15Математический редактор MathCad: работа с матрицами.

1 Транспонирование

Транспонированием называют операцию, переводящую матрицу размером в матрицу размером , делая столбцы исходной матрицы строками, а строки – столбцами. Ввод символа транспонирования (transpose) осуществляется с помощью панели инструментов Matrix (Матрица) или нажатием комбинации клавиш Ctr + l. Не забывайте, что для вставки символа транспонирования матрица должна находиться между линиями ввода.

Задание: Транспонируйте матрицу .

Решение:

2 Сложение

В Mathcad можно как складывать матрицы, так и вычитать их друг из друга. Для этих операций применяются символы “+” или “–” соответственно. Матрицы должны иметь одинаковый размер, иначе будет выдано сообщение об ошибке. Каждый элемент суммы двух матриц равен сумме соответствующих элементов матриц-слагаемых.

Задание: Найдите сумму и разность двух матриц и .

Решение:

Кроме сложения матриц Mathcad поддерживает операцию сложения матрицы со скаляром. Каждый элемент результирующей матрицы равен сумме соответствующего элемента исходной матрицы и скалярной величины.

Задание: Вычислите и , если – матрица и – скаляр: и .

Решение:

3 Умножение

При умножении следует помнить, что матрицу размером допустимо умножать только на матрицу размером . В результате получается матрица размером .

Чтобы ввести символ умножения, нужно нажать клавишу «*» или воспользоваться панелью инструментов Matrix (Матрица), нажав на ней кнопку Dot Product (Умножение). Умножение матриц обозначается по умолчанию точкой.

Задание: Умножить матрицу A на транспонированную матрицу B, если и .

Решение:

Результат: если вычисление невозможно, то программа выделяет красным цветом ошибку.

Аналогично сложению матриц со скаляром определяется умножение и деление матрицы на скалярную величину.

4 Определитель квадратной матрицы

Определитель (Determinant) матрицы обозначается стандартным математическим символом. Чтобы ввести оператор нахождения определителя матрицы, можно нажать кнопку Determinant (Определитель) на панели инструментов Matrix (Матрица). В результате появляется местозаполнитель, в который следует поместить матрицу.

Задание: Найдите определитель матрицы A = .

Решение:

Скалярное произведение векторов

Скалярное произведение векторов (vector inner product) определяется как скаляр, равный сумме попарных произведений соответствующих элементов. Векторы должны иметь одинаковый размер. Скалярное произведение двух векторов и равно , где – угол между векторами. Если векторы ортогональны, их скалярное произведение равно 0. Обозначается скалярное произведение тем же символом умножения. Никогда не применяйте для обозначения скалярного произведения символ ×, который является общеупотребительным символом векторного произведения.

Пример:

Векторное произведение

Векторное произведение (cross product) двух векторов и с углом между ними равно вектору с модулем , направленным перпендикулярно плоскости векторов и . Обозначают векторное произведение символом ×, который можно ввести нажатием кнопки CrossProduct (Векторное произведение) на панели Matrix (Матрица) или сочетанием клавиш Ctr + 8.

Пример:

16Математический редактор MathCAD: построение и редактирование графиков функций.

1. Двумерные графики

1.1Графики в декартовой системе координат

Для построения графика в декартовой системе координа необходимо:

1.ввести выражение, описывающее некоторую функцию;

2.вывести шаблон X–Y Plot с помощью меню или панели Graph;

3.заполнить две помеченные для ввода позиции: в первую ввести с клавиатуры f(x) (по оси Y), а во вторую ввести x (по оси X);

4.сделать щелчок мышью вне графика.

Задание: Построить график функции .

Решение:

1.2 Графики в полярной системе координат

В полярной системе координат каждая точка задается углом φ и модулем радиус– вектора r(φ). График функции обычно строится в виде линии, которую описывает конец радиус–вектора при изменении угла φ в определенных пределах (чаще всего от 0 до 2π). Опция Polar Plot выводит шаблон таких графиков в виде окружности с шаблонами данных. Перед построением таких графиков надо задать функцию r(φ). После вывода шаблона следует ввести в шаблон внизу φ, а в местозаполнитель справа – функцию r(φ). После построения графика надо вывести графический курсор мыши из области графика. Функция и переменная могут иметь другие имена. Если необходимо, то задаются пределы изменения переменной φ.

Задание: Построить график функции .

Решение:

3. Построение нескольких рядов данных

На одном графике может быть отложено до 16 различных зависимостей. Чтобы построить на графике еще одну кривую, необходимо:

1.поместить линии ввода таким образом, чтобы они целиком захватывали выражение, стоящее в надписи координатной оси Y;

2.нажать клавишу <,>;

3.в появившемся местозаполнителе ввести выражение для второй кривой;

4.щелкнуть мышью в любом месте вне этого заполнителя (на графике или вне него).

После этого вторая кривая будет отображена на графике. Описанным способом будет создано несколько зависисостей, относящихся к одному аргументу. Чтобы на однам и том же графике отложить функции разных аргументов, следует ввести имена этих аргументов через запятую возле оси X.

1.4 Форматирование графиков

1. Масштаб осей

Когда график создается впервые, MathCAD выбирает представленный диапазон для обеих координатных осей автоматически. Чтобы изменить этот диапазон, необходимо:

a.Перейти к редактированию графика, щелкнув в его пределах мышью;

b.График будет выделен, а вблизи каждой из осей появятся два поля с числами, обозначающими границы диапазона. Щелкнуть мышью в области одного из полей, чтобы редактировать соответствующую границу оси.

c.Удалить содержимое поля;

d.Ввести новое значение диапазона;

e.Щелкнуть мышью за пределами поля и график автоматически будет перерисован в новых пределах.

1.4.2 Свойства осей

Изменение внешнего вида шкалы, нанесенной на коордианатную ось, производится с помощью диалогового окна Formatting Currently Selected (Форматирование выбранного графика), в котором следует перейти на вкладку X–Y Axes (Оси X–Y). Вызвать диалог можно двойным щелчком в области графика или выполнением команды Format/ Graph/X–Y Plot или выбором контекстного меню вкладки Format.С помощью флажков и переключателей легко поменять внешний вид каждой из осей. Доступны опции:

a.Log Scale (логарифмичекий масштаб) – график по данной оси будет нарисован в логарифмическом масштабе; полезно, если данные разнятся на несколько порядков;

b.Grid lines (линии сетки) – показать линии сетки;

c.Numbered (нумерация) – показать нумерацию шкалы;

d.Autoscale (автоматический масштаб) – выбор диапазона оси производится автоматически системой MathCAD;

e.Auto grid (автоматические шкалы) – разбиение шкалы производится автоматически процессором MathCAD; если этот флажок снят, то в поле ввода рядом с ним требуется указать необходимое количество меток шкалы;

f.Axes style (вид оси) – можно выбрать один из трех видов системы координат: Boxed (прямоугольная), Crossed (пересечение; координатные оси в виде двух пересекающихся прямых), None (нет; координатные оси не показывабтся на графике);

g.Equal scale (одинаковый масштаб) – оси X и Y принудительно рисуются в одинаковом масштабе.

1.4.3 Ряды данных

Чтобы отформатировать стиль построения кривых, представляющих ряды данных, следует перейти к вкладке Trace (След) диалогового окна Formatted Currently Selected X–Y Plot. На данной вкладке можно выбрать тип кривых (точки и/или линии), форму и размер маркеров точек, тип и толщину линии, а также задать цвет и легенду для каждой из кривых.

2 Трехмерные графики

Для построения трехмерного графика необходимо задать функцию двух переменных x и y.Недостатком этого метода построения является неопределенность в масштабировании, поэтому график требует форматирования. Форматирование трехмерных графиков довольно сложный процесс, поскольку велико число используемых при этом параметров. Для облегечения задания трехмерных графиков используется специальный Мастер, разбивающий процедуру форматирования на несколько этапов.Сначала надо ввести функцию или матрицу поверхности, затем в подменю Graph меню Insert выбрать команду 3D Wizard. В окне документа появится первое окно мастера Plot type.

17. Понятие алгоритма. Языки программирования. Алгоритм – конечная последовательность шагов для решения данной задачи. Такая последовательность должна обладать рядом свойств: массовость, дискретность, определенность, результативность, эффективность. Я.П.: по сути комп-р это электронный прибор способный выполнять команды, записанные в виде инструкций. Именно их называют программами. Программы создаются на специальных языках, понятные комп-у. языки программирования позволяют представить алгоритм в понятной для микропроцессора форме. Алгоритмический язык программирования – набор символов с заданными правилами образования из этих символов конструкций с помощью которых описывается порядок выполнения алгоритма. А.я. упрощают процесс разработки программ. Каждый язык программирования имеет свой синтаксис, который определяет правила записи и состав допустимых конструкций языка. Существует большое количество языков программирования. Они подразделяются на: языки программирования низкого и высокого качества, специализированные (базы данных). Примеры алгоритмических я.п.: Basis – разработан в 60-е годы, как я.п. для начинающих; Pascal – для обучения программированию; C (cu) – для разработки программ системного назначения; Cobol – для решения экономических задач; Fortran – создан в 50-е годы, для научно-технических расчетов.

20. Условный оператор. Позволяет осуществить ветвление вычислительного процесса, т.е. произвести выбор в зависимости от условия. Если условие выполняется – то выполняется одно действие, если нет – то другое. Несмотря на то что в схеме присутствует два действия, выполнятся будет только одно, так как условие либо лижное, либо истинное. Формат условного оператора If <условие> then <оператор 1> else <оператор 2>. В программе можно использовать произвольное число условных операторов, при этом они м.б. вложены друг в друга. Условие может принимать только 2 значения – истина или ложь. Если истина – выполняется оператор 1, если ложь – то наоборот. В условиях могут применяться знаки операции сравнения: =, >, <, >=, <=, <>(неравно); and (логическое и); or (логическое или); not (логическое отрицание). Условие м.б. сложным (состоит из нескольких простых). В таком случае каждое простое условие берется в скобки или между ними ставится логическая связка.

21. Циклы. Цикл с параметром используется тогда, когда заранее известно количество повторяющихся циклов. Параметром является целочисленная переменная, которая будет уменьшаться или увеличиваться на 1 при каждом повторении цикла. Таким образом, задав начальное и конечное значение переменной можно точно установить количество повторения цикла. Формат такого оператора предусматривает два вида: for <имя переменной>:=<начальное значение> to <конечное значение> do <оператор>; for ….. downto ….. do…; Читается следующим образом: для переменной от начального значения до конечного выполняется оператор. Этот цикл используется только тогда, когда известно необходимое количество повторений тела цикла. Цикл с предусловием является универсальным. Данный цикл используется для организации приближенных вычислений в задачах поиска и обработки данных. Число выполнения такого цикла определяется в ходе выполнения программы. Структура цикла: while <условие> do <оператор>. Читается след. образом: пока истинно условие – выполняется оператор. Выход из цикла произойдет, когда условие перестанет выполняться. Если изначально условие ложно, то тело цикла не будет выполняться ни разу. Если в цикле необходимо выполнить несколько условий, то используется составной оператор begin. Цикл с постусловием используется для организации приближенных вычислений в задачах поиска и обработки данных. Число повторений такого цикла определяется в ходе программы. Формат цикла: repeat <оператор 1>; <оператор 2>; <оператор 3>; until <условие>;. Этот вид цикла отличается от предыдущего тем, что проверка условия находится после тела цикла. Новое повторение происходит не тогда когда условие справедливо, а тогда когда оно ложно. Если условие цикла изначально истинно, то тело цикла все равно будет выполняться хотя бы 1 раз, т.к. условие проверяется после выполнения тела цикла.

Операционная система Windows(вместо чего то)

Операционная система Windows разработанная фирмой Microsoft для IBM-совместимых компьютеров. Фирма Microsoft была создана в 1975 году Биллом Гейтсом и Полом Алленом.

История появления

В течение долгих лет с момента своего появления персональные компьютеры (IBM - совместимые) обходились без специальных "пользовательских оболочек", работая непосредственно под управлением операционной системы (например, MS DOS). Все операции управления компьютером производились путем ввода с клавиатуры специальных команд (часто довольно трудным для запоминания). Для этого необходимо было хорошо знать операционную систему. Такой "сервис", конечно, не способствовал широкому распространению персональных ЭВМ среди пользователей.

Одним из недостатков операционной системы MS DOS, которая стала фактическим стандартом для IBM-совместимых компьютеров в 80-е годы, был чрезвычайно примитивный пользовательский интерфейс. Фирме Microsoft явно следовало позаботиться о более дружественном интерфейсе операционной системы, тем более что на рынке уже появился компьютер Macintosh фирмы Apple с чрезвычайно дружественным оконным графическим пользовательским интерфейсом, выглядевшим куда выигрышнее командной строки MS DOS. В оконном интерфейсе каждой выполняемой программе отводиться экранное окно, которое может занимать часть экрана или весь экран.

Разрабатывать менеджер интерфейса (впоследствии ОС Windows) фирма Microsoft начала в сентябре 1981 года.

Windows 1.0

Вышел 20 ноября 1985 года, его появление разрушило все нормы пользовательского представления о работе с операционной системой. В Windows 1.0 можно было использовать мышь для системной навигации, а также различные функции и приложения, включенные в состав ОС. В комплект приложений входили: MS-DOS файловый менеджер, календарь, блокнот, калькулятор, часы и телекоммуникационная программа, позволяющая планировать свою деятельность. А пользователи могли переключаться между приложениями без необходимости перезагружать их и закрывать.

Операционная система поддерживала 256 цветов, изменяемый размер окон, включала возможность минимизировать окна приложений (прообраз Панели задач). Microsoft уже в первые версии своей ОС Windows (1.x) включала то, что мы сегодня называем Панелью управления, с теми элементами управления интерфейсом, которые мы можем наблюдать и в более поздних, сегодняшних версиях Windows: элементы меню, элементы прокрутки окон, текстовые элементы и т. д.

Но, несмотря на то, что в ноябре 1985 года ОС Windows появилась на прилавках магазинов, в течение двух лет (с 1985 по 1987 год) она не оказала большого влияния на рынок программного обеспечения и не стал альтернативой MS DOS, как надеялась Microsoft. Большое число пользователей (51%) покупали Windows не ради созданных для него приложений (которых было очень мало по сравнению с обычными программами для MS DOS) или графического интерфейса, а для того, чтобы иметь возможность быстро переключаться с одного приложения DOS на другое.

Windows 2.0

2 апреля 1987 года вышел релиз Windows 2.0. ОС несла на борту в большинстве своем все те же самые приложения, что и Windows 1.0, однако элементы ее управления были значительно улучшены. Например, появилась возможность взаимодействия приложений через специальный буфер - область памяти, к которой имеет доступ каждое приложение, пользователи могли свободно изменять размер окон и перемещать их в любую область экрана, а также "перекрывать" одно окно другим, также пользователи могли пользоваться комбинациями клавиатурных клавиш, чтобы быстро осуществлять системные операции.

С 1987 года ситуация начала резко меняться. Начали появляться мощные и известные приложения, написанные для работы под Windows. С выходом третьей версии Windows стало ясно, что Windows не просто завоюет прочное место на рынке программного обеспечения, но станет основной стратегической политики Microsoft в создании программного обеспечения. варианте оставляют всех конкурентов далеко позади".

К 1990 году фирма Microsoft добилась серьезных технических успехов в плане разработки графического интерфейса.

"Событием - 90" был выпуск графической операционной оболочки Microsoft Windows 3.0, которая стала лучшим продуктом года. Windows имела приятный графический пользовательский интерфейс (по сравнению с тем, что до сих пор появлялось для IBM PC), программный, файловый менеджеры и менеджер принтеров. Однако эта версия не содержала ни мультимедиа, ни сетевых средств, поэтому быстро была заменена на доработанную версию Windows 3.1.

С формальной точки зрения Windows не была операционной системой - она достраивала ядро и командный процессор системы MS-DOS собственным ядром и графическим интерфейсом, т.е. была операционной оболочкой или надстройкой к ОС. Фирма Microsoft сама производила программные продукты для Windows, например, знаменитый текстовый процессор Word и электронные таблицы Excel. Но важнейшее значение для продвижения Windows на рынок имело, то, что в считанные месяцы на производство программ для Windows перешло подавляющее большинство независимых программных фирм.

За первый год поставок Windows 3.0 и фирма Microsoft продала 5 млн. экземпляров продукта, в то время как общий объем продаж первого поколения OS/2 не достигал и полумиллиона копий.

В апреле 1992 года появилась Windows 3.1. С этого момента Windows официально именуется операционной системой. Интерфейс Windows 3.1, был несколько улучшен, в частности, были усилены возможности управления экранными объектами мышью. В систему вошли средства мультимедиа, ранее поставлявшиеся отдельно, появилась поддержка воспроизведения видео. Для расширения издательских возможностей в Windows 3.1 была встроена поддержка системы масштабирования шрифтов True Type.

За четыре года, прошедшие с момента появления Windows 3.1, она стала фактическим стандартом операционных систем для персональных компьютеров. Microsoft Windows 3.1 (и впоследствии Windows for Workgroups 3.11) устанавливалась примерно на 80% выпускаемых в то время персональных компьютеров, а на прикладные программы для Microsoft Windows приходилось 60% продаж программного обеспечения.

Windows 3.1 имела недостаток: в ОС не было встроенной поддержки сети.

В конце 1992 года была выпущена сетевая версия Windows - Windows for Workgroups версии 3.11. А в 1993 году выпущено новое поколение Windows - Windows NT (New Technology, NT-новые технологии), которая работает на нескольких аппаратных платформах (отличных от Intel) и предназначена для использования на рабочих станциях и серверах. Было выпущено несколько версий этой ОС, а в октябре 1998 года Microsoft объявила о том, что аббревиатура NT больше не будет фигурировать в названии ОС и следующая операционная система получит название Windows 2000.

Windows 3.2

Китайская версия Windows 3.1, включающая некоторые шрифтовые изменения, что естественно. А так - полная копия американской родственницы.

Windows 95

Релиз - 24 августа 1995 года. Система была настоящим прорывом для компании, поскольку являлась уже полноценной операционной системой, а не графической надстройкой для MS-DOS, хотя пользователь и мог наблюдать привычное "досовское" окно в процессе загрузки ОС. Windows 95 включала новые возможности Plug-n-Play, которые помогали пользователю легче и проще устанавливать новые программы. Доступ к таким функциям, как копирование / вставка / вырезание, обеспечивался при помощи правой кнопки мыши, была реализована усовершенствованная и улучшенная система помощи.

Также операционная система также обладала значительно расширенными возможностями мультимедиа, стала мобильнее (перенос на другие компьютеры стал ощутимо более легким процессом), имела интегрированные сетевые средства. Для нее характерен невысокий уровень надежности.

ОС Windows 95 стала признанной как стандарт для домашних пользователей.

Windows 98

Релиз - 25 июня 1998 года. Для нее характерна интеграция с Internet, повышение надежности и производительности, расширен комплекс стандартных программ. Internet Explorer полностью интегрирован в систему. Проводник претерпел значительные изменения. Для запуска файла достаточно одного щелчка кнопки мыши на нем, совсем как переход по ссылке в Интернете. Появилась панель быстрого запуска.

К умолчальным и обновленным в этой версии ОС дефрагментатору и "скандиску" добавилась утилита очистки диска, с помощью которой пользователь мог удалять временные файлы и файлы, находящиеся в "Корзине".

Windows 2000

Релиз - 17 февраля 2000 года. В Windows 2000 соединились возможности промышленной операционной системы Windows NT 4 с простотой интерфейса Windows 98.

Как версия ОС для настольных компьютеров и серверов, Windows 2000 выпустили в четырех различных версиях:

Professional - клиентская версия для настольных и переносных компьютеров;

Server - для серверов начального уровня или для интранет-серверов;

Advanced Server - для высокопроизводительных приложений и серверов;

Data Center Server - для сложных и высокопроизводительных кластерных систем.

Интерфейс системы Windows 2000 сильно напоминает оконный интерфейс Windows 98 и Windows NT 4.0 с Internet Explorer 4.0. Но в эту операционку интегрирован Internet Explorer 5.

Windows Millennium Edition (ME)

Релиз - 14 сентября 2000 года. Windows Me – это операционная система для домашних пользователей, которые уже фактически готовы сменить 98-е на что-то более новое.

Систему дополнили улучшенными средствами мультимедиа (новый медиаплейер поддерживал большее количество типов файлов и сменных скинов), играми, была реализована более удобная обработка цифровых изображений, цифрового и аналогового видео, цифровой музыки.

Windows XP (eXPerience - опыт)

Релиз - 25 октября 2001 года. Самый фееричный выход системы, который только можно себе представить: праздник, фейерверки, хлопушки и всяко-разные забавы по всем Штатам и Европе.

Создана на ядре Win NT - как и Win2000. Две основные версии - Professional Edition и Home Edition, рассчитанные на пользователей с разными целями и задачами.

Версия Professional является более эффективной, безопасной и стабильной, по сравнению с Windows 9x/ Me.

Версия Windows XP Home Edition рассчитана на домашних пользователей, обеспечивает более быстрый и удобный доступ к функциям ОС, а ее внешнее оформление значительно упрощает и одновременно делает более эффективным выполнение типичных задач: работа с цифровыми изображениями; работа с музыкальными и видеофайлами - эффективный поиск, загрузка и хранение; быстрая и простая организации общего доступа к компьютеру и облегченный подход к созданию домашней сети; эффективные средства связи для передачи мгновенных сообщений, проведения голосовых и видеоконференций, а также организации совместной работы.

Это первая операционная система, специально разработанная компанией Microsoft так, чтобы она соответствовала требованиям как личных, так и корпоративных пользователей.

Windows Server 2003

Релиз - 24 апреля 2003 года. Это многозадачная операционная система, способная централизовано или распределенно управлять различными наборами ролей, в зависимости от потребностей пользователей. В наличии: файловый сервер и сервер печати; веб-сервер и веб-сервер приложений; почтовый сервер; сервер терминалов; сервер удаленного доступа / сервер виртуальной частной сети (VPN); служба каталогов, система доменных имен (DNS), сервер протокола динамической настройки узлов (DHCP) и сервер потокового мультимедиа-вещания.

Windows Vista

Это последняя версия Microsoft Windows, из серии графических операционных систем для персональных компьютеров, используется как для дома, так и для работы.

Итак, в переводе на русский (выбирая наиболее подходящее по смыслу значение), Vista означает "новые возможности" или "виды на будущее".

Разработка Windows Vista была завершена 8 ноября 2006 и в начале 2007 года версия вышла в продажу. Прошло больше чем пять лет после выпуска Windows XP, его предшественника, что стало наибольшим промежутком времени между двумя версиями Windows.

Microsoft утверждает, что Windows Vista содержит сотни новых свойств. Обновленный графический пользовательский интерфейс, улучшенные поисковые возможности, новые мультимедийные инструменты записи типа Windows DVD Maker, и полностью перепроектирована организация работы сети, аудио, печати, и подсистемы дисплея.

Первичная цель Microsoft при создании Vista, состояла в том, чтобы улучшить состояние безопасности в операционной системе Windows. Наиболее часто встречающаяся критика Windows XP и его предшественников вызвана уязвимостью системы безопасности и восприимчивостью к вирусам.

Нельзя не подчеркнуть, что в день премьеры Windows Vista Microsoft выпустила русскую версию операционной системы. Редкий случай, когда россияне, во-первых, получают давно ожидаемую новинку одновременно с, например, США, а во-вторых, переведенную на русский язык.

Версии Windows отличаются внешними интерфейсами и функ¬цио¬нальными возмож¬но¬стями, но имеют общее ядро и общие принципы работы.

Особенности Windows:

• Графический интерфейс. Основу графического интерфейса пользователя в Windows образует система окон, принятая так же и в ряде других современных ОС (например, UNIX). Каждая программа имеет собственное окно, в котором и происходит обмен сообщений с пользователем. Для наглядности в Windows широко применяются иконки (пиктограммы), изображающие отдельные программы. Интерфейс также включает использование кнопок, меню, панелей инструментов, окон; стандартные и разнообразные приемы и методы, применяемые при выполнении операций.

Кроме того, интерфейс Windows в значительной степени стандартизирован, что облегчает пользователям процесс освоения новых программ.

• Многозадачность. Термин многозадачность подразумевает, что одновременно на ПК может выполняться несколько задач. Например, вы можете одновременно редактировать текст вашего документа, слушать музыку, через модем набирать телефон друга (естественно, это делает за вас соответствующая программа) и так далее и переключаться между ними.

• Обмен данными между приложениями. Кроме того, возможен обмен данными между приложениями, что позволяет, например, информацию созданную в электронной таблице, перенести в текстовый документ через буфер обмена.

Документы и приложения. 1). Документы – это объекты, содержащие ту или иную информацию: тексты, картинки, звуки, видео и т.д. Развитие мультимедийных возможностей компьютера приводит к тому, что в некоторых документах могут содержаться несколько видов информации одновременно, например, движущееся изображение и звук.2). Программы служат для обработки документов. Их в Windows называют приложениями. Отличительная черта таких программ - единообразие элементов интерфейса. Это позволяет легче ориентироваться в осваиваемых программах, имея опыт работы с другими приложениями ОС Windows;

• Правила написания программы. Для работы в среде Windows программа должна быть написана по определенным правилам, существенно отличающимся от принятых в MS-DOS.

Windows позволяет запускать и программы, написанные для MS-DOS, но при этом программы не могут использовать преимущества Windows.

Загрузка Windows выполняется по этапам:

1. Аппаратная POST-диагностика.

После включения питания управление передается программе BIOS. Прежде всего начинает выполняться программа тестирования POST (Power On Self Test), Она проверяет системную плату, процессор, видеокарту, оперативную память, наличие жестких дисков, дисководов и др. В случае обнаружения неисправностей выдаются последовательности коротких и длинных звуковых сигналов, а после инициализации видеоадаптера процесс тестирования отображается на экране монитора.

Далее проверяется готовность и объем оперативной памяти, наличие клавиатуры и жестких дисков. Одновременно система определяет и тестирует подключенные к ней устройства Plug And Play (например, звуковую карту, встроенный модем) и, конечно же, жесткие диски и дисководы. На этом этапе BIOS впервые допускает пользователя к управлению процессом загрузки. На экране появляется надпись, извещающая, что, нажав на клавиатуре кнопку Del, вы можете войти в меню установки параметров BIOS.

Если память и диск протестированы успешно (то есть модули оперативной памяти работают без ошибок, а на жестком диске обнаружена операционная система и все необходимое для ее загрузки), процесс вступает в новую стадию.

2. Загрузка системных файлов DOS - Io.sys, Msdos.sys.

Файлы эти могут быть записаны на жестком диске, но компьютер может взять их и со специально подготовленной «системной» дискеты в дисководе или с диска CD-ROM.

Эти файлы называют «системными» — именно с ними компьютер начинает работать в процессе загрузки. Удаление или повреждение любого из них влечет за собой невозможность провести этот процесс корректно и полностью.

Файлы lo.sys и Msdos.sys занимают в логической структуре жесткого диска компьютера строго определенное место, в особых, специально для них отведенных кластерах. Поэтому простое копирование на жесткий диск этих файлов не поможет сделать его системным.

3. Загрузка ядра операционной системы. Конфигурирование.

Если проверка системы прошла успешно, все устройства работают нормально и системный диск найден, на вашем экране высвечивается надпись Запуск Windows ... Начинается загрузка файлов хранящихся в подкаталоге C:\WINDOWS\COMMAND. По окончании конфигурирования системы загружается так называемый командный интерпретатор command.com: его загрузка позволяет компьютеру выполнять команды оператора-человека. Теперь компьютер готов к выполнению ваших команд. Но загрузка еще не окончена!

4. Загрузка конфигурационных файлов. Загружаются файлы config.sys и autoexec.bat, отвечающие за загрузку драйверов устройств, установку различных параметров для корректной работы DOS-программ.

Они также относятся к системным файлам, но чаще их называют конфигурационными файлами. Эти два файла — не программные, а обычные, текстовые. В них вы найдете столбик команд и названия программ, которые компьютер должен выполнить при загрузке. Каждая команда файла записывается в отдельной строке. Как правило, команды выполняются в том порядке, в котором они записаны в файле.

Далее происходит процесс загрузки главных компонентов Windows— ядра операционной системы и драйверов устройств.

5. Загрузка ядра Windows.

В ней участвует следующие компоненты: ядро Windows, состоящее из комбинации нескольких программных файлов, конфигурационные файлы, специальные драйверы, ответственные за подключение к системе различных устройств компьютера и динамически подключаемые библиотеки (DLL). Последней загружается графическая оболочка Windows, т. е. тот интерфейс, который пользователь видит на экране во время работы.

Ядро Windows — это во многом аналог командного процессора command.com в DOS, только более высокого уровня. Состоит оно из двух основных модулей — Kernel и User, первый из которых отвечает за общение программ с аппаратной частью ПК (вычисления, загрузка программ), а второй — за общение компьютера с пользователем, отвечающий за работу с компьютером (поддержка графического интерфейса).

Драйверы. Для полноценного режима работы ОС ей нужно распознать буквально все компоненты компьютера — точный тип и марку любых комплектующих. Только в этом случае она сможет обеспечить оптимальный, быстрый и качественный режим работы.

Драйверы ко многим устройствам находятся в базе данных самой Windows, но часто при настройке особо привередливых устройств, например, видеокарт, лучше использовать драйверы фирмы-производителя, поставляющиеся вместе с самим устройством на дискете или компакт-диске.

Файлы конфигурации. Реестр.

Основных файлов конфигурации в Windows 98/ME два. Это уже не тексты, а настоящие базы, в которых записаны все сведения об установленных в вашей системе драйверах и программах. Эти файлы называются system.dat и user.dat; как и файлы *.ini, они обитают в каталоге C:\WINDOWS. Оба файла в совокупности составляют так называемый Реестр (Registry).

Просматривать и изменять реестр можно с помощью специальной программы Regedit, входящей в состав Windows.

Динамически подключаемые библиотеки (DLL) — один из важнейших элементов Windows. Каждая такая «библиотека» служит ключом к выполнению какой-либо операции и может использоваться не одной, а многими входящими в Windows программами.

Файловая система

Все программы и данные хранятся во внешней памяти в форме файлов.

Файл – это именованная область памяти для хранения данных определенного типа.

У каждого файла есть свое имя, и каждое имя файла состоит из двух частей - самого имени и расширения, которые разделены точкой. Имя файлу дает пользователь, а расширение или тип файла задается программой автоматически при его создании. Расширение - это короткая (как правило, три буквы, реже - четыре или две) аббревиатура типа файла. Расширение необходимо операционной системе для того, чтобы определить, с помощью какой прикладной программы этот файл был создан и, соответственно, какую программу необходимо вызвать для его обработки.

Имена файлов

В различных ОС существуют различные форматы имен файлов. В ОС MS-DOS имя файла должно содержать не более 8 букв латинского алфавита, цифр и некоторых специальных символов. Расширение состоит их 3 латинских букв.

В операционной системе Windows имя файла может иметь до 255 символов, причем допускается использование русского алфавита, а также символы "пробел" и "точка".

• Можно использовать прописные и строчные буквы (А — Z, a — z, A — Я, а — я), цифры (0 — 9), а также специальные символы.

• В имени недопустимы: звездочки (*), двоеточия (:), точка с запятой (;), знак вопроса (?), символы наклонной черты ( / или \ ), разделители ( | ), знаки больше чем ( > ) и меньше чем ( < ), кавычки (").

• Из числа специальных можно использовать следующие символы: !, @, #, $, % ,,&,(, ), _, -, { и }. Точки допустимы только в качестве разделителя между именем и расширением файла.

Расширение имени файла в Windows может содержать три и больше трех символов. Расширением считается последовательность символов, следующая за последней точкой.

По умолчанию в Windows XP расширения файлов скрыты. Если вы все же хотите видеть расширения, откройте в Проводнике папку Мои документы (или любую другую), в меню Сервис щелкните на Свойства папки, после чего откройте папку Вид. Уберите галочку рядом с пунктом Скрывать расширения для зарегистрированных типов файлов, а затем нажмите OK. Диалоговое окно закроется, а изменения будут приняты.

Существует много различных типов файлов. Некоторые используются для запуска программ, некоторые сами создаются программами, некоторые создаются вами. Файлы, используемые или создаваемые программами, включают исполняющие файлы. Эти файлы иногда скрыты для того, чтобы избежать случайного удаления важных данных. Файлы, создаваемые вами, включают в себя документы, электронные таблицы, графику, текстовые файлы, показы слайдов, аудио и видеоклипы, а также другие элементы, которые можно открыть, просмотреть и изменить при помощи одного из многочисленных приложений.

Порядок хранения файлов на диске определяется используемой файловой системой. Она определяет схему записи данных в файлах на физический диск.

Каждый диск разбивается на две области: область хранения файлов и каталог. Каталог содержит имя файла и указание на начало размещения его на диске. Если сравнить диск с книгой, то область хранения файлов соответствует ее содержанию, а каталог – его оглавлению. Причем книга состоит из страниц, а диск – из секторов.

Для дисков с небольшим количеством файлов (до нескольких десятков) может использоваться одноуровневая файловая система, когда каталог представляет собой линейную последовательность имен файлов. Если на диске хранятся сотни и тысячи файлов, то для удобства поиска используется многоуровневая файловая система, которая имеет древовидную структуру.

Каталог папок Windows является Иерархической файловой системой: верхний уровень занимает папка Рабочий стол, на втором уровне находятся папки Мои документы, Мой компьютер, Сетевое окружение и Корзина.

Чтобы найти файл в иерархической файловой системе, надо указать путь к файлу.

Путь к файлу записывается через разделитель «\», включает логическое имя диска и последовательность вложенных друг в друга каталогов, в последнем из которых содержится нужный файл. Путь к файлу вместе с именем файла называю иногда полным именем файла.

Логическая структура дисков

Для того, чтобы на диске можно было хранить информацию, диск должен быть отформатирован, т.е. должна быть создана физическая и логическая структура диска.

Форматирование дисков

Физическое логическое

Физическое форматирование. Физическое форматирование жесткого диска выполняется производителями и делит поверхности магнитных пластин на дорожки и сектора;

• Дорожки - это концентрические окружности, описываемые головками чтения/записи на магнитных поверхностях. Дорожки нумеруются, начиная с нуля, по направлению к центру.

• Дорожки в свою очередь делятся на небольшие области, называемые секторами, содержащие фиксированное количество информации. Обычный размер сектора составляет 512 байт.

Логическое форматирование. Физически отформатированный жесткий диск должен быть отформатирован логически. Логическое форматирование заключается в размещении на диске файловой системы, при этом различные операционные системы могут использовать разные файловые системы:

• файловая система FАТ16(File Allocation Table) широко используется операционными системами Windows 95/98/МЕ, а также может использоваться операционными системами Windows NT/2000/ХР. Файловая система FАТ16 может адресовать 65536 кластеров (кластер - несколько секторов).

Например, для диска объемом 40 Гбайт размер кластера равен 40 Гбайт/65536=640Кб.

Файлу всегда выделяется целое число кластеров. При размещении на жестком диске большого количества небольших по размеру файлов они будут занимать кластеры лишь частично, что приведет к потерям свободного дискового пространства.

• файловая система FAT32 используется для дисков большого объема, т.к. может адресовать более четырех миллиардов кластеров. Объем кластера не зависит от размера диска и принят равным 4 Кбайт.

Преобразование FAT16 в FAT32 можно осуществить с помощью служебной программы.

• файловая система NTFS(Windows NT File System) является основной файловой системой Windows NT/2000/XP. В NTFS размер кластера не зависит от размера диска. Файловая система NTFS обладает особыми свойствами и несовместима с FAT, FAT32.

• файловая система LinuxExt2 используется в операционной системе Linux.

Прикладные программы Windows

Стандартные Развлечения Служебные

- Текстовый редактор (WordPad)

- Графический редактор (Paint)

- Просмотр изображений (Imaging)

- адресная книга

-калькулятор

-проводник - Проигрыватель (Media Player)

- Звукозапись (Sound Recorder)

- Редактор видеофильмов (Movie Maker)

-Мастер обслуживания дисков

- Защита и восстановление системы

-архивация данных

Мастер обслуживания дисков занимается составлением расписания обслуживания диска с помощью трех программ

1) Проверка диска - выявляет логические ошибки в файловой структуре, а также физические дефекты жесткого диска;

2) Очистка диска - служит для удаления ненужных файлов и папок;

3) Дефрагментация диска – служит для повышения эффективности работы путем устранения фрагментации диска.