Разработка способов и методов представления информации, технологии решения задач с использованием компьютеров, стала важным аспектом деятельности людей многих профессий.
Структура программного обеспечения компьютера и назначение его составных компонентов.
Программное обеспечение компьютера можно разделить на операционную систему и прикладное программное обеспечение.
Операционная система обеспечивает функционирование и взаимосвязь всех компонентов компьютера и предоставляет пользователю доступ к его аппаратным возможностям. Внутренняя структура современных операционных систем достаточно сложная (подробнее см. билет № 5, вопрос 1).
Прикладное программное обеспечение можно разделить на две группы программ: средства разработки и приложения.
Средства разработки — это инструменты программиста. Традиционными средствами разработки являются алгоритмические (процедурные) языки программирования. Основой систем программирования является транслятор. Трансляторы языков программирования, т. е. программы, обеспечивающие перевод исходного текста программы на машинный язык (объектный код), бывают двух типов: интерпретаторы и компиляторы.
Интерпретатор — это транслятор, который обеспечивает последовательный синхронный «перевод» и выполнение каждой строки программы, причем при каждом запуске программы на выполнение вся процедура полностью повторяется. Достоинством интерпретатора является удобство отладки программы в интерактивном режиме, а недостатком — малая скорость работы.
Компилятор — это транслятор, который переводит текст программы целиком на машинный язык, в результате чего получается исполняемая программа. Получаемый загрузочный модуль обычно выполняется быстрее интерпретируемой программы.
Современные системы объектно-ориентированного визуального программирования позволяют сделать процесс программирования более наглядным за счет использования графического интерфейса.
Системы логического программирования реализуют декларативный способ представления знаний, когда программист лишь формулирует задачу с помощью фактов и правил. Система логического программирования с помощью механизма логического вывода получает все возможные следствия, т. е. ищет решение задачи.
Системы управления базами данных (СУБД) позволяют создавать, редактировать и модифицировать базы данных.
Системы компьютерной графики позволяют создавать и редактировать изображения, а также создавать анимацию.
Системы автоматизированного проектирования (САПР) позволяют разрабатывать проекты и создавать чертежи и схемы различных объектов (машин и механизмов, зданий, электронных схем и т. д.).
Инструментальные средства создания Web-страниц на основе HTML (Hyper Text Markup Language) используются большим количеством профессионалов (Web-мастеров) и просто пользователей сети для разработки Web-страниц.
Приложения — это программы для пользователя. Наибольшее количество пользователей работает с офисными приложениями, к которым относятся текстовый редактор, электронные таблицы, графический редактор и системы подготовки презентаций. Квалифицированный пользователь может также создавать простые базы данных и работать с ними.
Для работы во всемирной компьютерной сети Internet используются специальные сетевые приложения, такие, как браузеры, позволяющие «путешествовать» по Всемирной паутине, почтовые программы, необходимые для работы с почтой и доступа к телеконференциям, и некоторые другие.
Важнейшей частью прикладного программного обеспечения являются различные утилиты (антивирусные программы, архиваторы и т. д.). Все большее количество пользователей использует обучающие программы для самообразования или в учебном процессе. Прежде всего, это программы обучения иностранным языком, истории, географии и т. д.
Большую пользу приносят различные мультимедиа - энциклопедии и справочники на CD-ROM, которые содержат огромный объем информации и средства быстрого поиска.
Программы распознавания текста позволяют преобразовывать отсканированные страницы текста из графического формата в текстовый формат.
Программы-переводчики позволяют производить автоматический перевод текстов с русского на иностранные языки или, наоборот, с иностранных языков на русский.
Компьютерные игры бывают самых различных типов (логические, стратегические и т. д.).
Структура программного обеспечения компьютера (в скобках приведены п-римеры широко распространенных программ соответствующих типов).
1. Операционная система (Windows 95, Windows NT)
2. Прикладное программное обеспечение
2.1 Средства разработки
2.1.1 Системы процедурного (алгоритмического) программирования, трансляторы языков программирования
2.1.1.1 Интерпретаторы (QBasic)
2.1.1.2 Трансляторы (Turbo Pascal)
2.1.2 Системы объектно-ориентированного визуального программирования (VisualBasic, Delphi)
2.1.3 Системы логического (декларативного) программирования (Пролог)
2.1.4 Системы управления базами данных (dBase, Access)
2.1.5 Системы компьютерной графики (CorelDraw, Animator Pro)
2.1.6 Системы автоматизированного проектирования (AutoCad)
2.1.7 Средства создания Web-страниц (FrontPage)
2.2 Приложения приложения (Microsoft Office)
2.2.1 Офисные Works)
2.2.1.1 Текстовый редактор (Word)
2.2.1.2 Электронные таблицы (Excel)
2.2.1.3 Графический редактор (Photo Editor)
2.2.1.4 Мультимедиа-презентации (PowerPoint)
2.2.1.5 Базы данных (Works)
2.2.2 Сетевые приложения (Internet Explorer, Netscape Communicator)
2.2.3 Утилиты
2.2.3.1 Антивирусные программы (Dr.Web)
2.2.3.2 Архиваторы (Arj)
2.2.4 Обучающие программы
2.2.5 Энциклопедии, справочники
2.2.6 Программы распознавания текста (FineReader)
2.2.7 Программы - переводчики с иностранных языков (Stylus)
2.2.8 Игры
Билет № 8
Информация и управление. Замкнутые и разомкнутые системы управления, назначение обратной связи.
Преобразование, целенаправленная обработка информации — важнейший из информационных процессов.
Преобразование информации о состоянии окружающей среды, выбор на основе этой информации наиболее целесообразного поведения — постоянная функция мозга и нервной системы человека или животного. Решение задачи, встающей перед человеком в любом виде его деятельности, — также процесс преобразования исходной информации в информацию, отражающую результат решения этой задачи. Преобразование, анализ информации — основа выбора решений, процессов управления в любой области.
Рассмотрим с этих позиций, как осуществляется процесс управления на примере управления автомобилем.
В процессе управления человек с помощью органов чувств воспринимает информацию об окружающей среде (состояние дороги, дорожные знаки, сигналы светофора, наличие встречного транспорта, пешеходов и т.д.). Эта информация через органы чувств передается в мозг человека, где преобразуется в другую информацию — последовательность сигналов, передающихся по нервным путям и управляющих движением ног и рук водителя, воздействующих на руль, сцепление, тормоза и другие устройства автомобиля.
Этот пример показывает, что без информации, ее передачи, преобразования и использования управление невозможно. В основе любого процесса управления лежат информационные процессы.
В любом процессе управления всегда происходит взаимодействие двух систем — управляющей и управляемой. Если они соединены каналами прямой и обратной связи, то такую систему называют замкнутой или системой с обратной связью.
По каналу прямой связи передаются сигналы (команды) управления, вырабатываемые в управляющем органе. Подчиняясь этим командам управляемый объект осуществляет свои рабочие функции. В свою очередь, управляемый объект соединен с управляющим органом каналом обратной связи, по которому поступает информация о состоянии управляемого объекта. В управляющем органе эта информация используется для выработки новых сигналов управления, направляемых к управляемому объекту.
Рассмотрим простейший пример управления — поддержание постоянно заданной температуры в электрической печи (или термостате). Выполняя эту задачу вручную (без применения средств автоматики), человек должен:
1) наблюдать за показаниями термометра,
2) сравнивать эти показания с заданной температурой и
3) при наличии разности между заданным и наблюдаемым значениями передвигать ползунок регулируемого реостата, изменяя силу тока и температуру электронагревательного прибора таким образом, чтобы эта разность стремилась к нулю.
Структура автоматической системы, предназначенной для решения такой задачи, сводится к схеме, изображенной на рисунке.
Датчик (измерительный орган) измеряет величину, подлежащую регулированию (температуру) и преобразует ее в другую величину, более удобную для использования в управляющем органе. Последний воспринимает эту информацию, сравнивает ее с заданным значением и при наличии расхождения передает соответствующую команду на исполнительный орган, который и восстанавливает заданное значение регулируемой величины (в нашем случае — температуры). В качестве исполнительных органов используются устройства, непосредственно воздействующие на технологический процесс (двигатели, электромагниты и т. п.).
Такие системы представляют собой типичный пример систем автоматического регулирования.
Основные принципы структурного программирования.
Рост затрат на разработку программного обеспечения заставил искать такую технологию разработки программ, которая позволила бы:
а) получать надежные программные продукты, т. е. программный код, без ошибок;
б) поручать разработку программы коллективу программистов (увеличение количества разработчиков, как правило, не приводило к сокращению времени разработки программ).
Реализация этих требований привела с одной стороны к появлению доказательного программирования. Это означает, что правильность программы должна быть по возможности доказана. Кроме того, был предложен стиль программирования, который обеспечил бы выполнение этих требований. Программа должна быть понятна коллегам-программистам и должна допускать повторное использование, должна допускать модификации таким образом, чтобы изменения в тексте программы касались бы не всего текста, а отдельных фрагментов.
Ключевая идея структурного программирования — отражение внутренней структуры алгоритма в структуре текста программы. Например, следуя Н. Вирту, реализуем алгоритм Евклида поиска наибольшего общего делителя двух целых чисел (НОД), который состоит в замене большего из двух чисел на их разность до тех пор, пока числа не станут равными. Тогда полученное число и есть искомый НОД.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19
