Прикладное программное обеспечение. Оновные понятия комбинаторики

Прикладное программное обеспечение. Оновные понятия комбинаторики

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

I. Прикладное программное обеспечение

1. Классификация прикладных программ

2. Назначение и основные функциональные возможности текстовых редакторов, табличных процессов, систем управления базами данных, графических редакторов

3. Понятие, виды и функции интегрированных пакетов прикладных программ

II. Основные понятия комбинаторики

1. Комбинаторика, как отрасль математики

2. Основные соотношения комбинаторики: перестановка, размещение, сочетание

Заключение

Приложение

Список используемой литературы

ВВЕДЕНИЕ

Персональный компьютер, как известно, является универсальным устройством для обработки информации. Персональные компьютеры могут выполнять любые действия по обработке информации. Для этого необходимо составить для компьютера на понятном ему языке точную и подробную последовательность инструкций - программу, как надо обрабатывать информацию. Меняя программы для компьютера, можно превратить его в рабочее место бухгалтера или конструктора, дизайнера или ученого, писателя или агронома.

Кроме того, тенденция понижения стоимости компьютерной техники при одновременном росте ее производительности привела к тому, что компьютеры становятся предметом домашнего обихода, как, например, телевизор или холодильник, что расширяет сферу применения ПК еще больше. Соответственно, требуется все более разнообразное программное обеспечение для решения задач в новых областях применения ПК. Непрерывное повышение мощности персональных компьютеров, периферийных устройств, а также развитие средств связи дает разработчикам программного обеспечения все больше возможностей для максимально полного удовлетворения запросов конечных потребителей. Это и ставший стандартом графический интерфейс для любого ПО, и внедренные возможности для отправки документов и данных с помощью интернет, непосредственно из прикладной программы (Microsoft Word , Excel , Access и др.), и возможность использования компьютера, как хранилища информации благодаря появлению новых видов накопителей большой емкости и малым временем доступа к данным, а также многие другие возможности и сервисные функции Бройдо В Л. Основы информатики. СПб.: СПб.ГИЭА, 2003.

При своем выполнении программы могут использовать различные устройства для ввода и вывода данных, подобно тому, как человеческий мозг пользуется органами чувств, для получения и передачи информации.

Сам по себе ПК не обладает знаниями ни в одной области своего применения, все эти знания сосредоточены в выполняемых на нем программах. Поэтому часто употребляемое выражение «компьютер сделал» означает ровно то, что на ПК была выполнена программа, которая позволила выполнить соответствующее действие. В настоящее время весь комплекс ПО делится на системные и пользовательские программы. Системное программное обеспечение выполняет функции «организатора» всех частей ПК, а также подключенных к нему внешних устройств. Программы для пользователей служат для выполнения каких - либо конкретных задач во всех сферах человеческой деятельности.

Количество программ, установленных на современном компьютере, исчисляется сотнями и даже тысячами. Именно они обеспечивают комфортную работу пользователя.

Вся совокупность программ входит в так называемое программное обеспечение компьютера. Состав программного обеспечения ПК является важнейшей его функциональной характеристикой. Программное обеспечение (ПО) -- это совокупность программ регулярного применения, необходимых для решения задач пользователя, и программ, позволяющих наиболее эффективно использовать вычислительную технику, обеспечивая пользователям наибольшие удобства в работе и минимум затрат труда на программирование задач и обработку информации. Следовательно, тема работы является актуальной.

I. Прикладное программное обеспечение

1. Классификация прикладных программ

Пакеты прикладных программ (ППП) - служат программным инструментарием решения функциональных задач и являются самым многочисленным классом программных продуктов. В данный класс входят программные продукты, выполняющие обработку информации различных предметных областей Каймин В.А. Информатика: Учебник. - М.: ИНФРА-М, 2000.

Установка программных продуктов на компьютер выполняется квалифицированными пользователями, а непосредственную их эксплуатацию осуществляют, как правило, конечные пользователи - потребители информации, во многих случаях деятельность которых весьма далека от компьютерной области. Данный класс программных продуктов может быть весьма специфичным для отдельных предметных областей.

Прикладные программы предназначены для того, чтобы обеспечить применение вычислительной техники в различных сферах деятельности человека. Помимо создания новых программных продуктов разработчики прикладных программ большие усилия тратят на совершенствование и модернизацию популярных систем, создание их новых версий.

Один из возможных вариантов классификации программных средств (ПС), составляющих прикладное программное обеспечение (ППО), отражен ( на рис.1). Как и почти всякая классификация, приведенная на рисунке не является единственно возможной. В ней представлены даже не все виды прикладных программ. Тем не менее, использование классификации полезно для создания общего представления о ППО.

Еще одна классификация прикладного программного обеспечения приведена на (таб.2)

2. Назначение и основные функциональные возможности текстовых редакторов, табличных процессов, систем управления базами данных, графических редакторов

Для работы с текстами на компьютере используются программные средства, называемые текстовыми редакторами или текстовыми процессорами. Существует большое количество разнообразных текстовых редакторов, различающихся по своим возможностям, -- от очень простых учебных до мощных, многофункциональных программных средств, называемых издательскими системами, которые используются для подготовки к печати книг, журналов и газет. Наиболее известны среди пользователей IBM-совместимых компьютеров текстовые редакторы Lexicon и Word for Windows.

Основное назначение текстовых редакторов -- создавать текстовые файлы, редактировать тексты, просматривать их на экране, изменять формат текстового документа, распечатывать его на принтере.

Набираемый на клавиатуре компьютера текст воспроизводится на экране дисплея в рабочем поле редактора. Специальный значок -- курсор указывает то место на экране, на которое пользователь в данный момент может оказывать воздействие (создавать, изменять символы и т. д.) с помощью редактора. Работая с текстовым редактором, можно получить на экране информацию о текущем состоянии курсора, т. е. его координатах на экране (номер строки и позиции в строке), а также о номере страницы текста, его формате, используемом шрифте и т. д.

Интерфейс практически каждого текстового редактора позволяет иметь на экране меню команд управления редактором -- изменение режимов работы, обращение за помощью, форматирование текста, печати и т. д. Как правило, меню имеет не только текстовую форму, но и форму пиктограмм, указывающих на выполняемую команду.

Функциональные возможности большинства современных текстовых редакторов позволяют пользователю выполнять следующие операции:

1. набирать текст с клавиатуры;

2. исправлять символы, вставлять новый символ на место ошибочного;

3. вставлять и удалять группы символов в пределах строк, не набирая заново всю строку, а сдвигая часть ее влево/вправо в режиме вставки;

4. копировать фрагмент текста, используя определенную часть памяти -- так называемый «буфер» (или «карман», как говорят программисты) для временного хранения копируемых фрагментов текста;

5. удалять одну или несколько строк, копировать и перемещать их в другое место текста;

6. раздвигать строки набранного текста, чтобы вставить туда новый фрагмент;

7. вставлять фрагменты из других текстов, просматривать тексты и обнаруживать встречающиеся в этом тексте слова или группы слов, заранее выделенных пользователем;

8. сохранять набранный текст (а при необходимости и все промежуточные варианты этого текста) в виде файла на магнитном диске или другом запоминающем устройстве;

9. форматировать текст (т. е. изменять длину строки, межстрочные расстояния, выравнивать текст по краю или середине строки и т. д.);

10. изменять шрифты, их размер, делать выделения с помощью подчеркивания или применения различного начертания букв (курсивного, полужирного и т. п.);

11. распечатывать подготовленный текст на принтере.

Большинство редакторов текста имеют также режим орфографического контроля текста. В этом случае в памяти компьютера хранится достаточно большой словарь. Благодаря этому становится возможным автоматический поиск орфографических ошибок в тексте и последующее их исправление.

Табличными процессорами называют пакеты программ, предназначенные для создания электронных таблиц и манипулирования их данными. Среди таких пакетов наибольшее распространение получили Lotus 1-2-3, SuperCalc и Microsoft Exсel.

При создании таблиц табличный процессор предоставляет пользователю, как правило, стандартный набор возможностей. Основными из которых являются следующие:

В ячейках таблиц могут быть использованы сложные формулы, содержащие в своем составе встроенные функции различного назначения (математические, финансовые, статистические, инженерные и т.д.). По формулам вычисляются результирующие значения, зависящие от содержимого других ячеек таблицы.

Организация связи нескольких таблиц: значения ячеек одной таблицы могут формироваться на основе данных из других таблиц, причем изменение данных в исходных таблицах автоматически влияет на конечные результаты в итоговой таблице.

Создание так называемых сводных таблиц - интерактивных таблиц, обеспечивающих удобный анализ больших массивов данных.

Применение к таблицам, оформленным в виде списков (баз данных), операции сортировки, вычисления промежуточных итогов и фильтрации данных.

Осуществление консолидации данных, при которой данные из нескольких таблиц могут быть объединены в одну таблицу.

Использование сценария - поименованных массивов исходных данных, по которым формируются конечные итоговые значения в одной и той же таблице. Имея несколько таких массивов данных, можно быстро получить несколько вариантов конечных результатов.

Выполнение автоматизированного поиска ошибок вычислений по формулам. Кроме анализа кодов сообщений об ошибке, пользователь имеет возможность отслеживать зависимости между ячейками.

Защита данных от изменения посторонними лицами. Защитить можно одну или несколько ячеек, всю таблицу или рабочую книгу. Могут быть использованы возможные комбинации уровней защиты.

Использование структурированных данных, позволяющих скрывать или отображать определенную часть (уровень) таблицы. Это значительно улучшает контроль за данными на рабочем листе и придает гибкость процессу выбора информации.

Применение механизма автозаполнения, при котором в несколько ячеек таблицы может быть быстро введено одно и тоже значение или несколько разных значений, заранее подготовленных и сохраненных в виде рядов данных. Каждый член ряда вводится в одну ячейку таблицы. Последовательный ввод данных в ячейки может осуществляться начиная с любого члена ряда в прямом или обратном направлении.

Использование таблицы подстановки, которые могут содержать одну или две переменные с произвольным количеством их значений. Эти значения переменных используются при вычислении результатов по одной и той же формуле. Результаты затем отображаются в виде массива данных.

Табличный процессор Excel поддерживает также общие функциональные возможности текстовых процессоров, такие как использование макросов, построение диаграмм, автозамена и проверка орфографии, использование стилей, шаблонов, автоформатирование данных, обмен данными с другими приложениями, наличие развитой справочной системы, печать с настройкой параметров и другие сервисные возможности Макарова Н. В.,Бройдо В. Л., Ильина О. П.и др. Информатика /Под ред. Н. В. Макаровой. М.: Финансы и статистика, 2002.

.

Табличный процессор Exel целесообразно использовать для создания таблиц в случаях, когда предполагаются сложные расчеты, сортировка, фильтрация, статистический анализ массивов, построение на их основе диаграмм.

Системма управлемния бамзами дамнных (СУБД) -- специализированная программа (чаще комплекс программ), предназначенная для организации и ведения базы данных. Для создания и управления информационной системой СУБД необходима в той же степени, как для разработки программы на алгоритмическом языке необходим транслятор.

Основные функции СУБД:

1. управление данными во внешней памяти (на дисках);

2. управление данными в оперативной памяти с использованием дискового кэша;

3. журнализация изменений, резервное копирование и восстановление базы данных после сбоев;

4. поддержка языков БД (язык определения данных, язык манипулирования данными).

Обычно современная СУБД содержит следующие компоненты:

Ш ядро, которое отвечает за управление данными во внешней и оперативной памяти и журнализацию;

Ш процессор языка базы данных, обеспечивающий оптимизацию запросов на извлечение и изменение данных и создание, как правило, машинно-независимого исполняемого внутреннего кода;

Ш подсистему поддержки времени исполнения, которая интерпретирует программы манипуляции данными, создающие пользовательский интерфейс с СУБД;

Ш а также сервисные программы (внешние утилиты), обеспечивающие ряд дополнительных возможностей по обслуживанию информационной системы.

Графический редактор-- это программа, предназначенная для создания, редактирования и просмотра графических изображений.

Графические редакторы делятся на две группы -- растровые и векторные.

В растровых редакторах изображение кодируется с помощью точек различного цвета (пикселей). Растровые изображения можно получать путем сканирования. Растровые редакторы являются наилучшим средством для обработки и редактирования фотографий и рисунков. При этом обеспечивается высокая точность передачи цветов и полутонов. Однако растровые изображения очень чувствительны к масштабированию. При увеличении рисунка размер точки увеличивается, отчего изображение становится похожим на мозаику. При уменьшении-- теряются детали изображения. К тому же растр имеет большой информационный объем. Самым простым растровым графическим редактором является Paint -- одно из стандартных приложений Windows. Наиболее мощными на сегодняшний день являются профессиональные системы -- Adobe Photoshop b Corel Photo-Paint.

Векторные графические редакторы хранят изображение в виде математических формул, описывающих графические примитивы. Векторная графика незаменима там, где требуется большая точность изображения, -- в чертежах, схемах и т.д. Файлы, хранящие векторные изображения, имеют небольшой информационный объем. Масштаб векторных изображений можно изменять без потери качества Першиков В.И., Савинков В.М. Толковый словарь по информатике. - 2-е изд., доп. М.: Финансы и статистика, 1995..

В качестве простого векторного редактора можно привести панель рисования в Word. Среди профессиональных -- CorelDraw и Adobe Illustrator.

Окна графических редакторов обычно предоставляют пользователю панель инструментов и палитру цветов. Причем панель инструментов растрового и векторного редакторов во многом похожи.

Обычно на панели имеется набор инструментов для рисования простых графических объектов: прямой и кривой линии, многоугольника, эллипса и прямоугольника и пр. Выбранный на панели инструментов объект можно нарисовать в любом месте окна графического редактора.

Инструменты редактирования предназначены для внесения изменений в рисунок. В растровых редакторах используют ластик, который стирает фрагменты рисунка. В векторных -- нужно просто выделить и удалить объект.

Палитра цветов действует везде по одному принципу: для изменения основного цвета выбираем щелчком мыши цвет из палитры. Для изменения цвета фона нужно сделать щелчок правой кнопкой.

Существуют также инструменты для ввода текста в рисунок и масштабирующие инструменты. Изменение масштаба рисунка не влияет на его реальные размеры

3. Понятие, виды и функции интегрированных пакетов прикладных программ

Интегрированные пакеты представляют собой набор нескольких программных продуктов, объединенных в единый удобный инструмент. Наиболее развитые из них включают в себя текстовый редактор, органайзер, электронную таблицу, СУБД, средства поддержки электронной почты, программу создания презентационной графики.

Результаты, полученные отдельными подпрограммами, могут быть объединены в окончательный документ, содержащий табличный, графический и текстовый материал.

Интегрированные пакеты, как правило, содержат некоторое ядро, обеспечивающее возможность тесного взаимодействия между составляющими.

Наиболее известные интегрированные пакеты:

Microsoft Office. В этот мощный профессиональный пакет вошли такие необходимые программы, как текстовый редактор WinWord , электронная таблица Excel, программа создания презентаций PowerPoint, СУБД Access, средство поддержки электронной почты Mail. Мало того, все части этого пакета составляют единое целое, и даже внешне все программы выглядят единообразно, что облегчает как их освоение, так и ежедневное использование.

Microsoft Works -- это очень простой и удобный пакет, объединяющий в себе текстовый редактор, электронные таблицы и базы данных, а также телекоммуникационные средства для соединения с другими компьютерами по телефонным линиям. Пакет ориентирован на людей, не имеющих времени осваивать сложные продукты, на начинающих пользователей, а также на домашних пользователей.

Виды интегрированных пакетов прикладных программ изображены на (рис.3).

II. Основные понятия комбинаторики

1. Комбинаторика, как отрасль математики

КОМБИНАТОРИКА - одно из направлений математики, предшествовавшее и ставшее в дальнейшем основой дискретной математики.

Элементы комбинаторики возникли в древней математике.

Элементарная комбинаторика, характерная для древней математики, рассматривала фигурные числа, «магические» квадраты, гномоны, комбинаторные правила отыскания многоугольных фигурных чисел, формирования числовых магических квадратов и т.п. Позднее это были матричные построения, правила подсчета числа сочетаний, перестановок, размещений с повторениями и т.п.

Первые теоретические построения комбинаторики начались в XVII в. и связаны с именами Блеза Паскаля («Трактат об арифметическом треугольнике», 1665 г.), Пьера Ферма, Кристиана Гюйгенса, Якоба Бернулли («Искусство предположений», работа опубликована после смерти автора в 1713 г.), с ранними работами Георга Лейбница (он в 1666 г. в возрасте 20 лет подготовил сочинение на тему «Рассуждение об искусстве комбинаторики», ставшее основой его диссертации). Немалое место комбинаторика занимала и в работах Леонарда Эйлера, который в 18-19 лет проявлял интерес к магическим квадратам, а в дальнейшем посвятил комбинаторным задачам свыше 10 специально написанных им сочинений и ряд неопубликованных рукописей.

В конце XVIII в. попытку построения общей теории комбинаторики предпринял немецкий математик Карл Фридрих Гин-денбург, написавший трактат «Новая система перестановок, комбинаций и вариации…» (Лейпциг, 1781 г.). Главные понятия теории Гинденбурга - соединения и комплексы соединений. На комплексах определяются операции. Предложенные им положения были распространены на бесконечные ряды и на дробно-рациональные показатели степени, но сделано это без учета сходимости рядов и других требований, обязательных в математическом анализе.

Постепенно задачи усложнялись, развивались средства комбинаторики, в XIX в. стали применяться графические средства, таблично-матричный и схемный аппарат, конечно-геометрические методы.

На основе графических средств комбинаторики возникли теория графов (графические построения в комбинаторике применялись и ранее, но возникновение первых теоретико-графовых работ связывают с именем Л. Эйлера), топология (термин введен Иоганном Бенедиктом Листингом, учеником Гаусса).

Таблично-матричный аппарат развивали многие математики. Теорию определителей развивали А. Коши, К.Г. Якоби. Применяемая в настоящее время для обозначения определителя квадратная таблица, окаймленная вертикальными отрезками прямых, впервые была введена А. Кэли, работы которого сыграли основополагающую роль в формировании матричного исчисления Фигурнов В.Э. IBM PC для пользователя. 9-е изд., перераб. и доп. М.:Финансы и статистика, КомпьютерПресс 2003.

Комбинаторика -- раздел математики, изучающий множества (сочетания, перестановки и перечисление элементов) и отношения на них (например, частичного порядка). В частности, к комбинаторике относится теория графов и теория игр.

Комбинаторика - раздел математики, в котором изучаются простейшие "соединения", перестановки - соединения, которые можно составить из n предметов, меняя всеми возможными способами их порядок; число их. Размещения- соединения, содержащие по m предметов из числа n данных, различающиеся, либо порядком предметов, либо самими предметами; число их сочетания -соединения, содержащие по m предметов из n, различающиеся друг от друга, по крайней мере, одним предметом; число их. КОМБИНАТОРНЫЙ АНАЛИЗ - раздел математики, в котором изучаются вопросы, связанные с размещением и взаимным расположением частей конечного множества объектов произвольной природы.

2. Основные соотношения комбинаторики: перестановка, размещение, сочетание

Комбинаторика изучает количества комбинаций, подчиненных определенным условиям, которые можно составить из элементов, безразлично какой природы, заданного конечного множества. При непосредственном вычислении вероятностей часто используют формулы комбинаторики. Приведем наиболее употребительные из них.

Перестановками называют комбинации, состоящие из одних и тех же n различных элементов и отличающиеся только порядком их расположения. Число всех возможных перестановок:

Pn = n!,

где n! = 1 * 2 * 3 ... n.

Заметим, что удобно рассматривать 0!, полагая, по определению, 0! = 1. Размещениями называют комбинации, составленные из n различных элементов по m элементов, которые отличаются либо составом элементов, либо их порядком. Число всех возможных размещений:

Amn = n (n - 1)(n - 2) ... (n - m + 1).

Сочетаниями называют комбинации, составленные из n различных элементов по m элементов, которые отличаются хотя бы одним элементом. Число сочетаний:

С mn = n! / (m! (n - m)!).

примеры перестановок, размещений, сочетаний. Подчеркнем, что числа размещений, перестановок и сочетаний связаны равенством

Amn = PmC mn.

Замечание. Выше предполагалось, что все n элементов различны. Если же некоторые элементы повторяются, то в этом случае комбинации с повторениями вычисляют по другим формулам. Например, если среди n элементов есть n1 элементов одного вида, n2 элементов другого вида и т.д., то число перестановок с повторениями.

Pn (n1, n2, ...) = n! / (n1! n2! ... ),

где n1 + n2 + ... = n.

- (размещения);

- (перестановки);

- (сочетания).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Образованный гражданин современного общества должен уметь приобретать, обрабатывать и эффективно применять информацию.

В ходе выполнения контрольной работы были изучены логические основы работы ЭВМ, основные понятия и операции алгебры логики, а также прикладного программного обеспечения.

В настоящее время термин «информация» является одним из самых распространенных.

Для переработки информационных ресурсов применяют специальные технологии - информационные.

Различают следующие виды информационных технологий: технологии обработки данных, технологии управления, автоматизация офиса, технологии поддержки принятия решения, экспертные системы.

Информационные технологии не требуют обязательного применения компьютеров. Хотя в большинстве случаев именно компьютерные программы обеспечивают успех выполнения прикладной задачи с помощью информационной технологии.

Основной средой применения информационных технологий являются информационные системы. Информационные технологии могут существовать вне сферы информационной системы.

Ошибки в прикладном программном обеспечении были и остаются основным путем проникновения злоумышленника как на сервера, так и на рабочие станции. Объективная причина этого - разработка подобного ПО различными группами разработчиков, которые просто не в состоянии уделить должного внимания сетевой и локальной безопасности своего продукта.

И если фирмы-разработчики операционных систем тратят огромные суммы на тщательные испытания поведения их программ в нестандартных ситуациях, а также активно учитывают многолетний опыт своих же ошибок, то для небольших фирм это просто не под силу, да и крайне невыгодно экономически.

Ошибки активно ищутся группами "хакеров" практически во всем более или менее распространенном ПО, однако, наибольшую известность приобретают, конечно, исследования программ, установленных почти у каждого пользователя.

Многие атаки используют не только непосредственные ошибки в реализации ПО, но и непродуманные разработчиками аспекты использования стандартных возможностей программы.

Так, пожалуй, самым ярким примером этого являются MACRO-вирусы в документах системы MicroSoft Office.

Возможность исполнения макросов была встроена в эту систему из самых благих побуждений, но тот факт, что макросы могут запускаться на определенные события (например, открытие документа) и получать доступ на модификацию к другим документам, сразу же был использован создателями вирусов отнюдь не в благих целях.

В заключение я хотел бы отметить то, что разработка и защита прикладного программного обеспечения весьма трудоемкий процесс, требующий определенных навыков и знаний.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Классификация прикладного программного обеспечения(таб.2).

Рис. 1. Классификация прикладного программного обеспечения

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Богумирский Б. Эффективная работа на IBM PC. СПб.: Питер, 2002.

2. Бройдо В.Л. Основы информатики. СПб.: СПб.ГИЭА, 2003.

3. Каймин В.А. Информатика: Учебник. - М.: ИНФРА-М, 2000.

4. Макарова Н. В.,Бройдо В. Л., Ильина О. П.и др. Информатика /Под ред. Н. В. Макаровой. М.: Финансы и статистика, 2002.

5. Симонович С.В., Евсеев Г. А., Мураковский В. И. Информатика: базовый курс / Под ред. С. В. Симоновича. СПб.: Питер, 1999.

6. Фигурнов В.Э. IBM PC для пользователя. 9-е изд., перераб. и доп. М.:Финансы и статистика, КомпьютерПресс 2003.

7. Якубайтис Э.А. Информатика - Электроника - Сети. М.: Финансы и статистика 2003

8. Першиков В.И., Савинков В.М. Толковый словарь по информатике. - 2-е изд., доп. М.: Финансы и статистика, 1995.

9. Семенов М.И. и др. Автоматизированные информационные технологи в экономике: Учебник. - М.: Финансы и статистика, 2000.

10. Компьютерные технологии обработки информации: Учебное пособие под ред. Назарова С.В. - М.: Финансы и статистика, 1995.

11. Информатика: Учебник. - 3-е перераб. изд. / под ред. Н.В. Макаровой. - М.: Финансы и статистика, 2002. - 768 с.