30958-1 (Информатика), страница 2

Табличный процессор - пакет прог, предназначенный для обработки электронной копии двумерных документов стандартного вида.

Однако электронные таблицы стандартного вида позволяют исключить дублирование информационных потоков.

1 область Табличный калькулятор - когда нужно обрабатывать данные по формуле.

2 область Обработка первичных данных в регламентном режиме. Поэтому целесообразно на каждую формулу разрабатывать шаблон. Различные заполнения данными приводит к формированию конкретного документа.

3 область применения - для моделирования результатов принятых решений. Применение табличного процессора позволяет найти оптимальный вариант.

4 область Деловая графика.

5 область Создание специальных прог обработки информации, что позволяет отделить среду обработки информации от прог и использовать проги автономно.

Среди всех табличных процессоров пакет Excel имеет следующие отличительные особенности:

1) Обилие функциональных возможностей по представлению текста, данных и их обработки.

2) Дружественность интерфейса (система связи человек-машина), а именно:

- панель инструментов

- продуманное меню

- использование горячих клавиш

3) Интеграрованность пакета с родственными пакетами (Word, Access, презентации и т.д.).

4) Встроенная система программирования (Visual Basic for Applications).

5) Более глубокой автоматизации вычислений:

а) цепочка зависимостей может быть сколь угодно длинной

б) значение ячейки может повлиять на значение других ячеек, что позволяет строить параллельные вычисления

в) цепочки вычислений могут быть циклическими

г) при вычислениях могут использоваться разветвления, т.е. вычисления могут нести условный характер, могут быть многовариантными

д) вычисления могут быть очень сложными и использовать не только арифметические формулы, но и встроенные функции (например: функции для работы с датами)

Стандартизация форм документов обрабатываемых табличными процессорами предлагает и стандартизацию процедур разработки этих документов. Поэтому работа с Excel состоит из следующих этапов или комбинаций этих этапов:

1) Создание шаблона этих документов. Шаблон включает создание заголовка документов, обозначение строк и столбцов.

2) Введение символов

3) Сохранение шаблона для последующей работы

2. Редактирование шаблонов при необходимости:

- введение новых столбцов и строе

- удаление ненужных

- формирования отдельных полей и т.д.

3. Ввод данных в таблицы

4. Ввод необходимых формул и функций

5. Подготовка таблиц к печати

6. Печать таблиц с результатами расчетов

7. Построение графиков и печать этих графиков

1. Принципы построения и работы с СУБД.

Табличные процессоры являлись предшественниками СУБД. Они получили свое развитие в 1980-1982гг. Примерно к 1985г. Определились основные недостатки табличных процессоров. Пример: ориентация на стандартные формы документов не позволила ликвидировать избыточность в хранящихся данных. Безизбыточное хранение больших массивов информации АСУ предполагает их структурирование. Структурирование - введение соглашений о способах представления данных. В структурировании информации во многом схожи с гипертекстовой разметкой. Хранилище данных предполагает снабжение системы специальным ПО, которое включает в свой состав следующие документы:

- математическое обеспечение

- лингвистическое обеспечение (языки + трансляторы)

- информационное обеспечение

- методическое обеспечение

- организационное обеспечение

Организация данных предполагает их упорядочение и размещение. Задачей информационного обеспечения является удовлетворение информационных требований пользователей.

База данных - совокупность взаимосвязанных данных совместно хранящихся во внешней памяти.

СУБД - языковые и программные средства, предназначенные для создания и использования БД с помощью прикладных прог.

Администратор БД - лицо или группа лиц предназначенных для управления процессами хранения и обработки информации. Основная функция администратора - разработка структуры хранилища данных и взаимосвязи.

Основные функции управления БД:

1) сокращение избыточности информации

2) хранение и целостность

3) разграничение доступа

4) независимость представления данных об интересах пользователей

2. Логические структуры БД.

БД могут иметь различную организацию.

Физическая организация - размещение конкретных видов информации на определенных носителях.

Логическая организация данных предполагает создание моделей, т.е. создание моделей или формального ... данных.

Модель данных определяет: состав данных, типы данных, связи данных. Модель данных описывается на языке описания данных. Исторически сложилось, что модели данных могут быть 3-х типов:

- историческая

- сетевая

- реляционная модель (более распространенная)

Каждая ячейка - элемент таблицы. Связь таблиц устанавливается через однородные данные.

1. Предпосылки развития вычислительных систем и вычислительных сетей.

Электронно-вычислительная техника является самой динамично развивающейся областью в науке и практике. Каждые 2 года появляются новые типы CPU, а каждые 5 лет - удвоение скорости работы вычислителей. Побудительным мотивом развития средств ЭВТ являются противоречие между всевозрастающими требованиями пользователей и возможностью производства. На достаточно коротком промежутке времени отличающегося стабильностью элементной базы остается справедливым квадратичный закон стоимости от производительности.

Достигнуть требуемых характеристик в вычислительной технике путем построения вычислительных систем, у которых зависимость не квадратичная а линейная. Вычислительные системы требуют комплексированности или соединения программных модулей между собой.

Основными причинами развития ВС является экономическая. Эффект от вычислительных систем заключается в следующем:

1. Увеличение необходимой надежности - дополнительно комплексированные средства позволят обеспечивать работоспособность системы, даже если часть этих средств откажет в работе.

2. Повышенный уровень достоверности.

3. Увеличение количества и качества услуг, предъявляемых пользователем.

Кроме этих основных преимуществ в вычислительных системах имеется дополнительные и именно улучшается использование оборудования и прог. Улучшается техническая эксплуатация и ПО. При организации систем можно вести централизованное обслуживание техники и ПО, т.е. уменьшить численность обслуживающего персонала и повысить квалификацию.

При построении ВС необходимо руководствоваться следующими принципами:

1. Должна обеспечиваться модульность структуры как технических, так и программных средств.

2. Принцип типизации, стандартизации, унификации.

3. Иерархии управления при функционировании аппаратно-программного комплекса.

4. Обеспечение различных режимов работы.

5. Система должна сохранить способность к самоорганизации, адаптации.

2. Квалификация вычислительных систем.

В настоящее время существует тысячи ВС. Для того, чтобы разобраться в их возможностях, необходима их квалификация по мелким признакам.

1 уровень квалификации учитывает расстояние между некомплексируемыми модулями. Сосредоточение ВС предполагает расположение вычислительных модулей в непосредственной близости друг от друга. Передача информации между модулями осуществляется с помощью простейших связей. Расстояние между модулями можно увеличить до нескольких сот метров, если использовать экранизированные (коаксиальные) кабели (в оплетке). *Обычным кабелем можно соединить PC не более 10-15м.

В распределенных системах расстояние между модулями может быть очень велико (км). Поэтому для связи модуля используется каналообразующая аппаратура - преобразование сигналов и передача их по специальным каналам связи.

ВС могут быть многомашинными и многопроцессорными. В многомашинных системах каждая машина работает под управлением собственной ОС. Подключенные к ней другие машины рассматриваются ОС как специализированные внешние устройства. В многопроцессорных системах координация работ CPU осуществляется общей ОС. Кроме того, все CPU имеют общую RAM. Кроме этих признаков классификации рассматриваются и более мелкие:

1. По числу комплексированных ЭВМ или CPU.

2. По однотипности комплексированных элементов.

3. По степени территориальной обобщенности.

4. По методам управления различают централизованное и децентрализованное управление. Централизованное лучше используется в простых.

5. По структурным признакам (могут иметь свою иерархию). Чаще всего рассматривают топологические признаки.

6. По принципу закрепления функции различают:

- с жестким распределением функции

- с плавающим распределением функции управления

7. По временным режимам работы.

3. Комплексированность и совместимость в ВС.

Связь модулей в систему потребует, чтобы объединенные модули были совместимы. Понятие совместимости включает 3 аспекта:

1. Аппаратурную совместимость.

2. Программную совместимость.

3. Информационную совместимость.

1. Аппаратурная совместимость предполагает стандартизацию и унификацию связей. Понятие связи включает и стандартизацию кабельных соединений их разъемов, алгоритмов взаимодействия (последовательность сигналов), стандартизацию электрических сигналов.

2. Программная совместимость зависит от однородности и однотипности комплексированных средств. Если комплексированные средства однотипные, то программные средства полные. Если комплексированные средства не однородные, не одновременные, то такие системы совместимы по принципу “снизу вверх” (386-Pentium). Если комплексируется однотипная аппаратура, то обмен исходными модулями с последующей трансляцией их после обмена.

3. Информационная совместимость. Она предполагает, что передаваемые информации одинаково интерпретируются объектами, т.е. должны быть стандартизованы алфавиты, разрядность, форматы, структура, разновидность и т.д.

4. Взаимодействие комплексированных ЭВМ CPU может производиться по различным уровням. Различают логические и физические уровни.

Логические уровни:

5 логических уровней комплексирования:

Логические уровни объединяют средства комплексирования, имеющие общие принципы управления и работы.

1 уровень - уровень комплексирования CPU. Передача информации идет через систему прямого управления.

CPU - инициатор обмена - должен ... через интерфейс ... команду “прямое чтение” или “прямая запись”. Другой CPU, получив это прерывание, отвечает противоположной командой. После этого передается байт данных. Каждый байт 8 разрядов (0-255). Содержимое байта играет роль сигнала - приказа.

Этот канал не предназначается для передачи больших информационных массивов, т.к. процессы взаимодействия на каждый байт предостанавливают работу обоих CPU.

2 уровень. Общая оперативная память.

Она формируется из оперативной памяти комплексированных ЭВМ. В количестве устройства напряжения используется коммутатор. Этот уровень является наиболее предпочтительным из всех. Однако его реализация встречает трудности.

ООП является ядром классической структуры. Абонентами которых являются все каналы и комплексируемые CPU, т.е. память является своеобразной системой массового обслуживания. При этом создаваться различные конфликты. Для их разрешения необходимо предусматривать буферные зоны - создания в них очереди, обслуживание очереди и т.д. Поэтому в настоящее время многопроцессорные системы позволяют комплексировать не более 2-х, 4-х CPU. Не существует эффективных коммутаторов ООП.

3 логический уровень. Является основным при комплексировании ЭВМ. Согласователь скоростей или адаптер канал-канал работает по принципу.

Канал - инициатор обмена передает очередной байт на регистр обмена и взводит флажок - канал получатель считывает этот флажок, что является сигналом на установку следующего байта. число передаваемых байтов подсчитывается счетчиком. Скорость передачи данных - 1-10мбит/сек. Достоинством уровня является то, что передача данных между каналом осуществляется параллельными вычислениями CPU, не меньше им.

4 - уровень управления внешними устройствами. Осуществляется через групповые устройства управления, или контроллеры, которые позволяют управлять сразу несколькими накопителями. В количестве средства комплексирования здесь используется встроенные двухканальные переключатели. Для исключения конфликтных ситуаций на этом уровне используются команды управления и переключателя. “Зарезервировать и освободить”. Канал, выигравший состязание, резервирует контроллер за собой до полного окончания работ с требуемым накопителем. После команды “освободить” устройство становится доступным к другим каналам.

5 уровень. Уровень общих количественных устройств. Используется крайне редко, только для управления дорогостоящих универсальных аппаратур. Все внешние устройства являются устройствами точной механики, а значит они менее ... , чем чисто электронные устройства. Поэтому лучше использовать 4-й уровень комплексирования, который позволяет управлять группой устройств, а не отдельным устройством.

Многопроцессорные системы создаются на 2-ом логическом уровне. Многомашинные системы создаются при комплексировании на 1, 3, 4 и 5 рядах.

На практике стараются комбинировать уровни, что позволит создавать более гибкие системы оперативного обмена. На каждом логическом уровне может быть несколько логических устройств, на физическом - число устройств может быть иным.

Разделение физических и логических уровней позволяет обеспечить независимость разработки прог от конкретной аппаратурной реализации системы.

Стыковка логических и физических уровней обеспечивается:

а) при установке и генерации ОС

б) по указаниям оператора в начале вычислительного процесса