Курс лекции по "Информатика"

Вообще говоря, расширения, как и имена можно  придумывать произвольно, однако определенные программы работают с файлами  определенного типа, и, чтобы отличить эти файлы от других, следует придерживаться общепринятых расширений, например:

.doc-в файле  содержится текст, созданный программой WORD;

.xls-в файле  содержится таблица, созданная  программой EXCEL

.wq!-в файле  содержится таблица, созданная  программой QUATTRO

ФАЙЛЫ, ПРЕДСТАВЛЯЮЩИЕ СОБОЙ ГОТОВЫЕ К ИСПОЛНЕНИЮ ПРОГРАММЫ, ИМЕЮТ РАСШИРЕНИЯ .EXE , .BAT и .COM .

В качестве примера  приведем рассмотренное выше дерево каталогов, но с файлами:

Обратите внимание, что файлы autoexec.bat , config.sys , cyr.exe на схеме находятся в корневом каталоге C:, файлы ivan.hlp , john.txt - в каталоге IVANOV. Как и в случае с каталогами, на диске могут быть файлы с одинаковыми именами, но тогда они должны находиться в разных каталогах (файлы game1.exe на схеме).

ПОЛНОЕ ИМЯ  ФАЙЛА- ИМЯ ФАЙЛА С УКАЗАНИЕМ  ПУТИ К НЕМУ ОТ КОРНЕВОГО КАТАЛОГА. ПРИ ЭТОМ ИМЕНА КАТАЛОГОВ И  ФАЙЛОВ ОТДЕЛЯЮТСЯ ДРУГ ОТ ДРУГА ОБРАТНОЙ КОСОЙ ЧЕРТОЙ - " \ ", НАПРИМЕР:

Полное имя  файла нужно для того, чтобы  точно указать, на каком диске, в  каком каталоге его найти, аналогично тому, как у нас указывается  почтовый адрес человека: область, город, улица, дом, квартира и только потом  фамилия.

Отличия правил записи имен каталогов (папок) и файлов в операционной системе WINDOWS'95 заключаются  в следующем:

1) длина имени  файла или папки (каталога) может  достигать 255 символов.

2) могут использоваться  русские буквы. 

3) могут использоваться  пробелы.

Например становится допустимым такое имя файла: Письмо моему другу Ивану.doc .

МАСКИ (ШАБЛОНЫ) - ИМЕНА ФАЙЛОВ, В КОТОРЫХ ИСПОЛЬЗУЮТСЯ СИМВОЛЫ "*" И "?". СИМВОЛ "?" ЗАМЕНЯЕТ ОДИН ЛЮБОЙ СИМВОЛ (в том  числе может обозначать и отсутствие символа). Например, маска text?.doc означает все файлы с именами text1.doc , text2.doc , texta.doc , text.doc и т.д.

СИМВОЛ "*" ЗАМЕНЯЕТ ЛЮБОЕ ЧИСЛО ЛЮБЫХ СИМВОЛОВ. Например, маска text*.doc означает все  файлы с именами text1.doc , text2.doc , texta.doc , text11.doc , textabc.doc , textcons.doc и т.д. Маска *.com означает все файлы с любыми именами и расширением .com . Маска text.* означает все файлы с именем text и любыми расширениями. Маска *.* означает все файлы (т.е. с любыми именами и расширениями).

Маски удобно использовать, если Вы не уверены в правильности написания имени нужного Вам файла или хотите найти все файлы какого-то одного типа и выполнить над ними какую-то операцию. Например, по команде удалить из текущего каталога файлы *.* из него будут удалены все файлы.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ЛЕКЦИЯ  № 3                                                                                                                                              Тема: «Представление текстовой информации в ЭВМ и ее объем».

ЛЮБОЕ СООБЩЕНИЕ НА ЛЮБОМ ЯЗЫКЕ СОСТОИТ ИЗ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ СИМВОЛОВ- БУКВ, ЦИФР, ЗНАКОВ. Действительно, в каждом языке есть свой алфавит из определенного набора букв (например, в русском- 33 буквы, английском- 26, и т.д.). Из этих букв образуются слова, которые в свою очередь, вместе с цифрами и знаками препинания образуют предложения, в результате чего и создается текстовое сообщение. Не является исключением и язык на котором "говорит" компьютер, только набор букв в этом языке является минимально возможным.

В ЭВМ ИСПОЛЬЗУЮТСЯ 2 СИМВОЛА- НОЛЬ И ЕДИНИЦА (0 и 1), АНАЛОГИЧНО ТОМУ, КАК В АЗБУКЕ МОРЗЕ ИСПОЛЬЗУЮТСЯ ТОЧКА И ТИРЕ. Действительно, закодировав привычные человеку символы (буквы, цифры, знаки) в виде нулей и единиц (или точек и тире), можно составить, передать и сохранить любое сообщение.

ЭТО СВЯЗАНО  С ТЕМ, ЧТО ИНФОРМАЦИЮ, ПРЕДСТАВЛЕННУЮ В ТАКОМ ВИДЕ, ЛЕГКО ТЕХНИЧЕСКИ СМОДЕЛИРОВАТЬ, НАПРИМЕР В ВИДЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ  СИГНАЛОВ. Если в какой-то момент времени  по проводнику идет ток, то по нему передается единица, если тока нет- ноль. Аналогично, если направление магнитного поля на каком-то участке поверхности магнитного диска одно- на этом участке записан ноль, другое- единица. Если определенный участок поверхности оптического диска отражает лазерный луч- на нем записан ноль, не отражает- единица. Оперативная память состоит из очень большого числа триггеров- электронных схем, состоящих из двух транзисторов. Триггер может сколь угодно долго находиться в одном из двух состояний- когда один транзистор открыт, а другой закрыт, или наоборот. Одно состояние обозначается нулем, а другое единицей.

ОБЪЕМ ИНФОРМАЦИИ, НЕОБХОДИМЫЙ ДЛЯ ЗАПОМИНАНИЯ  ОДНОГО ИЗ ДВУХ СИМВОЛОВ-0 ИЛИ 1, НАЗЫВАЕТСЯ 1 БИТ (англ. binary digit- двоичная единица). 1 бит- минимально возможный объем  информации. Он соответствует промежутку времени, в течение которого по проводнику передается или не передается электрический сигнал, участку поверхности магнитного диска, частицы которого намагничены в том или другом направлении, участку поверхности оптического диска, который отражает или не отражает лазерный луч, одному триггеру, находящемуся в одном из двух возможных состояний.

Итак, если у  нас есть один бит, то с его помощью  мы можем закодировать один из двух символов- либо 0, либо 1.

Если же есть 2 бита, то из них можно составить один из четырех вариантов кодов: 00 , 01 , 10 , 11 .

Если есть 3 бита- один из восьми: 000 , 001 , 010 , 100 , 110 , 101 , 011 , 111 .

Закономерность  очевидна:

1 бит- 2 варианта,

2 бита- 4 варианта,

3 бита- 8 вариантов; 

Продолжая дальше, получим:

4 бита- 16 вариантов, 

5 бит- 32 варианта,

6 бит- 64 варианта,

7 бит- 128 вариантов, 

8 бит- 256 вариантов, 

9 бит- 512 вариантов, 

10 бит- 1024 варианта,

....................

N бит - 2 в степени  N вариантов. 

В обычной жизни  нам достаточно 150-160 стандартных символов (больших и маленьких русских и латинских букв, цифр, знаков препинания, арифметических действий и т.п.). Если каждому из них будет соответствовать свой код из нулей и единиц, то 7 бит для этого будет недостаточно (7 бит позволят закодировать только 128 различных символов), поэтому используют 8 бит.

ДЛЯ КОДИРОВАНИЯ  ОДНОГО ПРИВЫЧНОГО ЧЕЛОВЕКУ СИМВОЛА  В ЭВМ ИСПОЛЬЗУЕТСЯ 8 БИТ, ЧТО ПОЗВОЛЯЕТ  ЗАКОДИРОВАТЬ 256 РАЗЛИЧНЫХ СИМВОЛОВ.

СТАНДАРТНЫЙ НАБОР  ИЗ 256 СИМВОЛОВ НАЗЫВАЕТСЯ ASCII ( произносится "аски", означает "Американский Стандартный Код для Обмена Информацией"- англ. American Standart Code for Information Interchange).

ОН ВКЛЮЧАЕТ В СЕБЯ БОЛЬШИЕ И МАЛЕНЬКИЕ  РУССКИЕ И ЛАТИНСКИЕ БУКВЫ, ЦИФРЫ, ЗНАКИ ПРЕПИНАНИЯ И АРИФМЕТИЧЕСКИХ ДЕЙСТВИЙ И Т.П.

КАЖДОМУ СИМВОЛУ ASCII СООТВЕТСТВУЕТ 8-БИТОВЫЙ ДВОИЧНЫЙ КОД, НАПРИМЕР:

A - 01000001,

B - 01000010,

C - 01000011,

D - 01000100,

и т.д.

Таким образом, если человек создает текстовый  файл и записывает его на диск, то на самом деле каждый введенный человеком символ хранится в памяти компьютера в виде набора из восьми нулей и единиц. При выводе этого текста на экран или на бумагу специальные схемы - знакогенераторы видеоадаптера (устройства, управляющего работой дисплея) или принтера образуют в соответствии с этими кодами изображения соответствующих символов.

Набор ASCII был  разработан в США Американским Национальным Институтом Стандартов (ANSI), но может  быть использован и в других странах, поскольку вторая половина из 256 стандартных  символов, т.е. 128 символов, могут быть с помощью специальных программ заменены на другие, в частности на символы национального алфавита, в нашем случае - буквы кириллицы. Поэтому например, передавть по электронной почте за границу тексты, содержащие русские буквы, бессмысленно. В англоязычных странах на экране дисплея вместо русской буквы Ь будет высвечиваться символ английского фунта стерлинга, вместо буквы р - греческая буква альфа, вместо буквы л - одна вторая и т.д.

ОБЪЕМ ИНФОРМАЦИИ, НЕОБХОДИМЫЙ ДЛЯ ЗАПОМИНАНИЯ ОДНОГО СИМВОЛА ASCII НАЗЫВАЕТСЯ 1 БАЙТ.

Очевидно что, поскольку под один стандартный ASCII-символ отводится 8 бит,

1 БАЙТ = 8 БИТ. 

Остальные единицы  объема информации являются производными от байта:

1 КИЛОБАЙТ = 1024 БАЙТА  И СООТВЕТСТВУЕТ ПРИМЕРНО ПОЛОВИНЕ СТРАНИЦЫ ТЕКСТА,

1 МЕГАБАЙТ = 1024 КИЛОБАЙТАМ  И СООТВЕТСТВУЕТ ПРИМЕРНО 500 СТРАНИЦАМ  ТЕКСТА,

1 ГИГАБАЙТ = 1024 МЕГАБАЙТАМ  И СООТВЕТСТВУЕТ ПРИМЕРНО 2 КОМПЛЕКТАМ  ЭНЦИКЛОПЕДИИ,

1 ТЕРАБАЙТ = 1024 ГИГАБАЙТАМ  И СООТВЕТСТВУЕТ ПРИМЕРНО 2000 КОМПЛЕКТАМ  ЭНЦИКЛОПЕДИИ.

Обратите внимание, что в информатике смысл приставок  кило- , мега- и других в общепринятом смысле выполняется не точно, а приближенно, поскольку соответствует увеличению не в 1000, а в 1024 раза.

СКОРОСТЬ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ ПО ЛИНИЯМ СВЯЗИ ИЗМЕРЯЕТСЯ В БОДАХ.

1 БОД = 1 БИТ/СЕК. 

В частности, если говорят, что пропускная способность  какого-то устройства составляет 28 Килобод, то это значит, что с его помощью  можно передать по линии связи  около 28 тысяч нулей и единиц за одну секунду.

Сжатие информации на диске.

ИНФОРМАЦИЮ НА ДИСКЕ МОЖНО ОБРАБОТАТЬ С ПОМОЩЬЮ  СПЕЦИАЛЬНЫХ ПРОГРАММ ТАКИМ ОБРАЗОМ, ЧТОБЫ ОНА ЗАНИМАЛА МЕНЬШИЙ ОБЪЕМ.

Существуют различные  методы сжатия информации. Некоторые  из них ориентированы на сжатие текстовых  файлов, другие - графических, и т.д. Однако во всех них использууется общая идея, заключающаяся в замене повторяющихся последовательностей бит более короткими кодами. Например, в романе Л.Н.Толстого "Война и мир" несколько миллионов слов, но большинство из них повторяется не один раз, а некоторые- до нескольких тысяч раз. Если все слова пронумеровать, текст можно хранить в виде последовательности чисел - по одному на слово, причем если повторяются слова, то повторяются и числа. Поэтому, такой текст (особенно очень большой, поскольку в нем чаще будут повторяться одни и те же слова) будет занимать меньше места.

Сжатие информации используют, если объем жесткого диска  недостаточен для хранения требуемого объема информации, если какая-то информация не используется длительное время, но удалять ее нецелесообразно, поскольку она может потребоваться позже, или если какую-то информацию, занимающую большой объем, хотят перенести на другую ЭВМ с помощью небольшого количества дискет.

Сжатие всего  диска используют редко, поскольку, во-первых, оно замедляет работу (при любом обращении к диску  информацию нужно или сжимать  при записи или возвращать к нормальному  состоянию при считывании), во-вторых, информацию на таком диске сложнее восстановить при каких-либо сбоях, например при заражении вирусами. Архивацию, т.е.выборочное сжатие определенных файлов, применяют гораздо чаще. Программы, используемые при сжатии всего диска называют стеккерами, при архивации отдельных файлов- архиваторами. Эти программы часто позволяют достичь высокой степени сжатия информации- в два раза и более.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ЛЕКЦИЯ  № 4                                                                                                                                              Тема: «Представление графической информации в ЭВМ».

Как и любая  другая информация в ЭВМ, графические  изображения хранятся, обрабатываются и передаются по линиям связи в  закодированном виде - т.е. в виде большого числа бит- нулей и единиц. Существует большое число разнообразных программ, работающих с графическими изображениями. В них используются самые разные графические форматы- т.е. способы кодирования графической информации. Расширения имен файлов, содержащих изображение, указывают на то, какой формат в нем использован, а значит какими программами его можно просмотреть, изменить (отредактировать), распечатать.

Несмотря на все это разнообразие существует только два принципиально разных подхода к тому, каким образом можно представить изображение в виде нулей и единиц (оцифровать изображение):

ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ  РАСТРОВОЙ ГРАФИКИ С ПОМОЩЬЮ  ОПРЕДЕЛЕННОГО ЧИСЛА БИТ КОДИРУЕТСЯ ЦВЕТ КАЖДОГО МЕЛЬЧАЙШЕГО ЭЛЕМЕНТА ИЗОБРАЖЕНИЯ - ПИКСЕЛА. Изображение представляется в виде большого числа мелких точек, называемых пикселами. Каждый из них имеет свой цвет, в результате чего и образуется рисунок, аналогично тому, как из большого числа камней или стекол создается мозаика или витраж, из отдельных стежков- вышивка, а из отдельных гранул серебра- фотография. При использовании растрового способа в ЭВМ под каждый пиксел отводится определенное число бит, называемое битовой глубиной. Каждому цвету соответствует определенный двоичный код (т.е. код из нулей и единиц). Например, если битовая глубина равна 1, т.е. под каждый пиксел отводится 1 бит, то 0 соответствует черному цвету, 1 -белому, а изображение может быть только черно-белым. Если битовая глубина равна 2, т.е. под каждый пиксел отводится 2 бита, 00- соответствует черному цвету, 01- красному , 10 - синему , 11- черному , т.е. в рисунке может использоваться четыре цвета. Далее, при битовой глубине 3 можно использовать 8 цветов, при 4 - 16 и т.д. Поэтому, графические программы позволяют создавать изображения из 2, 4, 8, 16 , 32, 64, ... , 256, и т.д. цветов. Понятно, что с каждым увеличением возможного количества цветов (палитры) вдвое, увеличивается объем памяти, необходимый для запоминания изображения (потому что на каждый пиксел потребуется на один бит больше).