<body > Информатика 9 класс. БосоваУчебник предназначен для изучения курса «Информатика» в 9 классе общеобразовательной школы. Он входит в состав учебно-методического комплекта по информатике для 5-9 классов, включающего авторскую программу, учебники, рабочие тетради, электронные приложения и методические пособия для учителя. Оглавление ВведениеУважаемые девятиклассники! Впереди у вас целый учебный год работы, после чего вы станете выпускниками основной школы. Вам предстоит:
Очень важно, чтобы вы смогли увязать учебное содержание с собственным жизненным опытом, понять роль подготовки в области информатики в современном мире, испытывали чувство личной ответственности за качество окружающей информационной среды, были готовы к повышению своего образовательного уровня и продолжению обучения с использованием средств и методов информатики и ИКТ. Как и в предыдущих учебниках, в учебнике для 9 класса кроме основной информации содержатся многочисленные ссылки на образовательные ресурсы сети Интернет, в том числе на такие порталы, как: 1) Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов (http://sc.edu.ru/); На страницах учебника подробно рассмотрены решения типовых задач по каждой изучаемой теме. В конце каждой главы учебника приведены тестовые задания, которые помогут вам оценить, хорошо ли вы освоили теоретический материал и можете ли применять свои знания для решения возникающих проблем. Изучая теоретический материал, работая с дополнительными материалами, отвечая на вопросы, решая задачи и выполняя практические задания на компьютере, вы сможете полностью подготовиться к сдаче выпускного экзамена по курсу информатики в форме государственной итоговой аттестации (ГИА), требования к которому размещены на сайте http://fipi.ru/. В работе с учебником вам помогут навигационные значки:
Желаем успехов в изучении информатики! Глава 1. Моделирование и формализация§ 1.1. Моделирование как метод познанияМодели и моделированиеКлючевые слова:
Модели и моделированиеЧеловек стремится познать объекты (предметы, процессы, явления) окружающего мира, т. е. понять, как устроен конкретный объект, каковы его структура, основные свойства, законы развития и взаимодействия с другими объектами. Для решения многих практических задач важно знать:
Одним из методов познания объектов окружающего мира является моделирование, состоящее в создании и исследовании упрощённых заменителей реальных объектов. Объект-заменитель принято называть моделью, а исходный объект — прототипом или оригиналом. Примеры моделей приведены на рис. 1.1. К созданию моделей прибегают, когда исследуемый объект слишком велик (Солнечная система) или слишком мал (атом), когда процесс протекает очень быстро (переработка топлива в двигателе внутреннего сгорания) или очень медленно (геологические процессы), когда исследование объекта может оказаться опасным для окружающих (атомный взрыв), привести к разрушению его самого (проверка сейсмических свойств высотного здания) или когда создание реального объекта очень дорого (новое архитектурное решение) и т. д. Модель не является точной копией объекта-оригинала: она отражает только часть его свойств, отношений и особенностей поведения. Чем больше признаков объекта отражает модель, тем она полнее. Однако отразить в модели все признаки объекта-оригинала невозможно, а чаще всего и не нужно. Признаки объекта-оригинала, которые должны быть воспроизведены в модели, определяются целью моделирования — назначением будущей модели. Эти признаки называются существеннымидля данной модели с точки зрения цели моделирования.
Поскольку любая модель всегда отражает только часть признаков оригинала, можно создавать и использовать разные модели одного и того же объекта. Например: мяч может воспроизвести только одно свойство Земли — её форму, обычный глобус отражает ещё расположение материков, а глобус, входящий в состав действующей модели Солнечной системы, — ещё и траекторию движения Земли вокруг Солнца. Отразить в модели признаки оригинала можно разными способами. Во-первых, признаки можно скопировать, воспроизвести. Такую модель называют натурной (материальной). Примерами натурных моделей являются муляжи и макеты — уменьшенные или увеличенные копии, воспроизводящие внешний вид моделируемого объекта (глобус), его структуру (модель Солнечной системы) или поведение (радиоуправляемая модель автомобиля). Во-вторых, признаки оригинала можно описать на одном из языков представления (кодирования) информации — дать словесное описание, привести формулу, схему или чертёж и т. д. Такую модель называют информационной. В дальнейшем мы будем рассматривать именно информационные модели.
Этапы построения информационной моделиЛюбая модель строится для решения некоторой задачи. Построение информационной модели начинается с анализа условия этой задачи, выраженного на естественном языке (рис. 1.2). В результате анализа условия задачи определяется объект моделирования и цель моделирования. После определения цели моделирования в объекте моделирования выделяются свойства, основные части и связи между ними, существенные с точки зрения именно этой цели. При этом должно быть чётко определено, что дано (какие исходные данные известны, какие данные допустимы) и что требуется найти в решаемой задаче. Также должны быть указаны связи между исходными данными и результатами. Следующим этапом построения информационной модели является формализация — представление выявленных связей и выделенных существенных признаков объекта моделирования в некоторой форме (словесное описание, таблица, рисунок, схема, чертёж, формула, алгоритм, компьютерная программа и т. д.).
В данном случае объектом моделирования является процесс запоминания стихотворения учеником; цель моделирования состоит в том, чтобы получить формулу для расчёта времени, необходимого ученику для заучивания стихотворения. С точки зрения цели моделирования, существенной является следующая информация: время запоминания первой строки (5 секунд); разница во времени запоминания очередной и предыдущей строк (2 секунды); количество строк, подлежащих запоминанию (42 строки). Это исходные данные. Результатом должно стать время, необходимое для заучивания всех 42 строк фрагмента романа. Так как время для заучивания каждой строки, начиная со второй, получается добавлением ко времени, требуемому для заучивания предыдущей строки, постоянного числа, то можно говорить об арифметической прогрессии: 5, 7, 9, 11, ... Первым членом этой прогрессии является а1= 5, разность прогрессии d = 10, число членов прогрессии п = 42. Из курса алгебры известна формула для вычисления суммы п первых членов арифметической прогрессии:
Информационные модели существуют отдельно от объектов моделирования и могут подвергаться обработке независимо от них. Построив информационную модель, человек использует её вместо объекта-оригинала для исследования этого объекта, решения поставленной задачи.
Классификация информационных моделейСуществует множество вариантов классификации информационных моделей. Рассмотрим некоторые из них. Если взять за основу классификации предметную область, то можно выделить физические, экологические, экономические, социологические и другие модели. В зависимости от учёта фактора времени выделяют динамические (изменяющиеся с течением времени) и статические (не изменяющиеся с течением времени) модели. В зависимости от формы представления информации об объекте моделирования различают знаковые, образные и смешанные (образно-знаковые) виды информационных моделей. Знаковые информационные модели строятся с использованием различных естественных и формальных языков (знаковых систем). Знаковая информационная модель может быть представлена в форме текста на естественном языке или программы на языке программирования, в виде формулы и т. д. Образные информационные модели (рисунки, фотографии и др.) представляют собой зрительные образы объектов, зафиксированные на каком-либо носителе информации. В смешанных информационных моделях сочетаются образные и знаковые элементы. Примерами смешанных информационных моделей могут служить географические карты, графики, диаграммы и пр. Во всех этих моделях используются одновременно и графические элементы, и знаки.
Вопросы и задания: Моделирование как метод познания
2. Что такое модель? В каких случаях используется моделирование? 3. Подтвердите на примерах справедливость следующих высказываний: а) одному объекту может соответствовать несколько моделей; 4. Приведите примеры натурных и информационных моделей. 5. В приведённом перечне моделей укажите те, которые могут использоваться для: а) представления объектов окружающего мира; Модели: макет застройки жилого района; фотоснимки движения воздушных масс; расписание движения поездов; модель полёта самолёта новой конструкции в аэродинамической трубе; схема строения внутренних органов человека.
а) ученика вашего класса; 7. Опишите этапы построения информационной модели. В чём суть этапа формализации?
§ 1.2. Знаковые моделиСловесные моделиКлючевые слова:
Например, гелиоцентрическая модель мира, которую предложил Коперник, словесно описывалась следующим образом:
Множество словесных моделей содержится в ваших школьных учебниках: в учебнике истории представлены модели исторических событий, в учебнике географии — модели географических объектов и природных процессов, в учебнике биологии — модели объектов животного и растительного мира. Произведения художественной литературы — это тоже модели, так как они фиксируют внимание читателя на определённых сторонах человеческой жизни. Анализируя литературное произведение, вы выделяете в нём объекты и их свойства, отношения между героями, связи между событиями, проводите параллели с другими произведениями и т. п. Самое непосредственное отношение к понятию модели имеет такой литературный жанр, как басня. Смысл этого жанра состоит в переносе отношений между людьми на отношения между вымышленными персонажами, например животными. Такие особенности естественного языка, как многозначность, использование слов в прямом и переносном значении, синонимия, омонимия и т. п., придают человеческому общению выразительность, эмоциональность, красочность. Вместе с тем наличие этих особенностей делает естественный язык непригодным для создания информационных моделей во многих сферах профессиональной деятельности (например, в системах «человек — компьютер»). Математические моделиОсновным языком информационного моделирования в науке является язык математики.
Язык математики представляет собой совокупность множества формальных языков; с некоторыми из них (алгебраическим, геометрическим) вы познакомились в школе, другие сможете узнать при дальнейшем обучении. Язык алгебры позволяет формализовать функциональные зависимости между величинами, записав соотношения между количественными характеристиками объекта моделирования. В школьном курсе физики рассматривается много функциональных зависимостей, которые представляют собой математические модели изучаемых явлений или процессов.
х = х0 + υxt. Изменение координаты тела х при прямолинейном равноускоренном движении в любой момент времени t выражается формулой: С помощью языка алгебры логики строятся логические модели — формализуются (записываются в виде логических выражений) простые и сложные высказывания, выраженные на естественном языке. Путём построения логических моделей удаётся решать логические задачи, создавать логические модели устройств и т. д.
На них изображены известные вам из курса физики последовательное и параллельное соединения переключателеЗ. В первом случае, чтобы лампочка загорелась, должны быть включены оба переключателя. Во втором случае достаточно, чтобы был включён один из переключателеЗ. Можно провести аналогию между элементами электрических схем и объектами и операциями алгебры логики: Спроектируем электрическую цепь, показывающую итог таЗного голосования комиссии в составе председателя и двух рядовых членов. При голосовании «за» каждыЗ член комиссии нажимает кнопку. Предложение считается принятым, если члены комиссии проголосуют за него единогласно либо если свои голоса «за» отдадут председатель и один из рядовых членов комиссии. В этих случаях загорается лампочка. Решение.Пусть голосу председателя соответствует переключатель А, голосам рядовых членов — переключатели В и С. Тогда F(A, B,C) = A & B & C ∨ A & B ∨ A & C. Упростим полученное логическое выражение: F(A, В, С) = А & В & (С ∨ 1) ∨ A & C = A & B & 1 ∨ A & C = A & B ∨ A & C = A & (B ∨ С). Мы получили логическую модель, позволяющую построить схему проектируемой электрической цепи, изображённую на рис. 1.4. Компьютерные математические моделиМногие процессы, происходящие в окружающем нас мире, описываются очень сложными математическими соотношениями (уравнениями, неравенствами, системами уравнений и неравенств). До появления компьютеров, обладающих высокой скоростью вычислений, у человека не было возможности проводить соответствующие вычисления, на счёт «вручную» уходило очень много времени. В настоящее время многие сложные математические модели могут быть реализованы на компьютере. При этом используются такие средства, как:
Средства компьютерной графики позволяют визуализировать результаты расчётов, получаемых в процессе работы с компьютерными моделями.
Особый интерес для компьютерного математического моделирования представляют сложные системы, элементы которых могут вести себя случайным образом. Примерами таких систем являются многочисленные системы массового обслуживания: билетные кассы, торговые предприятия, ремонтные мастерские, служба «Скорой помощи», транспортные потоки на городских дорогах и многие другие модели. Многим знакома ситуация, когда, придя в кассу, магазин, парикмахерскую, мы застаём там очередь. Приходится либо вставать в очередь и какое-то время ждать, либо уходить, т. е. покидать систему необслу- женным. Возможны случаи, когда заявок на обслуживание в системе мало или совсем нет; в этом случае она работает с недогрузкой или простаивает. В системах массового обслуживания количество заявок на обслуживание, время ожидания и точное время выполнения заявки заранее предсказать нельзя — это случайные величины.
Имитационное моделирование — это искусственный эксперимент, при котором вместо проведения натурных испытаний с реальным оборудованием проводят опыты с помощью компьютерных моделей. Для получения необходимой информации осуществляется многократный «прогон» моделей со случайными исходными данными, генерируемыми компьютером. В результате образуется такой же набор данных, который можно было бы получить при проведении опытов на реальном оборудовании или в реальной системе. Однако имитационное моделирование на компьютере осуществляется гораздо быстрее и обходится значительно дешевле, чем натурные эксперименты.
Знаковые модели: Вопросы и задания
2. Приведите 2—3 собственных примера словесных моделей, рассматриваемых на уроках истории, географии, биологии.
4. Решите, составив математическую модель, следующую задачу. Теплоход прошёл 4 км против течения реки, а затем прошёл ещё 33 км по течению, затратив на весь путь один час. Найдите собственную скорость теплохода, если скорость течения реки равна 6,5 км/ч. 5. Требуется спроектировать электрическую цепь, показывающую итог тайного голосования комиссии в составе трёх членов. При голосовании «за» член комиссии нажимает кнопку. Предложение считается принятым, если оно собирает большинство голосов. В этом случае загорается лампочка.
1) Первое место займёт спортсмен из Китая, а спортсмен из Украины будет третьим. По окончании соревнований выяснилось, что каждый эксперт был прав только в одном утверждении. Какие места в соревновании заняли участники?
§ 1.3. Графические информационные модели../images/informatika/infor09/ ГрафыЕсли объекты некоторой системы изобразить вершинами, а связи между ними — линиями (рёбрами), то мы получим информационную модель рассматриваемой системы в форме графа. Вершины графа могут изображаться кругами, овалами, точками, прямоугольниками и т. д. Граф называется взвешенным, если его вершины или рёбра характеризуются некоторой дополнительной информацией — весамивершин или рёбер. На рис. 1.6 с помощью взвешенного графа изображены дороги между пятью населёнными пунктами А, В, С, D, Е; веса рёбер — протяжённость дорог в километрах. Путь по вершинам и рёбрам графа, в который любое ребро графа входит не более одного раза, называется цепью. Цепь, начальная и конечная вершины которой совпадают, называется циклом. Граф с циклом называется сетью. Если героев некоторого литературного произведения представить вершинами графа, а существующие между ними связи изобразить рёбрами, то мы получим граф, называемый семантической сетью. Графы как информационные модели находят широкое применение во многих сферах нашей жизни. Например, можно существующие или вновь проектируемые дома, сооружения, кварталы изображать вершинами, а соединяющие их дороги, инженерные сети, линии электропередач и т. п. — рёбрами графа. По таким графам можно планировать оптимальные транспортные маршруты, кратчайшие объездные пути, расположение торговых точек и других объектов. Дерево— это граф, в котором нет циклов, т. е. в нём нельзя из некоторой вершины пройти по нескольким различным рёбрам и вернуться в ту же вершину. Отличительной особенностью дерева является то, что между любыми двумя его вершинами существует единственный путь. Всякая иерархическая система может быть представлена с помощью дерева. У дерева выделяется одна главная вершина, называемая его корнем. Каждая вершина дерева (кроме корня) имеет только одного предка, обозначенный предком объект входит в один класс1 высшего уровня. Любая вершина дерева может порождать несколько потомков — вершин, соответствующих классам нижнего уровня. Такой принцип связи называется «один-ко-многим». Вершины, не имеющие порождённых вершин, называются листьями. 1 Класс — множество объектов, обладающих общими признаками. Родственные связи между членами семьи удобно изображать с помощью графа, называемого генеалогическим или родословным деревом.
Использование графов при решении задачГрафы удобно использовать при решении некоторых классов задач.
Дерево можно не строить, если не требуется выписывать все возможные варианты, а нужно просто указать их количество. В этом случае рассуждать нужно так: в разряде сотен может быть любая из цифр 1 и 2, в разряде десятков — те же два варианта, в разряде единиц — те же два варианта. Следовательно, число различных вариантов: 2 • 2 • 2 = 8.
На берегу реки стоит крестьянин (K) с лодкой, а рядом с ним — собака (С), лиса (Л) и гусь (Г). Крестьянин должен переправиться сам и перевезти собаку, лису и гуся на другой берег. Однако в лодку кроме крестьянина помещается либо только собака, либо только лиса, либо только гусь. Оставлять же собаку с лисой или лису с гусем без присмотра крестьянина нельзя — собака представляет опасность для лисы, а лиса — для гуся. Как крестьянин должен организовать переправу? Для решения этой задачи составим граф, вершинами которого будут исходное размещение персонажей на берегу реки, а также всевозможные промежуточные состояния, достигаемые из предыдущих за один шаг переправы. Каждую вершину-состояние переправы обозначим овалом и свяжем рёбрами с состояниями, образованными из неё (рис. 1.8). Недопустимые по условию задачи состояния выделены пунктирной линией; они исключаются из дальнейшего рассмотрения. Начальное и конечное состояния переправы выделены жирной линией. На графе видно, что существуют два решения этой задачи. Приведём соответствующий одному из них план переправы: 1) крестьянин перевозит лису;
Игрок I может убрать одну спичку (в этом случае их останется 4) или сразу 2 (в этом случае их останется 3). Если игрок I оставил 4 спички, игрок II может своим ходом оставить 3 или 2 спички. Если же после хода первого игрока осталось 3 спички, второй игрок может выиграть, взяв две спички и оставив одну. Если после игрока II осталось 3 или 2 спички, то игрок I в каждой из этих ситуаций имеет шанс на выигрыш. Таким образом, при правильной стратегии игры всегда выиграет первый игрок. Для этого своим первым ходом он должен взять одну спичку. На рис. 1.9 представлен граф, называемый деревом игры; на нём отражены все возможные варианты, в том числе ошибочные (проигрышные) ходы игроков.
Вопросы и задания: Графические информационные модели
4. Что такое граф? Что является вершинами и рёбрами графа на рис. 1.6? Приведите примеры цепей и циклов, имеющихся в этом графе. Определите, какие два пункта наиболее удалены друг от друга (два пункта считаются самыми удалёнными, если длина кратчайшего пути между ними больше, чем длина кратчайшего пути между любыми другими двумя пунктами). Укажите длину кратчайшего пути между этими пунктами.
§ 1.4. Табличные информационные модели§ 1.1. Моделирование как метод познанияКлючевые слова: • таблица • таблица «объект—свойство» • таблица «объект—объект» В табличных информационных моделях информация об объектах представляется в виде прямоугольной таблицы, состоящей из столбцов и строк. Вам хорошо известно табличное представление расписания уроков, в табличной форме представляются расписания движения автобусов, самолётов, поездов и многое другое. Представленная в таблице информация наглядна, компактна и легко обозрима. Представление данных в табличной формеВ качестве информационных моделей объектов, обладающих одинаковыми наборами свойств, как правило, используются таблицы типа «объект—свойство». Например, информацию о регионах нашей страны можно представить с помощью таблицы, фрагмент которой приведён в табл. 1.1. В этой таблице каждая строка содержит информацию об одном объекте — регионе; столбцы — отдельные характеристики (свойства) рассматриваемых объектов: название, дата образования, площадь и т. д. Такие таблицы могут содержать числовую, текстовую и графическую информацию.
В таблицах типа «объект—объект»отражается взаимосвязь между объектами одного или нескольких классов. Например, в школьных журналах есть таблица «Сведения о количестве уроков, пропущенных обучающимися»; её фрагмент представлен в табл. 1.2. В этой таблице отражена связь «количество пропущенных уроков» между объектами класса «Учащиеся» и объектами класса «Число».
В форме таблицы «объект-объект» можно представить информацию о наличии границ (сухопутной, морской, озёрной, речной) России с другими странами; её фрагмент представлен в табл. 1.4. Если граница соответствующего вида есть, то в нужную ячейку ставится 1, а если нет — 0. Важная особенность этой таблицы состоит в том, что в ней фиксируются не количественные («Сколько?»), а качественные свойства (наличие/отсутствие связи между объектами). Использование таблиц при решении задачРассмотрим несколько примеров задач, которые удобно решать с помощью табличных информационных моделей.
Ранее мы рассмотрели способ записи решения подобных задач с помощью дерева. Сейчас оформим решение в виде таблицы (табл. 1.5). Три числа в каждой ячейке таблицы обозначают соответственно количество камней в кучах и их сумму. В первом столбце зафиксировано распределение камней перед игрой (исходное положение). Во втором столбце рассмотрены все возможные варианты ходов первого игрока; победить с первого хода он не может. В третьем столбце рассмотрены имеющиеся выигрышные варианты ходов второго игрока (отмечены «галочкой»). При безошибочной игре первого игрока такие ситуации возникнуть не должны. Поэтому рассматриваем все возможные ходы второго игрока в случаях, когда у него нет выигрышного хода. Если получены одинаковые варианты, то все из них, кроме одного, исключаем из дальнейшего рассмотрения. В четвёртом столбце отмечены имеющиеся выигрышные варианты второго хода первого игрока. При безошибочной игре второго игрока такие ситуации возникнуть не должны. Поэтому рассматриваем все возможные ходы первого игрока в случае, когда у него нет выигрышного хода. В пятом столбце отмечены выигрышные ходы второго игрока, имеющиеся при всех вариантах хода первого игрока. Таким образом, при безошибочной игре соперников побеждает второй игрок. Его первый ход должен быть таким, чтобы в кучах стало 4 и 3 камня.
Если между парой населённых пунктов существует дорога, то в ячейку на пересечении соответствующих строки и столбца записывается число, равное её длине. Имеющиеся в таблице пустые клетки означают, что дорог между соответствующими населёнными пунктами нет. Построенная таким образом таблица называется весовой матрицей. Для решения некоторых задач бывает удобно по имеющейся таблице строить граф. При этом одной и той же таблице могут соответствовать графы, внешне не похожие друг на друга. Например, рассмотренной выше таблице кроме графа на рис. 1.6 соответствует граф на рис. 1.11.
Три подружки — Аня, Света и Настя — купили различные молочные коктейли в белом, голубом и зелёном стаканчиках. Ане достался не белый стаканчик, а Свете — не голубой. В белом стаканчике не банановый коктейль. В голубой стаканчик налит ванильный коктейль. Света не любит клубничный коктейль. Требуется выяснить, какой коктейль и в каком стаканчике купила каждая из девочек. Создадим три следующие таблицы: Отметим в таблицах информацию, содержащуюся в условии за' дачи: Имеющейся во второй таблице информации достаточно для того, чтобы заполнить всю эту таблицу: Используя факты, что Света купила не клубничный коктейль и что этот коктейль был налит в белый стаканчик, заполняем всю первую таблицу: На основании информации в первой и второй таблицах можем заполнить всю третью таблицу: Ответ:Аня купила ванильный коктейль в голубом стаканчике, Света — банановый коктейль в зелёном стаканчике, Настя — клубничный коктейль в белом стаканчике.
Вопросы и задания к § 1.4. Табличные информационные модели
2. Какие преимущества обеспечивают табличные информационные модели по сравнению со словесными описаниями? Приведите пример.
а) на уроках в школе; 4. К какому типу относится таблица «Табель успеваемости», расположенная в конце вашего дневника? 5. Узнайте, в каких случаях в ячейку таблицы ставится знак «х». Почему мы использовали этот знак в таблице (пример 2)?
10. Постройте граф, отражающий разновидности информационных моделей. § 1.5. База данных как модель предметной областиИнформационные системы и базы данныхКлючевые слова:
Современный человек в своей практической деятельности всё чаще и чаще использует различные информационные системы, обеспечивающие хранение, поиск и выдачу информации по его запросам. Примерами информационных систем являются:
Центральной частью любой информационной системы является база данных.
Базу данных можно рассматривать как информационную модель предметной области. Основными способами организации данных в базах данных являются иерархический, сетевой и реляционный (рис. 1.12). В иерархической базе данных существует упорядоченность объектов по уровням. Между объектами существуют связи: каждый объект может быть связан с объектами более низкого уровня. Говорят, что такие объекты находятся в отношении предка к потомку. Иерархический способ организации данных реализован в системе папок операционной системы Windows. Верхний уровень занимает папка Рабочий стол. Папки второго уровня Мой компьютер, Корзина и Сетевое окружение являются её потомками. Папка Мой компьютер является предком для папок Диск А, Диск Си т. д. Поиск какого-либо объекта в такой базе данных может оказаться довольно трудоёмким из-за необходимости последовательно проходить несколько предшествующих иерархических уровней. В сетевой базе данныхне накладывается никаких ограничений на связи между объектами: в ней могут быть объекты, имеющие более одного предка. Сетевой способ организации данных реализован во Всемирной паутине глобальной компьютерной сети Интернет. Наибольшее распространение получили реляционные базы данных. Их мы рассмотрим более подробно. Реляционные базы данных
Реляционная БД может состоять из одной или нескольких взаимосвязанных прямоугольных таблиц. Строка таблицы РБД называется записью, столбец — полем(рис. 1.13). Запись содержит информацию об одном объекте, описываемом в базе данных: об одном товаре, продаваемом в магазине; об одной книге, имеющейся в библиотеке; об одном сотруднике, работающем на предприятии, и т. п. Поле содержит информацию о значениях только одной из характеристик (атрибутов, свойств) объекта: названия товара; стоимости товара; количества имеющихся в наличии товаров; названия книги; автора книги; года издания; фамилии, имени, отчества сотрудника; даты рождения; специальности и т. п. Значения полей в одном столбце относятся к одной характеристике объекта. Поле базы данных имеет имя, тип и длину. Основные типы полей:
Длина поля — это максимальное количество символов, которые могут содержаться в поле. Для записи структуры таблицы можно применять следующую форму: ИМЯ_ТАБЛИЦЫ (ИМЯ ПОЛЯ 1, ИМЯ ПОЛЯ 2, ...) Например, описать однотабличную базу данных «Календарь погоды» можно так: КАЛЕНДАРЬ_ПОГОДЫ (ДЕНЬ, ТЕМПЕРАТУРА, Здесь поле ДЕНЬ будет иметь тип «дата», поля ТЕМПЕРАТУРА, ВЛАЖНОСТЬ, ДАВЛЕНИЕ, СКОРОСТЬ ВЕТРА — числовой тип; поле НАПРАВЛЕНИЕ ВЕТРА — текстовый тип. В таблице не должно быть совпадающих записей. Иначе говоря, должны быть поле или совокупность полей, значения которых для всех записей разные. Например, значения поля ДЕНЬ базы данных «Календарь погоды» всегда будут разными в разных записях. В базе данных УЧЕНИК (ФАМИЛИЯ, ИМЯ, ОТЧЕСТВО, ДАТА РОЖДЕНИЯ, наверняка не будут совпадать только значения совокупности таких полей, как СЕРИЯ СВИДЕТЕЛЬСТВА О РОЖДЕНИИ и НОМЕР СВИДЕТЕЛЬСТВА О РОЖДЕНИИ. Поле или совокупность полей, значения которых в записях не повторяются (являются уникальными), называют ключом таблицы базы данных.
Вопросы и задания к § 1.5. База данных как модель предметной области
2. Что такое информационная система? Приведите пример информационной системы. 3. Что такое база данных? Как вы считаете, можно ли в широком смысле назвать базами данных телефонный справочник, записную книжку, библиотечный каталог и другие средства, позволяющие нам хранить данные в упорядоченном виде? 4. Назовите основные способы организации данных в базах данных. 5. Какие базы данных называются реляционными? 6. Что такое запись? Какую информацию она содержит? 7. Что такое поле? Какую информацию оно содержит? 8. Перечислите основные типы полей РБД. 9. Для полей однотабличной базы данных КОЛЛЕКЦИЯ (КОД, НАЗВАНИЕ ЭКСПОНАТА, 10. Что такое ключ таблицы базы данных? Что может служить ключом в базе данных КОЛЛЕКЦИЯ (см. задание 9)?
а) ТУРАГЕНТСТВО; § 1.6. Система управления базами данныхЧто такое СУБДКлючевые слова:
С помощью СУБД пользователь может:
Именно наличие СУБД превращает огромный объём хранимых в компьютерной памяти сведений в мощную справочную систему, способную быстро производить поиск и отбор необходимой нам информации. Интерфейс СУБДСуществуют СУБД, с помощью которых создаются крупные промышленные информационные системы. Для работы с этими системами нужны специальные знания, в том числе владение специализированными языками программирования. Для ведения личных баз данных, а также баз данных небольших организаций используются более простые СУБД, работать с которыми могут обычные пользователи. Наиболее распространёнными СУБД такого типа являются Microsoft Access и OpenOffice.org Base. При запуске любой из них на экран выводится окно, имеющее строку заголовка, строку меню, панели инструментов, рабочую область и строку состояния (рис. 1.14). Основными объектами СУБД являются таблицы, формы, запросы, отчёты. Таблицы— это главный тип объектов. С ними вы уже знакомы. В таблицах хранятся данные. Реляционная база данных может состоять из множества взаимосвязанных таблиц. Формы— это вспомогательные объекты. Они создаются для того, чтобы сделать более удобной работу пользователя при вводе, просмотре и редактировании данных в таблицах. Запросы— это команды и их параметры, с которыми пользователь обращается к СУБД для поиска данных, сортировки, добавления, удаления и обновления записей. Отчёты — это документы, сформированные на основе таблиц и запросов и предназначенные для вывода на печать. Создание базы данных
СПИСОК (КОД, ФАМИЛИЯ, ИМЯ, ДАТА РОЖДЕНИЯ, ПОЛ, Поля КОД и РОСТ будут числовыми; поле ДАТА РОЖДЕНИЯ будет иметь тип дата; поле НАЛИЧИЕ ПК будет логическим; все остальные поля будут иметь текстовый тип. Поле КОД можно считать ключом таблицы базы данных (рис. 1.15).
1) создать новую базу данных; Далее следует описать структуру таблицы (указать имена и типы всех полей) и ввести данные в таблицу. Данные можно вводить непосредственно в таблицу (рис. 1.16), а можно создать для этого специальный шаблон — форму (рис. 1.17). После выполнения всех перечисленных выше действий будет получен следующий результат — рис. 1.18. Созданная и сохранённая база данных в дальнейшем может быть открыта для добавления новых записей, исправления и удаления существующих, изменения содержимого отдельных полей и структуры всей таблицы. Данные из таблиц можно упорядочить по некоторому признаку. Например, фамилии учеников в классном журнале записывают в алфавитном порядке; телепередачи в программе — в соответствии со временем их выхода в эфир; уроки в расписании — по возрастанию их порядковых номеров. Упорядочение данных по возрастанию или убыванию значений некоторого признака называют сортировкой. Для выполнения сортировки указывают имя поля (имена полей), по которому будет произведена сортировка, и её порядок (возрастание или убывание значений поля). Запросы на выборку данныхПосле того как база данных создана, её можно использовать в качестве справочной системы. Таблица, содержащая интересующие пользователя сведения, извлечённые из базы данных, называется справкой или. запросом; она содержит только те записи и их поля, которые содержатся в запросах на выборку данных, удовлетворяющих заданным условиям (условиям выбора). В командах СУБД условия выбора записываются в форме логических выражений, сформированных из высказываний на естественном языке (табл. 1.6). В логических выражениях имена полей базы данных связываются с определёнными значениями этих полей операциями отношений: = равно; <> не равно; < меньше; > больше; <= меньше или равно (не больше); >= больше или равно (не меньше). На уроках математики вы применяете эти операции, составляя и решая числовые равенства, неравенства и их системы. Операции отношений применимы и к текстовым полям. Их сравнение построено на лексикографическом принципе: из двух слов меньшим считается то слово, первая буква которого идёт по алфавиту раньше; если первые несколько букв двух слов одинаковы, то сравнение производится по первой различающейся букве; если более короткое слово совпадает с началом более длинного слова, то первое считается меньшим. Значение поля текстового типа и некоторая текстовая величина равны, если они содержат одинаковое количество символов и все их символы, стоящие в позициях с одинаковыми номерами, совпадают. При сравнении текстовых величин следует иметь в виду, что пробел — это тоже символ, хотя он и «меньше» любой буквы. Сравнение дат построено так: одна дата считается меньше другой, если она относится к более раннему времени. Например, истинными будут следующие отношения: 01.11.95<02.11.95; Условия выбора могут задаваться не только простыми, но и сложными логическими выражениями, содержащими логические операции (табл. 1.7). С основными логическими операциями И, ИЛИ, НЕ вы познакомились в 8 классе. С помощью запросов пользователь может быстро найти в базе данных и вывести на экран компьютера интересующую его информацию. Но для решения большинства практических задач найденную информацию необходимо представить в определённой форме и подготовить к выводу на печать. Этот этап работы называется подготовкой отчёта.
Вопросы и задания к § 1.6. Система управления базами данных
2. Что такое СУБД? 3. Какая СУБД установлена на компьютерах в вашем классе? 4. С чего начинается создание БД? 5. Перечислите основные объекты СУБД. Какие функции они выполняют?
а) Какую строку будет занимать запись, содержащая сведения о ноутбуке Asus F70SL, после сортировки данных по возрастанию значений поля НАЗВАНИЕ?
10. Какова цель запроса на выборку?
Сколько записей в данном фрагменте удовлетворяет следующему условию? а) АЛГЕБРА>3 И ИНФОРМАТИКА>4 И ПОЛ='М'
Сколько записей в данном фрагменте удовлетворяет следующему условию? а) ПОЛ='М' И СУММА>55 Тестовые задания для самоконтроля: Моделирование и формализация1. Выберите верное утверждение: а) Один объект может иметь только одну модель 2. Выберите неверное утверждение: а) Натурные модели — реальные объекты, в уменьшенном или увеличенном виде воспроизводящие внешний вид, структуру или поведение моделируемого объекта 3. Какие признаки объекта должны быть отражены в информационной модели ученика, позволяющей получать следующие сведения: возраст учеников, увлекающихся плаванием; количество девочек, занимающихся танцами; фамилии и имена учеников старше 14 лет? а) имя, фамилия, увлечение 4. Выберите элемент информационной модели учащегося, существенный для выставления ему оценки за контрольную работу по информатике: а) наличие домашнего компьютера 5. Замена реального объекта его формальным описанием — это: а) анализ 6. Выберите знаковую модель: а) рисунок 7. Выберите образную модель: а) фотография 8. Выберите смешанную модель: а) фотография 9. Описания предметов, ситуаций, событий, процессов на естественных языках — это: а) словесные модели 10. Модели, реализованные с помощью систем программирования, электронных таблиц, специализированных математических пакетов и программных средств для моделирования, называются: а) математическими моделями 11. Файловая система персонального компьютера наиболее адекватно может быть описана в виде: а) математической модели 12. Графической моделью иерархической системы является: а) цепь 13. Расписание движения электропоездов может рассматриваться как пример: а) табличной модели 14. Какая тройка понятий находится в отношении «объект - натурная модель — информационная модель»? а) человек — анатомический скелет — манекен 15. На схеме изображены дороги между населёнными пунктами А, В, С, D и указаны протяжённости этих дорог. Определите, какие два пункта наиболее удалены друг от друга. Укажите длину кратчайшего пути между ними. а) 17
Турист, выезжающий из пункта А, хочет посетить все города за кратчайшее время. Укажите соответствующий маршрут. а) ABCD
Глава 2. Алгоритмизация и программирование§ 2.1. Решение задач на компьютереЭтапы решения задачи на компьютереКлючевые слова:
Чтобы решать задачи на компьютере, необходимо владеть языком программирования, обладать знаниями в области информационного моделирования и алгоритмизации. Решение задачи с использованием компьютера включает в себя этапы, показанные на рис. 2.1. На первом этапеобычно осуществляется постановка задачи, происходит осознание её условия. При этом должно быть чётко определено, что дано (какие исходные данные известны, какие данные допустимы) и что требуется найти в решаемой задаче. Также должны быть чётко выделены существенные свойства рассматриваемого объекта, указаны связи между исходными данными и результатами. На втором этапеописательная информационная модель формализуется, т. е. записывается с помощью некоторого формального языка. Для этого требуется:
На третьем этапеосуществляется построение алгоритма — чёткой инструкции, задающей необходимую последовательность действий для решения задачи. Алгоритм чаще всего представляется в форме блок-схемы ввиду её наглядности и универсальности. На четвёртом этапеалгоритм записывается на одном из языков программирования. Вы учитесь записывать программы на языке Паскаль. На пятом этапеосуществляется отладка и тестирование программы. Этап отладки и тестирования также называют компьютерным экспериментом. Отладка программы — это процесс проверки работоспособности программы и исправления обнаруженных при этом ошибок. Ошибки могут быть связаны с нарушением правил записи программы на конкретном языке программирования. Их программисту помогает найти используемая система программирования; она выдаёт на экран сообщения о выявленных ошибках. Проверка правильности разработанной программы осуществляется с помощью тестов. Тест — это конкретный вариант значений исходных данных, для которого известен ожидаемый результат. О правильности разработанной программы свидетельствует также соответствие полученных данных экспериментальным фактам, теоретическим положениям и т. д. При этом может возникнуть необходимость уточнить разработанную математическую модель, полнее учесть особенности изучаемого объекта или процесса. По уточнённой математической модели снова составляется программа, анализируются результаты её выполнения. Так продолжается до тех пор, пока полученные результаты не будут достаточно точно соответствовать изучаемому объекту. Задача о пути торможения автомобиля
Водитель автомобиля, движущегося с некоторой постоянной скоростью, увидев красный свет светофора, нажал на тормоз. После этого скорость автомобиля стала уменьшаться каждую секунду на 5 метров. Требуется найти расстояние, которое автомобиль пройдёт до полной остановки. Первый этап.Дано: υ0x — начальная скорость; Требуется найти: sx— расстояние, которое автомобиль пройдёт до полной остановки. Второй этап.В данной ситуации мы имеем дело с прямолинейным равноускоренным движением тела. Формула для перемещения при этом имеет вид: Упростим эту формулу с учётом того, что конечная скорость равна нулю: Третий этап.Представим алгоритм решения задачи в виде блок-схемы: Четвёртый этап.Запишем данный алгоритм на языке программирования Паскаль: programn_1; var v0, s: real; begin writeln('Вычисление длины пути торможения автомобиля'); end. Пятый этап.Протестировать составленную программу можно, используя информацию, что при скорости 72 км/ч с начала торможения до полной остановки автомобиль проходит 40 метров. Выполнив программу несколько раз при различных исходных данных, можно сделать вывод: чем больше начальная скорость автомобиля, тем большее расстояние он пройдёт с начала торможения до полной остановки. Применяя компьютер для решения задач, всегда следует помнить, что наряду с огромным быстродействием и абсолютной исполнительностью у компьютера отсутствуют интуиция и чувство здравого смысла, и он способен решать только ту задачу, программу решения которой ему подготовил человек.
Вопросы и задания к § 2.1. Решение задач на компьютере1. Ознакомьтесь с материалами презентации к параграфу, содержащейся в электронном приложении к учебнику. Какими слайдами вы могли бы дополнить презентацию? 2. Перечислите основные этапы решения задачи с использованием компьютера. 3. Что происходит на этапе постановки задачи? Что является результатом этого этапа? 4. Что происходит на этапе формализации? Что является результатом этого этапа? 5. Что происходит на этапе алгоритмизации? Что является результатом этого этапа? 6. Что происходит на этапе программирования? Что является результатом этого этапа? 7. Что происходит на этапе компьютерного эксперимента? Что является результатом этого этапа? 8. Какой этап решения задачи на компьютере, по вашему мнению, является наиболее трудоёмким?
12. Уличный продавец газет получает а рублей с продажи каждой из первых 50 газет. С продажи каждой из последующих газет он получает на 20% больше. Разработайте программу, которая вычислит заработок продавца, если он продаст за день 200 газет. Зафиксируйте свои действия на каждом из этапов решения этой задачи. 13. В аэробусе, вмещающем 160 пассажиров, три четверти мест находятся в салонах экономического класса и одна четверть мест — в салоне бизнес-класса. Стоимость билета в салоне бизнес-класса составляет х рублей, что в два раза выше стоимости билета в салонах экономического класса. Разработайте программу, которая вычислит сумму денег, полученную авиакомпанией от продажи билетов на этот рейс, если известно, что остались нераспроданными а билетов бизнес-класса и b билетов экономического класса. Выделите все этапы решения этой задачи и опишите свои действия на каждом из них. § 2.2. Одномерные массивы целых чиселОдномерные массивы целых чиселКлючевые слова:
До сих пор мы работали с простыми типами данных. При решении практических задач данные часто объединяются в различные структуры данных, например в массивы. В языках программирования массивы используются для реализации таких структур данных, как последовательности1(одномерные массивы) и таблицы (двумерные массивы). 1 Например, числовые последовательности в математике.
Мы будем рассматривать одномерные массивы. Решение разнообразных задач, связанных с обработкой массивов, базируется на использовании таких типовых алгоритмов, как:
Описание массива целых чиселПеред использованием в программе массив должен быть описан, т. е. должно быть указано имя массива, количество элементов массива и их тип. Это необходимо для того, чтобы выделить участок памяти нужного размера для хранения массива. Общий вид описания одномерного массива: var <имя_массива>: array [<мин_знач_индекса> .. Пример var a: array [1..10] of integer; Здесь описан массив а из 10 целочисленных значений. При выполнении этого оператора в памяти компьютера будет выделено место для хранения десяти целочисленных переменных. Массив, элементы которого имеют заданные начальные значения, может быть описан в разделе описания констант: const b: array [1..5] of integer = (1, 2, 3, 5, 7); В этом случае не просто выделяются последовательные ячейки памяти — в них сразу же заносятся соответствующие значения. Заполнение массиваЗаполнять массив можно либо вводя значение каждого элемента с клавиатуры, либо присваивая элементам некоторые значения в программе. При этом может использоваться цикл с параметром.
for i:=1 to 10 do read (a[i])'; Задавать значения элементов массива можно с помощью оператора присваивания. Например: for i:=1 to 10 do a[i] :=i; В следующем фрагменте программы организовано заполнение целочисленного массива а, состоящего из 10 элементов, случайными числами, значения которых изменяются в диапазоне от 0 до 99: randomize; Вывод массива целых чиселВо многих случаях бывает полезно вывести значения элементов массива на экран. Так, если значения массива генерировались случайным образом, то необходимо знать, каков исходный массив. Также нужно знать, каким стал массив после обработки.
for i:=1 to 10 do write (a[i], ' '); Более наглядным является следующий вариант вывода с комментариями: for i:=1 to 10 do writeln ('a[', i, '] = ' , a[i]); На основании рассмотренных примеров запишем программу, в которой осуществляется: заполнение целочисленного массива а, состоящего из 10 элементов, случайными числами, значения которых изменяются в диапазоне от 0 до 99; вывод массива а на экран. Вычисление суммы элементов массива
Исходные данные (количество жильцов) здесь представлены с помощью одномерного массива а, содержащего n элементов: а[1] — количество жильцов дома 1, а[2] — количество жильцов дома 2, ..., а[n] — количество жильцов дома n. В общем случае a[i] — количество жильцов дома i, где i принимает целочисленные значения от 1 до Суммирование элементов массива осуществляется по тому же принципу, что и суммирование значений простых переменных: за счёт поочерёдного добавления слагаемых: 1) определяется ячейка памяти (переменная а), в которой будет последовательно накапливаться результат суммирования; 2) переменной s присваивается начальное значение 0 — число, не влияющее на результат сложения; 3) для каждого элемента массива из переменной s считывается её текущее значение и складывается со значением элемента массива; полученный результат присваивается переменной а. Описанный процесс наглядно можно изобразить так: Запишем соответствующую программу на языке Паскаль.
Последовательный поиск в массивеВ программировании поиск — одна из наиболее часто встречающихся задач невычислительного характера. Можно выделить следующие типовые задачи поиска: 1) найти наибольший (наименьший) элемент массива; Для решения таких задач в программе необходимо организовать последовательный просмотр элементов массива и сравнение значения очередного просматриваемого элемента с неким образцом. Рассмотрим подробно решение задач первого типа: нахождение наибольшего (наименьшего) элемента. Представим себе одномерный массив в виде стопки карточек, на каждой из которых написано число. Тогда идея поиска наибольшего элемента массива может быть представлена следующим образом: 1) возьмём верхнюю карточку (первый элемент массива), запомним имеющееся на карточке число (запишем его мелом на доске) как наибольшее из просмотренных; уберём карточку в сторону; В итоге на доске будет записано самое большое значение элемента просмотренного массива. Так как доступ к значению элемента массива осуществляется по его индексу, то при организации поиска наибольшего элемента в одномерном массиве можно искать его индекс. Обозначим искомый индекс imax. Тогда описанный выше алгоритм в сформированном нами массиве а на языке Паскаль можно записать так: Если в массиве несколько элементов, значения которых равны максимальному значению, то данная программа найдёт первый из них (первое вхождение). Подумайте, что следует изменить в программе, чтобы в ней находился последний из максимальных элементов. Как следует преобразовать программу, чтобы с её помощью можно было найти минимальный элемент массива? Результатом решения задачи второго типа (нахождение элемента массива, значение которого равно заданному значению) может быть:
Программа поиска в сформированном нами массиве а значения, равного х, может выглядеть так: В этой программе последовательно просматриваются все элементы массива. Если в массиве несколько элементов, значения которых равны заданному числу, то программа найдёт последний из них. Во многих случаях требуется найти первый из элементов, имеющих соответствующее значение, и дальнейший просмотр массива прекратить. Для этой цели можно использовать следующую программу:
Здесь выполнение алгоритма будет прервано в одном из двух случаев: 1) в массиве найден первый из элементов, равный заданному; 2) все элементы массива просмотрены.
Зачастую требуется определить количество элементов, удовлетворяющих некоторому условию. В этом случае вводится переменная, значение которой увеличивается на единицу каждый раз, когда найден нужный элемент.
k: =0; Если требуется определить сумму значений элементов, то вводят переменную, к значению которой прибавляют значение найденного элемента массива.
s: =0 ;
Сортировка массива целых чиселПод сортировкой (упорядочением) массивапонимают перераспределение значений его элементов в некотором определённом порядке. Порядок, при котором в массиве первый элемент имеет самое маленькое значение, а значение каждого следующего элемента не меньше значения предыдущего элемента, называют неубывающим. Порядок, при котором в массиве первый элемент имеет самое большое значение, а значение каждого следующего элемента не больше значения предыдущего элемента, называют невозрастающим. Цель сортировки — облегчить последующий поиск элементов: искать нужный элемент в упорядоченном массиве легче. Вы уже встречались с сортировкой при работе с базами данных. Сейчас мы рассмотрим один из возможных вариантов1реализации механизма этой операции — сортировку выбором. 1 С другими способами сортировки вы познакомитесь на уроках информатики в 10-11 классах. Сортировка выбором (например, по невозрастанию) осуществляется следующим образом: 1) в массиве выбирается максимальный элемент; Рассмотрим процесс сортировки выбором на примере массива а = {0, 1, 9, 2, 4, 3, 6, 5}.
for i:=l to n-1 do Здесь мы использовали один цикл внутри другого. Такая конструкция называется вложенным циклом.
Вопросы и задания к § 2.2. Одномерные массивы целых чисел
2. Может ли массив одновременно содержать целые и вещественные значения? 3. Для чего необходимо описание массива?
а) for i:=1 to 10 do a[i] :=random(101)-50;
10. В целочисленных массивах а и b содержатся длины катетов десяти прямоугольных треугольников (a[i] — длина первого катета, b[i] — длина второго катета i-ro треугольника). Найдите треугольник с наибольшей площадью. Выведите его номер, длины катетов и площадь. Предусмотрите случай, когда таких треугольников несколько. 11. Занесите информацию о десяти европейских странах в массивы n (название страны), k (численность населения), s (площадь страны). Выведите названия стран в порядке возрастания плотности их населения. § 2.3. Конструирование алгоритмовПоследовательное построение алгоритмаКлючевые слова:
Существуют различные методы конструирования (разработки, построения) алгоритмов. Мы познакомимся с одним из них — методом последовательного построения (уточнения) алгоритма. Иначе он называется методом разработки «сверху вниз», нисходящим методом или методом пошаговой детализации. Процесс последовательного построения алгоритма выглядит следующим образом. На первом шаге мы считаем, что перед нами совершенный исполнитель, который «всё знает и всё умеет». Поэтому достаточно определить исходные данные и результаты алгоритма, а сам алгоритм представить в виде единого предписания — постановки задачи (рис. 2.2). Если исполнитель не обучен исполнять заданное предписание, то необходимо представить это предписание в виде совокупности более простых предписании (команд). Для этого:
Процесс продолжается до тех пор, пока все предписания не будут понятны исполнителю. Объединяя полученные предписания в единую совокупность выполняемых в определённой последовательности команд, получаем требуемый алгоритм решения исходной задачи. Разработка алгоритма методом последовательного уточнения для исполнителя РоботВы уже знакомы с исполнителем Робот. Он действует на клетчатом поле, между клетками которого могут быть стены. Система команд исполнителя Робот:
В одном условии можно использовать несколько команд, применяя логические операций И, ИЛИ, НЕ.
Составим алгоритм, под управлением которого Робот закрасит все клетки этого коридора и вернётся в исходное положение. Представим план действий Робота следующими укрупнёнными шагами (модулями): Детализируем каждый из пяти модулей. 1. Чтобы закрасить все клетки коридора, находящиеся левее Робота, прикажем Роботу шагнуть влево и выполнить цикл-ПОКА: влево Под управлением этого алгоритма Робот закрасит все клетки коридора, находящиеся левее от него, и окажется на клетке рядом с левой границей коридора. 2. Командой вправо вернём Робота в коридор. Наша задача — вернуть Робота в исходную точку. Эта точка имеет единственный отличительный признак — она не закрашена. Поэтому пока занимаемая Роботом клетка оказывается закрашенной, будем перемещать его вправо. вправо. Под управлением этого алгоритма Робот окажется в исходной клетке. 4. Так как, выполнив предыдущий алгоритм, Робот оказался правее коридора, командой влево вернём его в коридор. Возвращение в исходную точку обеспечивается алгоритмом: влево 5. По команде закрасить Робот закрашивает исходную клетку. Полностью программа управления Роботом выглядит так: алг Вспомогательные алгоритмыПри построении новых алгоритмов нередко возникают ситуации, когда в разных местах алгоритма необходимо выполдение одной и той же последовательности шагов обработки данных. Для такой последовательности шагов создают отдельный алгоритм, называемый вспомогательным. В качестве вспомогательных могут использоваться алгоритмы, ранее разработанные для решения других задач.
Пример 1.В среде КуМир составим алгоритм для исполнителя Робот, под управлением которого он нарисует узор: Начальное положение Робота отмечено звёздочкой. В алгоритме использован вспомогательный алгоритм фигура. использовать Робот При представлении алгоритмов с помощью блок-схем для обозначения команды вызова вспомогательного алгоритма используется блок «предопределённый процесс» (рис. 2.3), внутри которого записывается название (имя) вспомогательного алгоритма, после которого в скобках перечисляются параметры — входные данные и результаты. Вспомогательный алгоритм делает структуру алгоритма более понятной.
Вспомним алгоритм вычисления степени с натуральным показателем у = аn. Соответствующая блок-схема: Степень с целым показателем у = ах, где х — целое число, а ≠ 0 вычисляется так: В приведённой записи дважды фигурирует вычисление степени с натуральным показателем. Поэтому в алгоритм вычисления степени с целым показателем можно включить вызов вспомогательного алгоритма вычисления степени с натуральным показателем. Соответствующая блок-схема: Алгоритм, представленный на блок-схеме, является основным по отношению к вызываемому в нём вспомогательному алгоритму.
Команда вызова вспомогательного алгоритма исполняется следующим образом (рис. 2.4): 1) формальные входные данные вспомогательного алгоритма заменяются значениями фактических входных данных, указанных в команде вызова вспомогательного алгоритма;
Рассмотрим несколько примеров рекурсивных алгоритмов.
n-я степень числа а есть не что иное, как произведение аn-1 • а; в свою очередь, аn-1 = аn-2• а и т. д.
С каждым шагом фигура становится всё причудливее. Граница снежинки Коха — положение кривой после выполнения бесконечного числа шагов.
Вопросы и задания к § 2.3. Конструирование алгоритмов
2. Почему при решении сложной задачи затруднительно сразу конкретизировать все необходимые действия? 3. В чём заключается метод последовательного уточнения при построении алгоритма?
5. Известен рост каждого из n учеников 9А класса и m учеников 9Б класса. Опишите укрупнёнными блоками алгоритм сравнения среднего роста учеников этих классов.
7. Для чего нужны вспомогательные алгоритмы? 8. Опишите процесс выполнения команды вызова вспомогательного алгоритма в основном алгоритме.
§ 2.4. Запись вспомогательных алгоритмов на языке ПаскальЗапись вспомогательных алгоритмов на языке ПаскальКлючевые слова: • подпрограмма • процедура • функция • рекурсивная функция Запись вспомогательных алгоритмов в языках программирования осуществляется с помощью подпрограмм. В Паскале подпрограмма является частью основной программы. Её описание располагается между разделом varи программным блоком главной программы. Если подпрограмм несколько, то их описания располагаются в произвольном порядке одно за другим. Структура описания подпрограммы аналогична структуре главной программы. Описание подпрограммы начинается с заголовка и заканчивается оператором end. В Паскале различают два вида подпрограмм: процедуры и функции. Процедуры. Запись вспомогательных алгоритмов на языке ПаскальПроцедура— подпрограмма, имеющая произвольное количество входных и выходных данных. Описание процедуры имеет вид: procedure <имя_процедуры> (<описание параметров-значений>; В заголовке процедуры после её имени приводится перечень формальных параметров и их типов. Входные параметры, значения которых не изменяются в программе, должны быть параметрами-значениями. Выходные (результирующие) параметры должны быть параметрами-переменными. Для вызова процедуры достаточно указать её имя со списком фактических параметров. В качестве параметров-значений можно указывать имена переменных, константы и выражения. Например, заголовок процедуры вычисления наибольшего общего делителя может быть описан так: procedure nod (a, b: integer; var с: integer); Возможны следующие варианты вызова этой процедуры: nod (36, 15, z) — в качестве параметров-значений использованы константы; В любом случае между фактическими и формальными параметрами должно быть полное соответствие по количеству, порядку следования и типу.
а) наибольший общий делитель следующих пяти чисел: 12, 24, 30, 48 и 51; Функции. Запись вспомогательных алгоритмов на языке ПаскальОписание функции имеет вид: function <имя_функции> (<описание входных данных>): В заголовке функции после её имени приводится описание входных данных — указывается перечень формальных параметров и их типов. Там же указывается тип самой функции, т. е. тип результата. Функция— подпрограмма, имеющая единственный результат, записываемый в ячейку памяти, имя которой совпадает с именем функции. Поэтому в блоке функции обязательно должен присутствовать оператор <имя_функции>:=<результат>. Для вызова функции достаточно указать её имя со списком фактических параметров в любом выражении, в условиях (после слов if, while, until) или в операторе writeглавной программы.
а) максимальное из чисел а, b, с;
Составим математическую модель этой задачи. Обозначим через /(n) количество пар кроликов в месяце с номером n. По условию задачи, ƒ(1) = 1, ƒ(2) = 1, ƒ(3) = 2. Из двух пар, имеющихся в марте, дать приплод в апреле сможет только одна: ƒ(4) = 3. Из пар, имеющихся в апреле, дать приплод в мае смогут только пары, родившиеся в марте и ранее: ƒ(5) = ƒ(4) + ƒ(3) = 3 + 2 = 5. В общем случае: ƒ(n) = ƒ(n - 1) + ƒ(n - 2), n ≥ 3.
Оформим в виде функции вычисление члена последовательности Фибоначчи. function f (n: integer): integer; Полученная функция считается рекурсивной — в ней реализован способ вычисления очередного значения функции через вычисление её предшествующих значений.
Вопросы и задания к § 2.4. Запись вспомогательных алгоритмов на языке Паскаль
2. Для чего используются подпрограммы? 3. В чём основное различие процедур и функций?
5. Напишите программу перестановки значений переменных а, b, с в порядке возрастания, т. е. так, чтобы а < b < с. Используйте процедуру swap. procedure swap (var x, у: integer); Исходные данные вводятся с клавиатуры. 6. Видоизмените программу сортировки массива выбором так, чтобы в ней использовалась процедура выбора наибольшего элемента массива. 7. Напишите программу вычисления выражения: s = 1! + 2! + 3! +...+ n! Здесь n! — факториал числа n. n! = 1 • 2 • ... • (n-1) • n. Используйте функцию вычисления факториала. 8. Напишите программу вычисления выражения: s = х3 + x5 + хn, где х и n вводятся с клавиатуры. Используйте подпрограмму вычисления степени. 9. Напишите функцию, вычисляющую длину отрезка по координатам его концов. С помощью этой функции напишите программу, вычисляющую периметр треугольника по координатам его вершин. 10. Напишите функцию, вычисляющую площадь треугольника по целочисленным координатам его вершин. С помощью этой функции вычислите площадь четырёхугольника по координатам его вершин. § 2.5. Алгоритмы управленияУправление. Алгоритмы управлениКлючевые слова:
В середине прошлого века выдающийся американский учёный Норберт Винер (1894—1964), изучавший различные технические и биологические системы, установил, что управление в них осуществляется по общей схеме. Винер считается основоположником науки об управлении — кибернетики. Управляемым объектом (объектом управления) может быть техническое устройство (например, автомобиль), один человек (например, ученик, солдат) или коллектив (например, оркестр, работники предприятия). Управляющим объектом (управляющей системой) может быть человек (например, шофёр, дирижёр оркестра, учитель, директор), коллектив (например, правительство, парламент), а может быть и техническое устройство (например, автоматический регулятор, компьютер).
Простейшие алгоритмы управления могут состоять из одной команды или представлять собой линейную последовательность команд. Более сложные алгоритмы управления содержат ветвления и циклы. Обратная связь. Алгоритмы управлениДля управления нужна информация. Во-первых, управляющий объект должен получить информацию о том, что ему нужно, т. е. он должен знать цель своих действий. Во-вторых, управляющий объект должен знать, как можно достичь поставленной цели. Важно, что информация о цели и способах её достижения должна быть известна управляющему объекту до начала процесса управления.
Обратная связь позволяет корректировать управляющие воздействия управляющей системы на объект управления в зависимости от состояния объекта управления (рис. 2.5). Обратная связь предусмотрена в ряде бытовых приборов (например, утюг с терморегулятором, холодильник, кастрюля-скороварка), в живых организмах, в обществе. В настоящее время очень часто роль управляющей системы отводится компьютеру, в память которого заложена программа управления, предусматривающая все варианты информации, которые могут быть получены по обратной связи.
Вопросы и задания к § 2.5. Алгоритмы управления
4. Что изучает наука кибернетика? 5. Какая информация нужна для управления? Приведите пример. 6. Что такое обратная связь? 7. Опишите кибернетическую модель управления. Тестовые задания для самоконтроля к главе 2. Алгоритмизация и программировани1. Что является результатом этапа «формализация» решения задачи на компьютере?а) словесная информационная модель var с: array [1. .20] of integer; Для хранения массива с будет отведено... ячеек памяти объёмом... байтов.а) 40, 20 for i:=1 to 5 do a[i] :=i* (i+1) ; а) 30 const b: array [1..5] of integer = (1, 2, 3, 5, 11); Значение выражения b[5] *b[4]-b[2]-b[3] *b[1] равно:а) 50 а) массивы а) по типу параметров а) рекурсивным а) процедурой а) перевод объекта из одного состояния в другое а) Норберт Винер
ОтветыГлава 3. Обработка числовой информации в электронных таблицах§ 3.1. Электронные таблицыЭлектронные таблицы. Обработка числовой информацииКлючевые слова:
Сотни лет в деловой сфере при выполнении громоздких однотипных расчётов используются таблицы. С их помощью рассчитывается заработная плата, ведутся различные системы учёта материальных ценностей, просчитывается стоимость новых товаров и услуг, прогнозируется размер прибыли и т. д. Такие расчёты многие специалисты до конца прошлого века выполняли с помощью калькуляторов, вручную занося полученные результаты в соответствующие графы таблиц. Такая работа требовала больших временных затрат; на исправление незначительной ошибки, допущенной расчётчиком, уходили недели и даже месяцы. Ситуация кардинально изменилась с появлением электронных таблиц, позволивших за счёт изменения исходных данных быстро решать большое количество типовых расчётных задач.
В наши дни электронные таблицы являются одним из программных продуктов, наиболее широко используемых на практике. С их помощью пользователи, не обладая специальными знаниями в области программирования, имеют возможность определять последовательность вычислительных операций, выполнять различные преобразования исходных данных, представлять полученные результаты в графической форме. Интерфейс электронных таблицНаиболее распространёнными табличными процессорами являются Microsoft Excel и OpenOffice.org Calc. При запуске любого из них на экран выводится окно, многие элементы которого вам хорошо известны по опыту работы с другими программами (рис. 3.1).
Строка заголовка содержит название документа, название программы и кнопки управления окном. Строка меню содержит названия групп команд управления электронной таблицей, объединённых по функциональному признаку. Панели инструментов содержат пиктограммы для вызова наиболее часто выполняемых команд. Рабочей областью табличного процессора является прямоугольное пространство, разделённое на столбцы и строки. Каждый столбец и каждая строка имеют обозначения (заголовки, имена). Столбцы обозначаются слева направо латинскими буквами в алфавитном порядке; могут использоваться однобуквенные, двухбуквенные и трёхбуквенные имена (А, В, Сит. д.; после 26-го столбца начинаются двухбуквенные сочетания АА, АВ и т. д.). Строки нумеруются сверху вниз. Максимально возможное число строк и столбцов у разных табличных процессоров различно. На пересечении столбцов и строк образуются ячейки (клетки), в которые могут быть записаны данные или выполняемые над ними операции. Ячейка — наименьшая структурная единица электронной таблицы. Каждая ячейка электронной таблицы имеет имя, составленное из буквенного имени столбца и номера строки, на пересечении которых она располагается. Возможны следующие имена ячеек: E1, К12, АВ1251. Таким образом, имя ячейки определяет её адрес в таблице. 1 В современных версиях в Microsoft Excel положение ячейки может обозначаться буквой R, за которой следует номер строки, и буквой С, за которой следует номер столбца, например R1C1.
Табличный курсор — выделенный прямоугольник, который можно поместить в любую ячейку. Ячейка таблицы, которую в данный момент занимает курсор, называется текущей ячейкой. Вводить или редактировать данные можно только в текущей ячейке. На рис. 3.1 текущей является ячейка С4. Адрес текущей ячейки и вводимые в неё данные отражаются в строке ввода. В строке ввода можно редактировать информацию, хранящуюся в текущей ячейке. Идущие подряд ячейки в строке, столбце или прямоугольнике образуют диапазон. При задании диапазона указывают его начальную и конечную ячейки, в прямоугольном диапазоне — ячейки левого верхнего и правого нижнего углов. Наибольший диапазон представляет вся таблица, наименьший — одна ячейка. Примеры диапазонов: А1:А10, В2:С2, B2:D10. Рабочая область табличного процессора иначе называется листом. Создаваемый и сохраняемый в табличном процессоре документ называется книгой; он может состоять из нескольких листов. Аналогично листам бухгалтерской книги, их можно перелистывать, щёлкая на ярлыках, расположенных внизу окна. Каждому листу книги пользователь может дать имя, исходя из содержимого этого листа.
В строке состояния выводятся сообщения о текущем режиме работы таблицы и возможных действиях пользователя. Данные в ячейках таблицы. Электронные таблицыСодержимым ячейки может быть:
Текст— это последовательность любых символов из компьютерного алфавита. Тексты (надписи, заголовки, пояснения) нужны для оформления таблицы, в текстовой форме могут быть представлены характеристики рассматриваемых объектов. Изменить содержимое ячейки с текстом можно только путём редактирования ячейки. По умолчанию текст выравнивается в ячейке по левому краю — по аналогии со способом письма слева направо. С помощью чисел задаются количественные характеристики рассматриваемых объектов. При этом используются различные числовые форматы (табл. 3.1). По умолчанию используется числовой формат с двумя десятичными знаками после запятой. Для записи чисел, содержащих большое количество разрядов, не умещающихся в ячейке, применяется экспоненциальный (научный) формат. Числовые данные, введённые в ячейки таблицы, являются исходными данными для проведения вычислений. Изменить числовые данные можно путём их редактирования. По умолчанию числа выравниваются в ячейке по правому краю, что обеспечивает выравнивание всех чисел столбца по разрядам (единицы размещаются под единицами, десятки — под десятками и т. д.). Целая и дробная части вещественного числа разделяются в электронных таблицах запятой. При употреблении в записи числа точки (в качестве разделителя его целой и дробной частей) число интерпретируется как дата. Например, 9.05 воспринимается как 9 мая, а 5.25 — как май 2025 года. Формула— это выражение (арифметическое, логическое), задающее некоторую последовательность действий по преобразованию данных. Формула всегда начинается со знака равенства (=) и может включать в себя ссылки (имена ячеек), знаки операций (табл. 3.2), функции и числа. При записи формул действуют правила, аналогичные тем, что приняты в языках программирования. Примеры формул: Для ввода в формулу имени ячейки достаточно поместить табличный курсор в соответствующую ячейку. В процессе ввода формулы она отображается как в самой ячейке, так и в строке ввода. После завершения ввода (нажатие клавиши Enter) в ячейке отображается результат вычислений по этой формуле (рис. 3.2). Для просмотра и редактирования конкретной формулы достаточно выделить соответствующую ячейку и провести её редактирование в строке ввода. При изменении исходных данных в ячейках, имена которых входят в формулу, значение выражения автоматически пересчитывается, полученный результат отображается в ячейке с этой формулой. Основные режимы работы электронных таблицМожно выделить следующие режимы работы электронных таблиц:
Режимы формирования электронной таблицы.При работе с табличными процессорами создаются документы, которые можно просматривать, изменять, записывать на носители внешней памяти для хранения, распечатывать на принтере. Формирование электронных таблиц предполагает заполнение и редактирование документа. При этом используются команды, изменяющие содержимое ячеек (очистить, редактировать, копировать), и команды, изменяющие структуру таблицы (удалить, вставить, переместить). Содержимое ячеек может быть оформлено с помощью стандартных средств оформления текстов: изменения рисунка шрифта, его размеров, начертания и выравнивания относительно ячейки, направления написания. Помимо этого, пользователю доступны средства оформления самой таблицы: объединение ячеек, различные способы прорисовки границ между ячейками для печати. Данные, формат данных и параметры оформления ячеек (шрифт, цвет заливки, тип границы и пр.) можно копировать из одних ячеек (диапазонов ячеек) в другие ячейки (диапазоны ячеек) электронной таблицы. Режимы отображения таблицы. Для электронной таблицы может быть установлен режим отображения формул или режим отображения значений. По умолчанию включён режим отображения значений, и на экране отображаются значения, вычисленные на основании содержимого ячеек. Можно специально задать режим отображения формул, при котором в ячейках вместо результатов вычислений будут отображены сами формулы (рис. 3.3). Чтобы в OpenOffice.org Calc установить режим отображения формул, следует: 1) выполнить команду Сервис—Параметры—OpenOffice.org Calc— Вид;
Режимы выполнения вычислений.Все вычисления начинаются с ячейки, расположенной на пересечении первой строки и первого столбца электронной таблицы. Вычисления проводятся в естественном порядке; если в очередной ячейке находится формула, включающая адрес ещё не вычисленной ячейки, то вычисления по этой формуле откладываются до тех пор, пока значение в ячейке, от которого зависит формула, не будет определено. При каждом вводе нового значения в ячейку документ пересчитывается заново — выполняется автоматический пересчёт тех формул, в которые входят новые данные. В большинстве табличных процессоров существует возможность установки ручного пересчёта: таблица пересчитывается заново только при подаче специальной команды. В OpenOffice.org Calc выбор режима вычислений осуществляется с помощью команды Сервис—Содержимое ячеек—Пересчитать— Вычислить автоматически.
Вопросы и задания к § 3.1. Электронные таблицы
4. Что понимают под электронными таблицами? 5. Назовите основные элементы окна табличного процессора. Перечислите общие элементы окна табличного процессора и окна текстового процессора. 6. Какой табличный процессор установлен на вашем компьютере? Сколько строк и столбцов могут иметь создаваемые в нём электронные таблицы? 7. Как именуются ячейки таблицы? Почему имя ячейки иначе называют её координатами? 8. Какие данные могут храниться в ячейках таблицы? 9. Сравните операции ввода, редактирования и форматирования текстовой информации в текстовом процессоре и в электронных таблицах. 10. Сравните возможности ввода чисел в таблицы в текстовом процессоре и в электронных таблицах.
12. Сформулируйте правила ввода формул в электронных таблицах. 13. Почему электронные таблицы часто называют динамическими?
15. Дайте краткую характеристику режимов формирования электронных таблиц. 16. На рисунке 3.3 дан фрагмент таблицы в режиме отображения формул. Как будет выглядеть этот фрагмент в режиме отображения значений? Убедитесь в правильности своего ответа, воспользовавшись имеющимся в вашем распоряжении табличным процессором. § 3.2. Организация вычислений в электронных таблицахОрганизация вычислений в электронных таблицахКлючевые слова; • относительная ссылка • абсолютная ссылка • смешанная ссылка • встроенная функция • логическая функция • условная функция Основным назначением электронных таблиц является организация всевозможных вычислений. Вы уже знаете, что: • вычисление — это процесс расчёта по формулам; • формула начинается со знака равенства и может включать в себя знаки операций, числа, ссылки и встроенные функции. Рассмотрим вначале вопросы, касающиеся организации вычислений в электронных таблицах. Относительные, абсолютные и смешанные ссылкиСсылка указывает на ячейку или диапазон ячеек, содержащих данные, которые требуется использовать в формуле. Ссылки позволяют:
Различают два основных типа ссылок: 1) относительные — зависящие от положения формулы; Различие между относительными и абсолютными ссылками проявляется при копировании формулы из текущей ячейки в другие ячейки. Относительные ссылки.Присутствующая в формуле относительная ссылка определяет расположение ячейки с данными относительно ячейки, в которой записана формула. При изменении позиции ячейки, содержащей формулу, изменяется и ссылка. Рассмотрим формулу При копировании формулы вдоль столбца и вдоль строки относительная ссылка автоматически корректируется так:
Например, при копировании формулы из ячейки А2 в ячейки В2, С2 и D2 относительная ссылка автоматически изменяется и рассмотренная выше формула приобретает вид:
Внесём в таблицу исходные данные, в ячейку ВЗ введём формулу = В2+0,05*В2 с относительными ссылками; скопируем формулу из ячейки ВЗ в диапазон ячеек В4:В7 (рис. 3.5). Ежегодный расчёт численности населения мы (согласно условию задачи) осуществляли по одной и той же формуле, исходные данные для которой всегда находились в ячейке, расположенной в том же столбце, но на одну строку выше, чем расчётная формула. При копировании формулы, содержащей относительные ссылки, нужные нам изменения осуществлялись автоматически. Абсолютные ссылки.Абсолютная ссылка в формуле всегда ссылается на ячейку, расположенную в определённом (фиксированном) месте. В абсолютной ссылке перед каждой буквой и цифрой помещается знак $, например $А$1. При изменении позиции ячейки, содержащей формулу, абсолютная ссылка не изменяется. При копировании формулы вдоль строк и вдоль столбцов абсолютная ссылка не корректируется (рис. 3.6).
Смешанные ссылки.Смешанная ссылка содержит либо абсолютно адресуемый столбец и относительно адресуемую строку ($А1), либо относительно адресуемый столбец и абсолютно адресуемую строку (А$1). При изменении позиции ячейки, содержащей формулу, относительная часть адреса изменяется, а абсолютная часть адреса не изменяется. При копировании или заполнении формулы вдоль строк и вдоль столбцов относительная ссылка автоматически корректируется, а абсолютная ссылка не корректируется (рис. 3.8).
При заполнении любой ячейки этой таблицы складываются соответствующие ей значения ячеек столбца А и строки 1. Иначе говоря, у первого слагаемого неизменным остаётся имя столбца (на него следует дать абсолютную ссылку), но изменяется номер строки (на неё следует дать относительную ссылку); у второго слагаемого изменяется номер столбца (относительная ссылка), но остаётся неизменным номер строки (абсолютная ссылка). Внесите в ячейку В2 формулу =$А2+В$1 и скопируйте её на весь диапазон В2:J10. У вас должна получиться таблица сложения, знакомая каждому первокласснику. Встроенные функции в электронных таблицахПри обработке данных в электронных таблицах можно использовать встроенные функции — заранее определённые формулы. Функция возвращает результат выполнения действий над значениями, выступающими в качестве аргументов. Использование функций позволяет упростить формулы и сделать процесс вычислений более понятным. В электронных таблицах реализовано несколько сотен встроенных функций, подразделяющихся на: математические, статистические, логические, текстовые, финансовые и др. Каждая функция имеет уникальное имя, которое используется для её вызова. Имя, как правило, представляет собой сокращённое название функции на естественном языке. При выполнении табличных расчётов достаточно часто используются функции: СУММ (SUM) — суммирование аргументов;
1) выступление каждого спортсмена оценивают N судей; Информация о соревнованиях представлена в электронной таблице: Требуется подсчитать оценки всех участников соревнований и определить оценку победителя. Для этого: 1) в ячейки А10, A11, А12 и А14 заносим тексты «Максимальная оценка», «Минимальная оценка», «Итоговая оценка», «Оценка победителя»; Результат решения задачи: Логические функцииПри изучении предшествующего материала вы неоднократно встречались с логическими операциями НЕ, И, ИЛИ (NOT, AND, OR). Построенные с их помощью логические выражения вы использовали при организации поиска в базах данных, при программировании различных вычислительных процессов. Реализованы логические операции и в электронных таблицах, но здесь они представлены как функции: сначала записывается имя логической операции, а затем в круглых скобках перечисляются логические операнды. Например, логическое выражение, соответствующее двойному неравенству 0<А1<10, в электронных таблицах будет записано как И(А1>0; А1<10).
При решении этой задачи мы следовали известному вам алгоритму построения таблицы истинности для логического выражения. Вычисления в диапазонах ячеек СЗ:С6, D3:D6, ЕЗ:Е6 проводятся компьютером по заданным нами формулам. Для проверки условий при выполнении расчётов в электронных таблицах реализована логическая функция ЕСЛИ (IF), называемая условной функцией. Условная функция имеет следующую структуру: ЕСЛИ (<условие>; <действие1>; <действие2>) Здесь <условие> — логическое выражение, т. е. любое выражение, построенное с помощью операций отношения и логических операций, принимающее значение ИСТИНА или ЛОЖЬ. Если логическое выражение истинно, то значение ячейки, в которую записана условная функция, определяет <действие1>, если ложно - <действие2>1. 1 Действием может быть вычисление формулы, вывод числа или текста в ячейку.
Данные о претендентах (фамилия, рост) представлены в электронной таблице. Использование условной функции в диапазоне ячеек СЗ:С8 позволяет вынести решение (принят/не принят) по каждому претенденту. Функция COUNTIF (СЧЁТЕСЛИ) позволяет подсчитать количество ячеек в диапазоне, удовлетворяющих заданному условию. С помощью этой функции в ячейке С9 подсчитывается число претендентов, прошедших отбор в команду.
Вопросы и задания к § 3.2. Организация вычислений в электронных таблицах
2. Назовите основные типы ссылок. 3. Охарактеризуйте относительный тип ссылок. 4. По данным электронной таблицы определите значение в ячейке С1.
Определите значения в ячейках С2 и СЗ после копирования в них формулы из ячейки С1.
Определите значения в ячейках диапазона D1:D3 после копирования в них формулы из ячейки СЗ. 7. Охарактеризуйте абсолютный тип ссылок.
Определите значения в ячейках С2 и СЗ после копирования в них формулы из ячейки С1.
10. Дан фрагмент электронной таблицы: Определите значения в ячейках диапазона C1:D3 после копирования в них формулы из ячейки С1. 11. Как можно изменить тип ссылки?
13. Для чего нужны встроенные функции? 14. Какие категории встроенных функций реализованы в табличном процессоре, имеющемся в вашем распоряжении?
Определите значение в ячейке D3.
а) =ЕСЛИ ((С4>4) И (С5>4));"Принят!";”Не принят")
а) =ЕСЛИ(В8<=4;В8*1000;4000+В8*750) § 3.3. Средства анализа и визуализации данныхСортировка и поиск данныхКлючевые слова:
Важной частью анализа данных является их сортировка. С помощью сортировки данные можно расположить по возрастанию или по убыванию содержимого ячеек (табл. 3.3); также можно организовать сортировку по цвету ячеек, цвету шрифта и некоторым другим параметрам. Сортировка позволяет группировать в одном столбце или одной строке данные с одинаковыми значениями, в группах с одинаковыми значениями осуществлять последующую сортировку другого столбца или строки. Результатом сортировки является удобная для восприятия форма представления данных, что позволяет быстрее находить необходимую информацию и, в конечном счёте, принимать более эффективные решения. В отличие от баз данных электронные таблицы позволяют сортировать данные в отдельном столбце. Сортировка по одному столбцу диапазона может привести к нежелательным результатам. Вспомните задачу о формировании школьной баскетбольной команды и подумайте, что получится, если отсортировать по возрастанию данные только в ячейках диапазона ВЗ:В8.
Требуется ответить на следующий вопрос: «Сколько заправочных станций региона продают бензин марки 92 по максимальной цене?». Для ответа на этот вопрос сначала нужно узнать максимальную цену на бензин марки 92. Сделать это можно следующим образом (рис. 3.9)1: 1) отсортировать таблицу по возрастанию по марке бензина; 1 Существуют и другие способы решения этой задачи. Затем можно к диапазону ячеек с ценами на бензин марки 92 применить функцию СЧЁТЕСЛИ и с её помощью определить число заправочных станций, продающих бензин по максимальной цене. Поискданных в электронных таблицах осуществляется с помощью фильтров, которые «не пропускают» на экран записи, не удовлетворяющие условиям поиска. Например, к электронной таблице с информацией о заправочных станциях можно применить фильтр для поля «Марка бензина», состоящий из условия «=» со значением «92» (рис. 3.10): В результате мы получим информацию только о тех заправочных станциях, где продаётся бензин марки 92: Полученную таблицу можно подвергать дальнейшей сортировке и фильтрации. Построение диаграмм. Средства анализа и визуализации данныхС помощью электронных таблиц можно не только быстро и качественно обработать большие объёмы однотипной числовой информации, но и сделать числовые данные более наглядными за счёт их графического представления. Основным средством графического представления табличных данных являются диаграммы. Диаграмма— средство наглядного графического представления количественных данных. Диаграммы помогают анализировать данные, проводить их сравнение и выявлять закономерности, скрытые в последовательностях чисел. Электронные таблицы позволяют создавать диаграммы нескольких типов, основными из которых являются график, круговая диаграмма и гистограмма. Графикииспользуются для отображения зависимости значений одной величины (функции) от другой (аргумента); графики позволяют отслеживать динамику изменения данных (рис. 3.11). Круговые диаграммыиспользуются для отображения величин (размеров) частей некоторого целого; в них каждая часть целого представляется как сектор круга, угловой размер которого прямо пропорционален величине (размеру) части (рис. 3.12). Гистограммы(столбчатые диаграммы) используются для сравнения нескольких величин; в них величины отображаются в виде вертикальных или горизонтальных столбцов. Высоты (длины) столбцов соответствуют отображаемым значениям величин (рис. 3.13). Ярусные диаграммы(гистограмма с накоплением) дают представление о вкладе каждой из нескольких величин в общую сумму; в ней значения нескольких величин изображаются объединёнными в одном столбце (рис. 3.14). Ряд данных — это множество значений, которые необходимо отобразить на диаграмме. Диаграммы позволяют визуально сопоставить значения одного или нескольких рядов данных (см. рис. 3.14). Наборы соответствующих друг другу значений из разных рядов называются категориями. Большинство диаграмм строятся в прямоугольной системе координат, где вдоль оси X подписываются названия категорий, а по оси Y отмечаются значения рядов данных. Диаграмма — это составной объект, который может содержать:
В электронных таблицах диаграммы строятся под управлением Мастера диаграмм, в котором предусмотрены следующие основные шаги: 1) выбор типа диаграммы; Диаграммы в электронных таблицах сохраняют свою зависимость от данных, на основе которых они построены: при изменении данных соответствующие изменения происходят в диаграмме автоматически.
После выполнения вычислений по значениям ячеек диапазона А1:А4 была построена диаграмма. Требуется найти получившуюся диаграмму среди приведённых ниже образцов. Решение.После вычислений по формулам в ячейках таблицы будут следующие значения: Диапазон А1:А4 содержит три одинаковых значения — три единицы; четвёртое значение — это 3, что равно сумме трёх других значений. На диаграмме значениям диапазона А1:А4 должны соответствовать три равных по площади столбца или сектора, а также столбец или сектор, площадь которого равна сумме площадей трёх других столбцов или секторов. Таким условиям соответствует только диаграмма в).
Вопросы и задания к § 3.3. Средства анализа и визуализации данных
2. Перечислите основные способы выполнения сортировки, реализованные в электронных таблицах.
4. Как осуществляется поиск информации в электронной таблице? 5. Каким образом сортировка и поиск, реализованные в электронных таблицах, способствуют анализу данных? 6. Что такое диаграмма? Каково назначение диаграмм? 7. Назовите основные типы диаграмм. 8. Обоснуйте выбор типа диаграммы для представления: а) результатов контрольной работы по алгебре в вашем классе; 9. Назовите ряды данных и категории в диаграммах на рисунках этого параграфа.
После выполнения вычислений по значениям ячеек диапазона A2:D2 была построена диаграмма. Укажите получившуюся диаграмму:
Какое из следующих утверждений истинно? а) Все спортсмены, имеющие I разряд, могут являться конько бежцами. Задания для практических работ: Обработка числовой информации в электронных таблицахВнимание!Для выполнения практических заданий используйте имеющийся в вашем распоряжении табличный процессор. Все выполненные задания сохраняйте на разных листах одной книги, хранящейся в вашей личной папке. 1. Представьте в электронной таблице свои расходы за неделю; для заполнения диапазонов ячеек В7:17, 13:17 используйте формулы. Образец структуры и оформления таблицы: 2. Оформите лист для получения количества информации в разных единицах: Узнайте ёмкость в байтах жёсткого диска имеющегося в вашем распоряжении компьютера, запишите её в ячейку В2. Получите в ячейках В1, ВЗ:В5 ёмкость жёсткого диска в единицах измерения, указанных в соответствующих ячейках столбца А. 3. Составьте таблицу умножения на число n (1 ≤ n ≤ 9). Значение л задаётся в ячейке В2. 4. Составьте таблицу умножения чисел первого десятка. Используйте смешанные ссылки. 5. Подготовьте таблицу вида: Значения в диапазоне ячеек В1:В20 получите автозаполнением. Выполните следующие расчёты: а) получите сумму всех целых чисел от 1 до 20 в ячейке В21; 6. В основу эффективного решения головоломки «Ханойская башня» положен алгоритм, суть которого сводится к следующему: для перемещения башни, состоящей из n колец, с первого стержня на третий мы должны решить чуть более простую задачу — переместить на второй стержень башню, состоящую из n-1 кольца. После этого нижний диск с первого стержня перемещается на третий и повторно осуществляется перемещение башни из n-1 кольца, но уже со второго диска на третий. Таким образом, число ходов, необходимых для перемещения башни из n колец, равно удвоенному числу ходов, необходимых для перемещения башни из n-1 кольца, и ещё одному ходу. Используйте эту закономерность для вычисления числа ходов, необходимых для перемещения башни из 64 колец. Вычислите, сколько времени займёт такое перемещение, если считать, что на один ход требуется 1 секунда. Тестовые задания для самоконтроля: Обработка числовой информации в электронных таблицах1. Рабочая книга табличного процессора состоит из: а) ячеек 2. Обозначением строки в электронной таблице является: а) 18D 3. Строка формул используется в табличном процессоре для отображения: а) только адреса текущей строки 4. Ввод формул в таблицу начинается со знака: а) $ 5. Ровно 20 ячеек электронной таблицы содержатся в диапазоне: а) E2:F12 6. В электронной таблице выделили группу четырёх соседних ячеек. Это может быть диапазон: а) А1:В4 7. Среди приведённых ниже записей формулой для электронной таблицы является: а) A2+D4B3
а) 4 9. В электронной таблице при перемещении или копировании формул абсолютные ссылки: а) преобразуются независимо от нового положения формулы 10. Укажите ячейку, адрес которой является относительным: а) D30 11. Укажите ячейку, в адресе которой не допускается изменение только имени строки: а) Е$1
Значение в ячейке ЕЗ после копирования в неё формулы из ячейки Е1 будет равно: а) 60
Значение в ячейке Е2 после копирования в неё формулы из ячейки Е1 будет равно: а) 63
а) =D5*E5
а) = $C4+F$3 16. Уличный продавец газет получает 3 рубля за продажу каждой из первых 50 газет. За продажу каждой из последующих газет он получает 5 рублей. В ячейке СЗ находится количество газет, проданных продавцом за день. Какая из формул позволяет подсчитать заработок продавца за день? а) =ЕСЛИ(С3<50;СЗ*3; СЗ*5-100) 17. Для наглядного представления площадей крупнейших государств мира целесообразно использовать: а) круговую диаграмму 18. Для наглядного представления изменения температуры воздуха в течение месяца следует использовать: а) круговую диаграмму 19. Дан фрагмент электронной таблицы в режиме отображения формул: После выполнения вычислений по значениям ячеек диапазона A2:D2 было построено несколько диаграмм. Укажите диаграмму, которая не могла быть получена.
Какое из следующих утверждений истинно? а) Все ученики 9А класса могли выбрать экзамен по информатике. Для проверки знаний и умений по теме «Обработка числовой информации в электронных таблицах» вы можете воспользоваться интерактивным тестом к главе 3, содержащимся в электронном приложении к учебнику. ОтветыГлава 4. Коммуникационные технологии§ 4.1. Локальные и глобальные компьютерные сетиПередача информацииКлючевые слова:
Ранее мы уже говорили о том, что передача информации — один из важнейших информационных процессов. Информация передаётся от источника к приёмнику в форме некоторой последовательности сигналов, символов, знаков. Например, при непосредственном разговоре между людьми происходит передача звуковых сигналов — речи; при чтении текста человек воспринимает графические символы — буквы. Передаваемая последовательность сигналов, символов, знаков называется сообщением. Канал связи(передачи информации) — это система технических средств и среда распространения сигналов для передачи сообщений от источника к приёмнику. При непосредственном общении людей информация передаётся с помощью звуковых волн, при разговоре по телефону — с помощью акустических и электрических сигналов, распространяемых по линиям связи, при чтении — с помощью световых волн. Любое преобразование информации, идущей от источника, в форму, пригодную для её передачи по каналу связи, называется кодированием. В настоящее время широко используется цифровая связь, когда передаваемая информация преобразуется в двоичный код.
На протяжении столетий для передачи писем человечество пользовалось услугами почтовой связи; во второй половине XIX века была изобретена технология передачи звука (телефон); с 30-х годов XX века для передачи изображений стал использоваться телефакс.
Важной характеристикой компьютерной сети является скорость передачи информации, или пропускная способность канала. Эта величина определяется как количество информации в битах в секунду (бит/с) и в производных единицах: Кбит/с, Мбит/с, Гбит/с: 1 Кбит/с = 1024 бит/с; Различают локальные и глобальные компьютерные сети. Что такое локальная компьютерная сеть
Локальные сети бывают одноранговыми и с выделенным сервером. В небольших локальных сетях все компьютеры равноправны, т. е. каждый из них может использовать ресурсы другого. Пользователи самостоятельно решают, какие ресурсы своего компьютера (файлы, папки, диски) сделать доступными для всей сети. Такие сети называются одноранговыми. В сетях с большим количеством пользователей нежелательно, чтобы все они имели доступ ко всем компьютерам сети. При объединении более 10 компьютеров целесообразно выделять наиболее мощный компьютер — сервер (англ, server — обслуживающий). На жёстком диске сервера размещают файлы (данные и программы), к которым получают доступ другие компьютеры сети — клиенты. Кроме того, всем пользователям сети может быть доступно периферийное оборудование, подключённое к серверу (например, принтер или сканер). Каждый компьютер, подключаемый к локальной сети, должен иметь специальную плату — сетевой адаптер. Её функция — передача и приём сигналов, распространяемых по каналам связи. Соединение компьютеров (их сетевых плат) в локальную сеть осуществляется с помощью различных типов кабелей (витая пара, оптическое волокно) (рис. 4.1) или по беспроводным каналам (типа Wi-Fi).
Оптоволоконный кабельпередаёт свет по стеклянному волокну. Такой тип соединения обеспечивает очень высокую скорость передачи, протяжённость канала составляет сотни и тысячи километров, и он абсолютно не подвержен электромагнитным помехам. Скорость передачи данных — от 100 Мбит/с до 10 Гбит/с. Беспроводное соединение Wi-Fi обеспечивает скорость передачи данных до 300 Мбит/с. Что такое глобальная компьютерная сетьЛокальные сети, объединяя десятки компьютеров на небольшой территории, не обеспечивают совместный доступ к информации пользователям, находящимся на значительном расстоянии друг от друга (например, в различных населённых пунктах). Глобальная компьютерная сеть— это система связанных между собой компьютеров, расположенных на сколь угодно большом удалении друг от друга (например, в разных странах и на разных континентах). Примерами глобальных компьютерных сетей могут служить региональные и корпоративные сети. Региональные компьютерные сети обеспечивают объединение компьютеров в пределах одного региона (города, области, края, страны). Корпоративные компьютерные сети создаются для обеспечения деятельности различного рода корпоративных структур, имеющих территориально удалённые подразделения (например, банков со своими филиалами). Наиболее известной и самой обширной глобальной компьютерной сетью является Интернет. Эта сеть объединяет многочисленные локальные, региональные и корпоративные сети, а также компьютеры отдельных пользователей, распределённые по всему миру (рис. 4.2). Основой любой глобальной компьютерной сети являются компьютерные узлы и каналы связи. Узел — это мощный компьютер, постоянно подключённый к сети. К узлам компьютерной сети подключаются абоненты— персональные компьютеры пользователей или локальные сети. Для передачи данных в глобальных сетях применяют самые разнообразные физические каналы: электрический кабель; радиосвязь через ретрансляторы и спутники связи; инфракрасные лучи (как в телевизионных пультах дистанционного управления); современный оптоволоконный кабель; обычную телефонную сеть. Организация, предоставляющая пользователям связь с глобальной сетью через свои компьютеры, называется провайдером(англ. provider — поставщик) сетевых услуг.
§ 4.2. Всемирная компьютерная сеть ИнтернетКак устроен ИнтернетКлючевые слова:
Надёжность функционирования сети Интернет обеспечивается наличием большого количества каналов передачи информации между входящими в неё локальными, региональными и корпоративными сетями. Для того чтобы подключить к сети Интернет свой домашний компьютер, необходимо воспользоваться услугами Интернет-провайдера. При каждом выходе пользователя в Интернет его компьютер соединяется с компьютерной системой провайдера. Интернет соединяет различные модели компьютеров, с разным программным обеспечением. Это возможно благодаря реализации в программном обеспечении особых соглашений (правил), называемых протоколами. IP-адрес компьютераКаждый компьютер, подключённый к Интернету, получает свой уникальный 32-битовый идентификатор, называемый IP-адресом. Таких адресов более 4 миллиардов (232- 1 = 4 294 967 295). Человеку, в отличие от технических систем, сложно работать с длинными цепочками из нулей и единиц. Поэтому вместо 32-битового представления мы используем запись IP-адреса в виде четырёх десятичных чисел (от 0 до 255), разделённых точками, например 204.152.190.71. Для осуществления такого перехода 32-битовая запись разбивается на четыре части (по 8 битов), каждая из которых как 8-разрядное двоичное число переводится в десятичную систему счисления.
Чтобы узнать свой текущий IP-адрес во время Интернет-сеанса, достаточно набрать http://yoip.ru в адресной строке браузера. Интернет является сетью сетей, и система IP-адресации учитывает эту структуру: IP-адрес состоит из двух частей, одна из которых является адресом сети, а другая адресом компьютера в данной сети. Для более детального рассмотрения структуры IP-адреса рекомендуем ознакомиться с анимационным роликом «Демонстрация IP-адресации» (192564), размещённом в Единой коллекции цифровых образовательных ресурсов .
Решение.Исследуем возможные комбинации фрагментов адреса с учётом того, что каждое из четырёх чисел в IP-адресе не должно превышать 255. Так как адрес не может начинаться с точки, то в качестве первого фрагмента совершенно точно нельзя использовать фрагмент Б. Получаем возможные варианты: Фрагмент Б не может находиться на втором месте, так как он заканчивается на 50 и добавление к нему справа первой цифры любого из оставшихся фрагментов приведёт к образованию числа, превышающего 255. Если в качестве первого взят фрагмент А, то после него совершенно точно не может следовать фрагмент Г (в противном случае получается число 1922 > 255). Если в качестве первого взят фрагмент В, то после него не может следовать ни один из оставшихся фрагментов. После фрагмента Г может следовать любой из фрагментов А и В. Получаем возможные варианты: После фрагмента АВ мог бы следовать только фрагмент Б, но в рассматриваемом примере он не может быть третьим (по той же причине, что и вторым). По этой же причине после фрагмента ГА может следовать только фрагмент В (фрагмент Б мы исключаем из рассмотрения). После ГВ не могут следовать ни А, ни Б. Таким образом, существует единственный способ соединения имеющихся фрагментов: ГАВБ. Соответствующий адрес имеет вид: 222.195.162.50 Доменная система имёнНаряду с цифровыми IP-адресами в Интернете действует более удобная и понятная для пользователей доменная система имён(DNS — Domain Name System), благодаря которой компьютеры получают уникальные символьные адреса. Доменная система имеет иерархическую структуру: домены верхнего уровня, домены второго уровня и т. д. (рис. 4.3). Домены первого уровня бывают двух видов: административные (трёхбуквенный код для организаций определённого типа) и географические (двухбуквенный код для каждой страны) (табл. 4.1). Полное доменное имя состоит из непосредственного имени домена и далее имён всех доменов, в которые он входит, разделённых точками. Пример.Полное имя fcior.edu.ru обозначает домен третьего уровня fcior, входящий в домен второго уровня edu, принадлежащий домену верхнего уровня ru (рис. 4.4).
Протоколы передачи данных. Всемирная компьютерная сеть ИнтернетДля того чтобы передача информации от одного компьютера к другому не занимала сеть надолго, файлы по сети передаются небольшими порциями — пакетами. Передаваемые пакеты постепенно добираются до своего адресата, попадая с одного сервера на другой, причём на каждом сервере производится операция маршрутизации, т. е. определение адреса следующего сервера, наиболее близкого к получателю, на который можно переслать этот пакет (рис. 4.5). Маршрутизацию пакетов позволяет осуществлять протокол IP. Так как пакеты передаются независимо друг от друга, то каждый пакет может дойти до адресата по своему пути. На конечном пункте все пакеты собираются в один файл. Если какого-либо пакета не хватает, компьютер-адресат посылает запрос на компьютер-отправитель с сообщением, какой пакет отсутствует. Нужный пакет заново посылается адресату. Установление надёжной передачи сетевых пакетов между двумя компьютерами обеспечивает протокол TCP.
Как правило, эти протоколы используются вместе и практически неотделимы друг от друга. Поэтому для них используется термин «протокол TCP/IP».
Вопросы и задания к § 4.2. Всемирная компьютерная сеть Интернет
2. Что такое Интернет? 3. Благодаря чему в сети Интернет удаётся соединять различные модели компьютеров с разным программным обеспечением? 4. Для чего нужен 1Р-адрес? 5. Каким образом осуществляется переход от 32-битового 1Р-ад- реса к его записи в виде четырёх десятичных чисел?
1)11001100100110001011111001000111;
1) 210.171.30.128; 8. Петя записал IP-адрес школьного сервера на листке бумаги и положил его в карман куртки. Петина мама случайно постирала куртку вместе с запиской. После стирки Петя обнаружил в кармане четыре обрывка с фрагментами IP-адреса. Эти фрагменты обозначены буквами А, Б, В и Г. Восстановите IP-адрес. В ответе укажите последовательность букв, обозначающих фрагменты, в порядке, соответствующем IP-адресу. 9. Опишите структуру доменной системы имён.
1) school-collection.edu.ru 11. Опишите процесс маршрутизации и транспортировки данных по компьютерным сетям.
§ 4.3. Информационные ресурсы и сервисы ИнтернетаИнформационные ресурсы и сервисы ИнтернетаКлючевые слова:
Сеть Интернет привлекает пользователей своими информационными ресурсами и сервисами (услугами), наиболее востребованными из которых в настоящее время являются:
Для того чтобы пользоваться сервисами Интернета, необходимо пройти на соответствующих сайтах авторизацию(регистрацию), т. е. ввести в специальную форму свои логин и пароль.
Всемирная паутина. Информационные ресурсы и сервисы ИнтернетаВсемирная паутина, или WWW, — это сервис, с помощью которого пользователи сети получают доступ к информационным ресурсам, хранящимся на компьютерах в разных частях света. Основой WWW являются web-страницы и web-сайты, на которых информация представлена в виде гипертекстовых и гипермедийных документов. Вы уже неоднократно путешествовали по Всемирной паутине с помощью браузеров, осуществляя переходы по гиперссылкам; искали ответы на интересующие вас вопросы с помощью поисковых систем по ключевым словам.
1) Франция | Испания | История Изобразите графически количество страниц, которые найдёт поисковый сервер по каждому запросу. Расположите номера запросов в порядке убывания количества страниц, которые найдёт поисковый сервер по каждому запросу. Решение.Изобразим результаты выполнения запросов графически — с помощью кругов Эйлера: Ещё одна возможность поиска нужного документа в Интернете — это использование адреса документа. Адрес документа в Интернете — его URL(Uniform Resource Locator — универсальный указатель ресурса) состоит из следующих частей: 1) название протокола со знаками :// в конце названия; Рассмотрим пример адреса (URL): http://fcior.edu.ru/card/701/algebraicheskie-uravneniya.html Первая часть адреса — это имя протокола. Оно определяет тип документа. Запись http:// указывает на то, что это Web-страница (протокол HTTP — Hyper Text Transfer Protocol — протокол передачи гипертекстовых файлов). Для других типов документов протоколы могут быть другими. Вторая часть адреса — это доменное имя сервера, на котором хранится страница. http://fcior.edu.ru/card/701/algebraicheskie-uravneniya.html Третья часть адреса — полное имя файла, включающее путь к файлу, т. е. все каталоги, в которые следует последовательно зайти, чтобы открыть требуемый файл. http://fcior.edu.ru/card/701/algebraicheskie-uravneniya.html
Решение.Первая часть адреса файла — название протокола: Вторая часть адреса — имя сервера (компьютера, на котором раз мещён файл): Третья часть адреса — полное имя файла на компьютере: Ответ: http://txt.org/ftp.net, ГВЖЕДБА. Файловые архивы. Информационные ресурсы и сервисы ИнтернетаВ Интернете существует множество файловых архивов— своего рода библиотек, хранящих файлы с программным обеспечением, графикой, музыкой и другой информацией. Доступ пользователей к файлам в файловых архивах возможен как по протоколу HTTP, так и по специальному протоколу передачи файлов FTP (File Transfer Protocol). FTP позволяет подключаться к серверам файловых архивов, просматривать содержимое каталогов и загружать файлы с сервера или на сервер. В случае если передача файла была прервана по каким-либо причинам, протокол FTP предусматривает средства для докачки файла, что бывает очень удобно при передаче больших файлов. Адрес файла на сервере файлового архива включает в себя протокол доступа к файлу, имя сервера и полное имя файла. Так, если доступ к файлу htm.exe, находящемуся на сервере com.edu, осуществляется по протоколу ftp, то его адрес запишется следующим образом: ftp://com.edu/htm.exe Многие файлы, принимаемые по протоколу FTP, являются сжатыми, т. е. уменьшенными в размере. Сжатые файлы занимают меньше места на диске, быстрее передаются по сети. Имена таких файлов обычно заканчиваются расширениями zip, arj, гаг и другими в зависимости от типа программы-архиватора, в котором они были созданы. После копирования сжатого файла его следует распаковать, т. е. восстановить его первоначальный вид. Электронная почтаЭлектронная почта (e-mail) — это система обмена сообщениями (письмами) между абонентами компьютерных сетей. Она имеет ряд преимуществ перед обычной почтой, а именно:
В настоящее время электронная почта (почтовая служба) является одной из основных служб Интернета. Любой пользователь Интернета может завести свой почтовый ящик — поименованную область дисковой памяти на почтовом сервере своего провайдера, куда будет помещаться входящая и исходящая корреспонденция. Пользователь, зарегистрировавший свой почтовый ящик, получает адрес электронной почты, который имеет вид: <имя_пользователя>@<имя_сервера> Первая часть (<имя_пользователя>) выбирается самим пользователем; вторая часть (<имя_сервера>) жёстко связана с сервером, на котором пользователь зарегистрировал свой почтовый ящик. Разделителем частей адреса служит символ @. Ниже приведён пример адреса электронной почты: Схема работы электронной почты представлена на рис. 4.6.
Так как отправлять почту имеет право кто угодно и кому угодно, то протокол SMTP не предполагает идентификацию отправителя. Получить письмо должен именно тот, кому оно адресовано; тут необходима идентификация получателя (по логину и паролю), которая и обеспечивается протоколом POP3. Просматривать сообщения электронной почты пользователи могут либо с помощью специальных программ (почтовых клиентов), либо посредством web-интерфейса. У каждого из этих способов есть свои достоинства и недостатки. Преимуществом почтовых клиентовявляется то, что при их использовании нет необходимости постоянного соединения с Интернетом. Интернет нужен на непродолжительное время для загрузки сообщений с почтового сервера на компьютер пользователя. Вся корреспонденция пользователя (и полученная, и отправленная) сохраняется на этом компьютере. Недостатком этого способа является то, что доступ к почтовому ящику осуществляется только с того компьютера, на котором установлен почтовый клиент, настроенный на конкретного пользователя. При использовании web-интерфейса работа с электронной почтой осуществляется с помощью браузера, в окно которого загружена специальная гипертекстовая страница сайта почтовой службы. При этом вся корреспонденция пользователя хранится в его почтовом ящике на сервере почтовой службы. Доступ к сообщениям осуществляется с любого компьютера, подключённого к сети, однако для чтения корреспонденции в этом случае необходимо наличие подключения к Интернету. В настоящее время наиболее популярными почтовыми клиентами являются Microsoft Outlook Express (входит в стандартную поставку ОС семейства Microsoft Windows) и Mozilla Thrunderbird (рис. 4.7). Примером почтовой службы является mail.ru — крупнейшая в России система электронной почты.
Сетевое коллективное взаимодействиеПользователи сети имеют возможность принимать участие в различных формах коллективного взаимодействия — телеконференциях, форумах, чатах, социальных сетях. Телеконференция — это система обмена информацией на определённую тему между пользователями сети. Она не ограничена временем и может продолжаться месяцами и годами. Сначала в компьютерной сети объявляется открытие конференции на определённую тему. Телеконференция получает свой электронный адрес. Затем проводится подписка на участие в данной телеконференции. После этого каждый пользователь, подписавшийся на конференцию, получает все её материалы в свой почтовый ящик. В свою очередь, посылая письмо в адрес конференции, пользователь знает, что оно дойдёт до всех её участников. Большинство конференций регулируются модераторами— участниками, в обязанности которых входит просмотр посланий и вынесение решений — публиковать данные послания (рассылать всем участникам конференции) или нет. Для организации общения посетителей web-сайта организуются web-форумы. Форум предлагает набор разделов для обсуждения. Зарегистрированные на сайте пользователи, посылая свои сообщения, могут создавать внутри разделов темы и вести обсуждения в рамках этих тем. Сообщение и все ответы на него образуют «ветку» форума. Незарегистрированные пользователи получают статус гостей, которые могут просматривать ветки форума, но не имеют права принимать участие в обсуждениях. За соблюдением правил следят модераторы, имеющие право редактировать, перемещать и удалять чужие сообщения в определённом разделе или теме. Чат(англ, chat — болтать) — сервис группового общения, предполагающего обмен сообщениями по компьютерной сети в режиме реального времени. Характерной особенностью является коммуникация именно в реальном времени, что отличает чат от форума. В последнее время среди пользователей Интернета широкое распространение получили социальные сети — интерактивные многопользовательские web-сайты, содержание (контент) которых создаётся самими участниками сети. Такие сайты представляют собой автоматизированные социальные среды, позволяющие общаться группам пользователей, объединённых общими интересами. Сетевой этикет ИнтернетаВ сети Интернет существуют негласные правила поведения, так называемый сетевой этикет. Кратко, суть сетевого этикета может быть выражена одной фразой: «Уважайте своих невидимых партнёров по Сети!».
1. Ясно идентифицируйте себя.
Вопросы и задания к § 4.3. Информационные ресурсы и сервисы Интернета
2. Опишите организацию и назначение сервиса WWW. 3. Что такое браузер? Приведите примеры браузеров. 4. Какие документы называют гипертекстовыми?
1) бульдог & колли & уход Изобразите графически количество страниц, которые найдёт поисковый сервер по каждому запросу. Расположите номера запросов в порядке убывания количества страниц, которые найдёт поисковый сервер по каждому запросу. 6. Что такое URL? Какова его структура?
1) http://inf.1 september.ru/2007/11/01.htm
9. По каким протоколам возможен доступ пользователей к информации, хранящейся в файловых архивах? 10. Каковы основные преимущества электронной почты перед обычной почтой? 11. Какова структура электронного адреса? 12. Опишите в общих чертах схему работы электронной почты. 13. Представьте, что вам нужно связаться с малознакомым или очень занятым человеком. Вам удалось получить номер мобильного телефона и электронный адрес этого человека. Каким видом связи, по вашему мнению, удобнее воспользоваться в этой ситуации? Обоснуйте свой ответ. 14. Какие существуют способы работы с сообщениями электронной почты? Проанализируйте достоинства и недостатки каждого из них. 15. Что общего и в чём различие между такими формами сетевого коллективного взаимодействия, как телеконференция, форум и чат?
12. Опишите в общих чертах схему работы электронной почты. 13. Представьте, что вам нужно связаться с малознакомым или очень занятым человеком. Вам удалось получить номер мобильного телефона и электронный адрес этого человека. Каким видом связи, по вашему мнению, удобнее воспользоваться в этой ситуации? Обоснуйте свой ответ. 14. Какие существуют способы работы с сообщениями электронной почты? Проанализируйте достоинства и недостатки каждого из них. 15. Что общего и в чём различие между такими формами сетевого коллективного взаимодействия, как телеконференция, форум и чат?
§ 4.4. Создание web-сайтаТехнологии создания сайтаКлючевые слова:
Существуют несколько способов создания сайтов. Во-первых, сайт можно создать, воспользовавшись языком разметки гипертекста HTML (Hyper Text Markup Language). В этом случае в текстовом редакторе (например, в Блокноте) текст, который хотят разместить на страницах сайта, размечают специальными метками, называемыми тегами. Теги содержат указания о том, как должен выглядеть текст. Чтобы отличать теги от текста, их заключают в угловые скобки. Во-вторых, можно документ, подготовленный в текстовом процессоре (Microsoft Word, Writer), сохранить как web-страницу (в формате HTML). В-третьих, можно воспользоваться специальным программным обеспечением — визуальными HTML-редакторами (Adobe Dreamweaver, Microsoft FrontPage, Nvu) или конструкторами сайтов(uCoz, Сайткрафт, Конструктор школьных сайтов). Web-дизайнер— специалист, проектирующий структуру web-сайта, а также подбирающий способы подачи информации и выполняющий художественное оформление web-проекта. Web-дизайнер должен знать современные web-технологии; желательно, чтобы он имел художественное образование.
Содержание и структура сайтаНезависимо от того, каким инструментарием вы будете пользоваться для создания сайта, первоначально следует продумать его содержание и структуру. Предположим, вы посещаете кружок компьютерной графики и решили создать сайт этого творческого объединения. Содержание сайтадолжно быть таким, чтобы отражать творческую жизнь участников объединения, привлекать внимание единомышленников. Теперь необходимо определить структуру (план) сайта— разбиение общего содержания на смысловые разделы и отдельные страницы с указанием связей между ними. Очевидно, сайт может включать в себя общую информацию (программу и расписание занятий, место проведения занятий, фамилию, имя, отчество руководителя и т. д.), страницу новостей и объявлений, личные страницы руководителя и участников объединения, галерею работ участников объединения, полезные ссылки на другие ресурсы сети Интернет и многое другое. Изобразим структуру сайта в виде графа (рис. 4.8). Представление структуры сайта в виде графа обеспечивает наглядное представление содержания сайта и помогает организовать навигацию — переходы с одной страницы сайта на другую. Оформление сайтаЛюбой сайт загружается с главной (домашней) страницы(home page), которая, прежде всего, должна давать ответ на вопрос: «О чём этот сайт?». Для этого на главной странице размещают название сайта, тематическое графическое изображение, короткий текст с описанием содержания сайта, а также главное меню — ссылки на основные разделы сайта. Также на главной странице могут быть размещены имя автора сайта и его контактная информация, счётчик посетителей, новости и т. д. Каждая страница сайта, как правило, имеет несколько постоянных элементов, которые всегда находятся на одних и тех же местах. Это:
Желательно, чтобы страницы сайта были выполнены в едином стиле. Чтобы выдержать стиль, проще вначале разработать шаблон страницы сайта, на котором представить элементы, имеющиеся на всех страницах сайта (рис. 4.9).
Размещение сайта в ИнтернетеПеред размещением сайта в сети Интернет следует провести его тестирование, т. е. убедиться в том, что он правильно отображается разными браузерами: тексты хорошо читаются на выбранном фоне, рисунки расположены на своих местах, гиперссылки обеспечивают правильные переходы и т. д. Хостинг— услуга по размещению сайта на сервере, постоянно находящемся в сети Интернет; хостинг может быть как платным, так и бесплатным. Платным хостингом для размещения своих сайтов обычно пользуются крупные компании. При этом они получают удобное для прочтения и запоминания доменное имя второго уровня, которое может совпадать с названием компании.
Список серверов, предоставляющих бесплатный хостинг, можно получить поиском по запросу «бесплатный хостинг».
Вопросы и задания: Создание web-сайта
2. С помощью каких инструментов можно создавать сайты? 3. Что такое структура сайта?
а) «Наш класс»; б) «Моя семья»; в) «Информатика». 5. Перечислите основные элементы, размещаемые на страницах сайта. 6. Какие рекомендации следует учитывать при наполнении страниц сайта информационными материалами? 7. С какой целью проводится тестирование сайта? 8. Что является основным недостатком бесплатного хостинга? 9. Назовите известный вам сервер Интернета, обеспечивающий пользователям бесплатный хостинг сайтов. Коммуникационные технологии: Тестовые задания для самоконтроля1. Совокупность технических устройств, обеспечивающих передачу сигнала от источника к получателю, — это: а) источник информации 2. Количество информации, передаваемое за единицу времени, — это: а) источник информации 3. Множество компьютеров, соединённых линиями передачи информации, — это: а) компьютерная сеть 4. Компьютерная сеть, действующая в пределах одного здания, — это: а) локальная сеть 5. Компьютерная сеть, охватывающая большие территории (страны, континенты), — это: а) локальная сеть 6. Локальная сеть, все компьютеры в которой равноправны, — это: а) региональная сеть 7. Компьютер, предоставляющий свои ресурсы в пользование другим компьютерам при совместной работе, называется: а) модемом 8. Набор правил, позволяющий осуществлять соединение и обмен данными между включёнными в сеть компьютерами, — это: а) URL 9. Скорость передачи данных через ADSL-соединение равна 128 000 бит/с. Сколько времени (в минутах) займёт передача файла объёмом 5 Мбайт по этому каналу? а) 328
а) 840000
а) локальная сеть 12. Компьютер, подключённый к Интернету, обязательно имеет: а) IP-адрес 13. Адрес компьютера, записанный четырьмя десятичными числами, разделенными точками, — это: а) URL
а) 2413
а) 10000000100000011111111100100000 16. Программа, с помощью которой осуществляется просмотр web-страниц, — это: а) браузер 17. Сервис для хранения, поиска и извлечения разнообразной взаимосвязанной информации, включающей в себя текстовые, графические, видео-, аудио- и другие информационные ресурсы, — это: а) URL 18. HTML-страница, с которой начинается работа браузера при его включении, — это: а) доменное имя 19. Протокол Интернета, обеспечивающий передачу и отображение web-страниц, — это: а) HTTP
А) Пушкин | Лермонтов | поэзия а) ВАБГ Коммуникационные технологии: Тестовые задания для самоконтроля (ответы)21. Указатель, содержащий название протокола, доменное имя сайта и адрес документа, — это: а) URL 22. На сервере ict.ru находится документ demo.html, доступ к которому осуществляется по протоколу http. Фрагменты адреса данного файла закодированы цифрами от 1 до 7. Укажите последовательность цифр, которая кодирует адрес указанного документа в Интернете. а) 5467312 23. Сервис, обеспечивающий пересылку файлов между компьютерами сети независимо от их типов, особенностей операционных систем, файловых систем и форматов файлов, — это: а) FTP 24. Сервис, позволяющий любому пользователю сети передавать и получать электронные сообщения, — это: а) FTP 25. Услуга, предназначенная для прямого общения в Интернете в режиме реального времени, — это: а) почтовый клиент
Ответы../images/informatika/infor09/ |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
04.09.2022 13:45 | Автор/источник: Информатика 9 класс. Босова |
Июнь 2025 | ||||||
---|---|---|---|---|---|---|
Пн | Вт | Ср | Чт | Пт | Сб | Вс |
1 | ||||||
2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 |
16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 |
23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 |
30 |
Сейчас на сайте - 1 (0 зарег.) | |
Всего хитов | 1571 |
Сегодня хитов | 1571 |
Сегодня хостов | 330 |