14.Информационные технологии решения задач. Структуры алгоритмов.

Разработка информационных технологий решения прикладных задач (программ для ПК) - сложный и трудоемкий процесс. Он вклю­чает в себя следующие основные этапы, показывающие логическую последова­тельность действий от постановки задачи до получения решения.

Общая формулировка задачи. Необходимо сформулировать задачу в содержательных терминах и определить, что является "входными" данными задачи и что мы собираемся получить в результате решения.

Математическая формулировка задачи. Необходимо составить математическую модель задачи. Во многих слу­чаях этот этап является очевидным, если есть общепринятые уравнения, опи­сывающие рассматриваемый класс задач.

Выбор математического метода решения. Необходимо на основе накопленного арсенала математических методов выбрать тот, который целесообразно использовать для решения поставленной задачи. Этот выбор осуществляется исходя как из субъективных причин (знание тех или иных математических методов), так и объективных причин, к которым необходимо отнести имеющиеся ресурсы компьютера (память, быстродействие).

Составление алгоритма решения. Этот этап тесно связан с пре­дыдущим и должен быть направлен в первую очередь на разработку эффек­тивных алгоритмов, т.е. таких, которые требуют наименьшего количества ре­сурсов компьютера для своей реализации.

Составление и отладка программы. При отладке больших программ целесообразно использовать специальные программные средства, облегчающие процесс нахождения ошибок.

Тестирование программы. На этом этапе, чтобы удостовериться в правильности работы алгоритма, решаются задачи с такими исходными дан­ными, для которых известно достоверное решение, либо используются ка­кие-то косвенные свидетельства.

Решение поставленной задачи и представление результатов. Здесь наиболее существенным является удобный и наглядный вывод результатов. Во многих случаях целесообразно использовать графические программ­ные средства для визуализации полученных данных.

При решении конкретных задач некоторые из этих этапов могут исклю­чаться самой постановкой задачи.

Структуры алгоритмов. Преобразования величин, реализуемые в алгоритмическом языке, осуще­ствляются по операторам (командам), располагаемым в заданной последова­тельности. Логическая структура любого алгоритма может быть представлена комбинацией трех базовых структур: следование, ветвление, цикл.

Структура алгоритма является линейной, если она образована последова­тельностью простых операторов (команд).

Разветвляющийся алгоритм - алгоритм, содержащий хотя бы одно условие, в результате проверки которого обеспечивается переход на один из двух возможных шагов.

Циклический алгоритм - алгоритм, предусматривающий многократное по­вторение одного и того же действия (одних и тех же операций) над новыми исходными данными. Группа команд (операторов), выполняющихся одна за другой, называется серией, которая может состоять из одного оператора.

15.Сервисные и инструментальные системы.

Сервисные системы

Сервисная система – программный продукт, изменяющий и дополняющий пользовательский и программный интерфейсы операционной системы. Сервисные системы различаются на операционные среды, оболочки и утилиты.

Операционная среда – система, изменяющая и дополняющая как пользовательский, так и программный интерфейс. Операционная среда  создаёт для пользователя и прикладных программ иллюзию работы в полноценной операционной системе. Появление операционной среды обычно означает, что используемая операционная система не полностью удовлетворяет требованиям практики.

Оболочка [shell] – система, изменяющая пользовательский интерфейс. Оболочка создаёт для пользователя интерфейс, отличный от такового самой операционной системы. Задача оболочки – упрощение некоторых общеупотребительных действий с операционной системой. Однако оболочка не заменит ОС, и потому пользователь-профессионал должен изучать также командный интерфейс самой ОС.

Утилита [utility] – это система, дополняющая пользовательский интерфейс. Утилиты реализуют важные функции по управлению ЭВМ, которые, как правило, недостаточно полно представлены в программах, поставляемых с операционной системой.

Наиболее важными функциями утилит являются:

обслуживание жёсткого диска: форматирование, восстановление удалённых файлов, дефрагментация, низкоуровневое редактирования дисков и др.;

обслуживание файлов и каталогов: поиск, сортировка, копирование по определённому условию и т.д.;

работа с архивами: создание архивов и их обновление, сжатие файлов;

защита от компьютерных вирусов: обнаружение вирусов, лечение файлов;

предоставление пользователю расширенной информации и ПЭВМ и ОС;

шифрование информации.

Наиболее известные операционные среды - Windows3.11 и DESQview, которые предназначались для расширения возможностей ОС MS-DOS. Для пользователя работа с этими оболочками выглядела подобно работе в многозадачной ОС с графическим интерфейсом, поэтому многие зачастую ошибочно называли Windows3.11 операционной системой.

ОС Unix имеет в своём составе, как правило, несколько оболочек, которые отличаются друг от друга в основном форматом и набором команд. Самой популярной оболочкой для MS-DOS являлась программа Norton Commander, которая стала прообразом для многих других подобных программ для ОС Windows95: Windows Commander, FAR-Manager и др.

В своём составе Windows95 имеет некоторые утилиты: для проверки диска Scandisk, для дефрагментации диска Defrag, планировщик заданий Scheduler, которые устанавливаются на ПЭВМ по желанию пользователя. Наиболее известными утилитами как для MS-DOS, так и для Windows95 остаётся комплекс программ Norton Utilities.

Широко используемыми утилитами являются архиваторы. К ним относятся, например, WinZip, WinRar, WinArj, которые отличаются по сути только используемым алгоритмом сжатия.

Инструментальные системы

Инструментальная система – это программный продукт, обеспечивающий разработку информационно-программного обеспечения.

К инструментальным системам относятся: системы программирования; системы быстрой разработки приложений и системы управления базами данных.

Система программирования предназначена для разработки прикладных программ с помощью некоторого языка программирования.

В её состав включаются:

компилятор и/или интерпретатор;

редактор связей;

среда разработки;

библиотека стандартных подпрограмм;

документация.

Компилятор [compiler] – это программа, выполняющая преобразование исходной программы в объектный модуль, то есть файл, состоящий из машинных команд. Интерпретатор [interpreter] – программа, непосредственно выполняющая инструкции языка программирования.

Редактор связей [linker] – это программа, которая собирает несколько объектных файлов в один исполняемый файл.

Интегрированная среда разработки [integrated development environment - IDE] – совокупность программ, включающая в себя текстовый редактор, средства управления файлами программного проекта, отладчик [debugger] программ, которая автоматизирует весь процесс разработки программ (см. рис. 3.8).

Библиотека стандартных подпрограмм [standard library] – набор объектных модулей, организованных в специальные файлы, которые предоставляются производителем системы программирования. В таких библиотеках имеются обычно подпрограммы ввода-вывода текста, стандартные математические функции, программы управления файлами. Объектные модули из стандартной библиотеки обычно автоматически подключаются редактором связей к пользовательским объектным модулям.

Системы быстрой разработки приложений [rapid application development - RAD] представляют собой развитие обычных систем программирования. В RAD-системах во многом автоматизирован сам процесс программирования. Программист не пишет сам текст программы, а с помощью некоторых наглядных манипуляций указывает системе, какие задачи должны выполняться программой. После чего RAD-система сама генерирует текст программы.

16-18.Операционные системы.

Общее

Операционная система [operating system] – это комплекс программ, обеспечивающий управление ресурсами ЭВМ и процессами, которые используют эти ресурсы при вычислениях.

Ресурс – это любой логический или аппаратный компонент ЭВМ. Основными ресурсами являются процессорное время и оперативная память. Ресурсы могут принадлежать одной или нескольким внешним ЭВМ, к которым операционная система обращается, используя вычислительную сеть. Процесс – это последовательность действий, предписанных программой.

Управление ресурсом состоит из двух функций:

упрощение доступа к ресурсу;

распределение ресурсов между конкурирующими за них процессами.

Для решения первой задачи операционные системы поддерживают пользовательский и программный интерфейсы. Для решения второй операционные системы используют различные алгоритмы управления виртуальной памятью и процессором.

Операционные системы характеризуются признаками:

количество пользователей, одновременно обслуживаемых системой (однопользовательские и многопользовательские);

число одновременно выполняемых процессов (однозадачные и многозадачные);

тип используемой вычислительной системы (однопроцессорные, многопроцессорные, сетевые, распределённые).

DOS — это программа, которая грузится при включении компьютера и осуществляют управление компьютером, его ресурсами (ОЗУ, метом на HDD), запускает прикладные программы на исполнение, а также обеспечивает пользователю и прикладным программам удобный интерфейс с устройствами компьютера.

 Внутренние команды:

=1= Команда перехода на другой диск - с:

=2= Команда вызова оглавления каталога - dir

=3= Команда смены текущего каталога - cd name

=4= Команда создания каталога - md name

=5= Команда удаление пустого каталога - rd name

=6= Команда вывода созданного текстового файла на экран - type name.txt

=7= Команда очистки экрана - cls

=8= Команда копирования файла - copy 1.txt 2.txt

=9= Создание текстового файла - copy con name.txt

=10= Команда удаления файла - del name.txt

=11= Переименование файла - ren

=12= Дата - date, время - time, выход - exit

Основные внешние команды DOS:

=1= Форматирование диска format c:

=2= Разбиение диска на область - fdisk

=3= Системный диск - sys c: a: (откуда-куда)

=4= Вывод карты оперативной памяти - mem

=5= Проверка файловой системы и восстановление потерянных кластеров - chkdsk

(потерянные файлы)

=6= Проверка файловой сиситемы и диска на наличие логических сбоев - scandisk a:

=7= Создание или обновление метки диска - label a:

=8= Вывод файла на печать - print name.txt prn

При включении ПК на экране появляется рвбочий стол Windows. В нижней части стола располагается панель задачь, которая раскрывается через кнопку ПУСК. Расположены ярлыки: в виде картинок могут быть представлены все объекты, файлы, диски и т.д. Ярлыки предназначены для выполнения различных действий: запуск программ, открытие файлов и папок, просмотра. Ярлыки бывают 2х типов: системные и созданные пользователем. Системные ярлыки всегда присутствуют на рабочем столе. К системным ярлыкам относятся “мой компьютер” — просмотр содержимого ПК. “Корзина” — временное хранения файла временно удаленного с жесткого магнитного диска. Сетевое окружение — просмотр информации соединенных сеть компьютера. Для открытия (ярлыка) с помощью объекта достаточно щелкнуть по нему мышью. 2-ой способ открытия объекта — щелкнуть правой кнопкой мыши и выбрать в раскрывшемся списке “Открыть”.

Стандартное окно Windows состоит из следующих компонентов: 1) строка-заголовка — отображает имя открытого объекта или запущенной программы. 2) строка-меню. Содержит пункты меню, через которые можно выполнять определенные действия. 3) кнопки управления окном _ - свернуть окно, строку панели задач; □ - развернуть окно в полный размер экрана (после этого повторный щелчек по этой кнопки возвращаемся в исходное положение). х — закрыть окно, заверщить действие программы. Для перемещения окна по рабочему столу установить указатель в строку заголовка, нажать мышь, и не отпуская ее, перемещать контур окна в нужное место. Для изменения размеров окна установить указатель в один из нижних углов окна до появления диагональной стрелки. В любом окне можно найти справку Windows 95. Справочная система является основным источником информации о Windows, ее можно вызвать через пуск. Порядок выключения компьютера: для выключения компьютера надо: 1) закрыть все работающие программы. 2) щелкнуть по кнопке ПУСК, выбрать завершение работы, щелкнуть по строке выключить компьютер (если там нет точки). 3) щелкнуть по кнопке ДА/YES. После появления на экране сообщения — теперь питание компьютера можно отключать, отключить питание на системном блоке.

Настройка свойств экрана: щелкнуть ПКМ в любом месте экрана, а затем выбрать свойство на рабочем столе появляется окно свойство экрана. Фон — содержимое рабочего стола задается в виде рисунка или фонового узора. Заставка — режим вступающий в действие если за установленный интервал времени ПК бездействовал. Оформление — выбор схемы, в которой задано все оформление. Настройка — через эту закладку изменяются парметры видеоадаптера и монитора, а также изменяется цветовая палитра.

Работа с корзинами: для восстановления ошибочно удаленных файлов открыть ярлык КОРЗИНА , щелкнуть на имя файла для восстановления и восстановить. Для очистки корзины в меню — файл-очистить корзину. Создание ярлыков: большинство создаваемых на рабочем столе предназначены для быстрого запуска программ. Установить указатель в пустое место рабочего стола, щелкнуть ПКМ, выбрать создать-ярлык через кнопку обзор найти исполняемый файл программы и щелкнуть готова.