своїм корінням сягає віків, так як і розвиток людства. Для підрахунку люди використовували власні пальці, камінці, палички, вузлики.

Потреба в пошуку розв’язання більш складних задач і як наслідок, все більш складних обчислень, поставила людину перед необхідністю знаходити способи, які б змогли їй в цьому допомогти.

Одним з перших пристроїв (V-IV ст. до н. с. )- що полегшували обчислення, можна вважати рахівницю - це переносний пристрій, що складається з дерев'яних кружечків, нанизаних на дерев'яний або металічний стержень.

З розвитком науки виникає необхідність створення більш досконалих обчислювальних пристроїв.

1642 р. 19-річний французький математик Паскаль створив першу в світі “сумуючу” машину – Паскалину –яка могла додавати і віднімати.

В 1694 році німецький математик Лейбніц сконструював машину, яка виконувала всі чотири арифметичні дії. 1830 р. англійський математик Чарльз Беббідж винайшов першу програмовану обчислювальну машину, яку назвали "аналітичною машиною Беббіджа''. Програми записувались на перфокартах. Однак Беббідж не зміг реалізувати свою ідею на практиці.

Перша рахувальна машина була розроблена 1930 р. американським вченим В. Бушем - диференціальний аналізатор. Вона працювала на електриці, а інформація зберігалась за допомогою електронних карт. Такі машини були громіздкі і важили до 200 тонн.

Необхідність в швидких і точних розрахунках особливо зросла під час ІІ світової війни. Військовим був потрібен комп’ютер для артилерійських обрахунків, і 1944 р. професор Гарвардського університету Айкей виготовив перший в світі цифровий комп'ютер — Марк І.

1946 р. rpупa інженерів під кер-м Д. Maушлa і Д. Еккерта на замовлення військового відомства США створила перший в світі повністю електронний комп’ютер ENIAC. (швидкодія - 5000 операцій додавання і 300 операцій множення в секунду). Розміри - ЗО м в довжину; об’єм - 85 м3; вага - ЗО тонн. Використовувалось 18000 електронних ламп.

В 1945 р. до роботи по створенню обчислювальних машин був залучений математик Джон фон Нейман, який запропонував ідею збереження програми в пам’яті комп’ютера. Перша ЕОМ із зберігаємою програмою створена 1949 року в Кембріджі англійським дослідником Морісом Уілксом - EDSAC.

По завершенню роботи над ENIAC Д. Маушлі і Д. Еккерт заснували власну компанію, яка приступила до розробки зі зберігаємою програмою. 1951 р. вони створили UNIVAC - 1-й серійний комп’ютер і 1-й комп’ютер, який використовував магнітну стрічку замість перфокарт.

Комп'ютери 40-х і 50-х років були дуже великими пристроями величезні зали були закладені шафами з електронним обладнанням. Перший крок до зменшення розмірів комп'ютерів став можливим з винаходом в 1948р. транзисторів - мініатюрних електронних приладів, які змогли замінити електроні лампи. - це блоки пам’яті. В середині 60-х років відбувся ще один крок до мініатюризації - були винайдені інтегральні схеми.

В 1968р. було сконструйовано інтегральну схему, аналогічну за своїми функціями центральному процесору ЕОМ. Так з'явився перший мікропроцесор Intel-4004.

Протягом років все далі зменшувались у розмірах і удосконалювались.

2.Структура інтелектуальної системи. Дані та знання, різні моделі подання знань. Поняття про експертні системи та штучний інтелект. Будова експертної системи. Поняття про мову програмування Пролог. Основні конструкції мови Пролог. Поняття правила виведення. Приклади. Створення бази знань мовою Пролог.

Інтелектуальна інформаційна система (ІІС) — це один з видів автоматизованих інформаційних систем, інколи ІІС називають системою, засновану на знаннях. ІІС є комплексом програмних, лінгвістичних і логіко-математичних засобів для реалізації основного завдання: здійснення підтримки діяльності людини і пошуку інформації в режимі розширеного діалогу на природній мові.

ІІС можуть розміщуватися на якому-небудь сайті, де користувач ставить системі питання на природній мові або, відповідаючи на питання системи, знаходить необхідну інформацію.

Для розробки ІІС раніше використовувалися логічні мови, а зараз використовуються різні процедурні мови. Логіко-математичне забезпечення розробляється як для самих модулів систем, так і для стикування цих модулів. Проте на сьогоднішній день не існує універсальної логіко-математичної системи, яка могла б задовольнити потреби будь-якого розробника ІІС, тому доводиться або комбінувати накопичений досвід, або розробляти логіку системи самостійно. В області лінгвістики теж існує безліч проблем, наприклад, для забезпечення роботи системи в режимі діалогу з користувачем на природній мові необхідно закласти в систему алгоритми формалізації природної мови, а це завдання виявилося куди складнішим, ніж передбачалося на світанку розвитку інтелектуальних систем. Ще одна проблема — постійна мінливість мови, яка обов'язково має бути відбита в системах штучного інтелекту.

Знання і моделі подання знань

Існують різні визначення поняття ―знання. Знаннями називають формалізовану інформацію, яку використовують у процесі рішення задачі для отримання нової інформації. Перехід від обробки даних до обробки знань – результат розвитку й ускладнення структур, що є об’єктом ІТ.

Подання знань – домовленість про те, як описувати реальний світ, вимагає їх формалізації і структурування. Знання можуть різнитися за рівнем абстракції (конкретні та абстрактні) та рівнем деталізації (повні або неповні, достовірні або недостовірні).

Властивості знань:

- інтерпретованість – знання мають семантичне наповнення;

- структурованість – знання про складні об'єкти можуть бути подані як декомпозиція знань на простіші об'єкти та зв'язки між ними;

- зв'язність – знання відображають відношення між фактами та явищами (причинно–наслідкові, родо–видові тощо);

- ситуативна сумісність знань – знання відображають ситуації, припустимі при взаємодії об’єктів;

- активність – знання забезпечують генерування нової інформації.

Знання і дані – різні аспекти інформації. Знання – це загальна, відносно постійна і незмінна частина інформації. Дані можна розглядати як доповнення до знань, оскільки вони несуть специфічну інформацію для різних об'єктів. Це більш динамічна частина інформації. Відповідно, знання та дані взаємно доповнюють один одного.

Існують різні типи знань. Фактографічні (декларативні) знання – це кількісні та якісні характеристики конкретних об'єктів і їх елементів. Декларативні знання не містять у явному вигляді опис процедур перетворення і не залежать від того, де і коли використовуються. Процедурні знання – це способи перетворення декларативних знань для розв’язання проблем ПрО.

При процедурному поданні знань не потрібно зберігати інформацію про всі можливі стани ПрО, досить мати лише опис початкового стану та процедури, що генерують необхідні стани на основі початкового.

Основна ідея побудови логічних моделей подання знань полягає в тому, що вся інформація, необхідна для розв’язання прикладних задач, розглядається як сукупність фактів і тверджень – формул логіки. Знання відображаються сукупністю таких формул, а одержання нових знань зводиться до реалізації процедур логічного виведення. Логічна модель – це сукупність фактів і тверджень, що є формулами логіки. Знання описуються сукупністю формул, а отримання нових знань зводиться до реалізації процедур логічного виведення.

Продукційна модель – найпростіший засіб подання знань. Вони складаються з продукційних правил типу "Якщо А, тоді В". А називають посилкою, а В – дією. Це означає, що "якщо всі умови А є істинними, тоді В – також істинне" або "якщо всі умови А виконуються, тоді потрібно виконати дію В.

Мережні моделі є найбільш адекватним способом формалізації подання знань у природномовних текстах. Знання описуються сукупностями трійок (a r b), де а і b – об'єкти або поняття, а r – бінарне відношення між ними. Якщо в мережній моделі допускаються зв'язки різних типів, то її називають семантичною мережею. Вона формалізує знання у вигляді орієнтованого графа з розміченими вершинами (поняттями) і дугами (відношеннями). Це найзагальніша модель подання знань, тому що в ній є засоби реалізації всіх характерних властивостей знань: внутрішньої інтерпретації, структурованості й активності.

Експе́ртна систе́ма — це методологія адаптації алгоритму успішних рішень одної сфери науково-практичної діяльності в іншу. З поширенням комп’ютерних технологій це тотожна інтелектуальна комп’ютерна програма, що містить знання та аналітичні здібності одного або кількох експертів щодо деякої галузі застосування і здатна робити логічні висновки на основі цих знань, тим самим забезпечуючи вирішення специфічних завдань без присутності експерта. Також визначається як система, яка використовує базу знань для вирішення завдань (видачі рекомендацій) у деякій предметній галузі. Цей клас програмного забезпечення спочатку розроблявся дослідниками штучного інтелекту в 1960-ті та 1970-ті та здобув комерційне застосування, починаючи з 1980-их.

Інші подібні програми — пошукові або довідкові системи. За запитом користувача вони надають найвідповідніші (релевантні) розділи бази статей, альтернативність вибору котрих визначає суб’єкт формування запиту. Типові експертні системи можуть мати таку структуру:

База даних (не обов'язкова)

База знань

Машина виведення (розв'язувач)

Підсистема пояснень

Інтерфейс користувача

База знань складається з правил аналізу інформації від користувача з конкретної проблеми. ЕС аналізує ситуацію і, залежно від спрямованості ЕС, дає рекомендації з розв'язання проблеми.

ЕС створюється за допомогою двох груп людей:

• інженерів, які розробляють ядро ЕС і, знаючи організацію бази знань, заповнюють її за допомогою:

• експертів (експерта) за фахом.

Шту́чний інтеле́кт — розділ комп'ютерної лінгвістики та інформатики, що займається формалізацією проблем та завдань, які нагадують завдання, виконувані людиною. При цьому, у більшості випадків алгоритм розв'язання завдання невідомий наперед. Точного визначення цієї науки немає, оскільки у філософії не розв'язане питання про природу і статус людського інтелекту. Немає і точного критерію досягнення комп'ютером «розумності», хоча перед штучним інтелектом було запропоновано низку гіпотез, наприклад, тест Тюринга або гіпотеза Ньюела-Саймона. Нині існує багато підходів як до розуміння задач штучного інтелекту, так і до створення інтелектуальних систем.

Одна з класифікацій виділяє два підходи до розробки штучного інтелекту:

- нисхідний, семіотичний — створення символьних систем, що моделюють високорівневі психічні процеси: мислення, судження, мову, емоції…

- висхідний, біологічний — вивчення нейронних мереж і еволюційні обчислення, що моделюють інтелектуальну поведінку на основі менших «не інтелектуальних» елементів.

Штучний інтелект — дуже молода область досліджень, започаткована 1956 року. Її історичний шлях нагадує синусоїду, кожен «зліт» якої ініціювався деякою новою ідеєю. На сьогодні її розвиток перебуває на «спаді», поступаючись застосуванню вже досягнутих результатів в інших областях науки, промисловості, бізнесі та навіть повсякденному житті.

Проло́г — мова логічного програмування загального призначення, пов'язана зі штучним інтелектом та математичною лінгвістикою.

Пролог має корені в логіці першого порядку, математичній логіці, та, на відміну від багатьох інших мов програмування, є декларативною: логіка програми виражається в термінах відношень, представлених як факти та правила. Обчислення ініціюється запуском запиту над цими відношеннями.

Пролог була однією з перших логічних мов програмування, й залишається найпопулярнішою серед таких мов і на сьогодні, маючи багато безкоштовних та комерційних реалізацій. Хоча спочатку цю мову програмування і було націлено на обробку природної мови, вона з тих пір простяглася далеко в інші області, як-то доведення теорем, експертні системи, ігри, системи автоматичних відповідей, онтології та складні системи керування. Сучасні середовища Прологу підтримують як створення графічних інтерфейсів користувача, так і адміністративні або мережеві застосування. Файли можуть оброблятися в мові Prolog двома основними способами, залежно від форми подання в них інформації. Один із способів полягає в тому, що основним елементом файлу є символ. У відповідності з цим один запит на введення і виведення викликає читання або запис єдиного символу, для цього служать вбудовані предикати get, get0 і put.

Ще один спосіб обробки файлів полягає в тому, що в якості основних структурних блоків файлу розглядаються більш великі інформаційні одиниці. Цілком природно, що в якості такої більш великої одиниці, прийнятий терм потоку або в поточний вихідний потік передається, відповідно, цілий терм. Предикатами для передачі термів є read і write. Зрозуміло, в цьому випадку інформація у файлі повинна знаходитися у формі, сумісній з синтаксисом термів.

Предикат read є детермінованим, тому в разі невдачі не виконується перебір з поверненнями для введення іншого терма. За кожним термом у вхідному файлі повинні слідувати точка і пропуск (або символ з позначенням кінця рядка).

Якщо предикат read (X) викликається на виконання після досягнення кінця поточного вхідного файлу, то змінна X стає конкретизованої значенням атома end_of_file.

Вбудований предикат write виводить терм, тому мета write (X) виводить терм X в поточний вихідний файл. Терм X виводиться в такий же стандартної синтаксичної формі, в якій Prolog зазвичай відображає значення змінних. Корисним засобом мови Prolog є те, що процедура write "вміє" відображати будь терми, незалежно від того, наскільки вони можуть бути складними.

Механізм логічного виведення і керування пошуком.

Найчастіше, програма на Пролозі є послідовністю процедур, кожна з яких реалізує конкретний предикат. Процедура будується із речень, які мають форму:

А: -В1, В2,..., Вn.

Наше речення інтерпретується наступним чином: «А є істинним, якщо В1,В2,...,Вn є істинними».

Кажуть, що А є заголовком цього речення, а В1,В2,...,Вn його тіло. Якщо n=0, тоді таке речення визначає деякий факт і записується «А».

Речення А і Ві є прикладами цілей або ж викликами процедур, які складаються із предикату і його аргументів R(x,y).

Якщо отримано запит (іншими словами ціль, яку необхідно задовольнити), Пролог пробує визначити його істинність двома способами. По перше, тому що факти завжди є істинними, тоді ціль успішно задовольняється, якщо вона співставляється з існуючим фактом. По друге, ціль вважається істинною, якщо вона співпадає з деяким заголовком «А» всі підцілі якого «В1,В2,...,Вn» можуть бути успішно завершені. Якщо спроба співставлення підцілей і фактів закінчується невдало, а залишаються альтернативні і ще не використані правила та факти, тоді Пролог-система буде здійснювати повернення і використовувати ці альтернативи. Якщо всі альтернативи перебрані і закінчились невдало, тоді кажуть що початкова ціль незадовільна.

Порядок оцінки цілей в самому реченні - зліва направо.

Бази знань на прикладі мови Пролог

У мові Пролог бази знань описуються у формі конкретних фактів і правил логічного висновку над базами даних і процедурами обробки інформації, які представляють відомості і знання про людей, предмети, факти події і процеси в логічній формі. У відповідях на найпростіші запити до баз знань система логічного програмування Пролог видає значення "істина" і "брехня" в залежності від наявності відповідних фактів.

Узагальнені відомості в мові Пролог задаються за допомогою правил логічного висновку, що виконують роль визначення понять, а також логічних процедур, що складаються з наборів правил логічного висновку. Достовірність узагальнених відомостей залежить від наявності необхідних фактів та достовірності даних у базах знань.

3.Комп'ютерна графіка. Фізичні та логічні основи комп’ютерної графіки. Поняття про растрову, векторну та фрактальну графіку. Двовимірна та тривимірна графіка. Алгоритми стиснення та формати збереження графічних даних

Комп'ютерна гра́фіка — це графіка, тобто зображення, які створюються, перетворюються, оцифровуються, обробляються і відображаються засобами обчислювальної техніки, включаючи апаратні і програмні засоби. Рухома комп'ютерна графіка називається комп'ютерним відео або комп'ютерною анімацією. Для відображення графіки використовують монітор, принтер, плотер тощо. Робота з комп'ютерною графікою — один з найпопулярніших напрямків використання персонального комп'ютера, до того ж виконують цю роботу не тільки професійні художники і дизайнери. На будь-яких підприємствах іноді виникає необхідність подачі рекламних оголошень в газетах і журналах або просто у випуску рекламної листівки або буклету. Без комп'ютерної графіки не обходиться жодна сучасна мультимедійна програма. Робота над графікою становить до 90% робочого часу програмістських колективів, які випускають програми масового використання. Розрізняють 3 види комп'ютерної графіки. Це растрова графіка, векторна графіка і фрактальна графіка. Вони відрізняються принципами формування зображення при відображенні на екрані монітора або при друці на папері. Растрову графіку використовують при розробці електронних (мультимедійних) і поліграфічних видань. Ілюстрації, виконані засобами растрової графіки, рідко створюють вручну за допомогою комп'ютерних програм. Частіше для цього використовують скановані ілюстрації, підготовлені художником на папері, або фотографії. Останнім часом для вводу растрових зображень в комп'ютер широко використовують цифрові фото- і відеокамери. Більшість графічних редакторів, призначених для роботи з растровими ілюстраціями, орієнтовані більше на обробку, а не створення зображення. В Інтернеті поки що використовують тільки растрові ілюстрації. Програмні засоби для роботи з векторною графікою призначені найперше для створення ілюстрацій і менше для їхньої обробки. Такі засоби широко використовують в рекламних агентствах, дизайнерських бюро, редакціях і виданнях. Оформлювальні роботи із застосуванням шрифтів і простих геометричних елементів, вирішуються засобами векторної графіки набагато простіше. Існують приклади високохудожніх творів, створених засобами векторної графіки, але вони скоріше винятки, ніж правило, оскільки художня підготовка ілюстрацій засобами векторної графіки надзвичайно складна. Програмні засоби для роботи з фрактальною графікою призначені для автоматичної генерації зображення шляхом математичних розрахунків. Створення фрактальної художньої композиції полягає не в рисуванні чи оформленні, а в програмуванні. Фрактальну графіку рідко використовують для створення друкованих або електронних документів, але її часто використовують у розважальних програмах. За способом створення комп'ютерну графіку можна розділити на двовимірну і тривимірну. У двовимірній графіці (2D-графіці) зображення будується з використанням плоских геометричних моделей, тексту та растрових даних. Цей тип графіки насамперед призначено для застосування у сферах, пов'язаних із традиційними технологіями друку (видавнича та рекламна діяльність, картографія, фотографія, розробка креслень тощо), а також для публікації в Інтернеті та створення інтерфейсу користувача. У тривимірній комп'ютерній графіці (3D- графіці) на відміну від двовимірної, у комп'ютері зберігаються тривимірні геометричні дані об'єктів. Один із підходів до створення такої графіки полягає у використанні віртуального простору, який називають сценою. У цьому просторі проектувальник розміщує необхідні об'єкти, призначає для них певний матеріал (дерево, залізо, скло тощо), розміщує джерела світла, а також віртуальні камери, що визначають точки перегляду сцени. Під час відтворення тривимірної графіки на екрані комп'ютера будується геометрична проекція тривимірної моделі на площину екрану. Цей процес називають рендерингом або візуалізацією. У результаті може бути згенероване як одне зображення, так і їх послідовність (якщо мова йде про створення фільму). Рендеринг потребує дуже складних обчислень, особливо якщо необхідно створити ілюзію реальності. Сфери застосування тривимірної графіки — кінематограф, телебачення, комп'ютерні ігри, моделювання об'єктів у промисловості тощо.

Алгоритми стиснення та формати збереження графічних даних

В залежності від того, в якому об'єкті розміщені дані, що підлягають стисненню розрізняють:

1. Стиснення (архівування) файлів: використовується для зменшення розмірів файлів при підготовці їх до передавання каналами зв'язку або до транспортування на зовнішніх носіях малої ємності;

2. Стиснення (архівування) папок: використовується як засіб зменшення обсягу папок перед довготерміновим зберіганням, наприклад, при резервному копіюванні;

3. Стиснення (ущільнення) дисків: використовується для підвищення ефективності використання дискового простору шляхом стиснення даних при записі їх на носії інформації (як правило, засобами операційної системи).

Існує багато практичних алгоритмів стиснення даних, але всі вони базуються на трьох теоретичних способах зменшення надлишковості даних. Перший спосіб полягає в зміні вмісту даних, другий - у зміні структури даних, а третій - в одночасній зміні як структури, так і вмісту даних.

Формати графічних файлів

• BMP (Bitmap) застосовують для збереження растрових зображень без стиснення, з кодуванням інформації про кожен піксел.

• GIF (CompuServe Graphics Interchange Format) призначений для стиснення растрових зображень, у яких міститься багато однорідних заливок (для логотипів, написів, схем). Основне обмеження цього формату полягає в тому, що кольорове зображення може бути записане тільки в режимі 256 кольорів.

• JPEG (Joint Photographic Experts Group) краще застосовувати для зберігання растрових зображень фотографічної якості, адже в цьому форматі якісно відтворюються напівтонові переходи, а однотонові заливки можуть відображатися з вадами. Формат JPEG дозволяє гнучко варіювати співвідношення між рівнем стиснення та якістю зображення.

• PNG (Portable Network Graphics) використовують для зображень, які розміщують в Інтернеті. Цей формат задовольняє основній вимозі Вебу — забезпечення однакового вигляду зображення незалежно від використаного браузера та монітора. Колір зображення в цьому форматі відтворюватиметься однаково на будь-якому комп'ютері. 

• TIFF (Tagged Image File Format) на сьогодні є одним із найпоширеніших і найнадійніших растрових форматів. Його підтримують майже всі програми, так чи інакше пов'язані з графікою. Це найкращий вибір для зберігання сканованих малюнків, а також для імпортування растрової графіки у векторні редактори.