Интерфейс Office Word 2007

Пакет офисных приложений Microsoft Office 2007 (кодовое название Office 12) состоит из множества прикладных программ, основными из которых являются: Word, Excel, PowerPoint, Access. Графические интерфейсы этих приложений значительно отличаются от аналогичных приложений Office 97–2003. Отличие состоит в том, что графические интерфейсы приложений Office 2007 (и Office 2010) не содержат меню и панелей инструментов (за исключением кнопки Office и панели быстрого доступа) как это организовано в окнах приложений Office 97–2003.

Основным средством для работы с содержимым документа в окнах приложений Microsoft Office 2007 является Лента. Это новый принцип организации графического интерфейса приложений Microsoft Office, который предполагает новую логику работы с приложениями. Пользовательский интерфейс Office 2007, который интуитивно более понятный, чем меню и панели инструментов, обеспечивает быстрый доступ к командам через такие средства, как Лента с вкладками, где команды организованы в группы по выполняемым действиям.

Команды для работы с содержимым документа, которые необходимы в данный момент времени, помещены на Ленте в виде пиктограмм. Необходимо отметить, что в приложениях Office 2007 не предусмотрена настройка Ленты (удалять или добавлять команды), но ее можно свернуть, используя кнопку Настройка панели быстрого доступа.

Лента является основным элементом графических интерфейсов офисных приложений Microsoft Office 2007 и Office 2010, официальная версия которого появится в первой половине 2010 года. Лента – это область окна приложения, расположенная между строкой заголовка и окном редактирования документа, на которой размещены команды (пиктограммы) необходимые для работы с содержимым документа. Слева над Лентой размещена Кнопка Office (меню Файл) предназначенная для управления файлом (документом в целом) и Панель быстрого доступа, на которую пользователь может поместить команды необходимые для работы с документом. Графический интерфейс Office Word 2007 представлен на Рис. 1. Основу среды Word 2007 составляют визуальные средства (команды в виде кнопок, полей для ввода информации или меню), расположенные на Ленте, для управления содержимым документа в процессе его создания и обработки. Среда Word 2007 разработана с учетом всех этапов процесса создания документа: ввода текста, редактирования, форматирования и так далее, что обеспечивает эффективную работу с приложением. Лента состоит из вкладок, которые содержат такие элементы управления пользовательским интерфейсом как группы и команды.

Необходимо отметить, что Лента состоит из 9 стандартных встроенных вкладок, корешки которых отображаются в окне приложения Word 2007: Главная, Вставка, Разметка страницы, Ссылки, Рассылки, Рецензирование, Вид, Разработчик и Надстройка. По умолчанию открывается только 7 встроенных вкладок. Дополнительно можно активизировать встроенную вкладку «Разработчик». Для этого необходимо щелкнуть на кнопке «Настройка панели быстрого доступа» расположенной справа от панели.

В7. Графические редакторы. Способы хранения и обработки графической информации. Редакторы PhotoShop, CorelDraw, Их возможности.

Графический редактор - это программа создания, редактирования и просмотра графических изображений.

Photoshop фирмы Adobe многооконный графический редактор позволяет создавать и редактировать сложные рисунки, а также обрабатывать графические изображения (фотографии). Содержит множество фильтров для обработки фотографий (изменение яркости, контрастности и т.д.).

Программа MicrosoftDraw — входящая в комплект MSOffice. Эта программа служит для создания различных рисунков, схем. Обычно вызывается из MSWord.

AdobeIllustrator, CorelDraw — программы используются в издательском деле, позволяет создавать сложные векторные изображения.

Изображения в графических редакторах хранятся по-разному.

Растровое изображение хранится с помощью точек различного цвета (пикселей), которые образуют строки и столбцы. Любой пиксель имеет фиксированное положение и цвет. Хранение каждого пикселя требует некоторого количества бит информации, которое зависит от количества цветов в изображении. Векторные изображения формируются из объектов (точка, линия, окружность и т. д.), которые хранятся в памяти компьютера в виде графических примитивов и описывающих их математических формул.

Например, графический примитив точка задается своими координатами (X, У), линия - координатами начала (XI, Y1) и конца (Х2, Y2), окружность - координатами центра (X, У) и радиусом (R), прямоугольник - величиной сторон и координатами левого верхнего угла (XI, У1) и правого нижнего угла (Х2, У2) и т. д. Для каждого примитива назначается также цвет.

Как следствие, графические редакторы подразделяются на две категории: растровые и векторные. Они отличаются по способу, которым представляют графическую информацию.

Векторные графические изображения являются оптимальным средством для хранения высокоточных графических объектов (чертежи, схемы и т. д.), для которых имеет значение наличие четких и ясных контуров. С векторной графикой вы сталкиваетесь, когда работаете с системами компьютерного черчения и автоматизированного проектирования, с программами обработки трехмерной графики. Все компоненты векторного изображения описываются математически, а значит - абсолютно точно. Векторные изображения, как правило, строятся вручную, однако в некоторых случаях они могут быть также получены из растровых с помощью программ трассировки. Векторные изображения не в состоянии обеспечить близкую к оригиналу реалистичность, но достоинством векторной графики является то, что файлы, хранящие векторные графические изображения, имеют сравнительно небольшой объем. Важно также, что векторные графические изображения могут быть увеличены или уменьшены без потери качества.

Растровые графические редакторы являются наилучшим средством обработки фотографий и рисунков, поскольку растровые изображения обеспечивают высокую точность передачи градаций цветов и полутонов. Способ представления растровых изображений совершенно отличен от векторных. Растровые изображения состоят из отдельных точек, называемых растром. Такое представление изображений существует не только в цифровом виде. Растровые изображения обеспечивают максимальную реалистичность, поскольку в цифровую форму переводится каждый мельчайший фрагмент оригинала. Такие изображения сохраняются в файлах гораздо большего объёма, чем векторные, поскольку в них запоминается информация о каждом пикселе изображения. Таким образом, качество растровых изображений зависит от их размера (числа пикселей по горизонтали и вертикали) и количества цветов, которые могут принимать пиксели. Как следствие того, что они состоят из пикселей фиксированного размера, свободное масштабирование без потери качества к ним не применимо. Эта особенность, а также сама структура растровых изображений несколько затрудняет их редактирование и обработку.

Но кроме создания изображений графические редакторы позволяют хранить полученные изображения. Для этого существуют файлы, которые различны для векторных и растровых графических редакторов. Одним из наиболее распространенных типов программ для работ с графикой являются графические редакторы. Графический редактор - компьютерная программа позволяющая ее пользователю создавать и редактировать изображения на экране компьютера и сохранять их во многих популярных форматах, например JPEG, PNG, GIF, TIFF...

Adobe Photoshop - растровый графический редактор, разработанный и распространяемый фирмой Adobe Systems. Этот продукт является лидером рынка в области коммерческих средств редактирования растровых изображений, и наиболее известным продуктом фирмы Adobe. Часто эту программу называют просто Photoshop (Фотошоп). В настоящее время Photoshop доступен на платформах Mac OS X/Mac OS и Microsoft Windows. Ранние версии редактора были портированы под SGI IRIX, но официальная поддержка была прекращена начиная с третьей версии продукта. Для версии CS 2 возможен запуск под Linux с помощью альтернативы Windows API - Wine 0.9.54 и выше. Несмотря на то, что изначально программа была разработана для редактирования изображений для печати на бумаге (прежде всего, для полиграфии), в данное время она широко используется в веб-дизайне. В более ранней версии была включена специальная программа для этих целей - Adobe ImageReady, которая была исключена из версии CS3 за счёт интеграции её функций в самом Photoshop.

Photoshop тесно связан с другими программами для обработки медиафайлов, анимации и другого творчества. Совместно с такими программами, как Adobe ImageReady (программа упразднена в версии CS3), Adobe Illustrator, Adobe Premiere, Adobe After Effects и Adobe Encore DVD, он может использоваться для создания профессиональных DVD, обеспечивает средства нелинейного монтажа и создания таких спецэффектов, как фоны, текстуры и т. д. для телевидения, кинематографа и всемирной паутины. Основной формат Photoshop, PSD, может быть экспортирован и импортирован во весь ряд этих программных продуктов. Photoshop CS поддерживает создание меню для DVD. Совместно с Adobe Encore DVD, Photoshop позволяет создавать меню или кнопки DVD. Photoshop CS3 в версии Extended поддерживает также работу с трёхмерными слоями.

Характеристические особенности программы, интерфейса CorelDraw

Векторный графический редактор CorelDraw канадской фирмы CorelCorporation получил известность благодаря широким возможностям, наличию огромных библиотек готовых изображений, мощной встроенной системе обучения и подсказок. Некоторые средства CorelDraw не имеют аналогов в других векторных редакторах и делают его уникальным продуктом. Тесная интеграция CorelDraw с пакетом обработки растровой графики CorelPhotoPaint и программой верстки ColorVenturaPublisher позволяет создать законченную систему подготовки электронных и полиграфических публикаций.

CorelDraw предназначен для работы с векторной графикой и является несомненным лидером среди подобных программ. Популярность CorelDraw объясняется большим набором средств создания и редактирования графических образов, удобным интерфейсом и высоким качеством получаемых изображений. С его помощью можно создавать как простые контурные рисунки, так и эффективные иллюстрации с поражающим воображение переливом красок и ошеломляющими эффектами. CorelDraw уникален, т.к. он обладает и интуитивностью, понятностью, универсальностью, и ни с чем не сравнимой привлекательностью, делающей его доступным и востребованным для пользователей-непрофессионалов всех возрастов и профессий. С другой стороны, этот редактор очень мощный, в него включен весь набор профессиональных функций, реализованных на высоком программном уровне, что делает его основной программой, использующейся профессионалами в большинстве издательств, типографий и фирм, занимающихся допечатной подготовкой. Эта программа доступна для всех пользователей, по ней существует много русскоязычной и переводной литературы.

Основным понятием в редакторе является понятие объекта. Векторным объектом называется элемент изображения: прямая, кривая, круг, прямоугольник и т.д.При помощи комбинации нескольких объектов можно создавать группы объектов или новый сложный единый объект, выполнив операцию группировки. Независимо от внешнего вида любой векторный объект имеет ряд общих характеристик. Область внутри замкнутого объекта можно залить одним цветом, смесью цветов или узором. У замкнутого объекта не может быть различных заливок или соединительных линий различной толщины и разных цветов.

Редактор CorelDraw позволяет вставлять растровые рисунки в документ. При этом каждый растровый рисунок является отдельным объектом и его можно редактировать независимо от других объектов. Хотя CorelDraw предназначен для обработки векторной графики, он располагает мощными средствами для работы с растровыми рисунками, причем они не хуже, чем у многих редакторов растровой графики.

Данная программа также имеет средства для работы с текстом. Благодаря множеству видов форматирования фигурного и простого текста как объекта, прямо в редакторе можно создавать рисунки с текстовым сопровождением. При этом фигурный текст позволяет выполнять над ним операции, присущие векторным объектам.

CorelDraw имеет стандартный интерфейс, характерный для всех программ, работающих под управлением MSWindows. В то же время на экране присутствует ряд элементов, характерных только для графических программ.

На экране при запуске программы отображаются два окна: окно самой программы и окно документа. При работе с программой можно одновременно работать с несколькими окнами документов. В верхней части окна программы находится основное меню программы. Работают с ним так же, как и в других программах. Для альтернативного выполнения команды можно использовать комбинацию клавиш. В CorelDraw существует удобная возможность наряду со стандартными назначать собственные комбинации клавиш различным командам. Работать можно также с контекстным меню, вызываемым правой кнопкой мыши.

Интерфейс CorelDraw выполнен в традициях, ставших стандартом де-факто для приложений в операционной системе Windows. Окно программы имеет стандартные элементы: рабочее поле, строку заголовка, строку меню, строку состояния, панель инструментов, другие панели, состав которых можно определять пользователь, полосы прокрутки и прочее. Однако интерфейс CorelDraw имеет и свои особенности, отличающие его от других программ.

Во-первых, конфигурация интерфейса может быть настроена аналогично другим популярным графическим пакетом, например AdobeIllustrator или MacromediaFreeHand. То есть пользователь, привыкший к работе в среде этих редакторов, при переходе к CorelDraw может остаться в рамках уже освоенного интерфейса.

Во-вторых, начиная с восьмой версии, появился особый тип элементов управления – Dockers, или стыкуемые палитры. Такие палитры обладают свойством «приклеиваться» при перетаскивании мышью к одной из сторон рабочего поля или друг к другу с образованием вкладок. Заголовок окна палитры содержит закрывающую и сворачивающую кнопки. Удобство применения стыкуемых палитр заключается в том, что при их сворачивании (раскрытии) автоматически изменяется размер рабочего поля и пользователю нет необходимости вручную масштабировать вид изображения, что требуется в других программах. На палитрах размещены элементы управления соответствующими операциями или свойствами объекта.

Под строкой меню находятся две основные панели:

1. Стандартная панель. Одна из 12 командных панелей. Такие панели характерны для многих программ, работающих под управлением MSWindows. Размещенные на ней значки обеспечивают быстрый доступ к стандартным командам.

2. Панель свойств. Является контекстно-зависимой панелью. Это значит, что ее значки и списки динамически изменяются в зависимости от режима работы, активного инструмента и типа выделенного объекта. Таким образом обеспечивается доступ к наиболее важным командам, связанным с выбранным объектом или инструментом.

Интересными особенностями обладает панель свойств (PropertyBar). Состав ее элементов управления динамически меняется в зависимости от типа выбранного объекта. То есть при выборе текста на панели свойств появляются элементы управления свойствами текста, при выборе линии – элементы управления свойствами линии и т. д. Состав элементов управления на панели свойств для каждого типа объектов также может быть изменен пользователем по своему усмотрению.

Далее, в окаймлении линеек, которые нужны для ориентации в пространстве, и полос прокрутки, необходимых для прокрутки документа, идет рабочее пространство программы. Оно состоит из печатной страницы и монтажного стола. Монтажный стол служит для создания и размещения элементов.

В левой части нижней полосы прокрутки находятся элементы управления страницами: кнопки добавления страниц, прокрутки страниц, счетчик страниц и ярлычки страниц. Все это называется Навигатор документа.

В самом низу окна программы находится строка состояния, или статус-строка. В полях строки состояния выводится различная справочная информация: положение указателя мыши, список клавиатурных сокращений, сведения о текущем объекте. В правой части строки состояния отображается информация о текущей заливке и текущем контуре.

В левой части экрана находится элемент, который можно назвать основным элементом интерфейса, без которого работа в программе вряд ли возможна – это панель инструментов. Она содержит 60 инструментов для создания, форматирования, редактирования объектов и управления рабочей средой.

В правой части экрана находится цветовая панель, которая применяется для заливки объектов цветом и изменения цветовых составляющих обводки.

В любой программе существуют вспомогательные элементы интерфейса. Для программ векторной графики характерно наличие трех видов вспомогательных элементов:

1. Линейки. По ним происходит ориентация в пространстве.

2. Направляющие. Это вспомогательные линии, которые можно размещать на экране для удобства выравнивания и размещения основных элементов изображения.

3. Сетка. Представляет собой пересекающиеся горизонтальные и вертикальные вспомогательные линии, размещенные с фиксированным шагом. Сетку удобно использовать тогда, когда объектом работы является какая-либо схема, таблица, карта или чертеж.

Также на экране могут располагаться и некоторые другие элементы.

В отличие от AdobeIllustrator, программа CorelDraw умеет работать с многостраничными документами, то есть каждая страница является отдельным объектом. Заметным преимуществом редактора CorelDraw является поддержка русского языка (в том числе проверка орфографии) в текстовых объектах. К сожалению, официальной локализации интерфейса программы для России не существует.

В8. Электронные таблицы Excel. Назначение, возможности.

Табличные процессоры предназначены для ввода, хранения, обсчета и выдачи больших объемов данных в форме, удобной для анализа и восприятия. Все данные хранятся и обрабатываются в виде отдельных или связанных таблиц. Одна или несколько таблиц составляют «рабочую книгу», в этом случае таблицы называются рабочими листами этой книги. Листы можно удалять, добавлять или перемещать из одной рабочей книги в другую. На диске вся книга сохраняется в виде отдельного файла.

Электронная таблица — это компьютерный эквивалент обычной таблицы, состоящей из строк и граф, на пересечении которых располагаются клетки, в которых содержится числовая информация, формулы или текст.

Значение в числовой клетке таблицы может быть либо записано, либо рассчитано по соответствующей формуле; в формуле могут присутствовать обращения к другим клеткам.

Каждый раз при изменении значения в клетке таблицы в результате записи в нее нового значения с клавиатуры пересчитываются также значения во всех тех клетках, в которых стоят величины, зависящие от данной клетки.

Табличные процессоры представляют собой удобное средство для проведения бухгалтерских и статистических расчетов. В каждом пакете имеются сотни встроенных математических функций и алгоритмов статистической обработки данных. Кроме того, имеются мощные средства для связи таблиц между собой, создания и редактирования электронных баз данных.

Табличные процессоры имеют встроенную справочную систему, предоставляющую пользователю информацию по конкретным командам меню и другие справочные данные. Многомерные таблицы позволяют быстро делать выборки в базе данных по любому критерию.

Самые популярные табличные процессоры — Microsoft Excel (Эксель) и Lotus 1-2-3.

Табличный процессор MSEXCELотносится к классу прикладных программ. С 1994 года это самый популярный табличный процессор в мире.

Назначение программы – автоматизация расчетов, построение деловой графики, создание табличных документов, ведение баз данных.

Табличный процессор MS EXCEL – программа, которая применяется экономистами, финансистами, статистиками в их профессиональной деятельности.

Возможности программы

• Ввод и редактирование данных.

• Форматирование ячеек, строк и столбцов таблицы

• Ввод формул (автоматизация расчетов)

• Применение широкого спектра разнообразных функций

• Построение, редактирование и печать диаграмм.

• Предварительный просмотр и печать таблицы

• Создание и ведение баз данных

Программа Excel также обладает разнообразными возможностями, в том числе:

• позволяет обрабатывать числовую информацию, представленную в виде таблицы;

• позволяет проводить численные эксперименты с математическими моделями;

• созданную в ней таблицу можно использовать как простую базу данных;

• позволяет создавать сложные и красиво оформленные документы (рекламные буклеты, планы, графики работ, диаграммы).

Документ в электронной таблице Excel называется рабочей книгой. В каждом документе может размещаться от 1 до 255 таблиц – рабочих листов. Документ Excel сохраняется в файле с произвольным именем и расширением . xls.

Статистический анализ данных

В состав Microsoft Excel входит набор средств анализа данных (называемый пакет анализа), предназначенный для решения сложных статистических и инженерных задач. Для проведения анализа данных с помощью этих инструментов следует указать входные данные и выбрать параметры; анализ будет проведен с помощью подходящей статистической или инженерной макрофункции, а результат будет помещен в выходной диапазон. Другие инструменты позволяют представить результаты анализа в графическом виде.

Чтобы вывести список доступных инструментов анализа, нужно выбрать команду Анализ данных в меню Сервис.

Генерация случайных чисел. В Excel имеется встроенная функция СЛЧИСЛ для генерации равномерно распределённых случайных чисел в интервале [0,1].

Среднее значение. Функция СРЗНАЧ вычисляет выборочное (или генеральное) среднее, т.е. среднее арифметическое значение признака выборочной (или генеральной) совокупности. Аргументом функции СРЗНАЧ является набор чисел, как правило, задаваемый в виде интервала ячеек.

Объём совокупности выборочной или генеральной – это число элементов совокупности. Функция СЧЕТ определяет количество ячеек в заданном диапазоне, которые содержат числовые данные. Пустые ячейки или ячейки, содержащие текст, функция СЧЕТ пропускает. Аргументом функции СЧЕТ является интервал ячеек.

Мода и медиана. Мода – это значение признака, которое чаще других встречается в совокупности данных. Она вычисляется функцией МОДА (или MODE). Её аргументом является интервал ячеек с данными.

Медиана – это значение признака, которое разделяет совокупность на две равные по числу элементов части. Она вычисляется функцией МЕДИАНА (или MEDIAN). Ее аргументом является интервал ячеек.

Для нахождения наибольшего значения x max имеется функция МАКС (или MAX), а для наименьшего x min – функция МИН (или MIN). Их аргументом является интервал ячеек.

Отклонение случайного распределения от нормального. Для оценки отклонения распределения данных эксперимента от нормального распределения используются такие характеристики, как асимметрия А и эксцесс Е. Для нормального распределения А = 0 и Е = 0.

Асимметрия вычисляется функцией СКОС. Её аргументом является интервал ячеек с данными. Эксцесс вычисляется функцией ЭКСЦЕСС, аргументом которой являются числовые данные, заданные, как правило, в виде интервала ячеек.

В.9.Сервисные инструментальные средства: файловые менеджеры, архиваторы.

Совокупность программ компьютера называется программным обеспечением (ПО).

В зависимости от назначения (функциональных возможностей) программное обеспечение подразделяется на системное, прикладное и системы программирования (инструментальные средства).

Работоспособность компьютера обеспечивают программы, составляющие системное программное обеспечение.

Системное программное обеспечение (СПО) — это совокупность программных средств, предназначенных для поддержания функционирования компьютера и управления устройствами вычислительной системы. К основным элементам СПО относятся операционные системы, диалоговые (файловые) оболочки, драйверы и утилиты (сервисные программы).

Операцио́нная систе́ма, сокр. ОС (англ. operating system, OS) — комплекс управляющих и обрабатывающих программ, которые, с одной стороны, выступают как интерфейс между устройствами вычислительной системы и прикладными программами, а с другой стороны — предназначены для управления устройствами, управления вычислительными процессами, эффективного распределения вычислительных ресурсов между вычислительными процессами и организации надёжных вычислений. Это определение применимо к большинству современных операционных систем общего назначения.

Диалоговые (файловые) оболочки (файловые менеджеры)

На заре создания персональных компьютеров управление ими осуществлялось путем ручного набора команд с клавиатуры, для чего было необходимо помнить не только форматы (правила написания) команд, но и местонахождение тех объектов, с которыми предстояло работать. Для облегчения работы пользователя были разработаны диалоговые оболочки — комплексы программ, создающих для пользователя удобный интерфейс, упрощающих реализацию диалога между пользователем и компьютером, делающих наглядным и простым выполнение базовых операций над объектами операционной системы (файлами и каталогами). По внешнему виду диалоговые оболочки подразделяются на текстовые (например, NortonCommander) и графические (Windows 3.1).

Одними из известных на данный момент оболочек являются WindowsCommander и TotalCommander — аналог известной программы 90-х гг. NortonCommander.

Утилиты (сервисные программы) — программы вспомогательного назначения, обеспечивающих дополнительный сервис (форматирование дискет, восстановление ошибочно удаленных файлов, дефрагментация файлов на диске и т. п.). Условно все программы этой группы подразделяются на архиваторы, антивирусные программы и программы обслуживания дисков.

Архиваторы - это программы, позволяющие создавать, за счет специальных методов сжатия, копии файлов меньшего размера и объединять копии нескольких файлов в один архивный файл, а также распаковывать архивы (извлекать файлы из архива).

Самый простой алгоритм сжатия данных основан на замене повторяющихся битов (в тексте может иметься последовательность одинаковых символов, в графическом файле – закрашенная одним цветом область и т.д.).

Наиболее популярные форматы архивов: ZIP - один из самых популярных и распространенных архивных форматов, основанный на алгоритмах сжатия. Он отличается приемлемой степенью сжатия информации и достаточно высоким быстродействием. RAR - позволяет получить размер сжатого файла гораздо меньший, чем ZIP, ценой этому является более продолжительный процесс обработки архива. В целом формат RAR значительно лучше других оптимизирован для решения сложных задач с использованием большого количества файлов и гигабайтных дисковых пространств. CAB - применяется в продуктах Microsoft как стандартный для упаковки файлов, причем его алгоритм, нигде не опубликованный, представляет собой достаточно совершенный продукт, имеющий высокий коэффициент сжатия. GZIP, TAR - получили наибольшее распространение в системах на базе Unix и ее самой популярной разновидности Linux. ACE- достаточно новый формат с высокой степенью сжатия, завоевывающий все большую популярность.

Антивирусные программы предназначены для предотвращения заражения компьютера компьютерными вирусами и ликвидации последствий заражения, если оно произошло.

Программы обслуживания дисков отвечают за системную обработку дисковой информации.

В.10.Электронные словари и переводчики, программы распознавания текста.

Electronic dictionary (электронный переводной словарь) - переводной словарь на электронном носителе информации.

Функции переводных словарей

1.информативная-позволяет получить содержащуюся в словаре информацию

2.коммуникативная-предоставляет необходимые слова родного или чужого языка

3.нормативная-фиксирует значения и употребления слов способствуя унификации языка как средства общения

4.творческая-позволяют реализоваться лексикографическому таланту

5.развлекательная- см. ABBYY Lingvo X3 ME

Типы электронных переводных словарей

Словарь - электронный документ, воспроизводящий страницы традиционного бумажного словаря. Его функции ограничены, играет вспомогательную роль и неудобен в обращении.(Glossary Translation)

Словарь-программа, размещенный на компьютере пользователя. Как правило, электронные словари такого типа - это удобная и легко настраиваемая программная оболочка, работающая со словарными базами данных, имеющая настройки пользовательского интерфейса и позволяющая интеграцию с другими Windows-приложениями: MS Word и т.д.(Lingvo, TranslateIt!)

Сетевой словарь (программа перевода которого размещены на удаленных серверах) не требует наличия соответствующего программного обеспечения на персональном компьютере, но предполагают возможность работы в Интернете. ( Online Dictionary)

Словарь-форма на сайте, которая обращается к серверу. Каждый пользователь Интернета, имеющий свой собственный сайт, может разместить на нем On-line словарь и переводчик на Ваш сайт. Достаточно разместить на своем сайте формы On-line словаря и переводчика. С их помощью посетители сайта смогут переводить слова и целые предложения с русского на английский и обратно. (Lingvo Online)

Словарь-программа в мобильных устройствах (коммуникаторах, смартфонах). Имеют удобный интерфейс, быстрый перевод нужного слова, большое количество словарных статей при малом потреблении памяти, возможность установки нескольких словарей, возможность получать перевод слов, не выходя из других программ. ( Mobile Dictionary)

Словарь-устройство, в котором жестко прописывается программа, осуществляющая словарный перевод и дополнительные функции. Устройства оборудованы сенсорным экраном и могут управляться как с клавиатуры, так и специальным пером. У некоторых моделей имеется электронная записная книжка, которая позволяет вести записи на английском и русском языках и защищает паролем доступ к данным. Встроенный цифровой диктофон позволяет делать записи, предусмотрен обмен

Системы компьютерного перевода. Процесс глобализации мира приводит к необходимости частого обмена документами между людьми и организациями, находящимися в разных странах мира и говорящими на различных языках.

В этих условиях использование традиционной технологии перевода "вручную" тормозит развитие межнациональных контактов. Перевод многостраничной документации вручную требует длительного времени и высокой оплаты труда переводчиков. Перевод полученного по электронной почте письма или просматриваемой в браузере Web-страницы необходимо осуществлять срочно, и нет времени пригласить переводчика.

Системы компьютерного перевода позволяют решить эти проблемы. Они, с одной стороны, способны переводить многостраничные документы с высокой скоростью (одна страница в секунду), с другой стороны, переводить Web-страницы "на лету", в режиме реального времени.

Системы компьютерного перевода осуществляют перевод текстов, основываясь на формальном "знании": синтаксиса языка (правил построения предложений), правил словообразования и использовании словарей. Программа-переводчик сначала анализирует текст на одном языке, а затем конструирует этот текст на другом языке.

Современные системы компьютерного перевода позволяют достаточно качественно переводить техническую документацию, деловую переписку и другие специализированные тексты. Однако они не применимы для перевода художественных произведений, так как не способны адекватно переводить метафоры, аллегории и другие элементы художественного творчества человека.

Системы оптического распознавания символов. Системы оптического распознавания символов используются при создании электронных библиотек и архивов путем перевода книг и документов в цифровой компьютерный формат.

Сначала с помощью сканера необходимо получить изображение страницы текста в графическом формате. Далее для получения документа в текстовом формате необходимо провести распознавание текста, т. е. преобразовать элементы графического изображения в последовательность текстовых символов.

Системы оптического распознавания символов сначала определяют структуру размещения текста на странице и разбивают его на отдельные области: колонки, таблицы, изображения и т. д. Далее выделенные текстовые фрагменты графического изображения страницы разделяются на изображения отдельных символов.

Для отсканированных документов типографского качества (достаточно крупный шрифт, отсутствие плохо напечатанных символов или исправлений) распознавание символов проводится путем их сравнения с растровыми шаблонами.

Растровое изображение каждого символа последовательно накладывается на растровые шаблоны символов, хранящиеся в памяти системы оптического распознавания. Результатом распознавания является символ, шаблон которого в наибольшей степени совпадает с изображением

При распознавании документов с низким качеством печати (машинописный текст, факс и т. д.) используется векторный метод распознавания символов. В распознаваемом изображении символа выделяются геометрические примитивы (отрезки, окружности и др.) и сравниваются с векторными шаблонами символов. В результате выбирается тот символ, для которого совокупность всех геометрических примитивов и их расположение больше всего соответствует распознаваемому символу.

Системы оптического распознавания символов являются "самообучающимися" (для каждого конкретного документа они создают соответствующий набор шаблонов символов), и поэтому скорость и качество распознавания многостраничного документа постепенно возрастают.

С появлением первого карманного компьютера Newton фирмы Apple в 1990 году начали создаваться системы распознавания рукописного текста. Такие системы преобразуют текст, написанный на экране карманного компьютера специальной ручкой, в текстовый компьютерный документ.

В 11. Системы математических вычислений MathCad, MathLab. Назначение, возможности, примеры применения.

Системы математических вычислений - программы (или математические системы), которые можно использовать для различных вычислений и вычерчивания графиков (Mathematica, Derive, Statistica, MathCAD, MathLAB и др.). В этих системах процесс вычислений сильно автоматизирован, что позволяет экономить время и больше внимания уделять физическому смыслу получаемого результата. Выбор системы зависит от характера решаемых задач, от вкуса, от практики.

Система MathCAD -разработка фирмы MathSoft. Примерно каждый год появляется новая версия этой системы. В настоящий момент известна версия Mathcad 12.

Назначение системы:MathCAD - это интегрированная система программирования, ориентированная на проведение математических и инженерно-технических расчетов. MathCAD содержит текстовый редактор, вычислитель, символьный процессор и графический процессор.

Фактически документы MathCadпредставляют собой программу, написанную на визуально-ориентированном языке программирования Язык программирования MathCad ориентирован на математические вычисления и потому практически не отличается от обычного языка математических статей, отчетов и книг.

Входной язык MathCad относится к интерпретируемому типу. Это значит, что, когда система опознает какой-либо объект, она немедленно исполняет указанные в блоке операции.

Визуально-ориентированный язык общения системы MathCad надо отличать от языка реализации системы, т.е. обычного языка программирования высокого уровня, на котором написана система. Языком реализации системы MathCad является один из самых мощных языков высокого уровня – С++.

По существу входной язык системы – промежуточное звено между скрытым от пользователя языком документа и языком реализации системы. По мере того как пользователь создает (средствами текстового, формульного, символьного и графического редакторов) в окне редактирования объекты (тексты, формулы, таблицы и графики), система сама составляет программу на некотором промежуточном языке связи. Эта программа хранится в оперативной памяти до тех пор, пока не будет записана на диск в виде файла с расширением .mcd. Однако от пользователя не требуется знание языков программирования (реализации и связи), достаточно освоить приближенный к естественному математическому языку входной язык системы.

К основным объектам входного языка системы MathCAD можно отнести: алфавит, константы, переменные, операторы, функции.

МАТЛАБ (MATLAB) – система компьютерной математики, которая в настоящее время широко применяется исследователями для решения прикладных и теоретических задач на ЭВМ. Название МАТЛАБ происходит от словосочетания “матричная лаборатория" (matrixlaboratory), что первоначально соответствовало основному назначению системы – матричным вычислениям. Впоследствии, с развитием системы, в неё были добавлены функции и вычислительные алгоритмы из многих других областей математики. Но основной подход к элементарным операциям, когда число рассматривается как частный случай матрицы, сохранился. В настоящее время МАТЛАБ представляет собой развитую систему, включающую в себя в качестве составных частей инструменты для решения задач из разных областей математики, таких как линейная алгебра, численные методы, динамические системы и т. д.

Пользователю предлагается несколько вариантов использования системы. Основным режимом является режим командной строки, при котором команды, набираемые пользователем на клавиатуре в ответ на приглашение системы, выполняются в диалоговом режиме с немедленной выдачей результата. В этом режиме легко получить решение таких задач, как вычисление определителей, обращение и перемножение матриц, решение систем линейных алгебраических уравнений и др. Для выполнения этих и других операций необходимо вызвать соответствующую функцию системы, передав ей входные параметры и, возможно, сохранить результат для последующего использования.

Ядро МАТЛАБ содержит более тысячи функций. Помимо них доступно большое количество внешних функций, описанных в расширениях системы. В добавление к ним пользователь может создавать свои собственные функции, используя для этого специально предусмотренный язык программирования. Таким образом, МАТЛАБ является расширяемой системой, и это одно из важных её достоинств.

Помимо режима командной строки, являющегося основным режимом работы, некоторые расширения МАТЛАБ предлагают собственные диалоговые средства. Примером такого расширения является PDETool – графический интерфейс, предназначенный для решения дифференциальных уравнений в частных производных. Помимо функций, доступных из командной строки, он также предоставляет пользователю графическую среду, работающую в отдельном окне.

Выше упоминалось о том, что в МАТЛАБ имеется язык программирования. С его помощью можно создавать и реализовывать собственные алгоритмы, используя все доступные функции системы и все основные приёмы программирования, имеющиеся в других языках, такие как подпрограммы, циклы, ветвления, рекурсии и другие. Запись алгоритма на языке программирования МАТЛАБ сохраняется в файле в текстовом формате, либо в специальном внутреннем представлении.

Современные версии МАТЛАБ имеют развитые средства интеграции с другими языками программирования. Непосредственно из МАТЛАБ-программы можно создавать и использовать объекты Java; для написания S-функций (системных функций МАТЛАБ-Simulink) можно использовать языки высокого уровня C, C++, Ada, Fortran; кроме того функции системы МАТЛАБ можно экспортировать в dll и вызывать из других программ. Также можно использовать вычислительные возможности системы, передавая запросы удалённому компьютеру по сети.

На сегодняшний день система МАТЛАБ считается одной из наиболее мощных и развитых систем компьютерной математики.

В12.Системы подготовки презентаций. Назначение, возможности. Работа в MS PowerPoint (или другой системе подготовки презентаций).

Существует несколько программ подготовки презентаций. Хотя сами программы могут называться иначе, но по своей сути это программы подготовки презентаций.

(Материалы для показа можно теоретически готовить в любой программе. Вопрос лишь в законности и удобстве их использования.) Среди этой группы программ можно указать следующие:

1. MicrosoftPowerPoint;

2. OpenOffice.orgDraw (OpenOffice)-упрощенный бесплатный аналог MicrosoftPowerPoint;

3. ACTIVstudio -программа создания презентаций и электронных учебников для

интерактивных досок;

4. Mimioстудия (США компания VirtualInk) - программа создания презентаций для

упрощенных аналогов интерактивных досок;

5. AdobeAcrobatPro, принтеры PDF –программы создания файлов .PDF.

6. AdobeFlash (ранее MacromediaFlash), или просто Flash — мультимедийная платформа компании Adobe для создания веб-приложений или мультимедийных презентаций. Широко используется для создания рекламных баннеров, анимации, игр, а также воспроизведения на веб-страницах видео- и аудиозаписей. Стандартным расширением для скомпилированных flash-файлов (анимации, игр и интерактивных приложений) является .SWF.

Программа Power Point является одним из наиболее популярных пакетов подготовки презентаций и слайдов-фильмов. Она предоставляет пользователю мощные функции работы с текстом, включая обрисовку контура текста, средства для рисования с использованием богатейшей цветовой гаммы, средства построения диаграмм, широкий набор стандартных рисунков, возможность использования фотографий. Демонстрация презентации может сопровождаться звуком и мультипликационными спецэффектами. Презентацию с помощью Power Point можно представлять в электронном виде, распространять через глобальную компьютерную сеть Интернет. При помощи Power Point можно разрабатывать основные страницы для World Wide Web (WWW). Для ускорения создания презентаций в пакете имеются профессионально разработанные шаблоны презентаций и шаблоны дизайна, позволяющие использовать стандартные темы и готовые стили для оформления презентаций. С помощью программы Power Point можно подготовить выступление с использованием слайдов, которые потом можно:

1. Распечатать: на бумаге; на специальных пленках; на 35мм слайдах.

2. Просмотреть на широком экране с помощью цветной ЖК-панели, непосредственно подключаемой к экрану компьютера.

Презентация – это набор слайдов и спецэффектов (слайд-фильм), раздаточные материалы, а также конспект и план доклада, хранящиеся в одном файле PowerPoint. Слайды – это отдельные страницы презентации. Слайды могут включать в себя заголовок, текст, графику, диаграммы, таблицы, рисунки, рисованные объекты, фотографии, изображения из других приложений и многое другое. При запуске Power Point открывается окно диалога, которое дает возможность создать презентацию, используя разные методы.

1 способ – Мастер автосодержания предоставляет возможность быстрого создания презентации по выбранной теме, запрашивая у пользователя соответствующую информацию. Открывается программа Мастера. В данной программе 6 окон, в каждом из которых пользователь может задавать основные характеристики своей презентации. Переход от окна к окну осуществляется с помощью кнопок «НАЗАД» и «ДАЛЕЕ».

2 способ – Шаблон презентации предоставляет образцы различных типов презентаций с готовой структурой, оформлением и содержанием. Пользователь выбирает стандартные типы презентаций и приспосабливает их в соответствии со своими интересами. Шаблоны дизайна помогают выдержать во всем наборе слайдов последовательное оформление и цветовую палитру.

3 способ – Пустая презентация дает возможность пользователю максимально проявить творческую фантазию и личные способности, не прибегая к подсказкам Мастера автосодержания или использованию Шаблона презентаций. Также в этом диалоговом окне имеется возможность открыть презентацию, созданную и сохраненную ранее, чтобы отредактировать ее, добавить новые слайды.

В13. Компьютерная сеть. Семиуровневая модель структуры протоколов связи.

Компьютерная (вычислительная) сеть – совокупность компьютеров и терминалов, соединенных с помощью каналов связи в единую систему, удовлетворяющую требованиям распределенной обработки данных. Распределенная обработка данных – обработка данных, выполняемая на независимых, но связанных между собой компьютерах, представляющих распределенную систему.

Компьютерные сети бывают глобальными, региональными (расстояние десятки-сотни км) и локальными.

В открытой модели взаимодействия участвую ПК с любой ОС и платформой. Используется международный стандарт сетевого взаимодействия OSI (Open system interconnected), принятый ISO. В сети взаимодействую программы (приложения). Выделяют 7 уровней OSI:

1 уровень: физический (аппаратура): сетевая карта взаимодействует со средой передачи (кабель).

2 уровень: канальный: протокол Ethernet, arp

3 уровень: сетевой: решается вопрос адресации (куда направить данные) вопрос маршрутизации, фрагментации данных (если больше 1500 байт). Протокол IP

4 уровень: транспортный: организация передачи данных и проверка, пришли ли они неискаженными и дошли ли они вообще. Протокол TCP, UDP.

5 уровень: сеансовый: организует связь при передачи данных. Протокол TCP.

6 уровень: представления данных: информация нормально воспринимается с разных платформ. Протокол http, Telnet, ftp, SMTP, POP3, DNS.

7 уровень: прикладной (приложений). Протокол http, Telnet, ftp, SMTP, POP3, DNS.

Основным, с точки зрения пользователя, является прикладной уровень. Этот уровень обеспечивает выполнение прикладных процессов пользователей. Наряду с прикладными протоколами, он определяет протоколы передачи файлов, виртуального терминала, электронной почты.

Следующий (шестой) уровень называется представительным (уровень представления данных). Он определяет единый для всех систем синтаксис передаваемой информации. Необходимость данного уровня обусловлена различной формой представления информации в сети передачи данных и компьютерах. Этот уровень играет важную роль в обеспечении “открытости” систем, позволяя им общаться между собой независимо от их внутреннего языка.

Пятый уровень называют сеансовым, так как основным его назначением является организация сеансов связи между прикладными процессами различных рабочих станций. На этом уровне создаются порты для приема и передачи сообщений и организуются соединения — логические каналы между процессами. Необходимость протоколов этого уровня определяется относительной сложностью сети передачи данных и стремлением обеспечить достаточно высокую надежность передачи информации.

Четвертый, транспортный уровень (уровень сквозной передачи) служит для передачи данных между двумя взаимодействующими открытыми системами и организации процедуры сопряжения абонентов сети с системой передачи данных. На этом уровне определяется взаимодействие рабочих станций — источника и адресата данных, организуется и поддерживается логический канал (транспортное соединение) между абонентами.

Третий, сетевой уровень, предназначен для маршрутизации информации и управления сетью передачи данных. В отличие от предыдущих, этот уровень в большей степени ориентирован на сеть передачи данных. Здесь решаются вопросы управления сетью передачи данных, в том числе маршрутизация и управление информационными потоками.

Канальный уровень обеспечивает функциональные и процедурные средства для установления, поддержания и расторжения соединений на уровне каналов передачи данных. Процедуры канального уровня обеспечивают обнаружение и, возможно, исправление ошибок, возникающих на физическом уровне.

Физический уровень обеспечивает механические, электрические, функциональные и процедурные средства организации физических соединений при передаче бит данных между физическими объектами.

В14. Организационная структура Internet. Протоколы Internet (TCP и UDP). Основные сервисы Internet (DNS, FTP, HTTP, SNMP, POP3, SNTP).

Организационную основу Интернета составляет система адресации. Каждый узел Интернета имеет свой постоянный адрес, отличающий его от всех других. Как правило, в Интернете используются три способа адресации.

Символьные адреса или доменные имена

Эти адреса предназначены для запоминания людьми и поэтому обычно несут смысловую нагрузку. Символьные адреса легко использовать как в небольших, так и крупных сетях. Для работы в больших сетях символьное имя может иметь сложную иерархическую структуру. (Например, http://www.ed.gov.ru/edusupp/metodobesp/. Этот адрес указывает на то, что компьютер с именем edusupp является хранилищем архива документов Федерального агентства по образованию (папка с именем metodobesp). Он включен в сеть Министерства образования и науки РФ, серверу которого присвоено имя ed.gov., и этот сервер зарегистрирован в русскоязычной части Интернета - ru.)

Числовые составные адреса (IP-адреса)

Символьные имена удобны для людей, но из-за переменного формата и потенциально большой длины их передача по сети не очень экономична. Поэтому во многих случаях для работы в больших сетях в качестве адресов узлов используют числовые составные адреса. Эти адреса имеют фиксированный и компактный формат. В них поддерживается двухуровневая иерархия, адрес делится на старшую часть - номер сети и младшую - номер узла. Такое деление позволяет передавать сообщения между сетями только на основании номера сети, а номер узла используется только после доставки сообщения в нужную сеть; точно так же, как название улицы используется почтальоном только после того, как письмо доставлено в нужный город. IP-адрес представляет собой последовательность из четырех чисел, разделенных точками. Для записи каждого из них используется один байт - 8-ми разрядное двоичное число. Иногда для его обозначения используется термин «октет». Таким образом, каждый октет может принимать значение от 0 до 255.

URL - это адрес любого ресурса в Интернете вместе с указанием того, с помощью какого протокола следует к нему обращаться. В общем случае запись такого адреса имеет вид:

<протокол>://<логин>:<пароль>@<хост>:<порт>/<URL-путь>

Элементы этой записи имеют следующее значение:

протокол - набор правил, позволяющий осуществлять соединение и обмен данными между двумя включёнными в сеть компьютерами;

логин - имя пользователя, используемое для доступа к ресурсу

пароль – набор символов, идентифицирующий пользователя, при проверке его права доступа к данному ресурсу;

хост - IP-адрес хоста в форме четырёх десятичных чисел (в диапазоне от 0 до 255), разделённых точками или его полностью прописанное доменное имя хоста в системе DNS;

порт - порт хоста для подключения;

URL-путь - уточняющая информация о месте нахождения ресурса

На транспортном уровне модели OSI выделяют 2 интернет протокола:

Интернет протокол TCP

Интернет протокол UDP

Интернет протокол TCP (Transmition Control Protocol)обеспечивает гарантированную передачу данных до узла назначения. А второй протокол UDP (User Datagram Protocol) соответственно не гарантирует доставку дейтаграммы до узла назначения. Термином дейтаграмма на транспортном уровне называется блок данных.

(Протокол (protocol) - набор правил, соглашений, сигналов, сообщений и процедур, регламентирующий взаимодействие между устройствами (в частности, форматы и процедуры обмена данными между ними). Различают протоколы нижнего и верхнего уровней, а также стеки протоколов. Протоколы могут быть реализованы и поддерживаться аппаратно, программно или программно-аппаратно.)

TCP (Transmission Control Protocol, протокол управления передачей) - протокол транспортного уровня из набора TCP/IP. Гарантирует доставку передаваемых пакетов данных в нужной последовательности. Протокол TCP опирается на установление логического соединения между клиентом и сервером и включает в себя механизм контроля перегрузки сети, обеспечивая автоматическое снижение скорости обмена данными.

Протокол UDP

Ну тут даже не надо перечислять функции, так как она всего-навсего одна: протокол UDP обеспечивает дейтаграммную передачу данных, без заранее установленного логического соединения. Что, соответственно, говорит нам о ненадежной передаче данных. Так же порядок доставки пакетов происходит хаотичным образом, т.к. дейтаграммная передача. И, наконец, отсутствует сигнал от конечного узла, сообщающий нам, что наш пакет успешно прибыл в пункт назначения.

Дейтаграмма - это пакет, передаваемый через сеть независимо от других пакетов без установления логического соединения и подтверждения приема. Дейтаграмма - совершенно самостоятельный пакет, поскольку сама содержит всю необходимую для ее передачи информацию. Ее передача происходит безо всякого предварения и подготовки. Дейтаграммы, сами по себе, не содержат средств обнаружения и исправления ошибок передачи, поэтому при передаче данных с их помощью следует принимать меры по обеспечению надежности пересылки информации. Методы организации надежности могут быть самыми разными, обычно же используется метод подтверждения приема посылкой эхо-отклика при получении каждого пакета с дейтаграммой.

Наиболее распространённые в Интернете протоколы:

Прикладной - BGP, DNS, FTP, HTTP, HTTPS, IMAP, LDAP, POP3, SNMP, SMTP, SSH, Telnet, XMPP (Jabber)

Сеансовый/Представления - SSL, TLS

Транспортный - TCP, UDP

Сетевой - EIGRP, ICMP, IGMP, IP, IS-IS, OSPF, RIP

Канальный - Arcnet, ATM, Ethernet, Frame relay, HDLC, PPP, L2TP, SLIP, Token ring

DNS (англ. Domain Name System — система доменных имён) — компьютерная распределённая система для получения информации о доменах. Чаще всего используется для получения IP-адреса по имени хоста (компьютера или устройства), получения информации о маршрутизации почты, обслуживающих узлах для протоколов в домене (SRV-запись).

FTP (англ. File Transfer Protocol — протокол передачи файлов) — стандартный протокол, предназначенный для передачи файлов по TCP-сетям (например, Интернет). FTP часто используется для загрузки сетевых страниц и других документов с частного устройства разработки на открытые сервера хостинга.

Протокол построен на архитектуре "клиент-сервер" и использует разные сетевые соединения для передачи команд и данных между клиентом и сервером. Пользователи FTP могут пройти аутентификацию, передавая логин и пароль открытым текстом, или же, если это разрешено на сервере, они могут подключиться анонимно. Можно использовать протокол SSH для безопасной передачи, скрывающей (шифрующей) логин и пароль, а также шифрующей содержимое.

HTTP (англ. HyperText Transfer Prоtocоl — «протокол передачи гипертекста») — протокол прикладного уровня передачи данных (изначально — в виде гипертекстовых документов). Основой HTTP является технология «клиент-сервер», то есть предполагается существование потребителей (клиентов), которые инициируют соединение и посылают запрос, и поставщиков (серверов), которые ожидают соединения для получения запроса, производят необходимые действия и возвращают обратно сообщение с результатом.

HTTP — протокол прикладного уровня, аналогичными ему являются FTP и SMTP. Обмен сообщениями идёт по обыкновенной схеме «запрос-ответ». Для идентификации ресурсов HTTP использует глобальные URI. В отличие от многих других протоколов, HTTP не сохраняет своего состояния. Это означает отсутствие сохранения промежуточного состояния между парами «запрос-ответ». Компоненты, использующие HTTP, могут самостоятельно осуществлять сохранение информации о состоянии, связанной с последними запросами и ответами (например, «куки» на стороне клиента, «сессии» на стороне сервера). Браузер, посылающий запросы, может отслеживать задержки ответов. Сервер может хранить IP-адреса и заголовки запросов последних клиентов. Однако сам протокол не осведомлён о предыдущих запросах и ответах, в нём не предусмотрена внутренняя поддержка состояния, к нему не предъявляются такие требования.

SMTP (англ. Simple Mail Transfer Protocol — простой протокол передачи почты) — это широко используемый сетевой протокол, предназначенный для передачи электронной почты в сетях TCP/IP.

SMTP впервые был описан в RFC 821 (1982 год); последнее обновление в RFC 5321 (2008) включает масштабируемое расширение — ESMTP (англ. Extended SMTP). В настоящее время под «протоколом SMTP», как правило, подразумевают и его расширения. Протокол SMTP предназначен для передачи исходящей почты с использованием порта TCP 25.

POP3 (англ. Post Office Protocol Version 3 — протокол почтового отделения, версия 3) — стандартный Интернет-протокол прикладного уровня, используемый клиентами электронной почты для извлечения электронного сообщения с удаленного сервера по TCP/IP-соединению.

SNMP (англ. Simple Network Management Protocol — простой протокол сетевого управления) — стандартный интернет-протокол для управления устройствами в IP-сетях на основе архитектур UDP/TCP. К поддерживающим SNMP устройствам относятся маршрутизаторы, коммутаторы, серверы, рабочие станции, принтеры, модемные стойки и другие. Протокол обычно используется в системах сетевого управления для контроля подключенных к сети устройств на предмет условий, которые требуют внимания администратора. SNMP определен Инженерным советом интернета (IETF) как компонент TCP/IP. Он состоит из набора стандартов для сетевого управления, включая протокол прикладного уровня, схему баз данных и набор объектов данных.

SNMP предоставляет данные для управления в виде переменных, описывающих конфигурацию управляемой системы. Эти переменные могут быть запрошены (а иногда и заданы) управляющими приложениями.

В15. Скриптовые языки программирования (Java, Perl, HTML, XML). Инструментальные средства создания web-серверов и web-сайтов (PHP, ASP NET, Delphi). Основы web-дизайна.

Сцена́рный язы́к или скри́птовый язы́к (англ. scripting language, в русской литературе принято название язык сценариев) — высокоуровневый язык программирования для написания сценариев — кратких описаний выполняемых системой действий. Разница между программами и сценариями довольно размыта. Сценарий — это программа, имеющая дело с готовыми программными компонентами.

Согласно Джону Устерхауту, автору языка Tcl, высокоуровневые языки можно разделить на языки системного программирования (англ. system programming languages) и сценарные языки(англ. scripting languages). Последние он также назвал склеивающими языками(англ. glue languages) или языками системной интеграции(англ. system integration languages). Сценарии обычно интерпретируются, а не компилируются, хотя сценарные языки программирования один за другим обзаводятся JIT-компиляторами.

В более узком смысле под скриптовым языком может пониматься специализированный язык для расширения возможностей командной оболочки или текстового редактора и средств администрирования операционных систем.

JavaScript

JavaScript - это язык программирования от компании Netscape, который является реализацией стандарта ECMAScript.

В большинстве случаев при упоминании JavaScript подразумевается так называемый клиентский JavaScript, интерпретатор которого встроен в Web-браузеры. Однако JavaScript изначально был разработан как универсальный язык программирования для встраивания в любое приложение и обеспечения возможности написания в нем сценариев. Например, ActionScript, язык сценариев, доступный в Macromedia Flash 5 и MX, также смоделирован в соответствии со стандартом ECMAScript.

Интерпретатор JavaScript от Netscape был выпущен в виде открытого исходного кода и доступен через организацию Mozilla (http://www.mozilla.org/js/). Mozilla предоставляет две различные версии интерпретатора JavaScript - "SpiderMonkey" (написана на С) и "Rhino" (написана на Java).

Perl — интерпретируемый скриптовый язык программирования, один из самых распространённых в области веб-программирования. По одной из версий, Perl — аббревиатура, которая расшифровывается как "Practical Extraction and Report Language" (практический язык извлечений и отчётов).

Основной особенностью языка считаются его богатые возможности для работы с текстом, реализованные при помощи регулярных выражений (regular expressions). Перл также знаменит огромной коллекцией дополнительных модулей CPAN, находящейся по адресу http://www.cpan.org/.

eXtensible Markup Language (XML, расширяемый язык разметки) — метаязык разметки, очень похож на HTML, с возможностью добавлять свои собственные теги, на котором пишутся специализированные языки разметки (XML-приложения), описывающие данные определенной предметной области и структуры.

HTML (Hypertext Markup Language) - язык разметки гипертекста.

Гипертекст (hypertext) - текст, представленный в виде ассоциативно связанных блоков, переход между которыми осуществляется с помощью гиперссылок.

Гиперссылка - фрагмент текста (как правило отличающегося элементами форматирования: цвет, подчеркивание, курсив) или графика, выбор которого позволяет выполнить переход к другому фрагменту текста (файла, Web-странице).

Разметка - вставка в текст дополнительных служебных символов.

Служебные символы в HTML (теги) представляет собой команды, которые указывают браузеру логическую структуру документа (заголовок, параграф, цитата, абзац и т.д.).

HTML предназначен для того, чтобы структурировать части документа и обеспечивать его правильное отображение в браузере без их привязки к средствам воспроизведения.

Web-сервер и Web-сайт

Информация, доступная пользователям Internet, располагается на компьютерах (Web-серверах), на которых установлено специальное программное обеспечение. Значительная часть этой информации организованна в виде Web-сайтов. Каждый из них имеет свое имя (адрес) в Internet. Web-сайт - это информация, представленная в определенном виде, которая располагается на Web-сервере и имеет свое имя (адрес). Для просмотра Web-сайтов на компьютере пользователя используются специальные программы, которые называются браузерами. Наиболее распространенными браузерами в настоящее время являются InternetExplorer и NetscapeNavigator. В зависимости от того, какое имя (адрес) сайта мы зададим в строке "Адрес", браузер будет загружать в свое окно соответствующую информацию.

Web-сайт состоит из связанных между собой Web-страниц. Web-страница представляет собой текстовый файл с расширением *.htm, который содержит текстовую информацию и специальные команды - HTML-коды, определяющие в каком виде эта информация будет отображаться в окне браузера. Вся графическая, аудио- и видео информация непосредственно в Web-страницу не входит и представляет собой отдельные файлы с расширениями *.gif, *.jpg (графика), *.mid, *.mp3 (звук), *.avi (видео). В HTML-коде страницы содержатся только указания на такие файлы (рис. 1.1).

Web-страницы можно создавать вручную с помощью языка HTML (HyperText Mark-up Language - язык разметки гипертекста), при этом ввод HTML-кода выполняется в любом текстовом редакторе или с помощью HTML-редакторов.

Наиболее известные редакторы Web-страниц DreameWeaver, NetscapeComposer, HotDog, Word97 и последующие версии, а также MicrosoftFrontPage, который мы и будем изучать.

Для создания элементов страниц используются следующие инструментальные средства: графические редакторы (AdobePhotoshop, Fireworks, PaintShopPro, Painter и др.) для создания графических файлов, текстовые редакторы для создания текстов, звуковые редакторы для создания звуковых файлов.

PHP (англ. PHP: Hypertext Preprocessor — «PHP: препроцессор гипертекста»; первоначально Personal Home Page Tools[3] — «Инструменты для создания персональных веб-страниц») — скриптовый язык программирования общего назначения, интенсивно применяемый для разработки веб-приложений. В настоящее время поддерживается подавляющим большинством хостинг-провайдеров и является одним из лидеров среди языков программирования, применяющихся для создания динамических веб-сайтов.

Язык и его интерпретатор разрабатываются группой энтузиастов в рамках проекта с открытым кодом. Проект распространяется под собственной лицензией.

В области программирования для сети Интернет PHP — один из популярных скриптовых языков (наряду с JSP, Perl и языками, используемыми в ASP.NET) благодаря своей простоте, скорости выполнения, богатой функциональности, кроссплатформенности и распространению исходных кодов на основе лицензии PHP.

Популярность в области построения веб-сайтов определяется наличием большого набора встроенных средств для разработки веб-приложений. Основные из них:

• автоматическое извлечение POST и GET-параметров, а также переменных окружения веб-сервера в предопределённые массивы;

• взаимодействие с большим количеством различных систем управления базами данных (MySQL, MySQLi, SQLite, PostgreSQL, Oracle (OCI8), Oracle, Microsoft SQL Server, Sybase, ODBC, mSQL, IBM DB2, Cloudscape и Apache Derby, Informix, Ovrimos SQL, Lotus Notes, DB++, DBM, dBase, DBX, FrontBase, FilePro, Ingres II, SESAM, Firebird / InterBase, Paradox File Access, MaxDB, Интерфейс PDO);

• автоматизированная отправка HTTP-заголовков;

• работа с HTTP-авторизацией;

• работа с cookies и сессиями;

• работа с локальными и удалёнными файлами, сокетами;

• обработка файлов, загружаемых на сервер;

• работа с XForms.

Delphi (Де́лфи, произносится /ˈdɛlˌfi:/[1]) — императивный, структурированный, объектно-ориентированный язык программирования, диалект Object Pascal[2]. Начиная со среды разработки Delphi 7.0, в официальных документах Borland стала использовать название Delphi для обозначения языка Object Pascal. Начиная с 2007 года уже язык Delphi (производный от Object Pascal) начал жить своей самостоятельной жизнью и претерпевал различные изменения, связанные с современными тенденциями (например, с развитием платформы .NET) развития языков программирования: появились class helpers, перегрузки операторов и другое.

ASP.NET — технология создания веб-приложений и веб-сервисов от компании Майкрософт. Она является составной частью платформы Microsoft .NET и развитием более старой технологии Microsoft ASP. На данный момент последней версией этой технологии является ASP.NET 4.5.

Разработчики могут писать код для ASP.NET, используя практически любые языки программирования, входящие в комплект .NET Framework (C#, Visual Basic.NET и JScript .NET). ASP.NET имеет преимущество в скорости по сравнению со скриптовыми технологиями, так как при первом обращении код компилируется и помещается в специальный кэш, и впоследствии только исполняется, не требуя затрат времени на парсинг, оптимизацию, и т. д.

Определение Web-дизайна

Пять областей охватывают основные аспекты Web-дизайна.

Содержимое. Сюда входят форма и организация содержимого сайта. Возможный диапазон — от того, как написан текст до того, как он организован, представлен и структурирован с помощью технологии разметки, такой как HTML.

Зрительные образы. Это относится к компоновке экранного пространства на сайте. Эта компоновка обычно создается с помощью HTML, CSS или даже Flash и может включать графические элементы, выполняющие функции украшения или навигации. Визуальная сторона сайта — это наиболее очевидный аспект Web-дизайна, но не единственная, и не самая важная, сторона дисциплины.

Технология. Хотя применение разнообразных базовых Web-технологий вроде HTML или CSS попадает в эту категорию, под технологией в этом контексте чаще подразумеваются различные интерактивные элементы сайта, в особенности созданные с использованием программных методов.Это могут быть элементы в диапазоне от языков сценариев, работающих на стороне клиента, наподобие JavaScript, до серверных приложений, таких как Java-сервлеты, PHP-сценарии.

Доставка. Скорость и безотказность доставки сайта по сети Internet или внутренней корпоративной сети связаны с применяемым аппаратным программным обеспечением и задействованной сетевой архитектурой.

Назначение. Причина, по которой сайт существует, часто связанная с экономическими вопросами, вероятно, является наиболее важной частью Web-дизайна. Этот элемент следует учитывать при принятии любых решений, затрагивающих другие области. Конечно, степень, в которой каждая сторона Web-дизайна оказывает воздействие на сайт, может изменяться в зависимости от типа создаваемого сайта. Личная домашняя страничка обычно не связана с экономическими соображениями, характерными для Internet-магазина. Внутренняя сеть производственной компании может не попадать под влияние соображений, связанных с визуальным представлением, важных для общедоступного Web-сайта, рекламирующего остросюжетный фильм.

В.16. Системы управления базами данных. Структура данных, модели данных, создание базы данных и таблиц. БазыданныхAccess, Oracle, MySQL, Foxpro, dBase, SQLServerидр. Основы языка SQL и построение SQL-запросов.

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

MicrosoftAccess — реляционная СУБД корпорации Microsoft. Имеет широкий спектр функций, включая связанные запросы, связь с внешними таблицами и базами данных. Благодаря встроенному языку VBA, в самом Access можно писать приложения, работающие с базами данных.

Oracle Database 10g – первая в мире база данных, разработанная специально для работы в сетях распределенных вычислений. Oracle Database 10g предоставляет возможность автоматической настройки и управления, которая делает ее использование простым и экономически выгодным. Ее уникальные возможности осуществлять управление всеми данными предприятия - от обычных операций с бизнес-информацией до динамического многомерного анализа данных (OLAP).

MySQL — свободная система управления базами данных. MySQL является решением для малых и средних приложений. Обычно MySQL используется в качестве сервера, к которому обращаются локальные или удалённые клиенты, однако в дистрибутив входит библиотека внутреннего сервера, позволяющая включать MySQL в автономные программы.

Гибкость СУБД MySQL обеспечивается поддержкой большого количества типов таблиц: пользователи могут выбрать как таблицы типа MyISAM, поддерживающие полнотекстовый поиск, так и таблицы InnoDB, поддерживающие транзакции на уровне отдельных записей..

SQL является, прежде всего, информационно-логическим языком, предназначенным для описания, изменения и извлечения данных, хранимых в реляционных базах данных. SQL нельзя назвать языком программирования

Изначально, SQL был основным способом работы пользователя с базой данных и позволял выполнять следующий набор операций: создание в базе данных новой таблицы; добавление в таблицу новых записей; изменение записей; удаление записей; выборка записей из одной или нескольких таблиц (в соответствии с заданным условием); изменение структур таблиц.

Со временем, SQL усложнился — обогатился новыми конструкциями, обеспечил возможность описания и управления новыми хранимыми объектами (например, индексы, представления, триггеры и хранимые процедуры) — и стал приобретать черты, свойственные языкам программирования.

При всех своих изменениях, SQL остаётся единственным механизмом связи между прикладным программным обеспечением и базой данных. В то же время, современные СУБД, а, также, информационные системы, использующие СУБД, предоставляют пользователю развитые средства визуального построения запросов.

Каждое предложение SQL — это либо запрос данных из базы, либо обращение к базе данных, которое приводит к изменению данных в базе. В соответствии с тем, какие изменения происходят в базе данных, различают следующие типы запросов: запросы на создание или изменение в базе данных новых или существующих объектов (при этом в запросе описывается тип и структура создаваемого или изменяемого объекта); запросы на получение данных; запросы на добавление новых данных (записей) запросы на удаление данных; обращения к СУБД.

Основным объектом хранения реляционной базы данных является таблица, поэтому все SQL-запросы — это операции над таблицами. В соответствии с этим, запросы делятся на

запросы, оперирующие самими таблицами (создание и изменение таблиц);

запросы, оперирующие с отдельными записями (или строками таблиц) или наборами записей.

Запросы первого типа, в свою очередь, делятся на запросы, предназначенные для создания в базе данных новых таблиц, и на запросы, предназначенные для изменения уже существующих таблиц. Запросы второго типа оперируют со строками, и их можно разделить на запросы следующего вида вставка новой строки; изменение значений полей строки или набора строк; удаление строки или набора строк.

Самый главный вид запроса — это запрос, возвращающий (пользователю) некоторый набор строк, с которым можно осуществить одну из трёх операций: просмотреть полученный набор; изменить все записи набора; удалить все записи набора.

Таким образом, использование SQL сводится, по сути, к формированию всевозможных выборок строк и совершению операций над всеми записями, входящими в набор.

В17. Методы и средства защиты информации. Кодирование и декодирование информации. Защита от несанкционированного доступа к данным. Классы безопасности компьютерных систем. Электронная подпись. Организационно-правовые аспекты защиты информации и авторское право.

Методы обеспечения безопасности информации в ИС:

   препятствие;

   управление доступом;

   механизмы шифрования;

   противодействие атакам вредоносных программ;

   регламентация;

   принуждение;

   побуждение.

Препятствие – метод физического преграждения пути злоумышленнику к защищаемой информации (к аппаратуре, носителям информации и т.д.).

Управление доступом – методы защиты информации регулированием использования всех ресурсов ИС и ИТ. Эти методы должны противостоять всем возможным путям несанкционированного доступа к информации.

Управление доступом включает следующие функции зашиты:

    идентификацию пользователей, персонала и ресурсов системы (присвоение каждому объекту персонального идентификатора);

    опознание (установление подлинности) объекта или субъекта по предъявленному им идентификатору;

    проверку полномочий (проверка соответствия дня недели, времени суток, запрашиваемых ресурсов и процедур установленному регламенту); 

    разрешение и создание условий работы в пределах установленного регламента;

    регистрацию (протоколирование) обращений к защищаемым ресурсам;

    реагирование (сигнализация, отключение, задержка работ, отказ в запросе и т.п.) при попытках несанкционированных действий.

Механизмы шифрования – криптографическое закрытие информации. Эти методы защиты все шире применяются как при обработке, так и при хранении информации на магнитных носителях. При передаче информации по каналам связи большой протяженности этот метод является единственно надежным.

Противодействие атакам вредоносных программ предполагает комплекс разнообразных мер организационного характера и исполь­зование антивирусных программ. Цели принимаемых мер – это уменьшение вероятности инфицирования АИС, выявление фактов заражения системы; уменьшение последствий информационных инфекций, локализация или уничтожение вирусов; восстановление информации в ИС. Овладение этим комплексом мер и средств требует знакомства со специальной литературой.

Регламентация – создание таких условий автоматизированной обработки, хранения и передачи защищаемой информации, при кото­рых нормы и стандарты по защите выполняются в наибольшей степени.

Принуждение – метод защиты, при котором пользователи и персонал ИС вынуждены соблюдать правила обработки, передачи и использования защищаемой информации под угрозой материальной, административной или уголовной ответственности.

Побуждение – метод защиты, побуждающий пользователей и персонал ИС не нарушать установленные порядки за счет соблюдения сложившихся моральных и этических норм.

Вся совокупность технических средств подразделяется на аппаратные и физические.

Аппаратные средства – устройства, встраиваемые непосредственно в вычислительную технику, или устройства, которые сопрягаются с ней по стандартному интерфейсу.

Физические средства включают различные инженерные устройства и сооружения, препятствующие физическому проникновению злоумышленников на объекты защиты и осуществляющие защиту персонала (личные средства безопасности), материальных средств и финансов, информации от противоправных действий. Примеры физических средств: замки на дверях, решетки на окнах, средства электронной охранной сигнализации и т.п.

Программные средства – это специальные программы и программные комплексы, предназначенные для защиты информации в ИС. Как отмечалось, многие из них слиты с ПО самой ИС.

Из средств ПО системы защиты выделим еще программные средства, реализующие механизмы шифрования (криптографии). Криптография – это наука об обеспечении секретности и/или аутентичности (подлинности) передаваемых сообщений.

Организационные средства осуществляют своим комплексом регламентацию производственной деятельности в ИС и взаимоотношений исполнителей на нормативно-правовой основе таким образом, что разглашение, утечка и несанкционированный доступ к конфиденциальной информации становится невозможным или существенно затрудняется за счет проведения организационных мероприятий. Комплекс этих мер реализуется группой информационной безопасности, но должен находиться под контролем первого руководителя.

Законодательные средства защиты определяются законодательными актами страны, которыми регламентируются правила пользования, обработки и передачи информации ограниченного доступа и устанавливаются меры ответственности за нарушение этих правил.

Морально-этические средства защиты включают всевозможные нормы поведения (которые традиционно сложились ранее), складываются по мере распространения ИС и ИТ в стране и в мире или специально разрабатываются. Морально-этические нормы могут быть неписаные (например честность) либо оформленные в некий свод (устав) правил или предписаний. Эти нормы, как правило, не являются законодательно утвержденными, но поскольку их несоблюдение приводит к падению престижа организации, они считаются обязательными для исполнения. Характерным примером таких предписаний является Кодекс профессионального поведения членов Ассоциации пользователей ЭВМ США.

КОДИРОВАНИЕ И ДЕКОДИРОВАНИЕ

- процесс представления информации в определенной стандартнойформе и обратный процесс восстановления информации по ее такому представлению. В математич.литературе кодированием наз. отображение произвольного множества Ав множество конечныхпоследовательностей (слов) в нек-ром алфавите В, а декодированием - обратное отображение. Примерамикодирования являются: представление натуральных чисел в r-ичной системе счисления, при к-ром каждомучислу N=i,2, ... ставится в соответствие слово b₁b₂ ... b_l в алфавите В _r={0, 1, ..., r-1} такое, что b₁ неравно 0 иb₁r^l-1+...+ b_l-1r+b_l=N; преобразование текстов на русском языке с помощью телеграфного кода впоследовательности, составленные из посылок тока и пауз различной длительности; отображение,применяемое при написании цифр почтового индекса (см. рис.). В последнем случае каждой десятичнойцифре соответствует слово в алфавите В ₂={0, 1} длины 9, в котором символами 1 отмечены номераиспользованных линий (напр., цифре 5 соответствует слово 110010011). Исследование различных свойств К.и д. и построение эффективных в определенном смысле кодирований, обладающих требуемымисвойствами, составляет проблематику теории кодирования. Обычно критерий эффективности кодированиятак или иначе связан с минимизацией длин кодовых слов (образов

элементов множества А), а требуемые свойства кодирования связаны с обеспечением заданного уровняпомехоустойчивости, понимаемой в том или ином смысле. В частности, под помехоустойчивостьюпонимается возможность однозначного декодирования при отсутствии или допустимом уровне искажений вкодовых словах. Помимо помехоустойчивости, к кодированию может предъявляться ряд дополнительныхтребований. Напр., при выборе кодирования для цифр почтового индекса необходимо согласование собычным способом написания цифр. В качестве дополнительных требований часто используютсяограничения, связанные с допустимой сложностью схем, осуществляющих К. и д. Проблематика теориикодирования в основном создавалась под влиянием разработанной К. Шенноном (С. Shannon, [1]) теориипередачи информации. Источником новых задач теории кодирования служат создание и совершенствованиеавтоматизированных систем сбора, хранения, передачи и обработки информации. Методы решения задачтеории кодирования главным образом комбинаторные, теоретико-вероятностные и алгебраические.Произвольное кодирование f множества (алфавита) Асловами в алфавите Вможно распространить намножество А* всех слов в А(сообщений) следующим образом:

где   i=1, 2, . . ., k. Такое отображение f:  наз. побуквенным кодированием сооб. щений.Более общий класс кодирований сообщений образуют автоматные кодирования, реализуемыеинициальными асинхронными автоматами, выдающими в каждый момент времени нек-рое (быть может,пустое) слово в алфавите В. Содержательный смысл этого обобщения заключается в том, что автомат вразных состояниях реализует различные кодирования букв алфавита сообщений. Побуквенное кодирование- это автоматное кодирование, реализуемое автоматом с одним состоянием: Одним из направлений теориикодирования является изучение общих свойств кодирования и построение алгоритмов распознавания этихсвойств (см. Кодирование алфавитное). В частности, для побуквенных и автоматных кодирований найденынеобходимые и достаточные условия для того, чтобы:

1) декодирование было однозначным, 2) существовал декодирующий автомат, т. е. автомат, реализующийдекодирование с нек-рой ограниченной задержкой, 3) существовал самонастраивающийся декодирующийавтомат (позволяющий в течение ограниченного промежутка времени устранить влияние сбоя во входнойпоследовательности или в работе самого автомата).

Большинство задач теории кодирования сводится к изучению конечных или счетных множеств слов валфавите В _r. Такие множества наз. кодами. В частности, каждому однозначному кодированию f : (и побуквенному кодированию  ) соответствует код   Одноиз основных утверждений теории кодирования состоит в том, что условие взаимной однозначностипобуквенного кодирования   накладывает следующее ограничение на длины li=l,if )кодовыхслов f(i):

Справедливо и обратное утверждение: если (l₀, ..., l_m-1)- набор натуральных чисел, удовлетворяющих (1), тосуществует взаимно однозначное побуквенное кодирование  такое, что слово f(i)имеет длинуl_i;. При этом, если числа l_i упорядочены по возрастанию, то в качестве f(i) можно взять первые после запятойl_i символов разложения числа  в r-ичную дробь (метод Шеннона).

Наиболее законченные результаты в теории кодирования связаны с построением эффективных взаимнооднозначных кодирований. Описанные здесь конструкции используются на практике для сжатия информациии выборки информации из памяти. Понятие эффективности кодирования зависит от выбора критериястоимости. При определении стоимости L(f)взаимно однозначного побуквенного кодирования   предполагается, что каждому числу   поставлено в соответствие положительноечисло р _i и Р={р ₀, ..., P_m-1). Исследованы следующие варианты определения стоимости L(f):

причем предполагается, что в первых двух случаях р _i- вероятности, с к-рыми некоторый бернуллиевыйисточник порождает соответствующие буквы алфавита В _т   а в третьем случае р _i-заданные длины кодовых слов. При первом определении стоимость равна средней длине кодового слова,при втором определении с ростом параметра tболее длинные кодовые слова оказывают все большеевлияние на стоимость (  при  и  при  ), при. третьемопределении стоимость равна максимальному превышению длины l_i кодового слова над заданной длиной р_i. Задача построения взаимно однозначного побуквенного кодирования f : В* _т->В*_r, минимизирующегостоимость L(f), равносильна задаче минимизации функции L(f) на наборах (l₀, ..., 1 _т-1 )из натуральных чисел,удовлетворяющих (1). Решение этой задачи известно при каждом из указанных определений стоимости.Пусть минимум величины L(f)на наборах (l₀, . . ., l_m-1 )из произвольных (не обязательно натуральных) чиселравен L_r(P)и достигается на наборе (l₀ (Р), ...,l _т-1 (Р)). Неотрицательная величина I(f) = L(f) - L_r(P)наз.избыточностью, а величина I(f)/L(f)- относительной избыточностью кодирования f. Для избыточности взаимнооднозначного кодирования   построенного по методу Шеннона для длин  справедливо неравенство I(f)<1. При первом, наиболее употребительном,определении стоимости как среднего числа кодовых символов, приходящихся на одну букву порождаемогоисточником сообщения, величина L_r(P)равна энтропии Шеннона

источника, вычисленной по основанию r, a l_i(P)=-log_rp_i. Граница избыточности I(f) = L _ср(f)- Н _r(P)<1 можетбыть улучшена с помощью так наз. кодирования блоками длины k, при к-ром сообщения длины k(а неотдельные буквы) кодируются по методу Шеннона. Избыточность такого кодирования не превышает 1/k. Этотже прием используется для эффективного кодирования зависимых источников. В связи с тем, чтоопределение длин l_i при кодировании по методу Шеннона основано на знании статистики источника, для нек-рых классов источников разработаны методы построения универсального кодирования, гарантирующегоопределенную верхнюю границу избыточности для любого источника из этого класса. В частности, построенокодирование блоками длины к, избыточность к-рого для любого бернуллиевого источника асимптотически непревышает   (при фиксированных  ), причем эта асимптотическая границане может быть улучшена.

продолжение Кодирование и декодорование...

Наряду с задачами эффективного сжатия информации рассмотрены задачи оценки избыточности конкретныхвидов сообщений. Напр., была оценена относительная избыточность нек-рых естественных языков (вчастности, английского и русского) в предположении, что тексты на них порождаются марковскимиисточниками с большим числом состояний.

При исследовании задач построения эффективных помехоустойчивых кодирований обычно рассматриваюткодирования   к-рым соответствуют коды {f(0), . .., f(m-1)}, принадлежащие множеству  слов длины пв алфавите В _r, и предполагают, чтo буквы алфавита сообщений В _т равновероятны.Эффективность такого кодирования оценивают избыточностью I(f)= п-log_rm или скоростью передачи В(f)=  При определении помехоустойчивости кодирования формализуется понятие ошибки и вводитсяв рассмотрение нек-рая модель образования ошибок. Ошибкой типа замещения (или просто ошибкой) наз.преобразование слова, состоящее в замещении одного из его символов другим символом алфавита В _r.Напр., проведение лишней линии при написании цифры почтового индекса приводит к замещению вкодовом слове символа 0 символом 1, а отсутствие нужной линии - к замещению символа 1 символом 0.Возможность обнаружения и исправления ошибок основана на том, что для кодирования f, обладающегоненулевой избыточностью, декодирование f^-1 может быть произвольным образом доопределено на r ^п -тсловах из  не являющихся кодовыми. В частности, если множество  разбито на тнепересекающихсяподмножеств D₀, . .., D_m-1 таких, что   а декодирование f^-1 доопределено так, что f^-1(D_i)=i, то придекодировании будут исправлены все ошибки, преобразующие кодовое слово f(i) в D_i, i=0, ..., т-1.Аналогичная возможность имеется и в случае ошибок других типов таких, как стирание символа (замещениесимволом другого алфавита), изменение числового значения кодового слова на   b=1, ..., r-1, i=0, 1, ... (арифметическая ошибка), выпадение или вставка символа и т. п.

В теории передачи информации (см. Информации передача )рассматриваются вероятностные моделиобразования ошибок, называемые каналами. Простейший канал без памяти задается вероятностями р _ijзамещения символа iсимволом j. Для канала определяется величина (пропускная способность)

где максимум берется по всем наборам (q₀, . . ., q_m-1 )таким, что   и   Эффективностькодирования f характеризуется скоростью передачи R(f), а помехоустойчивость - средней вероятностьюошибки декодирования Р(f) (при наилучшем разбиении. В ⁿ_r на подмножества D_i). Основной результат теориипередачи информации (теорема Шеннона) состоит в том, что пропускная способность Сявляется верхнейгранью чисел Rтаких, что для любого е>0 при всех п, начиная с нек-рого, существует кодирование

 для к-рого  и Р(f)<e.

Другая модель образования ошибок (см. Код с исправлением ошибок, Код с исправлением арифметическихошибок, Код с исправлением выпадений и вставок )характеризуется тем, что в каждом слове длиныппроисходит не более заданного числа tошибок. Пусть E_i(t)- множество слов, получаемых из f(i)в результатеtили менее ошибок. Если для кода

множества E_i(t), i=0, ..., m-1, попарно не пересекаются, то при декодировании таком, что E_i(t)Н D_i, будутисправлены все ошибки, допустимые рассматриваемой моделью образования ошибок, и такой код наз.кодом с исправлением tошибок. Для многих типов ошибок (напр., замещений, арифметич. ошибок,выпадений и вставок) функция d( х, у), равная минимальному числу ошибок данного типа, преобразующихслово  в слово   является метрикой, а множества E_i(t)- метрическими шарами радиуса t.Поэтому задача построения наиболее эффективного (т. е. максимального по числу слов т)кода в В ⁿ_r сисправлением tошибок равносильна задаче плотнейшей упаковки метрического пространства   шарамирадиуса t. Код для цифр почтового индекса не является кодом с исправлением одной ошибки, так как d(f(0),f(8))=1 и d(f(5), f(8)) = 2, хотя все другие расстояния между кодовыми словами не менее 3.

Задача исследования величины I_r(n, t)- минимальной избыточности кода в   с исправлением tошибок типазамещения распадается на два основных случая. В первом случае, когда tфиксировано, а  справедлива асимптотика

причем достигается "мощностная" граница, основанная на подсчете числа слов длины пв шаре радиуса t.Асимптотика величины I_r(n, t )при г>2, а также при r=2 для многих других типов ошибок (напр., арифметич.ошибок, выпадений и вставок) не известна (1978). Во втором случае, когда t=[pn], где р - некотороефиксированное число, 0<р<(r-1)/2r, а   "мощностная" граница

где T_r(p)=-p log_r(p/(r- 1))-(1-р)log_r(l- p), существенно улучшена. Имеется предположение, что верхняя граница

полученная методом случайного выбора кода, является асимптотически точной, т. е. I_r( п,[ рп])~пТ _r(2р).Доказательство или опровержение этого предположения - одна из центральных задач теории кодирования.

Большинство конструкций помехоустойчивых кодов являются эффективными, когда длина пкода достаточновелика. В связи с этим особое значение приобретают вопросы, связанные со сложностью устройств,осуществляющих кодирование и декодирование (кодера и декодера). Ограничения на допустимый типдекодера или его сложность могут приводить к увеличению избыточности, необходимой для обеспечениязаданной помехоустойчивости. Напр., минимальная избыточность кода в В ⁿ₂, для к-рого существуетдекодер, состоящий из регистра сдвига и одного мажоритарного элемента и исправляющий одну ошибку,имеет порядок   (ср. с (2)). В качестве математич. модели кодера и декодера обычно рассматриваютсхемы из функциональных элементов и под сложностью понимают число элементов в схеме. Для известныхклассов кодов с исправлением ошибок проведено исследование возможных алгоритмов К. и д. и полученыверхние границы сложности кодера и декодера. Найдены также нек-рые соотношения между скоростьюпередачи кодирования, помехоустойчивостью кодирования и сложностью декодера (см. [5]).

Еще одно направление исследований в теории кодирования связано с тем, что многие результаты (напр.,теорема Шеннона и граница (3)) не являются "конструктивными", а представляют собой теоремысуществования бесконечных последовательностей {К _п} кодов   В связи с этим предпринимаютсяусилия, чтобы доказать эти результаты в классе таких последовательностей {К _п} кодов, для к-рых существуетмашина Тьюринга, распознающая принадлежность произвольного слова длины lмножеству  завремя, имеющее медленный порядок роста относительно l(напр., llog l).

Нек-рые новые конструкции и методы получения границ, разработанные в теории кодирования, привели ксущественному продвижению в вопросах, на первый взгляд весьма далеких от традиционных задач теориикодирования. Здесь следует указать на использование максимального кода с исправлением одной ошибки васимптотически оптимальном методе реализации функций алгебры логики контактными схемами;напринципиальное улучшение верхней границы для плотности упаковки re-мерного евклидова пространстваравными шарами; на использование неравенства (1) при оценке сложности реализации формулами одногокласса функций алгебры логики. Идеи и результаты теории кодирования находят свое дальнейшее развитиев задачах синтеза самокорректирующихся схем и надежных схем из ненадежных элементов.

В.18. Математические модели и численные методы решения задач в различных предметных областях. Модели, приводящие к необходимости численного дифференцирования и интегрирования функций. Основные методы и характеристики погрешности.

В19. Модели, описываемые обыкновенными дифференциальными уравнениями. Классификация, методы решения. Методы Рунге-Кутта и прогноза и коррекции.

Любое дифференциальное уравнение или система дифференциальных уравнений описывает с определенной степенью точности реальный физический процесс. Приборы, фиксирующие то или иное физическое явление, не совершенны. Может оказаться, что малая погрешность измерения начальных данных вызывает ”ощутимые” изменения решений уравнений. В этой ситуации нельзя гарантировать, что выбранная математическая модель реально отражает описываемое ею физическое явление. И, наоборот, если малые возмущения начальных условий мало изменяют решения на всем промежутке их существования, то соответствующую математnческую модель следует признать удачной.

Обыкновенным дифференциальным уравнением n –го порядканазывается уравнение вида

F (x, y(x), y '(x), y ''(x),  …  , y⁽ⁿ⁾(x)) = 0, где F — известная функция (n + 2)-х переменных, x — независимая переменная из интервала (a,b), y(x) — неизвестная функция. Число n называется порядком уравнения.

ОДУ 1порядка

Уравнением с разделенными переменными называется дифференциальное уравнение вида f(x)dx + g(y)dy = 0 с непрерывными функциями f(х) и g(y).

Однородным уравнением первого порядка называется уравнение вида

Линейным дифференциальным уравнением первого порядка называется уравнение вида Здесь a(x) и b(x) — известные, непрерывные на [a;b] функции.

Уравнением Бернулли называется уравнение первого порядка вида Здесь a(x) и b(x) — известные, непрерывные на [a;b] функции, n > 1.

Уравнение M(x, y)dx + N(x, y)dy = 0 называется уравнением в полных дифференциалах, если выражение в левой части уравнения является дифференциалом некоторой функции двух переменных F(x, y), т.е. если dF(x, y) = M(x, y)dx + N(x, y)dy. Тогда F(x, y) = C — общий интеграл уравнения. Здесь C — произвольная постоянная.

ОДУ n-ого порядка Если дифференциальное уравнение F(x, y, y ',..., y⁽ⁿ⁾ )  =  0 содержит производную неизвестной функции y = y(x) порядка n выше первого, то его называют уравнением n-го порядка и относят к уравнениям высших порядков.

Ме́тоды Ру́нге — Ку́тты— важное семейство численных алгоритмов решения обыкновенных дифференциальных уравнений и их систем. Данные итеративные методы явного и неявного приближённого вычисления были разработаны около 1900 года немецкими математиками К. Рунге и М. В. Куттой.

Метод Рунге — Кутты четвёртого порядка столь широко распространён, что его часто называют просто методом Рунге — Кутты.

Рассмотрим задачу Коши Тогда приближенное значение в последующих точках вычисляется по итерационной формуле: Вычисление нового значения проходит в четыре стадии:

где   — величина шага сетки по  .

Этот метод имеет четвёртый порядок точности, то есть суммарная ошибка на конечном интервале интегрирования имеет порядок   (ошибка на каждом шаге порядка  ).

В.20Модели, описываемые дифференциальными уравнениями в частных

производных. Сеточные методы решения. Проекционные методы.

Проекционно-сеточные методы (метод конечных элементов).

Стандартные пакеты. Методы математической статистики.

В.21. Оптимизация как заключительный этап вычислительного эксперимента. Модели и постановки задач оптимизации в различных предметных областях. Методы минимизации функций одной переменной. Классификация методов минимизации функций многих переменных. Методы условной оптимизации.

Оптимизация – это выбор наилучшего решения. Математическая теория оптимизации включает в себя фундаментальные результаты и численные методы, позволяющие находить наилучший вариант из множества возможных альтернатив без их полного перебора и сравнения. В достаточно общем виде математическую задачу оптимизации можно сформулировать следующим образом; минимизировать (максимизировать) целевую функцию с учетом ограничений на управляемые переменные. Под минимизацией (максимизацией) функции п переменных f (x)=(x1 ,.., xn) на заданном множестве U n–мерного векторного пространства Еn понимается определение хотя бы одной из точек минимума (максимума) этой функции на множестве U, а также, если это необходимо, и минимального (максимального) на множестве U значения f (x). При записи математических задач оптимизации в общем виде обычно используется следующая символика: f (x) min (max), х U где f (x) – целевая функция, а U – допустимое множество, заданное ограничениями на управляемые переменные.Методы минимизации функций одной переменной. Оптимизация функции одной переменной - наиболее простой тип оптимизационных задач. С учетом этого можно предложить следующий алгоритм минимизации f (х) на отрезке [а; b] (классический метод). 1. Решить уравнение на интервале х (а; b), т.е. найти все стационарные точки x1, .., xk–1 (а; b). Положить x0 = а, xk = b. 2. Вычислить значения f (х) функции f (х) в точках xi, i = 0, .., k. 3. Найти . Положить х* = xm .. Для решения задачи минимизации функции f (х) на отрезке [а; b] на практике, как правило, применяют приближенные методы. Они позволяют найти решение этой задачи с необходимой точностью в результате определения конечного числа значений функции f (х) и ее производных в некоторых точках отрезка [а; b]. Методы, использующие только значения функции и не требующие вычисления ее производных, называются прямыми методами минимизации. (метод перебора, метод исключения отрезков, метод золотого сечения, деления отрезка пополам) Большим достоинством прямых методов является то, что от целевой функции не требуется дифференцируемости и, более того, она может быть не задана в аналитическом виде. Единственное, на чем основаны алгоритмы прямых методов минимизации, это возможность определения значений f (х) в заданных точках. Методы минимизации функций многих переменных Рельеф функции Понятие "рельеф функции" удобно рассмотреть на примере функции двух переменных  . Эта функция описывает некоторую поверхность в трехмерном пространстве с координатами x, y, z. Задача  означает поиск низшей точки этой поверхности.  Метод Гаусса. Изложим этот метод на примере функций трех переменных .    Выберем нулевое приближение  ,  Фиксируем значение двух координат  . Тогда функция будет зависеть только от одной переменной  ; обозначим ее через  . Используя какой-либо способ нахождения минимума функции одной переменной, отыщем минимум функции   и обозначим его через  . Мы сделали шаг из точки   в точку   по направлению, параллельному оси ; на этом шаге значение функции уменьшилось.  Теперь из новой точки сделаем спуск по направлению, параллельному оси  , то есть рассмотрим функцию   найдем ее минимум и обозначим его через  . Второй шаг приводит нас в точку . Из этой точки делаем третий шаг - спуск параллельно оси   и находим минимум функции  . Приход в точку    завершает цикл спусков или первую итерацию.   Далее будем повторять циклы. На каждом спуске функция не возрастает, и при этом значение функции ограничено снизу ее значением в минимуме  . Следовательно, итерации сходятся к некоторому пределу  . Случайный поиск Методы спуска не полноценны на неупорядоченном рельефе. Если экстремумов много, то спуск из одного нулевого приближения может сойтись только к одному из локальных минимумов, не обязательно абсолютному. Тогда для исследования задачи применяют случайный поиск. Предполагают, что искомый минимум лежит в некотором n-мерном параллелепипеде. В этом параллелепипеде выбирают случайным образом  N  пробных точек. Однако даже при очень большом числе пробных точек вероятность того, что хотя бы одна точка попадает в небольшую окрестность локального минимума, ничтожно мала.  Действительно, пусть   и диаметр котловины около минимума составляет 10% от пределов изменения каждой координаты. Тогда объем этой котловины составляет   часть объема n- мерного параллелепипеда. Уже при числе переменных   практически ни одна точка в котловину не попадет.     Поэтому берут небольшое число точек   и каждую точку рассматривают как нулевое приближение. Из каждой точки совершают спуск, быстро попадая в ближайший овраг или котловину; когда шаги спуска быстро укорачиваются, его прекращают, не добиваясь высокой точности. Этого уже достаточно, чтобы судить о величине функции в ближайшем локальном минимуме с удовлетворительной точностью. Сравнивая окончательные значения функций на всех спусках между собой, можно изучить расположение локальных минимумов и сопоставить их величины. После этого можно отобрать нужные по смыслу задачи минимумы и провести в них дополнительные спуски для получения координат точек минимума с более высокой точностью. 

В22.

Методы решения вариационных задач. Сведение вариационной задачи к задаче минимизации функции многих переменных. Системы поддержки принятия решений. Понятие об экспертных системах. Обзор и характеристики имеющихся стандартных пакетов программ

Вариационное исчисление — это раздел функционального анализа, в котором изучаются вариации функционалов. Самая типичная задача вариационного исчисления состоит в том, чтобы найти функцию, на которой заданный функционал достигает экстремального значения. В основе вариационного исчисления лежит понятие функционала, то есть функция , аргумент которой сам является функцией. Одной из основных задач вариационного исчисления является нахождение экстремумов функционалов .

Система поддержки принятия решений или СППР (Decision Support Systems, DSS) — это компьютерная система, которая путем сбора и анализа большого количества информации может влиять на процесс принятия решений организационного плана в бизнесе и предпринимательстве. Классификации СППР:По взаимодействию с пользователем выделяют три вида СППР:пассивные помогают в процессе принятия решений, но не могут выдвинуть конкретного предложения;активные непосредственно участвуют в разработке правильного решения;кооперативные предполагают взаимодействие СППР с пользователем. Экспертная система — это программа, которая заменяет эксперта в той или иной области.ЭС предназначены, главным образом, для решения практических задач, возникающих в слабо структурированной и трудно формализуемой предметной области. ЭС были первыми системами, которые привлекли внимание потенциальных потребителей продукции искусственного интеллекта.С ЭС связаны некоторые распространенные заблуждения. Заблуждение первое: ЭС будут делать не более (а скорее даже менее) того, чем может эксперт, создавший данную систему. Для опровержения данного постулата можно построить самообучающуюся ЭС в области, в которой вообще нет экспертов, либо объединить в одной ЭС знания нескольких экспертов, и получить в результате систему, которая может то, чего ни один из ее создателей не может.Примеры экспертных систем в военном делеACES. Экспертная система выполняет картографические работы по нанесению обстановки на карты. Система получает в качестве исходных данных карту без обстановки и информацию, описывающую расположение объектов на местности. Система выдает карту, содержащую все желаемые условные обозначения и подписи, Пример экспертной системы в компьютерных системахMIXER. Экспертная система оказывает помощь программистам в написании микропрограмм для разработанной Texas Instruments СБИС TI990. Пример экспертной системы в информатикеCODES. Экспертная система помогает разработчику базы данных, желающему использовать подход IDEF1 для определения концептуальной схемы базы данных.