Вопросы для подготовки к экзамену для студентов направления 38.03.01 «Экономика»
1. Понятие базы данных, системы управления базой данных
Основная особенность СУБД – это наличие процедур для ввода и хранения не только самих данных, но и описаний их структуры. Файлы, снабженные описанием хранимых в них данных и находящиеся под управлением СУБД, стали называть банки данных, а затем «Базы данных» (БД).
База данных – это интегрированная совокупность данных, предназначенных для многофункционального использования и модификации одним или несколькими пользователями. Под управлением данными понимается весь круг операций с данными входящими в БД, необходимых для решения поставленных задач и выдачи их результатов в удобном для пользователя виде.
Под системой управления базами данных (СУБД) понимается комплекс программных средств, позволяющий осуществлять управление данными БД одному или нескольким пользователям. Не решая непосредственно никакой прикладной задачи, СУБД является инструментом для разработки прикладных программ и поддержания БД.
2. Основные понятия баз данных: определения предметной области БД
Предметная область– часть реального мира, исследуемая в конкретном проекте, которая описывается (моделируется) с помощью инструментария системы управления базами данных и с помощью приложений (прикладных программ), разработанных в рамках этого проекта.
База данных (БД) – это взаимосвязанные данные о предметной области и описание их модели, хранимые в ЭВМ.БД предназначена для удовлетворения информационных потребностей ее пользователей.Правильно спроектированная БД — это совокупность взаимосвязанных, хранящихся с минимальной избыточностью данных, использующихся оптимальным образом для нескольких приложений и нескольких пользователей.
Система управления базами данных (СУБД)- это программное обеспечение, предоставляющее пользователям инструментарий, позволяющий описать модель данных предметной области и использующий один общий способ управления доступом к данным для их поиска и редактирования.
Объект– идентифицируемая сущность реального мира, относящаяся к предметной области.
Атрибут — характеристика (свойство) объекта или связи, которая определяется именем и совокупностью допустимых значений.
ой области. Они обеспечивают основной механизм адресации в базах данных.
Домен – это именованное множество допустимых значений, которые может принимать конкретный атрибут конкретного объекта.
3. Основные этапы проектирования БД. Понятие ключа. Определение модели данных, их виды и краткая характеристика
Этапы проектирования и создания базы данных определяются следующей последовательностью:
• построение информационно-логической модели данных предметной области;
• определение логической структуры реляционной базы данных;
• конструирование таблиц базы данных;
• создание схемы данных;
• ввод данных в таблицы (создание записей);
• разработка необходимых форм, запросов, макросов, модулей, отчетов;
• разработка пользовательского интерфейса.
Ключ - один или несколько атрибутов, которые однозначно определяют экземпляр объекта (сущности). Как правило – это первичный ключ в таблице базы данных.
Совокупность атрибутов объекта (сущности) должна отвечать определенным требованиям (требованиям нормализации). Эти требования позволяют на этапе инфологического проектирования строить базы данных, обеспечивающие целостность данных и устраняющие дублирование.
- Все атрибуты объекта, кроме ключевых называют описательными, и они должны функционально зависеть от ключа.
- Между описательными атрибутами не должно быть функциональной связи.
- Между ключевыми атрибутами не должно быть функциональной связи.
- Каждый описательный атрибут не должен зависеть от ключа транзитивно, т.е. через другой промежуточный атрибут.
- В случае транзитивной зависимости между атрибутами нужно выполнить расщепление совокупности атрибутов с целью образования двух информационных объекта вместо одного.
4. Системы управления базами данных: определение. Система управления базой данных Microsoft ACCESS
Система управления базами данных (СУБД) – это программное обеспечение, с помощью которого пользователи могут определять, создавать и поддерживать базу данных, а также осуществлять к ней контролируемый доступ.
Различают 2 класса СУБД:
1) системы общего назначения;
2) специализированные системы.
Microsoft Access обладает всеми чертами классической системы управления базами данных (СУБД). Access – это не только мощная, гибкая и простая в использовании СУБД, но и система для разработки приложений баз данных. К числу наиболее мощных средств Access относятся средства разработки объектов – мастера, которые можно использовать для создания таблиц, запросов, различных типов форм и отчетов.
К областям применения Microsoft Access можно отнести следующие:
• в малом бизнесе (бухгалтерский учет, ввод заказов, ведение информации о клиентах, ведение информации о деловых контактах);
• в работе по контракту (разработка внутриотраслевых приложений, разработка межотраслевых приложений);
• в крупных корпорациях (приложения для рабочих групп, системы обработки информации);
• в качестве персональной СУБД (справочник по адресам, ведение инвестиционного портфеля, поваренная книга, каталоги книг, пластинок, видеофильмов и т. п.).
Рассмотрим основные определения, связанные с разработкой баз данных.
База данных (БД, data base, DB) – совокупность взаимосвязанных данных, используемых под управлением СУБД.
В самом общем смысле база данных – это набор записей и файлов, организованных специальным образом.
Система управления базой данных (СУБД, DBMS) – программная система, обеспечивающая определение физической и логической структуры базы данных, ввод информации и доступ к ней.
Возможности СУБД: система управления базами данных предоставляет возможность контролировать задание структуры и описание данных, работу с ними и организацию коллективного пользования информацией. СУБД также существенно увеличивает возможности и облегчает каталогизацию и ведение больших объемов хранящейся в многочисленных таблицах информации. СУБД включает в себя три основных типа функций: определение (задание структуры и описание) данных, обработки данных и управление данными.
Определение данных. Определяется, какая именно информация будет храниться в базе данных, задается структура данных и их тип (например количество цифр или символов), а также указывается то, как данные будут связаны между собой. Задаются форматы и критерии проверки данных.
Обработка данных. Данные можно обрабатывать различными способами. Можно выбирать любые поля, фильтровать и сортировать данные. Можно объединять данные с другой связанной информацией и вычислять итоговые значения.
Управление данными. Указываются правила доступа к данным, их корректировки и добавления новой информации. Можно также определить правила коллективного пользования данными.
5. Языки запросов к базе данных SQL и QBE
QBE (Query By Example) - язык запросов по образцу;
SQL (Structured Query Language) - структурированный язык запросов.
SQL - это язык, который дает возможность создавать и работать в реляционных базах данных, которые являются наборами связанной информации, сохраняемой в таблицах. Он устраняет много работы, которую вы должны были бы сделать если бы вы использовали универсальный язык программирования.
DDL (Data Definition Language - Язык Определения Данных) - так называемый Язык Описания Схемы в ANSI, состоит из команд, которые создают объекты (таблицы, индексы, просмотры, и так далее) в базе данных.
DML (Data Manipulation Language - Язык Манипулирования Данными) - это набор команд, которые определяют, какие значения представлены в таблицах в любой момент времени.
DCL (Data Control Language - Язык Управления Данными) состоит из средств, которые определяют, разрешить ли пользователю выполнять определенные действия или нет.
Язык QBE позволяет задавать сложные запросы к БД путем заполнения предлагаемой СУБД запросной формы (иногда также используют термин QBЕ - запрос по форме).
Такой способ задания запросов обеспечивает высокую наглядность и не требует указания алгоритма выполнения операции - достаточно описать образец ожидаемого результата.
6. Информационные технологии
Под информационными технологиями (ИТ) понимается вся совокупность форм, методов и средств автоматизации информационной деятельности в различных сферах. Как наука ИТ включает методологические и методические положения, организационные установки, методы использования инстру-ментально-технических средств и т. д. — все то, что регламентирует и поддерживает информационное производство и деятельность людей, вовле-ченных в это производство. Трансформация новых научных знаний в конкрет-ную информационную технологию — основная задача ИТ как науки. Информационные технологии обеспечивают переход от рутинных методов к промышленным методам и средствам работы с информацией в различных сферах человеческой деятельности, давая возможность рационально и эффективно ее использовать.
Исключительно важную роль ИТ оказывают на развитие электронных средств, которые обеспечивают все виды связи, вычислительные средства, продукцию оборонных промышленных комплексов и других отраслей промышленности. В настоящее время практически нет продукции либо услуги, которая бы не содержала или не использовала электроники. ИТ и электроника вместе с вычислительной техникой являются основой создания высоких технологий.
7. Понятие информационных технологий и их виды
Информационная технология — это процесс, использующий совокупность средств и методов сбора, обработки и передачи данных для получения информации нового качества о состоянии объекта, процесса или явления. Цель информационной технологии — производство информации для ее.анализа человеком и принятия на его основе решения по выполнению какого-либо действия. Внедрение персонального компьютера в информационную сферу и применение телекоммуникационных средств связи определили новый этап развития информационной технологии.
Новая информационная технология — это информационная технология с «дружественным» интерфейсом работы пользователя, использующая персональные компьютеры и телекоммуникационные средства.
К основным видам информационных технологий относятся следующие.
1. Информационная технология обработки данных
2. Информационная технология управления
3. Информационная технология автоматизированного офиса
4. Информационная технология поддержки принятия решений
5. Информационная технология экспертных систем
6. Биллинговые системы
8. Этапы развития информационных технологий
Существует несколько точек зрения на процесс развития информационных технологий с применением компьютеров. Этапизацию осуществляют на основе следующих признаков деления.
Выделение этапов по проблемам процесса информатизации общества:
1) до конца 1960-х гг. – проблема обработки больших объемов информации в условиях ограниченных возможностей аппаратных средств;
2) до конца 1970-х гг. – отставание программного обеспечения от уровня развития аппаратных средств;
3) с начала 1980-х гг. – проблемы максимального удовлетворения потребностей пользователя и создания соответствующего интерфейса работы в компьютерной среде;
4) с начала 1990-х гг. – выработка соглашения и установление стандартов, протоколов для компьютерной связи, организация доступа к стратегической информации и др.
Выделение этапов по преимуществу, приносимому компьютерной технологией:
1) с начала 1960-х гг. – эффективная обработка информации при выполнении рутинной работы с ориентацией на централизованное коллективное использование ресурсов вычислительных центров;
2) с середины 1970-х гг. – появление персональных компьютеров (ПК). При этом изменился подход к созданию информационных систем – ориентация смещается в сторону индивидуального пользователя для поддержки принимаемых им решений. Применяется как централизованная, так и децентрализованная обработка данных;
3) с начала 1990-х гг. – развитие телекоммуникационной технологии распределенной обработки информации. Информационные системы используются для помощи организации в борьбе с конкурентами.
Выделение этапов по видам инструментария технологии:
1) до второй половины XIX в. – «ручная» информационная технология, инструментами при котором были перо, чернильница, бумага;
2) с конца XIX в. – «механическая» технология, инструментарий которой составляли пишущая машинка, телефон, диктофон, почта;
3) 1940—1960-е гг. XX в. – «электрическая» технология, инструментарий которой составляли большие электронно-вычислительные машины (ЭВМ) и соответствующее программное обеспечение, электрические пишущие машинки, ксероксы, портативные диктофоны;
4) с начала 1970-х гг. – «электронная» технология, основным инструментарием являются большие ЭВМ и создаваемые на их базе автоматизированные системы управления (АСУ) и информационно-поисковые системы (ИПС), которые оснащены широким спектром программных комплексов;
5) с середины 1980-х гг. – «компьютерная» технология, основной инструментарий – ПК с широким спектром стандартных программных продуктов разного назначения.
9. Виды информационных технологий
К основным видам информационных технологий относятся следующие.
Информационная технология обработки данных предназначена для решения хорошо структурированных задач, алгоритмы решения которых хорошо известны и для решения которых имеются все необходимые входные данные. Эта технология применяется на уровне исполнительской деятельности персонала невысокой квалификации в целях автоматизации некоторых рутинных, постоянно повторяющихся операций управленческого труда.
Информационная технология управления предназначена для информационного обслуживания всех работников предприятий, связанных с принятием управленческих решений. Здесь информация обычно представляется в виде регулярных или специальных управленческих отчетов и содержит сведения о прошлом, настоящем и возможном будущем предприятия.
Информационная технология автоматизированного офиса призвана дополнить существующую систему связи персонала предприятия. Автоматизация офиса предполагает организацию и поддержку коммуникационных процессов как внутри фирмы, так и с внешней средой на базе компьютерных сетей и других современных средств передачи и работы с информацией.
Информационная технология поддержки принятия решений предназначена для выработки управленческого решения, происходящей в результате итерационного процесса, в котором участвуют система поддержки принятия решений (вычислительное звено и объект управления) и человек (управляющее звено, задающее входные данные и оценивающее полученный результат).
Информационная технология экспертных систем основана на использовании искусственного интеллекта. Экспертные системы дают возможность менеджерам получать консультации экспертов по любым проблемам, о которых в этих системах накоплены знания.
10. Структура информационных систем
Структуру информационной системы составляет совокупность отдельных ее частей, называемых подсистемами.
Подсистема - это часть системы, выделенная по какому-либо признаку.
Общую структуру информационной системы можно рассматривать как совокупность подсистем независимо от сферы применения. В этом случае говорят о структурном признаке классификации, а подсистемы называют обеспечивающими. Таким образом, структура любой информационной системы может быть представлена совокупностью обеспечивающих подсистем.
Среди обеспечивающих подсистем обычно выделяют информационное, техническое, математическое, программное, организационное и правовое обеспечение.
Любая информационная система рассчитана на использование ее в какой-либо профессиональной области. Значит ИС рассчитана на взаимодействие, с какими либо пользователями. Причем под пользователями в общем случае следует понимать не только людей, но и другие информационные системы, с которыми данная ИС обменивается информацией.
11. Интеллектуальные информационные системы
Интеллектуальные информационные системы (ИИС) – одно из быстро прогрессирующих направлений в области информатики, имеющее широкую сферу применения. По определению ИИС используют элементы искусственного интеллекта (ИИ), определяющие такие свойства ИИС, как анализ слабо формализованных данных, способность находить решения при нечетких исходных данных, адаптация к изменяющимся условиям работы и т.д. ИИС можно классифицировать по любому признаку. По целевому назначению они подразделяются: на консультирующие системы; информационно-поисковые системы; системы принятия решения; обучающие системы; системы тестирования; системы проектирования и т.д. По степени использования искусственного интеллекта ИИС можно разделить на системы с алгоритмами ИИ общего применения и предметные экспертные системы. Первые используют разработанные независимо от области применения методы ИИ, вторые – знания специалистов в конкретной предметной области. Все основные прогрессивные свойства ИИС объясняются особенностями ИИ.
12. Тенденции и перспективы развития компьютерной техники и информационных технологий.
Современные ИТ характеризуются следующими тенденциями: В настоящее время функционирует огромное количество различных баз данных с информацией о практически всех видах деятельности общества. Благодаря новым технологиям к этим базам имеет интерактивный доступ масса пользователей. Техническая основа этой тенденции заложена в государственных и частных системах связи и передачи данных, а также в специализированных, объединённых в региональные, национальные и глобальные информационные сети. Информационные системы включают в себя элементы интеллектуализации интерфейсов пользователей, экспертных, машинных, автоиндексированных технологических средств. Основная тенденция развития ИТ заключается в формировании рынка программных продуктов и предоставлении услуг.
Перспективы развития информационных и коммуникационных технологий включают в себя следующие цели: Предполагается модернизировать инфраструктуру федеральной почтовой связи, то есть, реконструировать её объекты, создать инфраструктуру для предоставления таких услуг, как почтовые, государственные, розничные и финансовые. Развить единую сеть электросвязи, в том числе, и сеть третьего поколения, позволяющую использовать видеотелефонную связь, высокоскоростной доступ в интернет, осуществление просмотра на мобильных телефонах фильмов и телепрограмм. Развить цифровое телерадиовещание, увеличить количество и качество принимаемых телевизионных программ.
13. Тенденции и перспективы развития ЭВМ: этапы развития ЭВМ, развитие ЭВМ по размерам и функциональным возможностям
Способность принимать, передавать, запоминать и некоторым образом обрабатывать разнообразную информацию является, по-видимому, одним из самых главных признаков живого мира. На ранних этапах развития человеческого общества информация играла в жизни отдельного человека и групп людей ту же самую роль, что и во всей живой природе. Однако по мере усложнения взаимодействия между людьми, по мере повышения сложности решаемых задач человеку приходилось формировать все более и более сложные сигналы для передачи и обработки все более сложной информации.
Появление письменности можно считать исторически первым этапом развития информационных технологий, которое существенно ускорило развития человеческого общества. Изобретение в середине 15 века печатного станка, стало началом эры бумажной информатики.
Почти через 200 лет после появления печатного станка были разработаны первые устройства для механической обработки числовой информации. С этого времени начался механический этап в развитии средств обработки информации. Изобретенные в 1641-1645 годах Б.Паскалем «суммирующая машина» и в 1671-1677 годах Г.Лейбницем «арифмометр» уже можно считать своеобразными «механическими вычислителями», которые выполняли целый ряд вычислительных действий без вмешательства человека.
Идея автоматизации механических устройств с помощью перфорированной бумажной ленты впервые была реализована в 1804 г. в ткацком станке Жаккарда. В 1834 г. в аналитической машине Ч.Бэббиджа впервые был реализован принцип разделения информации на команды и данные. Электромеханический этап в развитии средств обработки информации относится к концу 19 века с началом развития электротехники.
В 30-х годах 20 века в разных странах начались разработки принципиально иных устройств – программно-управляемых релейных вычислительных машин. Первая в полном смысле этого слова ЭВМ(электронная вычислительная машина) была разработана в 1943-1945 годах в Пенсильванском университете США под руководством Д.Маучли и П.Эккрета. Дж. фон Нейман, анализируя работу первых ЭВМ, пришел к выводу о необходимости хранения выполняющихся программ и обрабатываемых по этим программам данных внутри машины, а не вне ее. Первой машиной с хранимой программой является компьютер «EDSAC», построенный в 1949 году. По мере развития технологической базы машины уменьшались в размерах, становились все более надежными. Появлялись новые долговременные носители информации, удобные средства для организации взаимодействия человека и машины.
Наиболее революционные изменения в сфере обработки информации произошли в 80-х годах после широкого внедрения персональных компьютеров (ПК) или персональных ЭВМ (ПЭВМ). Появление ПК связано с микроминиатюризацией всех основных узлов и элементов вычислительных машин. Благодаря множеству заранее разработанных программ созданы все возможности для использования вычислительных машин при решении задач обработки информации почти во всех областях человеческой деятельности.
Главной тенденцией развития вычислительной техники в настоящее время является дальнейшее расширение сфер применения ЭВМ и, как следствие, переход от отдельных машин к их системам – вычислительным системам и комплексам разнообразных конфигураций с широким диапазоном функциональных возможностей и характеристик.
14. Перспективы развития ЭВМ, основанных на принципах фон-Неймана, нейрокомпьютеры и перспективы их развития
Большинство современных ЭВМ функционируют на основе принципов, сформулированных в 1945 году американским ученым венгерского происхождения Джоном фон Нейманом:
1. Принцип двоичного кодирования. Согласно этому принципу, вся информация, поступающая в ЭВМ, кодируется с помощью двоичных символов (сигналов).
2. Принцип программного управления. Компьютерная программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в определенной последовательности.
3. Принцип однородности памяти. Программы и данные хранятся в одной и той же памяти. Поэтому ЭВМ не различает, что хранится в данной ячейке памяти - число, текст или команда. Над командами можно выполнять такие же действия, как и над данными.
4. Принцип адресности. Структурно основная память состоит из пронумерованных ячеек, любая из которых которая доступна процессору в произвольный момент времени.
Согласно фон Нейману, ЭВМ состоит из следующих основных блоков (рис 2.1): 1) устройства ввода/вывода информации; 2) памяти ЭВМ; 3) процессора, включающего устройство управления (УУ) и арифметико-логическое устройство (АЛУ)
В ходе работы ЭВМ информация через устройства ввода попадает в память. Процессор извлекает из памяти обрабатываемую информацию, работает с ней и помещает в нее результаты обработки. Полученные результаты через устройства вывода сообщаются человеку.
Память ЭВМ состоит из двух видов памяти: внутренняя (оперативная) и внешняя (долговременная) память.
15. Этапы решения задач на ЭВМ
Программирование (programming) - теоретическая и практическая деятельность, связанная с созданием программ. Решение задач на компьютере включает в себя следующие основные этапы, часть из которых осуществляется без участия компьютера.
1. Постановка задачи:
• сбор информации о задаче;
• формулировка условия задачи;
• определение конечных целей решения задачи;
• определение формы выдачи результатов;
• описание данных (их типов, диапазонов величин, структуры и т. п.).
2. Анализ и исследование задачи, модели:
• анализ существующих аналогов;
• анализ технических и программных средств;
• разработка математической модели;
• разработка структур данных.
3. Разработка алгоритма:
• выбор метода проектирования алгоритма;
• выбор формы записи алгоритма (блок-схемы, псевдокод и др.);
• выбор тестов и метода тестирования;
• проектирование алгоритма.
4. Программирование:
• выбор языка программирования;
• уточнение способов организации данных;
• запись алгоритма на выбранном языке
программирования.
5. Тестирование и отладка:
• синтаксическая отладка;
• отладка семантики и логической структуры;
• тестовые расчеты и анализ результатов тестирования;
• совершенствование программы.
6. Анализ результатов решения задачи и уточнение в случае необходимости математической модели с повторным выполнением этапов 2-5.
7. Сопровождение программы:
• доработка программы для решения конкретных задач;
• составление документации к решенной задаче, к математической модели, к алгоритму, к программе, к набору тестов, к использованию.
16. Понятие модели, классификация моделей. Виды моделирования
Моделирование — это создание модели, т. е. образа объекта, заменяющего его, для получения информации об этом объекте путем проведении экспериментов с его моделью.
Модели объектов являются более простыми системами, с четкой структурой, точно определенными взаимосвязями между составными частями, позволяющими более детально проанализировать свойства реальных объектов и их поведение в различных ситуациях. Таким образом, моделирование представляет собой инструмент анализа сложных систем и объектов.
К моделям выдвигается ряд обязательных требований.
Во-первых, модель должна быть адекватной объекту, т. е. как можно более полно соответствовать ему с точки зрения выбранных для изучения свойств.
Во-вторых, модель должна быть полной. Это означает, что она должна давать возможность с помощью соответствующих способов и методов изучения модели исследовать и сам объект, т. е. получить некоторые утверждения относительно его свойств, принципов работы, поведения в заданных условиях.
Множество применяющихся моделей можно классифицировать по следующим критериям:
- способ моделирования;
- характер моделируемой системы;
- масштаб моделирования. По способу моделирования различают следующие типы моделей:
- аналитические, когда поведение объекта моделирования описывается в виде функциональных зависимостей и логических условий;
- имитационные, в которых реальные процессы описываются набором алгоритмов, реализуемых на ЭВМ.
По характеру моделируемой системы модели делятся:
- на детерминированные, в которых все элементы объекта моделирования постоянно четко определены;
- на стохастические, когда модели включают в себя случайные элементы управления. В зависимости от фактора времени модели делятся на статические и динамические. Статические
модели (схемы, графики, диаграммы потоков данных) позволяют описывать структуру моделируемой системы, но не дают информации о ее текущем состоянии, которое изменяется во времени. Динамические модели позволяют описывать развитие во времени процессов, протекающих в системе. В отличие от статических, динамические модели позволяют обновлять значения переменных, сами модели, динамически вычислять различные параметры процессов и результаты воздействий на систему.
Сам процесс моделирования может быть представлен в виде цикла, в котором можно выделить пять этапов.
1. Постановка проблемы и ее анализ — выделяются важные черты и свойства объекта, исследуются взаимосвязи элементов в структуре объекта, формулируются гипотезы, объясняется поведение и развитие объекта.
2. Построение модели — выбирается тип модели, оценивается возможность сто применения для решения поставленных задач, уточняется перечень отображаемых параметров моделируемого объекта и связи между ними. Для сложных объектов определяется возможность построения нескольких моделей, отражающих различные аспекты функционирования объекта.
3. Подготовка исходной информации — осуществляется сбор данных об объекте (на основании изучения модели). Затем происходит их обработка с помощью методов теории вероятности, математической статистики и экспертных процедур.
4. Проведение расчетов и анализ результатов эксперимента — производится оценка достоверности результатов.
5. Применение результатов на практике — работа с моделируемым объектом с учетом его предполагаемых свойств, полученных при изучении моделей. При этом полагается, что эти свойства с достаточным уровнем вероятности действительно присущи данному объекту. Последнее положение должно основываться на результатах предыдущего этапа.
Если полученные на пятом этапе результаты недостаточны, изменился сам объект или его окружающая среда, то происходит возврат к первому этапу и новое прохождение цикла моделирования.
При построении системы информационного обеспечения управленческой деятельности обычно используют три основные модели:
- модель самой организации как объекта управления;
- модель управленческих структур организации в их связи с управляемой системой;
- модель внешней среды, с которой взаимодействует организация.
17. Инструментарий решения функциональных и вычислительных задач
Инструментарий решения функциональных и вычислительных задач
Сложность решения функциональных и вычислительных задач привело к развитию компьютерной математики. Компьютерная математика - это совокупность методов и средств, обеспечивающих максимально комфортную и быструю подготовку алгоритмов и программ для решения математических задач любой сложности, при этом в подавляющем большинстве случаев с высокой степенью визуализации всех этапов решения.
В настоящее время компьютерные математические системы можно подразделить на 7 основных классов:
1. Системы для численных расчетов.
2. Табличные процессоры.
3. Матричные системы.
4. Системы для статистических расчетов.
5. Системы для специальных расчетов.
6. Системы для аналитических расчетов (компьютерной алгебры).
7. Универсальные системы.
Каждая из математических систем имеет определенные специфические для нее свойства, которые необходимо учитывать при решении конкретных задач.
Простейшими системами для численных расчетов являются встроенные калькуляторы, которые не следует путать с реальными калькуляторами, что носят в карманах пиджака. В качестве характерного примера является калькулятор, встроенный в операционную систему Windows.
Работа с подобным калькулятором отражает важную особенность - обмен данными между отдельными приложениями. Он позволяет резко повысить производительность труда пользователя. Числа с экрана калькулятора можно скопировать в буфер и переслать, например, в текстовый редактор. Таким образом, реализуется идея интеграции математических систем.
18. Понятие алгоритма. Свойства алгоритма. Способы представления алгоритмов
Алгоритм - это точное описание упорядоченной последовательности действий, приводящей за конечное число шагов к необходимому результату.
Свойства алгоритмов:
понятность
однозначность
дискретность (пошаговость)
массовость (универсальность)
результативность
конечность
безошибочность
Словесный способ записи алгоритмов представляет собой описание последовательных этапов обработки данных. Алгоритм задается в произвольном изложениина естественном языке.
- ГРАФИЧЕСКАЯ (ИЗОБРАЖЕНИЯ ИЗ ГРАФИЧЕСКИХ СИМВОЛОВ);
- ПСЕВДОКОДЫ(ПОЛУФОРМАЛИЗОВАННЫЕ ОПИСАНИЯ АЛГОРИТМОВ НА УСЛОВНОМ АЛГОРИТМИЧЕСКОМ ЯЗЫКЕ, ВКЛЮЧАЮЩИЕ В СЕБЯ КАК ЭЛЕМЕНТЫЯЗЫКА ПРОГРАММИРОВАНИЯ, ТАК И ФРАЗЫЕСТЕСТВЕННОГО ЯЗЫКА, ОБЩЕПРИНЯТЫЕ МАТЕМАТИЧЕСКИЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И ДР.);
- ПРОГРАММНАЯ (ТЕКСТЫНА ЯЗЫКАХ ПРОГРАММИРОВАНИЯ).
можно выделить четыре основные конструкции (виды алгоритмов):
линейный алгоритм (образование последовательности из нескольких команд);
алгоритм ветвления (выбор одной или нескольких команд);
циклический алгоритм (повторение одной или нескольких команд с заданным количеством повторов или в зависимости от некоторого условия);
вспомогательный алгоритм (самостоятельный алгоритм, облегчающий реализацию модульного принципа составления программы).
19. Базовые алгоритмические конструкции
Элементарные шаги алгоритма можно объединить в следующие алгоритмические конструкции: линейные (последовательные), разветвляющиеся, циклические.
Линейной называют алгоритмическую конструкцию, реализованную в виде последовательности действий (шагов), в которой каждое действие (шаг) алгоритма выполняется ровно один раз.
Разветвляющейся называется алгоритмическая конструкция, обеспечивающая выбор между двумя альтернативами в зависимости от значения входных данных.
Циклической называют алгоритмическую конструкцию, в которой некоторая, идущая подряд группа действий (шагов) алгоритма может выполняться несколько раз, в зависимости от входных данных или условия задачи.
20. Понятие стиля программирования и проектирования программ
Программирование – процесс и искусство создания компьютерных программ с помощью языков программирования.
Язык программирования — формальная знаковая система для описания программы работы компьютера в форме, пригодной для трансляции и исполнения на компьютере. Язык программирования – это, прежде всего, инструмент деятельности, и на него в первую очередь оказывает влияние класс решаемых на нем задач. Хотя бы один язык нужно знать досконально, чтобы представлять многообразие имеющихся средств и иметь возможность сравнивать с другими. Для будущих специалистов в области компьютерных технологий, безусловно, необходимо изучение языка Си. Универсализм его не в том, что на нем можно написать все, а в том, что на нем можно написать все, на чем пишется все остальное, а именно: операционные системы, базы данных, трансляторы и т.п.
21. Понятия стиля программирования и проектирования программ. Неавтоматизированное и автоматизированное программирование
Под стилем программирования понимается внутренне согласованная совокупность базовых конструкций программ и способов их композиции, обладающая общими фундаментальными особенн