Информатика

ИНФОРМАТИКА 1. Теоретические основы информатики 3 Цель дисциплины "Информатика": 3 1.1. Объект, предмет, методы и задачи экономической информатики 3 1.2. Данные, информация и знания 4 1.3. Экономическая информация и информационные технологии 5 1.4. Информатика и информационные системы 6 2. Технические средства обработки информации 8 2.1. Классификация компьютеров 8 2.2. Архитектура ЭВМ 9 2.3. Устройства ПК и их характеристики 10 2.4. Структурная схема и устройства ПК 12 2.5. Представление информации в компьютере, единицы измерения информации 15 3. Программное обеспечение ПК 16 3.1. Структура программного обеспечения ПК 16 3.2. Файловые системы 18 3.3. Классификация операционных систем 19 4. Программные средства 20 4.1. Сервисные программные средства (стандартные и служебные программы, архивация данных, антивирусные программы) 20 4.2. Защита от компьютерных вирусов 23 4.3. Основы алгоритмизации и программирование 25 5. Этапы решения задач на ЭВМ 28 5.1. Выбор задачи. 28 5.2. Составление модели 28 5.3. Составление алгоритма. 29 5.4. Составление программы. 30 5.5. Ввод исходных данных. 30 5.6. Анализ полученного решения 30 5.7. Классификация экономико-математических моделей 31 1. Теоретические основы информатики Цель дисциплины "Информатика": - базовая компьютерная подготовка, предусматривающая обучение студентов практическому использованию компьютерных информационных технологий для решения прикладных задач. Основные задачи дисциплины "Информатика": 1)      изучение возможностей использования современной компьютерной техники и средств оргтехники; 2)      paзвитиe aлгopитмичecкoгo мышлeния, приобретение навыков алгоритмизации задач, подлежащих решению на ЭВМ; 3)      изучение элементов операционных систем и средств диалогового общения с ЭВМ; 4)      oбyчeниe основам пpoгpaммиpoвaния на одном из aлгopитмичecких языков высокого уровня и изучение алгоритмов некоторых численных методов и способов их применения к решению прикладных задач; 5)      обучение компьютерным информационным технологиям, предусматривающих использование профессиональных инструментальных средств (прикладных пакетов и интегрированных систем), в первую очередь — текстовые редакторы (процессоры), электронные таблицы, базы данных, системы автоматизированного проектирования, математические прикладные системы, системы деловой и иллюстративной графики, офисные системы, программы-переводчики; 6)      обучение студентов работе со средствами оргтехники и телекоммуникациями 1.1. Объект, предмет, методы и задачи экономической информатики Интенсивное внедрение информационных технологий в экономику привело к появлению одного из направлений в информатике – экономической информатики, которая является интегрированной прикладной дисциплиной, основанной на межпредметных связях информатики, экономики и математики.¶ Теоретической основой для изучения экономической информатики является информатика. Слово "информатика" (informatique) происходит от слияния двух французских слов: information (информация) и automatique (автоматика), введено во Франции для определения сферы деятельности, занимающейся автоматизированной обработкой информации. ¶ Существует много определений информатики. Информатика - это наука об информации, способах ее сбора, хранения, обработки и предоставления с помощью компьютерной техники. Информатика — это прикладная дисциплина, изучающая структуру и общие свойства научной информации и т.д. Информатика состоит из трех взаимосвязанных составляющих: информатика как фундаментальная наука, как прикладная дисциплина и как отрасль производства.¶ Основными объектами информатики выступают:  информация;  компьютеры;  информационные системы;. ¶ Общие теоретические основы информатики:  информация;  системы счисления;  кодирование;  алгоритмы. Структура современной информатики: 1. Теоретическая информатика. 2. Вычислительная техника. 3. Программирование. 4. Информационные системы. 5. Искусственный интеллект. Экономическая информатика - это наука об информационных системах, используемых для подготовки и принятия решений в управлении, экономике и бизнесе. Объектом экономической информатики выступают информационные системы, которые обеспечивают решение предпринимательских и организационных задач, возникающих в экономических системах (экономических объектах). То есть, объектом экономической информатики выступают экономические информационные системы, конечная цель функционирования которых является эффективное управление экономической системой. Информационная система – это совокупность программно-аппаратных средств, способов и людей, которые обеспечивают сбор, хранение, обработку и выдачу информации для обеспечения подготовки и принятия решений. К основным компонентам информационных систем, используемых в экономике, относятся: программно-аппаратные средства, бизнес-приложения и управление информационными системами. Назначение информационных систем - создание современной информационной инфраструктуры для управления компанией. 1.2. Данные, информация и знания Основные понятия данных, информации, знаний. К базовым понятиям, которые используются в экономической информатике, относятся: данные, информация и знания. Эти понятия часто используются как синонимы, однако между этими понятиями существуют принципиальные различия. Термин данные происходит от слова data - факт, а информация (informatio) означает разъяснение, изложение, т.е. сведения или сообщение. Данные - это совокупность сведений, зафиксированных на определенном носителе в форме, пригодной для постоянного хранения, передачи и обработки. Преобразование и обработка данных позволяет получить информацию. Информация - это результат преобразования и анализа данных. Отличие информации от данных состоит в том, что данные - это фиксированные сведения о событиях и явлениях, которые хранятся на определенных носителях, а информация появляется в результате обработки данных при решении конкретных задач. Например, в базах данных хранятся различные данные, а по определенному запросу система управления базой данных выдает требуемую информацию. Существуют и другие определения информации, например, информация – это сведения об объектах и явлениях окружающей среды, их параметрах, свойствах и состоянии, которые уменьшают имеющуюся о них степень неопределенности, неполноты знаний. Знания – это зафиксированная и проверенная практикой обработанная информация, которая использовалась и может многократно использоваться для принятия решений. Знания – это вид информации, которая хранится в базе знаний и отображает знания специалиста в конкретной предметной области. Знания – это интеллектуальный капитал. Формальные знания могут быть в виде документов (стандартов, нормативов), регламентирующих принятие решений или  учебников, инструкций с описанием решения задач. Неформальные знания – это знания и опыт специалистов в определенной предметной области. Необходимо отметить, что универсальных определений этих понятий (данных, информации, знаний) нет, они трактуются по-разному. Принятия решений осуществляются на основе полученной информации и имеющихся знаний. Принятие решений – это выбор наилучшего в некотором смысле варианта решения из множества допустимых на основании имеющейся информации. Взаимосвязь данных, информации и знаний в процессе принятия решений представлена на рисунке. Для решения поставленной задачи фиксированные данные обрабатываются на основании имеющихся знаний, далее полученная информация анализируется с помощью имеющихся знаний. На основании анализа, предлагаются все допустимые решения, а в результате выбора принимается одно наилучшее в некотором смысле решение. Результаты решения пополняют знания. В зависимости от сферы использования информация может быть различной: научной, технической, управляющей, экономической и т.д. Для экономической информатики интерес представляет экономическая информация. 1.3. Экономическая информация и информационные технологии Экономическая информация – это преобразованная и обработанная совокупность сведений, отражающая состояние и ход экономических процессов. Экономическая информация циркулирует в экономической системе и сопровождает процессы производства, распределения, обмена и потребления материальных благ и услуг. Экономическую  информацию следует рассматривать как одну из разновидностей управленческой информации. Экономическая информация может быть:  управляющая (в форме прямых приказов, плановых заданий и т.д.);  осведомляющая (в отчетных показателях, выполняет в экономической системе функцию обратной связи). Информацию можно рассматривать как ресурс, аналогичный материальным, трудовым и денежным ресурсам. Информационные ресурсы – совокупность накопленной информации, зафиксированной на материальных носителях в любой форме, обеспечивающей ее передачу во времени и пространстве для решения научных, производственных, управленческих и других задач. Информационные технологии Сбор, хранение, обработка, передача информации в числовой форме осуществляется с помощью информационных технологий. Особенностью информационных технологий является то, что в них и предметом и продуктом труда является информация, а орудиями труда – средства вычислительной техники и связи. Основная цель информационных технологий  - производство необходимой пользователю информации в результате целенаправленных действий по ее переработке. Известно, что информационная технология – это совокупность методов, производственных и программно-технологических средств, объединенных в технологическую цепочку, обеспечивающую сбор, хранение, обработку, вывод и распространение информации. С точки зрения информационных технологий для информации необходим материальный носитель в качестве источника информации, передатчик, канал связи, приемник и получатель информации. Сообщение от источника к получателю передается через каналы связи или посредством среды. Информация является формой связи между управляемыми и управляющими объектами в любой системе управления В соответствии с общей теорией управления, процесс управления можно представить как взаимодействие двух систем - управляющей и управляемой. Структура системы управления представлена на рисунке Система управления предприятием функционирует на базе информации о состоянии объекта, его входов Х (материальные, трудовые, финансовые ресурсы) и выходов Y (готовая продукция, экономические и финансовые результаты) в соответствии с поставленной целью (обеспечить выпуск необходимой продукции). Управление осуществляется путем подачи управленческого воздействия 1 (план выпуска продукции) с учетом обратной связи - текущего состояния управляемой системы (производства) и внешней среды (2, 3) - рынок, вышестоящие органы управления. Назначение управляющей системы - формировать такие воздействия на управляемую систему, которые побуждали бы последнюю принять состояние, определяемое целью управления. Применительно к промышленному предприятию с некоторой долей условности можно считать, что цель управления - это выполнение производственной программы в рамках технико-экономических ограничении; управляющие воздействия - это планы работ подразделении, обратная связь данные о ходе производства: выпуске и перемещении изделии, состоянии оборудования, запасах на складе и т.д. Очевидно, что планы и содержание обратной связи - не что иное, как информация. Поэтому процессы формирования управляющих воздействий как раз и являются процессами преобразования экономической информации. Реализация этих процессов и составляет основное содержание управленческих служб, в том числе экономических. К экономической информации предъявляются следующие требования: точность, достоверность, оперативность. Точность информации обеспечивает ее однозначное восприятие всеми потребителями. Достоверность определяет допустимый уровень искажения как поступающей, так и результатной информации, при котором сохраняется эффективность функционирования системы. Оперативность отражает актуальность информации для необходимых расчетов и принятия решений в изменившихся условиях. 1.4. Информатика и информационные системы Слово «система» происходит от греческого systema, что означает целое, составленное из частей или множества элементов. Система - это совокупность взаимосвязанных элементов, которые функционируют для достижения определенной цели. Основные характеристики систем: цель, входы, выходы, обратная связь и  внешняя среда. Системы значительно отличаются между собой как по составу, так и по главным целям. К системам относятся аппаратные и программные средства компьютеров, телекоммуникации, системы жизнеобеспечения, системы образования и т.д. К экономическим системам относятся: промышленные предприятия, торговые организации, коммерческие банки, государственные учреждения и т.д. Итак, объектом экономической информатики выступают экономические информационные системы, конечная цель функционирования которых - эффективное управление экономической системой. Таким образом, основное назначение информационной системы – создание современной инфраструктуры для управления предприятием, организацией, учреждением. Разнообразие задач, решаемых с помощью ИС, привело к появлению множества разнотипных систем, отличающихся принципами построения и заложенными в них правилами обработки информации. Информационные системы можно классифицировать по целому ряду различных признаков. Классификация информационных систем по признаку структурированности задач. Различают три типа задач, для которых создаются информационные системы:  структурированные (формализуемые);  неструктурированные (неформализуемые);  частично структурированные. Структурированная (формализуемая) задача - задача, где известны все ее элементы и взаимосвязи между ними. Неструктурированная (неформализуемая) задача - задача, в которой невозможно выделить элементы и установить между ними связи. Информационные системы для частично структурированных задач. Информационные системы, используемые для решения частично структурированных задач, подразделяются на два вида создающие управленческие отчеты и ориентированные главным образом на обработку данных; разрабатывающие возможные альтернативы решения. Классификация рынка информационных систем по масштабности системы:  Локальные системы (1С, БЕСТ, Инфо - Бухгалтер и т.д.)  Малые интегрированные системы (Skala, Парус, Галактика и другие)  Средние интегрированные системы (MFG-PRO и другие)  Крупные интегрированные системы (SAP/R3 другие) Классификация систем, которая основывается на классификации бизнес-задач. Принципы классификации управленческих информационных систем: 1. Уровень стратегического управления (3 – 5 лет) 2. Уровень среднесрочного управлении (1 – 1,5 года) 3. Уровень операционного управления (месяц – квартал - полугодие) 4. Уровень оперативного управления (день - неделя) 5. Уровень управления реального времени Существуют и другие типы классификации информационных систем. За рубежом были разработаны специальные программы Стандарты информационных систем управления предприятиями системы MRP, MRP-II, ERP, ERPII. MRP – это системы планирования потребностей в материальных ресурсах (обеспечивает необходимый объем остатков материалов на складе). MRP-II – предназначены для планирования производственных ресурсов, т.е. ресурсов, используемых для производства продукции. ERP – предназначена для планирования и управления материальными, производственными и людскими ресурсами. SAP R/3 - это ERP система (Enterprise Resourse Planning) управления ресурсами предприятия или SAP ER. ERP II – предназначена для управление ресурсами и внешними связями предприятий. Информационные системы, применяемые для планирования и управления различными ресурсами, называются интегрированными системами управления или корпоративными информационными системами. К основным компонентам информационных систем, используемых в экономике, относятся: программно-аппаратные средства, бизнес-приложения и управление информационными системами. 1. Программно-аппаратные средства информационных систем:  технические средства обработки информации (компьютеры и периферийные устройства);  системное и сервисное программное обеспечение (операционные системы и утилиты)  Прикладное программное обеспечение офисного назначения (MS Office);  компьютерные сети (коммуникационное оборудование, сетевое ПО и сетевые приложения);  базы и банки данных. 2. Бизнес-приложения (прикладные программы):  локальные информационные системы (1С: Бухгалтерия, Инфин, Парус и т.д.);  малые информационные системы (1С: Предприятие, Парус, Галактика и т.д.);  средние информационные системы (PEOPLE SOFT, BAAN, SCALA и т.д.);  интегрированные системы управления (ERP). 3. Управление информационными системами предназначено для управления и поддержки информационных процессов предприятия (управление персоналом, развитием, качеством, безопасностью, оперативное управление и т.д.) Таким образом, информационные системы, которые рассматриваются в экономической информатике, состоят из трех основных компонентов:  информационные технологии (аппаратные и программные средства компьютеров, телекоммуникации, данные);  функциональные подсистемы (производство, бухгалтерия и финансы, сбыт, маркетинг, кадры ) и бизнес приложения (прикладные программы для решения бизнес задач);  управление информационными системами (персонал, пользователи, развитие ИС, финансы) В настоящее время наиболее целесообразным путем построения экономической информационной системы является применения готовых решений, которые реализованы в виде готовых прикладных программ. 2. Технические средства обработки информации 2.1. Классификация компьютеров Компьютер – это устройство или средство, предназначенное для обработки информации. Компьютер может обрабатывать только информацию, представленную в числовой форме. Информацию в иной форме представления для ввода в компьютер необходимо преобразовать в числовую форму. Современным компьютерам предшествовали ЭВМ нескольких поколений. В развитии ЭВМ выделяют пять поколений. В основу классификации заложена элементная база, на которой строятся ЭВМ. 1. В 1943 году была создана вычислительных машин ЭВМ первого поколения на базе электронных ламп. 2. Второе поколение (50 – 60 г.г.) компьютеров построено на базе полупроводниковых элементов (транзисторах). 3. Основная элементная база компьютеров третьего поколения (60 – 70 г.г.) - интегральные схемы малой и средней интеграции. 4. В компьютерах четвертого поколения (70 – по н/в) применены больших интегральных схемах БИС (микропроцессоры). Применение микропроцессоров в ЭВМ позволило создать персональный компьютер (ПК), отличительной особенностью которого является небольшие размеры и низкая стоимость. 5. В настоящее время ведутся работы по созданию ЭВМ пятого поколения, которые разрабатываются на сверхбольших интегральных схемах. Существует и другие различные системы классификации ЭВМ:  По производительности и быстродействию  По назначению  По уровню специализации  По типу используемого процессора  По особенностям архитектуры  По размерам Рассмотрим схему классификации ЭВМ, исходя из их вычислительной мощности и габаритов. Суперкомпьютеры – это самые мощные по быстродействию и производительности вычислительные машины. К суперЭВМ относятся “Cray” и “IBM SP2” (США). Используются для  решения  крупномасштабных  вычислительных  задач и моделирования, для сложных вычислений в аэродинамике, метеорологии, физике высоких энергий, также находят применение и в финансовой сфере. Большие машины или мейнфреймы (Mainframe). Мейнфреймы используются в финансовой сфере, оборонном комплексе, применяются для комплектования ведомственных, территориальных и региональных вычислительных центров. Средние ЭВМ широкого назначения используются для управления сложными технологическими производственными процессами. Мини-ЭВМ ориентированы на использование в качестве управляющих вычислительных комплексов, в качестве сетевых серверов. Микро - ЭВМ — это компьютеры, в которых в качестве центрального процессора используется микропроцессор. К ним относятся встроенные микро – ЭВМ (встроенные в различное оборудование, аппаратуру или приборы) и персональные компьютеры PC. Современные персональные компьютеры имеют практически те же характеристики, что и мини-ЭВМ восьмидесятых годов. На базе этого класса ЭВМ строятся автоматизированные рабочие места (АРМ) для специалистов различного уровня, используются как средство обработки информации в информационных системах. К персональным компьютерам относятся настольные и переносные ПК. К переносным ЭВМ относятся Notebook (блокнот или записная книжка) и карманные персональные компьютеры (Personal Computers Handheld - Handheld PC, Personal Digital Assistants – PDA и Palmtop). 2.2. Архитектура ЭВМ Архитектура ЭВМ включает в себя как структуру, отражающую состав ПК, так и программно – математическое обеспечение. Структура ЭВМ - совокупность элементов и связей между ними. Основным принципом построения всех современных ЭВМ является программное управление. Основы учения об архитектуре вычислительных машин были заложены Джон фон Нейманом. Совокупность этих принципов породила классическую (фон-неймановскую) архитектуру ЭВМ. Фон Нейман не только выдвинул основополагающие принципы логического устройства ЭВМ, но и предложил ее структуру, представленную на рисунке. Положения фон Неймана:  Компьютер состоит из нескольких основных устройств (арифметико-логическое устройство, управляющее устройство, память, внешняя память, устройства ввода и вывода)  Арифметико-логическое устройство – выполняет логические и арифметические действия, необходимые для переработки информации, хранящейся в памяти  Управляющее устройство – обеспечивает управление и контроль всех устройств компьютера (управляющие сигналы указаны пунктирными стрелками)  Данные, которые хранятся в запоминающем устройстве, представлены в двоичной форме  Программа, которая задает работу компьютера, и данные хранятся  в одном и том же запоминающем устройстве  Для ввода и вывода информации используются устройства ввода и вывода Один из важнейших принципов – принцип хранимой программы – требует, чтобы программа закладывалась в память машины так же, как в нее закладывается исходная информация. Арифметико-логическое устройство и устройство управления в современных компьютерах образуют процессор ЭВМ. Процессор, который состоит из одной или нескольких больших интегральных схем называется микропроцессором или микропроцессорным комплектом. Процессор – функциональная часть ЭВМ, выполняющая основные операции по обработке данных и управлению работой других блоков. Процессор является преобразователем информации, поступающей из памяти и внешних устройств. Запоминающие устройства обеспечивают хранение исходных и промежуточных данных, результатов вычислений, а также программ. Они включают: оперативные (ОЗУ), сверхоперативные СОЗУ), постоянные (ПЗУ) и внешние (ВЗУ) запоминающие устройства. Оперативные ЗУ хранят информацию, с которой компьютер работает непосредственно в данное время (резидентная часть операционной системы, прикладная программа, обрабатываемые данные). В СОЗУ хранится наиболее часто используемые процессором данные. Только та информация, которая хранится в СОЗУ и ОЗУ, непосредственно доступна процессору. Внешние запоминающие устройства (накопители на магнитных дисках, например, жесткий диск или винчестер) с емкостью намного больше, чем ОЗУ, но с существенно более медленным доступом, используются для длительного хранения больших объемов информации. Например, операционная система (ОС) хранится на жестком диске, но при запуске компьютера резидентная часть ОС загружается в ОЗУ и находится там до завершения сеанса работы ПК. ПЗУ (постоянные запоминающие устройства) и ППЗУ (перепрограммируемые постоянные запоминающие устройства) предназначены для постоянного хранения информации, которая записывается туда при ее изготовлении, например, ППЗУ для BIOS. В качестве устройства ввода информации служит, например, клавиатура. В качестве устройства вывода – дисплей, принтер и т.д. В построенной по схеме фон Неймана ЭВМ происходит последовательное считывание команд из памяти и их выполнение. Номер (адрес) очередной ячейки памяти, из которой будет извлечена следующая команда программы, указывается специальным устройством – счетчиком команд в устройстве управления. 2.3. Устройства ПК и их характеристики Персональные компьютеры выпускаются в следующих конструктивных исполнениях: стационарные (настольные) и переносные. Наиболее распространенными являются настольные ПК, которые позволяют легко изменять конфигурацию. Рассмотрим IBM – совместимый настольный персональный компьютер. Состав ПК принято называть конфигурацией. Поскольку современные компьютеры имеют блочно - модульную конструкцию, то необходимую аппаратную конфигурацию, можно реализовать из готовых узлов и блоков (модулей), изготовляемых различными производителями. Совместимость устройств является основополагающим принципом открытой архитектуры, которую предложила компания IBM. Это послужило толчком к массовому производству, как отдельных узлов, так  и компьютеров. К базовой конфигурации относятся устройства, без которых не может работать современный ПК:  системный блок;  клавиатура, которая обеспечивает ввод информации в компьютер;  манипулятор мышь, облегчающий ввод информации в компьютер;  монитор, предназначенный для изображения текстовой и графической информации. Системный блок В персональных компьютерах, выпускаемых в портативном варианте, системный блок, монитор и клавиатура объединяются в один корпус. Системный блок представляет собой металлическую коробку со съемной крышкой, в которой размещены различные устройства компьютера. По форме корпуса бывают:  Desktop – плоские корпуса (горизонтальное расположение), их обычно располагают на столе и используют в качестве подставки для монитора  Tower - вытянутые в виде башен (вертикальное расположение), обычно располагаются на полу. Корпуса различаются по размерам, указанные приставки Super, Big, Midi, Micro, Tiny, Flex, Mini, Slim обозначают размеры корпусов. На передней стенке корпуса размещены кнопки “Power” - Пуск, “Reset” - Перезапуск, индикаторы питания и хода работы ПК. Порты (каналы ввода - вывода) На задней стенке корпуса современных ПК размещены (точнее могут размещаться) следующие порты :  Game - для игровых устройств (для подключения джойстика)  VGA - интегрированный в материнскую плату VGA – контроллер для подключения монитора для офисного или делового ПК  COM - асинхронные последовательные (обозначаемые СОМ1—СОМЗ). Через них обычно подсоединяются мышь, модем и т.д.  PS/2 – асинхронные последовательные порты для подключения клавиатура и манипулятора мышь  LPT - параллельные (обозначаемые LPT1—LPT4), к ним обычно подключаются принтеры  USB - универсальный интерфейс для подключения 127 устройств (этот интерфейс может располагаться на передней или боковой стенке корпуса)  IEЕЕ-1394 (FireWire) - интерфейс для передачи больших объемов видео информации в реальном времени (для подключения цифровых видеокамер, внешних жестких дисков, сканеров и другого высокоскоростного оборудования). Интерфейсом FireWire оснащены все видеокамеры, работающие в цифровом формате. Может использоваться и  для создания локальных сетей.  iRDA - инфракрасные порты предназначены для беспроводного подключения карманных или блокнотных ПК или сотового телефона к настольному компьютеру. Связь обеспечивается при условии прямой видимости, дальность передачи данных не более 1 м. Если в ПК нет встроенного iRDA адаптера, то он может быть выполнен в виде дополнительного внешнего устройства (USB iRDA адаптера), подключаемого через USB-порт.  Bluetooth - высокоскоростной микроволновый стандарт, позволяющий передавать данные на расстояниях до 10 метров.  Если нет встроенного Bluetooth адаптера, то он может быть выполнен в виде дополнительного внешнего устройства (USB bluetooth адаптера), подключаемого через USB-порт. USB bluetooth адаптеры предназначены для беспроводного подключения карманных или блокнотных ПК, или сотового телефона к настольному компьютеру  Разъемы звуковой карты: для подключения колонок, микрофона и линейный выход Необходимо отметить, что наличие или отсутствие в ПК перечисленных портов зависит от его стоимости и уровня современности. В системном блоке расположены основные узлы компьютера:  Системная или материнская плата (motherboard), на которой установлены дочерние платы (контроллеры устройств, адаптеры или  карты) и другие электронные устройства  блок питания, преобразующий электропитание сети в постоянный ток низкого напряжения, для  электронных схем компьютера;  накопитель на жестком магнитном диске, предназначенный для чтения и записи на несъемный жесткий магнитный диск (винчестер).  накопители на оптических дисках (типа DVD - RW или CD – RW), предназначенные для чтения и записи на компакт - диски  устройства охлаждения Мониторы Мониторы – устройства, которые служат для обеспечения  диалогового режима работы пользователя с компьютером путем вывода на экран графической и символьной информации. В графическом режиме экран состоит из точек (пикселей от англ. pixel - picture element, элемент картинки), полученных разбиением экрана на столбцы и строки. Количество пикселей на экране называется разрешающей способностью монитора в данном режиме. В настоящее время мониторы ПК могут работать в следующих режимах: 480х640, 600х800, 768х1024, 864х1152, 1024х1280 и т.д.(количество пикселей по вертикали и горизонтали). Разрешающая способность зависит от типа монитора и видеоадаптера. Каждый пиксел может быть окрашен в один из возможных цветов. Стандарты отображения цвета: 16, 256, 64К, 16М, 32м  цветовых оттенков каждого пиксела. По принципу действия все современные мониторы разделяются на:  Мониторы на базе электронно-лучевой трубки (CRT)  Жидкокристаллические дисплеи (LCD)  Плазменные мониторы Стандартные мониторы имеют длину диагонали 14, 15, 17, 19, 20, 21 и более дюйма. В мониторах CRT изображение формируется электронно-лучевой трубкой. При настройке монитора необходимо устанавливать такие параметры разрешающей способности и режима отображения цвета, чтобы частота обновления кадров не превышала 85 Гц. В мониторах LCD изображение формируется с помощью матрицы пикселей. Каждый пиксел формируется свечением одного элемента экрана, поэтому каждый монитор имеет свое максимальное физическое разрешение. Так, например, для мониторов 19 дюймов разрешающая способность 1280х1024. Для того чтобы исключить искажения изображений на экране рекомендуется использовать мониторы LCD в режимах его максимального разрешения. Для мониторов LCD частота смены кадров не является критичной. Изображение выглядит устойчивым (без видимого мерцания) даже при частоте обновления кадров 60 Гц. В плазменные мониторах изображение формируется с помощью матрицы пикселей, как и в мониторах LCD. Принцип работы плазменной панели состоит в управляемом холодном разряде разряженного газа (ксенона или неона), находящегося в ионизированном состоянии (холодная плазма). Пиксел формирует группа из трех подпикселов, ответственных за три основных цвета, которые представляют собой микрокамеры, на стенках которых находится флюоресцирующее вещество одного из основных цветов. Это одна из наиболее перспективных технологий плоских дисплеев. Достоинства плазменных мониторов заключаются в том, что в них отсутствует мерцание изображения, картинка имеет высокую контрастность и четкость по всему дисплею, имеют хорошую обзорность под любым углом и малую толщину панели. К недостаткам следует отнести – большая потребляемая мощность. 2.4. Структурная схема и устройства ПК Основным устройством ПК является материнская плата, которая определяет его конфигурацию. Все устройства ПК подключаются к этой плате с помощью разъемов расположенных на этой плате. Соединение всех устройств в единую систему обеспечивается с помощью системной магистрали (шины), представляющей собой линии передачи данных, адресов и управления. Ядро ПК образуют процессор (центральный микропроцессор) и основная память, состоящая из оперативной памяти и постоянного запоминающего устройства (ПЗУ) или перепрограммируемого постоянного запоминающего устройства ППЗУ. ПЗУ предназначается для записи и постоянного хранения данных. Подключение всех внешних устройств: клавиатуры, монитора, внешних ЗУ, мыши, принтера и т.д. обеспечивается через контроллеры, адаптеры, карты. Контроллеры, адаптеры или карты имеют свой процессор и свою память, т.е. представляют собой специализированный процессор. Микропроцессор Центральный микропроцессор (небольшая микросхема, выполняющая все вычисления и обработку информации) – это ядро ПК. В компьютерах типа IBM PC используются микропроцессоры фирмы Intel и совместимые с ними микропроцессоры других фирм. Компоненты микропроцессора:  АЛУ выполняет логические и арифметические операции  Устройство управления управляет всеми устройствами ПК  Регистры используются для хранения данных и адресов  Схема управления шиной и портами – осуществляет подготовку устройств к обмену данными между микропроцессором и портом ввода – вывода, а также управляет шиной адреса и управления. Основные характеристики процессора:  Разрядность – число двоичных разрядов, одновременно обрабатываемых при выполнении одной команды. Большинство современных процессоров – это 32 – разрядные процессоры, но выпускаются и 64 - разрядные процессоры.  Тактовая частота – количество циклов работы устройства за единицу времени. Чем выше тактовая частота, тем выше производительность.  Наличие встроенного математического сопроцессора  Наличие и размер Кэш- памяти. Оперативная память Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ или RAM) - область памяти, предназначенная для хранения информации в течение одного сеанса работы с компьютером. Конструктивно ОЗУ выполнено в виде интегральных микросхем. Из нее процессор считывает программы и исходные данные для обработки в свои регистры, в нее записывает полученные результаты. Название “оперативная” эта память получила потому, что она работает очень быстро, в результате процессору не приходится ждать при чтении или записи данных в память. Однако быстродействие ОЗУ ниже быстродействия регистров процессора, поэтому перед выполнением команд процессор переписывает данные из ОЗУ в регистры. По принципу действия различают динамическую память и статическую. Ячейки динамической памяти представляют собой микроконденсаторы, которые накапливают заряд на своих обкладках. Ячейки статической памяти представляют собой триггеры, которые могут находиться в двух устойчивых состояниях. Основные параметры, которые характеризуют ОЗУ – это емкость и время обращения к памяти. ОЗУ типа DDR  SDRAM (синхронная память с двойной скорость передачи данных) считается наиболее перспективной для ПК. Кэш-память Компьютеру необходимо обеспечить быстрый доступ к оперативной памяти, иначе микропроцессор будет простаивать, и быстродействие компьютера уменьшится. Поэтому современные компьютеры оснащаются Кэш-памятью или сверхоперативной памятью. При наличии Кэш-памяти данные из ОЗУ сначала переписываются  в нее, а затем в регистры процессора. При повторном обращении к памяти сначала производится поиск нужных данных в Кэш-памяти и необходимые данные из Кэш-памяти переносятся в регистры, поэтому повышается быстродействие. Контроллеры Только та информация, которая хранится в ОЗУ, доступна процессору для обработки. Поэтому необходимо, чтобы в его оперативной памяти находились программа и данные. В ПК информация с внешних устройств (клавиатуры, жесткого диска и т.д.) пересылается в ОЗУ, а информация (результаты выполнения программ) с ОЗУ также выводится на внешние устройства (монитор, жесткий диск, принтер и т.д.). Таким образом, в компьютере должен осуществляться обмен информацией (ввод-вывод) между оперативной памятью и внешними устройствами. Устройства, которые осуществляют обмен информацией между оперативной памятью и внешними устройствами называются контроллерами или адаптерами, иногда картами. Контроллеры, адаптеры или карты имеют свой процессор и свою память, т.е. представляют собой специализированный процессор. Контроллеры или адаптеры (схемы, управляющие внешними устройствами компьютера) находятся на отдельных платах, которые вставляются в унифицированные разъемы (слоты) на материнской плате Системная магистраль Системная магистраль (шина) - это совокупность проводов и разъемов, обеспечивающих объединение всех устройств ПК в единую систему и их взаимодействие. Для подключения контроллеров или адаптеров современные ПК снабжены такими слотами как PCI. Слоты PCI – E  Express для подключения новых устройств к более скоростной шине данных. Слоты AGP предназначены для подключения видеоадаптера Для подключения накопителей (жестких дисков и компакт-дисков) используются интерфейсы IDE и  SCSI. Интерфейс – это совокупность средств соединения и связи устройств компьютера. Подключение периферийных устройств (принтеры, мышь, сканеры и т.д.) осуществляется через специальные интерфейсы, которые называются портами. Порты устанавливаются на задней стенке системного блока. Слоты (разъемы) расширения конфигурации ПК предназначены для подключения дополнительных устройств к основной шине данных компьютера. К основным платам расширения, предназначенным для подключения к шине дополнительных устройств, относятся:  Видеоадаптеры (видеокарты)  Звуковые платы  Внутренние модемы  Сетевые адаптеры (для подключения к локальной сети)  SCSI - адаптеры Внешняя память. Классификация накопителей Для хранения программ и данных в ПК используются накопители различных типов. Накопители - это устройства для записи и считывания информации с различных носителей информации. Различают накопители со сменным и встроенным носителем. По типу носителя информации накопители разделяются на накопители на магнитных лентах и дисковые накопители. К накопителям на магнитных лентах относятся стримеры и др. Более широкий класс накопителей составляют дисковые накопители. По способу записи и чтения информации на носитель дисковые накопители разделяются на магнитные, оптические и магнитооптические. К дисковым накопителям относятся: накопители на флоппи-дисках; накопители на несменных жестких дисках (винчестеры); накопители на сменных жестких дисках; накопители на магнитооптических дисках; накопители на оптических дисках (CD-R CD-RW CD-ROM) с однократной записью и накопители на оптических DVD – дисках (DVD-R  DVD-RW   DVD-ROM и др.) Дополнительные устройства Периферийные устройства - это устройства, которые подключаются к контроллерам ПК и расширяют его функциональные возможности По назначению дополнительные устройства разделяются на: устройства ввода (трэкболлы, джойстики, световые перья, сканеры, цифровые камеры, диджитайзеры) устройства вывода (плоттеры или графопостроители) устройства хранения (стримеры, zip - накопители, магнитооптические накопители, накопители HiFD и др.) устройства обмена (модемы) 2.5. Представление информации в компьютере, единицы измерения информации В ЭВМ применяется двоичная система счисления, т.е. все числа в компьютере представляются с помощью нулей и единиц, поэтому компьютер может обрабатывать только информацию, представленную в цифровой форме. Для преобразования числовой, текстовой, графической, звуковой информации в цифровую необходимо применить кодирование. Кодирование – это преобразование данных одного типа через данные другого типа. В ЭВМ применяется система двоичного кодирования, основанная на представлении данных последовательностью двух знаков: 1 и 0, которые называются двоичными цифрами (binary digit – сокращенно bit). Таким образом, единицей информации в компьютере является один бит, т.е. двоичный разряд, который может принимать значение 0 или 1. Восемь последовательных бит составляют байт. В одном байте можно закодировать значение одного символа из 256 возможных (256 = 2 в степени 8). Более крупной единицей информации является килобайт (Кбайт), равный 1024 байтам (1024 = 2 в степени 10). Еще более крупные единицы измерения данных: мегабайт, гигабайт, терабайт (1 Мбайт = 1024 Кбайт; 1 Гбайт = 1024 Мбайт; 1 Тбайт = 1024 Гбайт). Целые числа кодируются двоичным кодом довольно просто (путем деления числа на два). Для кодирования нечисловой информации используется следующий алгоритм: все возможные значения кодируемой информации нумеруются и эти номера кодируются с помощью двоичного кода. Например, для представления текстовой информации используется таблица нумерации символов или таблица кодировки символов, в которой каждому символу соответствует целое число (порядковый номер). Восемь двоичных разрядов могут закодировать 256 различных символов. Существующий стандарт ASCII (8 – разрядная система кодирования) содержит две таблицы кодирования – базовую и расширенную. Первая таблица содержит 128 основных символов, в ней размещены коды символов английского алфавита, а во второй таблице кодирования содержатся 128 расширенных символов. Так как в этот стандарт не входят символы национальных алфавитов других стран, то в каждой стране 128 кодов расширенных символов заменяются символами национального алфавита. В настоящее время существует множество таблиц кодировки символов, в которых 128 кодов расширенных символов заменены символами национального алфавита. Так, например, кодировка символов русского языка Widows – 1251 используется для компьютеров, которые работают под ОС Windows. Другая кодировка для русского языка – это КОИ – 8, которая также широко используется в компьютерных сетях и российском секторе Интернет. В настоящее время существует универсальная система UNICODE, основанная на 16 – разрядном кодировании символов. Эта 16 – разрядная система обеспечивает универсальные коды для 65536 различных символов, т.е. в этой таблице могут разместиться символы языков большинства стран мира. Для кодирования графических данных применяется, например, такой метод кодирования как растр. Координаты точек и их свойства описываются с помощью целых чисел, которые кодируются с помощью двоичного кода. Так черно-белые графические объекты могут быть описаны комбинацией точек с 256 градациями серого цвета, т.е. для кодирования яркости любой точки достаточно 8 - разрядного двоичного числа. Режим представления цветной графики в системе RGB с использованием 24 разрядов (по 8 разрядов для каждого из трех основных цветов) называется полноцветным. Для поноцветного режима в системе CMYK необходимо иметь 32 разряда (четыре цвета по 8 разрядов). 3. Программное обеспечение ПК 3.1. Структура программного обеспечения ПК Программное обеспечение Совокупность программ, предназначенная для решения задач на ПК, называется программным обеспечением. Состав  программного обеспечения ПК называют программной конфигурацией. Программное обеспечение, можно условно разделить на три категории:  системное ПО (программы общего пользования), выполняющие различные вспомогательные функции, например создание копий используемой информации, выдачу справочной информации о компьютере, проверку работоспособности устройств компьютера и т.д.  прикладное ПО, обеспечивающее выполнение необходимых работ на ПК: редактирование текстовых документов, создание рисунков или картинок, обработка информационных массивов и т.д.  инструментальное ПО (системы программирования), обеспечивающее разработку  новых программ для компьютера на языке программирования. Системное ПО Это программы общего пользования не связаны с конкретным применением ПК и выполняют традиционные функции: планирование и управление задачами, управления вводом-выводом и т.д. Другими словами, системные программы выполняют различные вспомогательные функции, например, создание копий используемой информации, выдачу справочной информации о компьютере, проверку работоспособности устройств компьютера и т.п. К системному ПО относятся:  операционные системы (эта программа загружается в ОЗУ при включении компьютера)  программы – оболочки (обеспечивают более удобный и наглядный способ общения с компьютером, чем с помощью командной строки DOS, например, Norton Commander)  операционные оболочки – интерфейсные системы, которые используются для создания графических интерфейсов, мультипрограммирования и.т.  Драйверы (программы, предназначенные для управления портами периферийных устройств, обычно загружаются в оперативную память при запуске компьютера)  утилиты (вспомогательные или служебные программы, которые представляют пользователю ряд дополнительных услуг) К утилитам относятся:  диспетчеры файлов или файловые менеджеры  средства динамического сжатия данных (позволяют увеличить количество информации на диске за счет ее динамического сжатия)  средства просмотра и воспроизведения  средства диагностики; средства контроля позволяют проверить конфигурацию компьютера и проверить работоспособность устройств компьютера, прежде всего жестких дисков  средства коммуникаций (коммуникационные программы) предназначены для организации обмена информацией между компьютерами  средства обеспечения компьютерной безопасности (резервное копирование, антивирусное ПО). Необходимо отметить, что часть утилит входит в состав операционной системы, а другая часть функционирует автономно. Большая часть общего (системного) ПО входит в состав ОС. Часть общего ПО входит в состав самого компьютера (часть программ ОС и контролирующих тестов записана в ПЗУ или ППЗУ, установленных на системной плате). Часть общего ПО относится к автономными программам и поставляется отдельно. Прикладное ПО Прикладные программы могут использоваться  автономно или в составе программных комплексов или пакетов. Прикладное ПО – программы,  непосредственно обеспечивающие выполнение необходимых работ на ПК: редактирование текстовых документов, создание рисунков или картинок, создание электронных таблиц и т.д. Пакеты прикладных программ – это система программ, которые по сфере применения делятся на проблемно – ориентированные, пакеты общего назначения и интегрированные пакеты. Современные интегрированные пакеты содержат до пяти функциональных компонентов: тестовый и табличный процессор, СУБД, графический редактор, телекоммуникационные средства. К прикладному ПО, например, относятся:  Комплект офисных приложений MS OFFICE  Бухгалтерские системы  Финансовые аналитические системы  Интегрированные пакеты делопроизводства  CAD – системы (системы автоматизированного проектирования)  Редакторы HTML или Web – редакторы  Браузеры – средства просмотра Web - страниц  Графические редакторы  Экспертные системы И так далее. Инструментальное ПО Инструментальное ПО или системы программирования  - это системы для автоматизации разработки новых программ на языке программирования. В самом общем случае для создания программы на выбранном языке программирования (языке системного программирования) нужно иметь следующие компоненты: 1. Текстовый редактор для создания файла с исходным текстом программы. 2. Компилятор или интерпретатор. Исходный текст с помощью программы-компилятора переводится в промежуточный объектный код. Исходный текст большой программы состоит из нескольких модулей (файлов с исходными текстами). Каждый модуль компилируется в отдельный файл с объектным кодом, которые затем надо объединить в одно целое. 3. Редактор связей или сборщик, который выполняет связывание объектных модулей и формирует на выходе работоспособное приложение – исполнимый код. Исполнимый код – это законченная программа, которую можно запустить на любом компьютере, где установлена операционная система, для которой эта программа создавалась. Как правило, итоговый файл имеет расширение .ЕХЕ или .СОМ. 4. В последнее время получили распространение визуальный методы программирования (с помощью языков описания сценариев), ориентированные на создание Windows-приложений. Этот процесс автоматизирован в средах быстрого проектирования. При этом используются готовые визуальные компоненты, которые настраиваются с помощью специальных редакторов. Наиболее популярные редакторы (системы программирования программ с использованием визуальных средств) визуального проектирования:  Borland Delphi - предназначен для решения практически любых задачи прикладного программирования  Borland C++ Builder – это отличное средство для разработки DOS и Windows приложений  Microsoft Visual Basic – это популярный инструмент для создания Windows-программ  Microsoft Visual C++ - это средство позволяет разрабатывать любые приложения, выполняющиеся в среде ОС типа Microsoft Windows 3.2. Файловые системы Все современные ОС обеспечивают создание файловой системы, которая предназначена для хранения данных на дисках и обеспечения доступа к ним. Основные функции файловой системы можно разделить на две группы:  Функции для работы с файлами (создание, удаление, переименование файлов и т.д.)  Функции для работы с данными, которые хранятся в файлах (запись, чтение, поиск данных и т.д.) Известно, что файлы используются для организации и хранения данных на машинных носителях. Файл – это последовательность произвольного числа байтов, обладающая уникальным собственным именем или поименованная область на машинных носителях. Структурирование множества файлов на машинных носителях осуществляется с помощью каталогов, в которых хранятся атрибуты (параметры и реквизиты) файлов. Каталог может включать множество подкаталогов, в результате чего на дисках образуются разветвленные файловые структуры.Организация файлов в виде древовидной структуры называется файловой системой. Принцип организации файловой системы – табличный. Данные о том, в каком месте на диске записан файл, хранится в таблице размещения файлов (File Allocation Table, FAT). Эта таблица размещается в начале тома. В целях защиты тома на нем хранятся две копии FAT. В случае повреждения первой копии FAT дисковые утилиты могут воспользоваться второй копией для восстановления тома. По принципу построения FAT похожа на оглавление книги, так как операционная система использует ее для поиска файла и определения кластеров, которые этот файл занимает на жестком диске. Наименьшей физической единицей хранения данных является сектор. Размер сектора 512 байт. Поскольку размер FAT – таблицы ограничен, то для дисков, размер которых превышает 32 Мбайт, обеспечить адресацию к каждому отдельному сектору не представляется возможным. В связи с этим группы секторов условно объединяются  в кластеры. Кластер является наименьшей единицей адресации к данным. Размер кластера, в отличие от размера сектора, не фиксирован и зависит от емкости диска. Сначала для дискет и небольших жестких дисков (менее 16 Мбайт) использовалась 12-разрядная версия FAT (так называемая FAT12). Затем в MS-DOS была введена 16-разрядная версия FAT для более крупных дисков. Операционные системы MS DOS, Win 95, Win NT реализуют 16 – разрядные поля в таблицах размещения файлов. Файловая система FAT32 была введена в Windows 95 OSR2 и поддерживается в Windows 98 и Windows 2000. FAT32 представляет собой усовершенствованную версию FAT, предназначенную для использования на томах, объем которых превышает 2 Гбайт. FAT32 обеспечивает поддержку дисков размером до 2 Тбайт и более эффективное расходование дискового пространства. FAT32 использует более мелкие кластеры, что позволяет повысить эффективность использования дискового пространства. В Windows XP и дальнейших версиях применяется FAT32 и NTFS. Более перспективным направлением в развитии файловых систем стал переход к NTFS (New Technology File System – файловая система новой технологии)с длинными именами файлов и надежной системой безопасности. Объем раздела NTFS не ограничен. В NTFS минимизируется объем дискового пространства, теряемый вследствие записи небольших файлов в крупные кластеры. Кроме того, NTFS позволяет экономить место на диске, сжимая сам диск, отдельные папки и файлы. По способам именования файлов различают “короткое” и “длинное” имя. Согласно соглашению, принятому в MS-DOS, способом именования файлов на компьютерах IBM PC было соглашение 8.3., т.е. имя файла состоит из двух частей: собственно имени и расширения имени. На имя файла отводится 8 символов, а на его расширение – 3 символа. Имя от расширения отделяется точкой. Как имя, так и расширение могут включать только алфавитно-цифровые символы латинского алфавита. Имена файлов, записанные в соответствии с соглашением 8.3, считаются “короткими”. С появлением операционной системы Windows 95 было введено понятие “длинного” имени. Такое имя может содержать до 256 символов. Этого вполне достаточно для создания содержательных имен файлов. “Длинное” имя может содержать любые символы, кроме девяти специальных: \ / : * ? “ < > |. В имени разрешается использовать пробелы и несколько точек. Имя файла заканчивается расширением, состоящим из трех символов. Расширение используется для классификации файлов по типу. Уникальность имени файла обеспечивается тем, что полным именем файла считается собственное имя файла вместе с путем доступа к нему. Путь доступа к файлу начинается с имени устройства и включает все имена каталогов (папок), через которые проходит. В качестве разделителя используется символ “\” (обратный слеш - обратная косая черта).Например: D:\Documents and Settings\ТВА\Мои документы\lessons-tva\ robots.txt Несмотря на то, что данные о местоположении файлов хранятся в табличной структуре, пользователю они представляются в виде иерархической структуры – людям так удобнее, а все необходимые преобразования берет на себя операционная система. К функции обслуживания файловой структуры относятся следующие операции, происходящие под управлением операционной системы:  создание файлов и присвоение им имен;  создание каталогов (папок) и присвоение им имен;  переименование файлов и каталогов (папок);  копирование и перемещение файлов между дисками компьютера и между катало­гами (папками) одного диска;  удаление файлов и каталогов (папок);  навигация по файловой структуре с целью доступа к заданному файлу, каталогу (папке);  управление атрибутами файлов. 3.3. Классификация операционных систем Операционная система составляет основу программного обеспечения ПК. Операционная система представляет комплекс системных и служебных программных средств, который обеспечивает взаимодействие пользователя с компьютером и выполнение всех других программ. С одной стороны, она опирается на базовое программное обеспечение ПК, входящее в его систему BIOS, с другой стороны, она сама является опорой для программного обеспечения более высоких уровней – прикладных и большинства служебных приложений. Для того чтобы компьютер мог работать, на его жестком диске должна быть установлена (записана) операционная система. При включении компьютера она считывается с дисковой памяти и размещается в ОЗУ. Этот процесс называется загрузкой операционной системы. Операционные системы различаются особенностями реализации алгоритмов управления ресурсами компьютера, областями использования. Так, в зависимости от алгоритма управления процессором, операционные системы делятся на:  Однозадачные и многозадачные  Однопользовательские и многопользовательские  Однопроцессорные и многопроцессорные системы  Локальные и сетевые. По числу одновременно выполняемых задач операционные системы делятся на два класса:  Однозадачные (MS DOS)  Многозадачные (OS/2, Unix, Windows) В однозадачных системах используются средства управления периферийными устройствами, средства управления файлами, средства общения с пользователями. Многозадачные ОС используют все средства, которые характерны для однозадачных,  и, кроме того, управляют разделением совместно используемых ресурсов: процессор, ОЗУ, файлы и внешние устройства. В зависимости от областей использования многозадачные ОС подразделяются на три типа:  Системы пакетной обработки (ОС ЕС)  Системы с разделением времени (Unix, Linux, Windows)  Системы реального времени (RT11) Системы пакетной обработки предназначены для решения задач, которые не требуют быстрого получения результатов. Главной целью ОС пакетной обработки является максимальная пропускная способность или решение максимального числа задач в единицу времени. Эти системы  обеспечивают высокую производительность при обработке больших объемов информации, но снижают эффективность работы пользователя в интерактивном режиме. В системах с разделением времени для выполнения каждой задачи выделяется небольшой промежуток времени, и ни одна задача не занимает процессор надолго. Если этот промежуток времени выбран минимальным, то создается видимость одновременного выполнения нескольких задач. Эти системы обладают меньшей пропускной способностью, но обеспечивают высокую эффективность работы пользователя в интерактивном режиме. Системы реального времени применяются  для управления технологическим процессом или техническим объектом, например, летательным объектом, станком и т.д. По числу одновременно работающих пользователей на ЭВМ ОС разделяются на однопользовательские (MS DOS) и многопользовательские (Unix, Linux, Windows 95 - XP) В многопользовательских ОС каждый пользователь настраивает для себя интерфейс пользователя, т.е. может создать собственные наборы ярлыков, группы программ, задать индивидуальную цветовую схему, переместить в удобное место панель задач и добавить в меню Пуск новые пункты. В многопользовательских ОС существуют средства защиты информации каждого пользователя от несанкционированного доступа других пользователей. Многопроцессорные и однопроцессорные операционные системы. Одним из важных свойств ОС является наличие в ней средств поддержки многопроцессорной обработки  данных. Такие средства существуют в OS/2, Net Ware, Widows NT.По способу организации вычислительного процесса эти ОС могут быть разделены на асимметричные и симметричные. Одним из важнейших признаков классификации ЭВМ является разделение их на локальные и сетевые. Локальные ОС применяются на автономных ПК или ПК, которые используются в компьютерных сетях в качестве клиента. В состав локальных ОС входит клиентская часть ПО для доступа к удаленным ресурсам и услугам. Сетевые ОС предназначены для управления ресурсами ПК включенных в сеть с целью совместного использования ресурсов. Они представляют мощные средства разграничения доступа к информации, ее целостности и другие возможности использования сетевых ресурсов. 4. Программные средства 4.1. Сервисные программные средства (стандартные и служебные программы, архивация данных, антивирусные программы) Программы архивирования данных Архивация - это сжатие одного или более файлов с целью экономии памяти и размещение сжатых данных в одном архивном файле. Архивация данных  - это уменьшение физических размеров файлов, в которых хранятся данные, без значительных информационных потерь. Архивация проводится в следующих случаях:  Когда необходимо создать резервные копии наиболее ценных  файлов  Когда необходимо освободить место на диске  Когда необходимо передать файлы по E-mail Архивный файл представляет собой набор из нескольких файлов (одного файла), помещенных в сжатом виде в единый файл, из которого их можно при необходимости извлечь в первоначальном виде. Архивный файл содержит оглавление, позволяющее узнать, какие файлы содержатся в архиве. В оглавлении архива для каждого содержащегося в нем файла хранится следующая информация:  Имя файла  Размер файла на диске и в архиве  Сведения о местонахождения файла на диске  Дата и время последней модификации файла  Код циклического контроля для файла, используемый для проверки целостности архива  Степень сжатия Любой из архивов имеет свою шкалу степени сжатия. Чаще всего можно встретить следующую градацию методов сжатия:  Без сжатия (соответствует обычному копированию файлов в архив без сжатия)  Скоростной  Быстрый (характеризуется самым быстрым, но наименее плотным сжатием)  Обычный  Хороший  Максимальный (максимально возможное сжатие является одновременно и самым медленным методом сжатия) Лучше всего архивируются графические файлы в формате .bmp, документы MS Office и Web-страницы. Что такое архиваторы? Архиваторы – это программы (комплекс программ) выполняющие сжатие и восстановление сжатых файлов в первоначальном виде. Процесс сжатия файлов называется архивированием. Процесс восстановления сжатых файлов – разархивированием. Современные архиваторы отличаются используемыми алгоритмами, скоростью работы, степенью сжатия (WinZip 9.0, WinAce 2.5, PowerArchiver 2003 v.8.70, 7Zip 3.13, WinRAR 3.30, WinRAR 3.70 RU). Другие названия архиваторов: утилиты - упаковщики, программы - упаковщики, служебные программы, позволяющие помещать копии файлов в сжатом виде в архивный файл. В ОС MS DOS существуют архиваторы, но они работают только в режиме командной строки. Это программы PKZIP и PKUNZIP, программа архиватора ARJ. Современные архиваторы обеспечивают графический пользовательский интерфейс и сохранили командную строку. В настоящее время лучшим архиватором для Windows является архиватор WinRAR. Архиватор WinRAR WinRAR – это 32 разрядная версия архиватора RAR для Windows. Это - мощное средство создания архивов и управления ими. Есть несколько версий RAR, для разных операционных систем: Windows, Linux, UNIX, DOS, OS/2 и т.д. Существует  две версии RAR для Windows:  версия с графическим пользовательским интерфейсом - WinRAR.EXE  Консольная версия  RAR.EXE пульт линии команды (способ текста) версия - Rar.exe Возможности WinRAR:  Позволяет распаковывать архивы CAB, ARJ, LZH, TAR, GZ, ACE, UUE, BZ2, JAR, ISO, и обеспечивает архивирование данных в форматы ZIP и RAR  Обеспечивает полную поддержку архивов ZIP и RAR  Имеет специальные алгоритмы, оптимизированные для текста и графики. Для  мультимедиа сжатие можно использовать только с форматами RAR  Поддерживает технологию перетаскивания (drag & drop)  Имеет интерфейс командной строки  Может осуществлять непрерывное архивирование, что обеспечивает более высокую степень сжатия по сравнению с обычными методами сжатия, особенно при упаковке большого количества небольших файлов однотипного содержания  Обеспечивает поддержку многотомных архивов, то есть осуществляет разбивку архива на несколько томов (например, для записи большого архива на диски). Расширение томов: RAR, R01, R02 и т.д. При самораспаковывающемся архиве первый том имеет расширение EXE  Создает самораспаковывающиеся архивы (SFX) обычные и многотомные архивы, обеспечивает защиту их паролями  Обеспечивает восстановление физически поврежденных архивов  Имеет средства восстановления, позволяющие восстанавливать отсутствующие части многотомного архива  Поддерживает UNICODE в именах файлов  Для новичков предназначен режим Мастер (Wizard), с помощью которого можно легко осуществить все операции над архивами WinRAR имеет и другие дополнительные функции. WinRAR способен создать архив в двух различных форматах: RAR иZIP. Рассмотрим преимущества каждого формата. Архив в формате ZIP Основное преимущество формата ZIP - его популярность. Например, большинство архивов в Internet – это архивы ZIP. Поэтому приложение к электронной почте лучше всего направлять в формате ZIP. Можно также направить самораспаковывающийся архив. Такой архив является немного большим, но может быть извлечен без внешних программ. Другое преимущество ZIP - скорость. Архив ZIP обычно создается быстрее, чем RAR. Архив в формате RAR формат RAR в большинстве случаев обеспечивает значительно лучшее сжатие, чем ZIP. Кроме того, формат RAR обеспечивает поддержку многотомных архивов, имеет средства восстановления поврежденных файлов, архивирует файлы практически неограниченных размеров. Необходимо отметить, что при работе в файловой системе FAT32 архивы могу достигать только 4 гигабайт. Работа с большими размерами архива поддерживается только в файловой системе NTFS. Программа архивации Microsoft Backup (резервная копия) Запуск программы осуществляется: Пуск – программы – стандартные – служебные – архивация данных. Откроется мастер архивации и восстановления в обычном режиме. Из этого режима можно перейти в расширенный режим для работы с мастером архивации, мастером восстановления и мастером аварийного восстановления ОС. Программа архивации позволяет защитить данные от случайной утери в случае, если в системе возникает сбой оборудования или носителя информации. С помощью Backup можно создать резервную копию данных на жестком диске, а затем создать архив на другом носителе данных. Носителем архива может быть логический диск или отдельное устройство (съемный диск). Программа архивации создает снимок состояния тома, представляющий собой точную копию содержимого диска на определенный момент времени, в том числе открытых файлов, используемых системой. Во время выполнения программы архивации пользователь может продолжать работать с ОС без риска потери данных. Программа архивации предоставляет следующие возможности: 1.Архивация выбранных файлов и папок на случай сбоя жесткого диска или случайного удаления файлов (архивировать можно на жесткий диск или съемный диск и т.д.). Backup восстанавливает архивированные файлы и папки на жесткий диск. 2. Архивация данных состояния системы. Программа позволяет архивировать копии важных системных компонентов, таких как реестр, загрузочные файлы и база данных службы каталогов Программа архивации позволяет восстанавливать копии важных системных компонентов, таких, как реестр, загрузочные файлы и база данных службы каталогов. 4.2. Защита от компьютерных вирусов Компьютерные вирусы и их методы классификации Компьютерный вирус – это небольшая вредоносная программа, которая самостоятельно может создавать свои копии и внедрять их в программы (исполняемые файлы), документы, загрузочные сектора носителей данных. Известно много различных  способов классификации компьютерных вирусов. Одним из способов  классификации  компьютерных вирусов – это разделение их по следующим основным признакам:  среда обитания  особенности алгоритма  способы заражения  степень воздействия (безвредные, опасные, очень опасные) В зависимости от среды обитания основными типами компьютерных вирусов являются:  Программные (поражают файлы с расширением. СОМ и .ЕХЕ) вирусы  Загрузочные вирусы  Макровирусы  Сетевые вирусы Программные вирусы – это вредоносный программный код, который внедрен внутрь исполняемых файлов (программ). Вирусный код может воспроизводить себя в теле других программ – этот процесс называется размножением. По прошествии определенного времени, создав достаточное количество копий, программный вирус может перейти к разрушительным действиям – нарушению работы программ и операционной системы, удаляя информации, хранящиеся на жестком диске. Этот процесс называется вирусной атакой. Загрузочные вирусы – поражают не программные файлы, а загрузочный сектор магнитных носителей (гибких и жестких дисков). Макровирусы – поражают документы, которые созданы в прикладных программах, имеющих средства для исполнения макрокоманд. К таким документам относятся документы текстового процессора WORD, табличного процессора  Excel. Заражение происходит при открытии файла документа в окне программы, если в ней не отключена возможность исполнения макрокоманд. Сетевые вирусы пересылаются с компьютера на компьютер,  используя для своего распространения компьютерные сети, электронную почту и другие каналы. По алгоритмам работы различают компьютерные вирусы:  Черви (пересылаются с компьютера на компьютер через компьютерные сети, электронную почту и другие каналы)  Вирусы-невидимки (Стелс-вирусы)  Троянские программы  Программы – мутанты  Логические бомбы И другие вирусы. В настоящее время к наиболее распространенным видам вредоносных программ, относятся: черви, вирусы, троянские программы. Признаки заражения ПК  вирусом Желательно не допускать появление вирусов в ПК, но при заражении компьютера  вирусом очень важно его обнаружить. Основные признаки  появления вируса в ПК:  медленная работа компьютера  зависания и сбои в работе компьютера  изменение размеров файлов  уменьшение размера свободной оперативной памяти  значительное увеличение количества файлов на диске  исчезновение файлов и каталогов или искажение их содержимого  изменение даты и времени модификации файлов И другие признаки. Способы защиты от компьютерных вирусов Одним из основных способов борьбы с вирусами является своевременная профилактика. Чтобы предотвратить заражение вирусами и атаки троянских коней, необходимо выполнять некоторые рекомендации:  Не запускайте программы, полученные из Интернета или в виде вложения в сообщение электронной почты без проверки на наличие в них вируса  Необходимо проверять все внешние диски на наличие вирусов, прежде чем копировать или открывать содержащиеся на них файлы или выполнять загрузку компьютера с таких дисков  Необходимо установить антивирусную программу и регулярно пользоваться ею для проверки компьютеров. Оперативно пополняйте базу данных антивирусной программы набором файлов сигнатур вирусов, как только появляются новые сигнатуры  Необходимо регулярно сканировать жесткие диски в поисках вирусов. Сканирование обычно выполняется автоматически при каждом включении ПК и при размещении внешнего диска в считывающем устройстве. При сканировании антивирусная программа ищет вирус путем сравнения кода программ с кодами известных ей вирусов, хранящихся в базе данных  создавать надежные пароли, чтобы вирусы не могли легко подобрать пароль и получить разрешения администратора. Регулярное архивирование файлов позволит минимизировать ущерб от вирусной атаки  Основным средством защиты информации – это резервное копирование ценных данных, которые хранятся на жестких дисках Существует достаточно много программных средств антивирусной защиты. Современные  антивирусные программы состоят из модулей:  Эвристический модуль – для выявления неизвестных вирусов  Монитор – программа, которая постоянно находится в оперативной памяти ПК  Устройство управления, которое осуществляет запуск антивирусных программ и обновление вирусной базы данных и компонентов  Почтовая программа (проверяет электронную почту)  Программа сканер – проверяет, обнаруживает и удаляет фиксированный набор известных вирусов в памяти, файлах и системных областях дисков  Сетевой экран – защита от хакерских атак К наиболее эффективным и популярным антивирусным программам относятся:  Антивирус Касперского 7.0, AVAST, Norton AntiVirus и многие другие. Антивирус Касперского Программа состоит из следующих компонентов:  Файловый Антивирус - компонент, контролирующий файловую систему компьютера. Он проверяет все открываемые, запускаемые и сохраняемые файлы на компьютере  Почтовый Антивирус- компонент проверки всех входящих и исходящих почтовых сообщений компьютера.  Веб-Антивирус – компонент, который  перехватывает и блокирует выполнение скрипта, расположенного на веб-сайте, если он представляет угрозу  Проактивная защита - компонент, который позволяет обнаружить новую вредоносную программу еще до того, как она успеет нанести вред. Таким образом, компьютер защищен не только от уже известных вирусов, но и от новых, еще не исследованных Антивирус Касперского– это классическая защита компьютера от вирусов, троянских и шпионских программ, а также от любого другого вредоносного ПО. Основные функции:  Три степени защиты от известных и новых интернет-угроз: 1) проверка по базам сигнатур, 2) эвристический анализатор, 3) поведенческий блокиратор  Защита от вирусов, троянских программ и червей  Защита от шпионского (spyware) и рекламного (adware) ПО  Проверка файлов, почты и интернет-трафика в режиме реального времени  Защита от вирусов при работе с ICQ и другими IM-клиентами  Защита от всех типов клавиатурных шпионов  Обнаружение всех видов руткитов  Автоматическое обновление баз Norton AntiVirus Состоит из одного модуля, который постоянно находится в памяти компьютера и осуществляет такие задачи как мониторинг памяти и сканирование файлов на диске. Доступ к элементам управления и настройкам программы выполняется с помощью соответствующих закладок и кнопок. Автозащита должна быть всегда включенной, чтобы обеспечить защиту ПК от вирусов. Автозащита работает в фоновом режиме, не прерывая работу ПК. Автозащита автоматически:  Обнаруживает и защищает ПК от всех типов вирусов, включая макро-вирусы, вирусы загрузочных секторов, вирусы резидента памяти и троянских коней, червей и других вредоносных вирусов.  Защищает компьютер от вирусов, которые передаются через сеть Интернет, проверяя все файлы, которые загружаются из Интернета. 4.3. Основы алгоритмизации и программирование Алгоритм и его свойства Решение задач на компьютере основано на понятии алгоритма. Алгоритм – это точное предписание, определяющее вычислительный процесс, ведущий от варьируемых начальных данных к исходному результату. Алгоритм означает точное описание некоторого процесса, инструкцию по его выполнению. Разработка алгоритма является сложным и трудоемким процессом. Алгоритмизация – это техника разработки (составления) алгоритма для решения задач на ЭВМ. Изобразительные средства для описания (представление) алгоритма Для записи алгоритма решения задачи применяются следующие изобразительные способы их представления:  Словесно- формульное описание  Блок-схема (схема графических символов)  Алгоритмические языки  Операторные схемы  Псевдокод Для записи алгоритма существует общая методика:  Каждый алгоритм должен иметь имя, которое раскрывает его смысл.  Необходимо обозначить начало и конец алгоритма.  Описать входные и выходные данные.  Указать команды, которые позволяют выполнять определенные действия над выделенными данными Общий вид алгоритма Алгоритм: Название алгоритма Описание данных Начало Команды Конец Формульно-словесный способ записи алгоритма характеризуется тем, что описание осуществляется с помощью слов и формул. Содержание последовательности этапов выполнения алгоритмов записывается на естественном профессиональном языке предметной области в произвольной форме. Графический способ описания алгоритма (блок - схема) получил самое широкое распространение. Для графического описания алгоритмов используются схемы алгоритмов или блочные символы (блоки), которые соединяются между собой линиями связи. Каждый этап вычислительного процесса  представляется геометрическими фигурами (блоками). Они делятся на арифметические или вычислительные (прямоугольник), логические (ромб) и блоки ввода-вывода данных (параллелограмм). Схемы алгоритмов: Порядок выполнения этапов указывается стрелками, соединяющими блоки. Геометрические фигуры размещаются сверху вниз и слева на право. Нумерация блоков производится в порядке их размещения в схеме. Алгоритмические языки  - это специальное средство, предназначенное для записи алгоритмов в аналитическом виде. Алгоритмические языки близки к математическим выражениям и к естественным языкам. Каждый алгоритмический язык имеет свой словарь. Алгоритм, записанный на алгоритмическом языке, выполняется по строгим правилам этого конкретного языка. Операторные схемы алгоритмов. Суть этого способа описания алгоритма заключается в том, что каждый оператор обозначается буквой (например, А – арифметический оператор, Р – логический оператор и т.д.). Операторы записываются слева направо в последовательности их выполнения, причем, каждый оператор имеет индекс, указывающий порядковый номер оператора. Алгоритм записывается в одну строку в виде последовательности операторов. Псевдокод – система команд абстрактной машины. Этот способ записи алгоритма с помощью операторов близких к алгоритмическим языкам. Принципы разработки алгоритмов и программ Типы алгоритмических процессов По структуре выполнения алгоритмы и программы делятся на три вида:  Линейные  Ветвящиеся  Циклические Линейный алгоритм (линейная структура) – это такой алгоритм, в котором все действия выполняются последовательно друг за другом и только один раз. Схема представляет собой последовательность блоков, которые располагаются сверху вниз в порядке их выполнения. Первичные и промежуточные данные не оказывают влияния на направление процесса вычисления. Алгоритмы разветвляющейся структуры На практике часто встречаются задачи, в которых в зависимости от первоначальных условий или промежуточных результатов необходимо выполнить вычисления по одним или другим формулам. Такие задачи можно описать с помощью алгоритмов разветвляющейся структуры. В таких алгоритмах выбор направления продолжения вычисления осуществляется по итогам проверки заданного условия. Ветвящиеся процессы описываются оператором IF (условие). Циклические вычислительные процессы Для решения многих задач характерно многократное повторение отдельных участков вычислений. Для решения таких задач применяются алгоритмы циклической структуры (циклические алгоритмы). Цикл – последовательность команд, которая повторяется до тех пор, пока не будет выполнено заданное условие. Циклическое описание многократно повторяемых процессов значительно снижает трудоемкость написания программ. Существуют две схемы циклических вычислительных процессов. Особенностью первой схемы является то, что проверка условия выхода из цикла проводится до выполнения тела цикла. В том случае, если условие выхода из цикла выполняется, то тело цикла не выполняется ни разу. Особенностью второй  схемы является то, что цикл выполняется хоты бы один раз, так как первая проверка условия выхода из цикла осуществляется после того, как тело цикла выполнено. Существуют циклы с известным числом повторений и итерационные циклы. При итерационном цикле выход из тела цикла, как правило, происходит при достижении заданной точности вычисления. Языки программирования Языки программирования – это искусственные языки записи алгоритмов для исполнения их на ЭВМ. Программирование (кодирование) - составление программы по заданному алгоритму. Классификация языков программирования. В общем, языки программирования делятся на две группы: операторные и функциональные. К функциональным относятся ЛИСП, ПРОЛОГ и т.д. Операторные языки делятся на процедурные и непроцедурные (Smalltalk, QBE). Процедурные делятся на машино - ориентированные и машино – независимые. К машино – ориентированным языкам относятся: машинные языки, автокоды, языки символического кодирования, ассемблеры. К машино – независимым языкам относятся:  Процедурно – ориентированные (Паскаль, Фортран и др.)  Проблемно – ориентированные (ЛИСП и др.)  Объектно-ориентированные (Си++, Visual Basic, Java и др.) 5. Этапы решения задач на ЭВМ Выбор задачи Составление модели Составление алгоритма Составление программы Ввод исходных данных Анализ полученного решения Чтобы человеку принять решение без ЭВМ, зачастую ничего не надо. Подумал и решил. Человек, хорошо или плохо, решает все возникающие перед ним задачи. Правда никаких гарантий правильности при этом нет. ЭВМ же никаких решений не принимает, а только помогает найти варианты решений. Данный процесс состоит из следующих этапов: 5.1. Выбор задачи. Решение задачи, особенно достаточно сложной - достаточно трудное дело, требующее много времени. И если задача выбрана неудачно, то это может привести к потере времени и разочарованию в применении ЭВМ для принятия решений. Каким же основным требованиям должна удовлетворять задача ? Должно существовать как минимум один вариант ее решения, ведь если вариантов решения нет, значит выбирать не из чего. Надо четко знать, в каком смысле искомое решение должно быть наилучшим, ведь если мы не знаем чего хотим, ЭВМ помочь нам выбрать наилучшее решение не сможет. Выбор задачи завершается ее содержательной постановкой. Необходимо четко сформулировать задачу на обычном языке, выделить  цель исследования, указать ограничения , поставить основные вопросы на которые мы хотим получить ответы в результате решения задачи. Здесь следует выделить наиболее существенные черты экономического объекта, важнейшие зависимости, которые мы хотим учесть при построении модели. Формируются некоторые гипотезы развития объекта исследования, изучаются выделенные зависимости и соотношения. Когда выбирается задача и производится ее содержательная постановка, приходится иметь дело со специалистами в предметной области (инженерами, технологами, конструкторами и т.д.). Эти специалисты, как правило, прекрасно знают свой предмет, но не всегда имеют представление о том, что требуется для решения задачи на ЭВМ. Поэтому, содержательная постановка задачи зачастую оказывается перенасыщенной сведениями, которые совершенно излишни для работы на ЭВМ. 5.2. Составление модели Под экономико-математической моделью понимается математическое описание исследуемого экономического объекта или процесса, при котором экономические закономерности выражены в абстрактном виде с помощью математических соотношений. Основные принципы составления модели сводятся к следующим двум концепциям: При формулировании задачи необходимо достаточно широко охватить моделируемое явление. В противном случае модель не даст глобального оптимума и не будет отражать  суть дела. Опасность состоит в том, что оптимизация одной части  может осуществляться за счет других и в ущерб общей организации. Модель должна быть настолько проста, насколько это возможно. Модель должна быть такова, чтобы ее можно было оценить, проверить и понять, а результаты полученные из модели должны быть ясны как ее создателю, так и лицу, принимающему решение. На практике эти концепции часто вступают в конфликт, прежде всего из-за того, что в сбор и ввод данных, проверку ошибок и интерпретацию результатов включается человеческий элемент, что ограничивает размеры модели, которая  может быть проанализирована удовлетворительно. Размеры модели используются как лимитирующий фактор, и если мы хотим увеличить широту охвата, то приходится уменьшать детализацию и наоборот. Введем понятие иерархии моделей, где широта охвата увеличивается, а детализация уменьшается по мере того, как мы переходим на более высокие уровни иерархии. На более высоких уровнях в свою очередь формируются ограничения и цели для более низких уровней. При построении модели необходимо учитывать также и временной аспект: горизонт планирования в основном увеличивается с ростом иерархии. Если модель долгосрочного планирования всей корпорации может содержать мало каждодневных текущих деталей то модель планирования производства отдельного подразделения состоит в основном из таких деталей. При формулировании задачи необходимо учитывать следующие три аспекта: Исследуемые факторы: Цели исследования определены довольно свободно и в большой степени зависят от того, что включено в модель. В этом отношении легче инженерам, так как исследуемые факторы у них обычно стандартны, а целевая функция выражается в терминах максимума дохода, минимума затрат или , возможно, минимума потребления какого-нибудь ресурса. В то же время социологи, к примеру, обычно задаются  целью "общественной полезности" или в этом роде и оказываются в сложном положении, когда им приходится приписывать определенную "полезность" различным действиям, выражая ее в математической форме. Физические границы: Пространственные аспекты исследования требуют детального рассмотрения. Если производство сосредоточено более чем в одной точке, то необходимо учесть в модели соответствующие распределительные процессы. Эти процессы могут включать складирование, транспортировку, а также задачи календарного планирования загрузки оборудования. Временные границы: Временные аспекты исследования приводят к серьезной дилемме. Обычно горизонт планирования хорошо известен, но надо сделать выбор: либо моделировать систему в динамике, с тем, чтобы получить временные графики, либо моделировать статическое функционирование в определенный момент времени. Если моделируется динамический (многоэтапный) процесс, то размеры модели увеличиваются соответственно числу рассматриваемых периодов времени (этапов). Такие модели обычно идейно просты, так что основная трудность заключается скорее в возможности решить задачу на ЭВМ за приемлемое время, чем в умении интерпретировать большой объем выходных данных. с Зачастую бывает достаточно построить модель системы в какой-то заданный момент времени, например в фиксированный год, месяц, день, а затем повторять расчеты через определенные промежутки времени. Вообще, наличие ресурсов в динамической модели часто оценивается приближенно и определяется факторами, выходящими за рамки модели. Поэтому необходимо тщательно проанализировать, действительно ли необходимо знать зависимость от времени изменения характеристик модели, или тот же результат можно получить, повторяя статические расчеты для ряда различных фиксированных моментов. 5.3. Составление алгоритма. Алгоритм - это конечный набор правил, позволяющих чисто механически решать любую конкретную задачу из некоторого класса однотипных задач. При этом подразумевается: исходные данные могут изменяться в определенных пределах: {массовость алгоритма} процесс применения правил к исходным данным (путь решения задачи) определен однозначно: {детерминированность алгоритма} на каждом шаге процесса применения правил известно, что считать результатом этого процесса:  {результативность алгоритма} Если модель описывает зависимость между исходными данными и искомыми величинами, то алгоритм представляет собой последовательность действий, которые надо выполнить, чтобы от исходных данных перейти к искомым величинам. Удобной формой записи алгоритма является блок схема. Она не только достаточно наглядно описывает алгоритм, но и является основой для составления программы. Каждый класс математических моделей имеет свой метод решения, который реализуется в алгоритме. Поэтому очень важной является классификация задач по виду математической модели. При таком подходе задачи, различные по содержанию, можно решать с помощью одного и того же алгоритма. Алгоритмы задач принятия решений, как правило, настолько сложны, что без применения ЭВМ реализовать их практически невозможно. 5.4. Составление программы. Алгоритм записывают с помощью обычных математических символов. Для того, чтобы он мог быть прочитан ЭВМ необходимо составить программу. Программа - это описание алгоритма решения задачи, заданное на языке ЭВМ. Алгоритмы и программы объединяются понятием "математическое обеспечение". В настоящее время затраты на математическое обеспечение составляют примерно полторы стоимости ЭВМ, и постоянно происходит дальнейшее относительное удорожание математического обеспечения. Уже сегодня предметом приобретения является именно математическое обеспечение, а сама ЭВМ лишь тарой, упаковкой для него. Далеко не для каждой задачи необходимо составлять индивидуальную программу. На сегодняшний день созданы мощные современные программные средства - пакеты прикладных программ ( ППП ). ППП - это объединение модели, алгоритма и программы. Зачастую, к задаче можно подобрать готовый пакет, который прекрасно работает, решает многие задач, среди которых можно найти и наши. При таком подходе многие задачи будут решены достаточно быстро, ведь не надо заниматься программированием. Если нельзя использовать ППП для решения задачи без изменения его или модели, то нужно либо модель подогнать под вход ППП, либо доработать вход ППП, чтобы в него можно было ввести модель. Такую процедуру называют адаптацией. Если подходящий ППП находится в памяти ЭВМ, то работа пользователя заключается в том, чтобы ввести необходимые искомые данные и получить требуемый результат. 5.5. Ввод исходных данных. Прежде чем ввести исходные данные в ЭВМ, их, естественно, необходимо собрать. Причем не все имеющиеся на производстве исходные данные, как это часто пытаются делать, а лишь те, которые входят в математическую модель. Следовательно, сбор исходных данных не только целесообразно, но и необходимо производить лишь после того, как будет известна математическая модель. Имея программу и вводя в ЭВМ исходные данные, мы получим решение задачи. 5.6. Анализ полученного решения К сожалению достаточно часто математическое моделирование смешивают с одноразовым решением конкретной задачи с начальными, зачастую недостоверными данными. Для успешного управления сложными объектами необходимо постоянно перестраивать модель на ЭВМ, корректируя исходные данные с учетом изменившейся обстановки. Нецелесообразно тратить время и средства на составление математической модели, чтобы по ней выполнить один единственный расчет. Экономико-математическая модель является прекрасным средством получения ответов на широкий круг вопросов, возникающих при планировании, проектировании и в ходе производства. ЭВМ может стать надежным помощником при принятии каждодневных решений, возникающих в ходе оперативного управления производством. Описательные ограничения Эти ограничения описывают функционирование исследуемой системы. Они представляют особую группу балансовых уравнений, связанных с характеристиками отдельных блоков, такими как масса, энергия, затраты. Тот факт, что в модели линейного программирования балансовые уравнения должны быть линейными, исключает возможность представления таких принципиально нелинейных зависимостей, как сложные химические реакции. Однако те изменения условий функционирования, которые допускают линейное описание (хотя бы приближенно) могут быть учтены в модели. Балансовые соотношения могут быть введены для какой-то законченной части блок-схемы. В статических (одноэтапных) моделях такие соотношения можно представить в виде: - вход + выход = 0 Динамический (многоэтапный) процесс описывается соотношениями: - вход + выход + накопления = 0, где под накоплениями понимается чистый прирост за рассматриваемый период. Ограничение на ресурсы и конечное потребление С этими ограничениями ситуация довольно ясная. В самом простом виде ограничения на ресурсы - это ограничения сверху на переменные, представляющие расход ресурсов, а ограничения на конечное потребление продуктов - это ограничения снизу на переменные, представляющие производство продукта. Ограничения на ресурсы имеют  следующий вид: Ai1X1 + ... + AijXj + ... + AinXn     Bi,   где Aij - расход i-го ресурса на единицу Xj, j = 1 ... n, а  Bi -  общий объем имеющегося ресурса. Условия, налагаемые извне Часть ограничений на систему можно рассматривать как внешние. Так условия на качество продуктов устанавливаются законодательными  органами. Аналогично учет окружающей среды накладывает ограничения на некоторые свойства продуктов и на режим работы предприятия и  оборудования (например на качество сточной воды) что можно  выразить как дополнительные затраты. Определение целевой функции Целевая функция модели обычно состоит из следующих компонент: 1) Стоимость произведенного продукта. 2) Капиталовложения в здания и оборудование. 3) Стоимость ресурсов. 4) Эксплуатационные затраты и затраты на ремонт оборудования. 5.7. Классификация экономико-математических моделей Важным этапом изучения явлений предметов процессов является их классификация, выступающая как система соподчиненных классов объектов, используемая как средство для установления связей между этими классами объектов. Основой классификации являются существенные признаки объектов. Поскольку признаков может быть очень много то и выполненные классификации могут значительно отличаться друг от друга. Любая классификация должна преследовать достижение поставленных целей. Выбор цели классификации определяет набор тех признаков, по которым будут классифицироваться объекты, подлежащие систематизации. Цель нашей классификации - показать, что задачи оптимизации, совершенно различные по своему содержанию, можно решить на ЭВМ с помощью нескольких типов существующего программного обеспечения. Приведем несколько примеров классификационных признаков: 1. Область применения 2. Содержание задачи 3. Класс математической модели Наиболее распространенными задачами оптимизации возникающими в экономике являются задачи линейного программирования. Такая их распространенность объясняется следующим: 1) С их помощью решают задачи распределения ресурсов, к которым сводится очень большое число самых различных задач 2) Разработаны надежные методы их решения, которые реализованы в поставляемом программном обеспечении 3) Ряд более сложных задач сводится к задачам линейного программирования