Тема 15 : Этапы решения задач на компьютере (углубленный)

 

Тема 15 : Этапы решения задач на компьютере

https://profspo.ru/old-viewer?publicationType=books&publicationId=132236

Глава 8 §51 стр 126-131

https://profspo.ru/reader/book/132235 Глава 4  §27,28 стр 211-223

 

В решении любой задачи с помощью компьютера можно выделить несколько этапов. 

1. Постановка задачи. Нужно чётко определить, что в задаче дано (исходные данные) и что нужно найти (результаты).

2. Формализация. На этом этапе строится модель, которая включает только существенные данные, влияющие на решение задачи. Например, при моделировании полёта брошенного в воду камня нужно решить, учитываем ли мы притяжение Земли, сопротивление воздуха и влияние Луны. Затем модель записывается с помощью формального языка, например в виде математических формул или уравнений, связывающих исходные данные и результаты.

Далее мы можем использовать готовое программное обеспечение или составить свою собственную программу. Рассмотрим второй вариант.

3. Построение алгоритма, с помощью которого на основе модели по исходным данным вычисляется результат.

 4. Составление программы на языке программирования.

 5. Тестирование и отладка программы. Цель тестирования — найти как можно больше ошибок в программе. Для этого используют тесты — специально подобранные наборы исходных данных, для которых известен правильный результат.

Тестирование не может доказать, что программа правильная (для этого пришлось бы проверить все возможные варианты исходных данных), оно может только выявить ошибки. После того как ошибки найдены, необходимо исправить их — выполнить отладку программы.

6. Выполнение расчётов. В отличие от тестирования на этом этапе мы выполняем расчёты для тех исходных данных, для которых результаты неизвестны. 

7. Анализ результатов. После завершения расчётов нужно проверить, не противоречат ли результаты теории и здравому смыслу. Например, время движения автомобиля не может быть отрицательным. Если такие противоречия обнаружены, нужно искать ошибку в модели, алгоритме или программе. Ключевой этап в этой последовательности — построение алгоритма.

Алгоритм — это точное описание последовательности действий некоторого исполнителя.

Основные свойства алгоритма:

• дискретность — алгоритм состоит из отдельных команд, каждая из которых выполняется ограниченное (не бесконечное) время;

• понятность — алгоритм содержит только команды, входящие в систему команд исполнителя, для которого он пред-назначен;

• определённость — при каждом выполнении алгоритма с од-ними и теми же исходными данными должен быть получен один и тот же результат.

 

Алгоритмы можно записывать на естественном языке (русском, английском и др.), по шагам, в виде блок-схем или на языках программирования.

 

 

Анализ алгоритмов

Для того чтобы грамотно использовать исполнителей, нужно понимать алгоритмы, по которым они работают.

Часто мы не создаём алгоритмы сами, а используем готовые. В таких случаях полезно выполнять анализ алгоритмов, например, выяснив:

• какие исходные данные нужно подать на вход алгоритма, чтобы получить нужный результат;

• какие результаты могут быть получены при заданных исходных данных.

Рассмотрим несколько примеров.

Задача1. По каналу связи передаются трёхзначные целые числа. Для каждой пары таких чисел строится контрольная сумма, позволяющая обнаруживать ошибки при передаче:

а)записывается сумма старших разрядов передаваемых чисел; к ней справа дописывается сумма средних разрядов, а за-тем слева — сумма младших разрядов тех же чисел;

б)контрольная сумма — это три цифры полученного числа: число тысяч, число сотен и число десятков. Пример: передаются числа 768 и 156. Поразрядные суммы — 8,11,14. После шага

а) получаем число N = 14811, контрольная сумма — 481.Найдите минимальное и максимальное значения, которые может принимать контрольная сумма.

Решение. Поскольку числа трёхзначные, все они находятся на отрезке [100; 999]. Очевидно, что сумма значений двух любых десятичных цифр не меньше 0 и не больше 18. Минимальное число (N), которое может быть получено после шага а), равно 20 (при обработке чисел 100 и 100), а максимальное — 181818 (для чисел 999 и 999). Отсюда сразу следует, что минимальное значение контрольной суммы — 2

Определим максимальное значение контрольной суммы. Допустим, что контрольная сумма равна 999. Это значит, что число N имеет вид «..999.», где точка обозначает десятичную цифру, возможно — 0. Сумма значений двух цифр не может быть больше 18, поэтому есть только один вариант разбиения такого числа на поразрядные суммы: 9|9|9x, где x — какая-то цифра. Но этот вариант невозможен — сумма средних разрядов не может быть больше 18, поэтому максимальное значение контрольной суммы— 991. Такая контрольная сумма получается, например, для чисел 259 и 760

Задача2. Для условия задачи 1 приведите примеры данных, при которых контрольная сумма равна 106.

Решение. Если контрольная сумма равна 106, то число N может быть записано в виде «..106.». Возникает вопрос — как разбить это число на 3 поразрядные суммы? Поскольку вторая справа цифра — 6, а двузначная сумма значений двух цифр не может начинаться с 6, есть только один вариант: 10|6|x, где x — неизвестная однозначная сумма средних разрядов чисел. Поэтому нужно найти два трёхзначных числа, у которых сумма старших разрядов равна 6, сумма младших разрядов равна 10, а сумма средних разрядов меньше 10. Это могут быть, например, пары 209 и 491 или 138 и 522

Мы увидели, что для нашей контрольной суммы может возникнуть коллизия — ситуация, когда при разных данных контрольная сумма одинакова. Коллизии возникают практически всегда, ведь у нас есть всего 990 теоретически возможных значения контрольной суммы (от 2 до 991), на которые «отображаются» 900·900 вариантов пар передаваемых чисел (напомним, что все числа — трёхзначные, на отрезке [100,999])

Задача3. Для условия задачи 1 определите, сколько существует пар чисел, для которых контрольная сумма равна 421.

Решение. Если контрольная сумма равна 421, то число N может быть записано в виде «..421.». Сумма старших разрядов не может быть равна ни 42, ни 21, поэтому такое число может быть разбито на отдельные суммы только так: «.4|2|1.». Это значит, что сумма старших разрядов равна 2, сумма младших разрядов равна 4 или 14, а сумма средних может принимать любые значения от 10 до 18.

Подсчитаем, сколько есть возможных вариантов составления каждой из возможных сумм. Сумму 2 в старших разрядах мож-но получить только как 1+1. Для суммы 4 имеем 5 вариантов: 0+4, 1+3, 2+2, 3+1 и 4+0. Для суммы 10 минимальное из двух слагаемых равно 1, получается всего 9 вариантов: от 1+9 до 9+1. Рассуждая так же, для суммы 14 получаем 5 вариантов (от 5+9 до 9+5), а для суммы 18 — один вариант (9+9). Таким образом, существует 5+5=10 вариантов различных пар младших разрядов и 9+8+7+6+5+4+3+2+1=45 различных подходящих пар средних разрядов. Общее количество подходящих пар равно 1·45·10=450

 

 

 

 

Тема 12: Системы счисления. Перевод чисел из одной системы счисления в другую (углубленный)

 

Тема 12: Системы счисления. Перевод чисел из одной системы счисления в другую

 

При программировании мы часто сталкиваемся с необходимостью перевода чисел между системами счисления, по основанию: 2, 4, 8, 16 и 10.

Основание системы счисления указывает какое количество цифр используется в этой системе для написания чисел:

·         Привычная нам система счисления по основанию 10 (десятичная система счисления) использует 10 цифр: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9. После 9 идёт не цифра, а число 10, состоящее из двух цифр: 1 и 0. Таким образом, мы записываем любые числа, используя указанные цифры в определённой последовательности.

·         Система счисления по основанию 2 (двоичная система счисления) использует 2 цифры: 0, 1.

·         Система счисления по основанию 4 (четверичная система счисления) использует 4 цифры: 0, 1, 2, 3.

·         Система счисления по основанию 8 (восьмеричная система счисления) использует 8 цифр: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7.

·         Система счисления по основанию 16 (шестнадцатеричная система счисления) использует 16 цифр: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F. В данном случае, буквы ABCDEF являются цифрами. Цифра A шестнадцатеричной системы, равна числу 10 десятичной системы, цифра B равна числу 11 десятичной системы, ... , цифра F равна числу 15 десятичной системы.

Можно использовать любую систему счисления, например по основанию 12 (счет дюжинами), но наиболее популярными при программировании, являются: десятичная, шестнадцатеричная и двоичная, системы счисления.

Все выше перечисленные системы счисления относятся к позиционным системам. Значение числа зависит не только от того из каких цифр оно состоит, но и в какой последовательности они записаны. Например число 1234 не равно числу 4321.

 

 

 

 

 

 

 

Тема 11: Представление информации в компьютере. Двоичное кодирование. Равномерные и неравномерные коды. Декодирование сообщений, записанных с помощью неравномерных кодов (углубленный)

 

Тема 11: Представление информации в компьютере. Двоичное кодирование. Равномерные и неравномерные коды. Декодирование сообщений, записанных с помощью неравномерных кодов

Уч. https://profspo.ru/reader/book/132235

блог https://www.blogger.com/blog/settings/5176340769831596958

 

 

Для хранения, передачи и обработки информации нужно как-то зафиксировать её, записать с помощью некоторой системы знаков (знаковой системы).

Знак — это заменитель какого-то объекта, который вызывает в сознании человека образ этого объекта. Например, знак напоминает горнолыжника, такой знак называется пиктограммой.

Символ — это знак, о значении которого люди договорились, наприме𠫧» — это символ параграфа, а — символ рубля. Если значение символов неизвестно, мы не сможем понять смысл сообщения, записанного с их помощью. Поэтому многие древние тексты до сих пор не расшифрованы.

Знаки бывают зрительные (буквы, цифры, ноты, дорожные знаки), слуховые (звуки устной речи, звуковые сигналы), осязательные (азбука Брайля для слепых людей), обонятельные (их используют животные).

Знаковая система определяется алфавитом (набором используемых знаков) и правилами выполнения операций с этими знаками.

 

Знакомые всем знаковые системы — это естественные языки, с помощью которых люди общаются в быту (русский, английский, китайский и др.). В естественных языках кроме правил есть и исключения. Кроме того, одно и то же слово может иметь различный смысл в зависимости от контекста, т. е. отрывка текста, в котором оно употребляется.

В научных публикациях такая ситуация недопустима, потому что смысл текста должен быть понят однозначно. В таких случаях используют формальные языки, в которых каждое слово и словосочетание имеют чётко определённое единственное значение, и нет никаких исключений. Примеры формальных языков — математические и химические формулы, нотная запись, языки программирования. Все формальные языки — искусственные, они разработаны людьми для обмена информацией в специальных областях знаний

Компьютерах для кодирования всех видов информации используется специальная знаковая система — двоичный код.

Аналоговые и дискретные сигналы

Информация передаётся в закодированном виде с помощью сигналов. Согласно определению, сигнал — это изменение свойств носителя, которое используется для передачи информации. Изменение выбранного свойства (например, силы тока, напряжения, освещённости) во времени можно описать в виде функции. Далее такую функцию тоже будем называть сигналом, как это принято в электронике и вычислительной технике.

В устройствах как радиоприёмник и микрофон, изменение электрического сигнала может произойти в любой момент и быть любым (в пределах допустимого диапазона). Такие сигналы называют аналоговыми.

Органы чувств человека воспринимают информацию в аналоговой форме: свет, звуковые волны, вкус, запах и т. п. Поэтому раньше большинство технических устройств для работы с информацией (телефоны, магнитофоны, фотоаппараты) тоже были аналоговыми.

Аналоговый сигнал — это сигнал, который в любой момент времени может принимать любые значения в заданном диапазоне

Сигналы, с которыми работает компьютер, называются дискретными или цифровыми. Они обладают двумя важными свойствами:

•                    изменяются только в отдельные моменты времени (дискретность по времени);

•                    принимают только несколько возможных значений (дискретность по уровню).

Дискретный (цифровой) сигнал — это последовательность значений, принадлежащих некоторому конечному множеству.

Дискретизация — это представление непрерывного объекта в виде множества отдельных элементов. Дискретизация означает, что мы представляем целое (непрерывное) в виде набора отдельных элементов.

Равномерное и неравномерное кодирование

Алфавит — это набор знаков, который используется в языке.

Мощность алфавита — это количество знаков в алфавите.

Равномерный код — это код, в котором все кодовые слова имеют одинаковую длину.

Неравномерный код — это код, в котором кодовые слова имеют различную длину.

Двоичное кодирование — это кодирование с помощью двух знаков.

1 бит — это одна двоичная цифра (один знак сообщения, записанного в двоичном коде).

 

Равномерное кодирование

Если алфавит языка состоит из M знаков (имеет мощность M), то количество различных сообщений длиной L знаков вычисляется как

N = M^L.

Двоичный код — это сообщение, использующее алфавит из двух знаков (0 и 1), поэтому для двоичного кода эта формула запишется в виде

N = 2^L.

Неравномерное кодирование

При неравномерном кодировании коды различных знаков могут иметь разную длину. Это делается для того, чтобы сократить длину сообщения, используя сведения о частотах  встречаемости различных знаков. Знаки, которые встречаются в сообщениях чаще других (например, для текстов на русском языке — это пробел и буквы «О», «Е» и «А»), получают более короткие коды, а редко встречающиеся знаки — более длинные.

 

Правило умножения: N = M1 · M2 · ... ·ML, где Mk — это возможное количество вариантов выбора знака в позиции k сообщения.

Правило сложения: N = Nk + Nk+1 + ... + Nm, где Nq ( q = k, …, m) — это количество различных сообщений длиной q.

 

Декодирование

Условие Фано

В некоторых случаях даже при использовании неравномерного кода не требуется вводить символ-разделитель. Для этого достаточно выполнения условия Фано: ни одно кодовое слово не совпадает с началом другого кодового слова. Такой код называют префиксным

Сообщения, записанные с помощью равномерного кода, всегда

декодируются однозначно.

• Для того чтобы сообщение, закодированное с помощью неравномерного кода, можно было однозначно декодировать, достаточно выполнения условия Фано: ни одно кодовое слово не является началом другого кодового слова. Такой код называют префиксным.

• Условие Фано выполняется тогда и только тогда, когда в дереве, построенном по кодовой таблице, все вершины-знаки являются листьям

Тема 10: Информация, данные и знания. Информационные процессы в природе, технике и обществе (углубленный)

Тема 10: Информация, данные и знания. Информационные процессы в природе, технике и обществе

уч. https://profspo.ru/reader/book/132235

Глава 1§1 стр 13-30

Современная информатика, которая стала самостоятельной наукой в 70-х годах XX века, изучает теорию и практику обработки информации с помощью компьютерных систем. Обычно к информатике относят следующие научные направления:

•         теоретическую информатику (теорию информации, теорию кодирования, математическую логику, теорию автоматов и др.);

•         вычислительную технику (устройство компьютеров и компьютерных сетей);

•         алгоритмизацию и программирование (создание алгоритмов

•         и программ);

•         прикладную информатику (персональные компьютеры, прикладные программы, информационные системы и т. д.);

•         искусственный интеллект (распознавание образов, понимание речи, машинный перевод, логические выводы, алгоритмы самообучения).

 Латинское слово «informatio» переводится как «разъяснение», «сведения». В быту под информацией мы обычно понимаем любые сведения или данные об окружающем нас мире и о нас самих.

Однако дать общее определение информации весьма непросто. Более того, в каждой области знаний слово «информация» имеет свой смысл.

Философы говорят о том, что информация, как зеркало, отражает мир (реальный или вымышленный). Биологи рассматривают информационные процессы в живой природе. Социологи изучают ценность и полезность информации в человеческом обществе. Специалистов по компьютерной технике в первую очередь интересует представление информации в виде знаков.

Попробуем посмотреть на информацию с разных сторон и попытаться выявить некоторые её свойства. Прежде всего, информация сама по себе «бестелесна», или нематериальна, она не имеет формы, размеров, массы. С этой точки зрения информация — это то содержание, которое человек с помощью своего сознания «выделяет» из окружающей среды.

 

Человек получает информацию через свои органы чувств: глаза, уши, рот, нос и кожу. Поэтому всю получаемую нами информацию можно разделить на следующие виды:

•         зрительная информация (визуальная, от англ. visual) — поступает через глаза (по разным оценкам, 80–90 % всей получаемой нами информации);

•         звуковая информация (аудиальная, от англ. audio) — поступает через уши;

•         вкусовая информация — поступает через язык;

•         обонятельная информация (запахи) — поступает через нос;

•         тактильная информация — мы её получаем с помощью осязания (кожи), «на ощупь»;

•         информация, получаемая от органов человека, например с по мощью «мышечного чувства» (человеческий мозг получает импульсы от мышц и суставов при перемещении частей тела).

 

Формы представления информации

Информация может быть представлена (зафиксирована, закодирована) в различных формах:

•         текстовая информация — последовательность символов (букв,

•         цифр, знаков);

•         в тексте важен порядок их расположения, например КОТ и ТОК — два разных текста, хотя они состоят из одинаковых символов;

•         числовая информация;

•         графическая информация (рисунки, картины, чертежи, карты, схемы, фотографии);

•         звуковая информация (звучание голоса, мелодии, шум, стук, шорох и т. п.);

•         мультимедийная информация, которая объединяет несколько форм представления информации (например, видеоинформация)

Обратим внимание, что одна и та же информация может быть представлена по-разному. Например, результаты измерения температуры в течение недели можно сохранить в виде текста, таблицы, графика, диаграммы, видеофильма и т.

 

Информация в природе

В науках, изучающих неживую природу (прежде всего, в физике), информацию связывают со сложностью объекта. Чем разнообразнее и сложнее объект, тем большее количество знаков необходимо для того, чтобы его описать, и тем больше информации он содержит.

Ещё большую роль играет информация в живой природе.

Даже простейшие растения (синие водоросли) и животные (амёбы) могут обрабатывать информацию о химическом составе и температуре окружающей среды и приспосабливаться к изменяющимся условиям. Более высокоразвитые животные обмениваются звуковой информацией (например, токование глухаря), зрительной (позы собаки, кошки), обонятельной (запахи). Животные используют информацию инстинктивно — для того, чтобы выжить, избежать опасности, продолжить род

Наследственная информация растений и животных, определяющая строение, внешний вид, предрасположенность к болезням, хранится и передаётся из поколения в поколение с помощью молекул дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). Участки ДНК —гены — строятся из фрагментов четырёх типов (нуклеотидов), которые можно назвать генетическим алфавитом. Современный уровень развития биологии позволяет с помощью ДНК клонировать организмы, т. е. создавать точные копии из одной клетки образца

 

Человек, информация, знания

Обо всех изменениях в окружающем мире человек узнаёт с помощью своих органов чувств: сигналы от них («первичная» информация) постоянно поступают в мозг. Чтобы понять эти сигналы, т. е. получить информацию, человек использует знания — свои представления о природе, обществе, самом себе. Знания позволяют человеку принимать решения, определяют его поведение и отношения с другими людьми.

Можно считать, что знания — это модель мира, которая есть у человека. Получив информацию («поняв» сигналы, поступившие от органов чувств), он корректирует эту модель, дополняет свои знания.

Всегда ли полученная информация увеличивает наши знания? Очевидно, что нет. Например, информация о том, что 2 · 2 = 4, вряд ли увеличит ваши знания, потому что вы это уже знаете, эта информация для вас не нова. Однако она будет новой для  тех, кто изучает таблицу умножения. Это значит, что изменение знаний при получении сообщения зависит от того, что человек знал до этого момента. Если он знает всё, что было в полученном сообщении, знания не изменяют

Вместе с тем сообщение «учёт вибронных взаимодействий континуализирует моделирование диссипативных структур» (или сообщение на неизвестном языке) также не увеличивает знания, потому что эта фраза вам непонятна. Иначе говоря, имеющихся знаний не хватает для того, чтобы воспринять новую информацию.

Эти идеи послужили основой семантической (смысловой) теории информации, предложенной в 60-х годах XX века советским математиком Ю. А. Шрейдером. На рисунке 1.2 показано, как зависит количество полученных знаний I от того, какая доля информации q в сообщении уже известна получателю \Сообщение увеличивает знания человека, если оно понятно и содержит новые сведения.

К сожалению, «измерить» смысл информации, оценить его числом довольно сложно. Поэтому для оценки количества информации используют другие методы, например измеряют длину сообщения, которое получено в результате кодирования этой информации.

Когда человек хочет поделиться с кем-то своим знанием, он может сказать «Я знаю, что…» или «Я знаю, как…». Это говорит о том, что есть два разных вида знаний. В первом случае знания — это некоторый известный факт, например «я знаю, что Луна вращается вокруг Земли». Такие знания называются декларативными, человек выражает их словами (декларирует).

Декларативные знания — это факты, законы, принципы.

Второй тип знаний («Я знаю, как…») называют процедурными. Они выражаются в том, что человек знает, как нужно действовать в той или иной ситуации («я знаю, как играть в футбол»). К процедурным знаниям относятся алгоритмы решения различных задач.

Для того чтобы сохранить знания и передать другим людям, нужно выразить их на каком-то языке (например, рассказать, записать, нарисовать и т. п.). Только после этого их можно хранить, обрабатывать, передавать, причём с этим может справиться и компьютер. В научной литературе информацию, зафиксированную (закодированную) в какой-то форме, называют данными, имея в виду, что компьютер может выполнять с ними какие-то операции, но не способен понимать смысл.

 

Данные — это записанная (зафиксированная) информация.

Для того чтобы данные стали информацией, их нужно понять и осмыслить, а на это способен пока только человек. Если человек, получающий сообщение, знает язык, на котором оно записано, он может понять смысл этого сообщения, т. е. получить информацию. Обрабатывая и упорядочивая информацию, человек выявляет закономерности — получает знания, которые он затем снова использует для извлечения информации из полученных сообщений.

Мы увидели, что в науке существуют достаточно тонкие различия между понятиями «данные», «информация», «знания».

Тем не менее на практике чаще всего всё это называется общим термином «информация»

Свойства информации

В идеале информация должна быть:

• объективной (не зависящей от чьего-либо мнения);

• понятной для получателя;

• полезной (позволяющей получателю решать свои задачи);

• достоверной (полученной из надёжного источника);

• актуальной (значимой в данный момент);

• полной (достаточной для принятия решения).

Конечно, информация не всегда обладает всеми этими свойствами. Информация в сообщении «В стакане мало молока» необъективна (для пессимиста полстакана — это мало, а для оптимиста — много). Сообщение непонятно для нас (оно означает «Я пошел гулять», только по-японски)

Полезность информации определяется для каждого человека в конкретной ситуации. Например, информация о том, как древние люди добывали огонь, для большинства городских жителей бесполезна, поскольку она никак не помогает им решать жизненные проблемы. Вместе с тем в экстремальной ситуации, когда человек оказывается один на один с природой, такие знания очень полезны, потому что сильно увеличивают шансы на выживание, т. е. помогают достичь цели.

Слухи, байки, искажённая информация (в том числе дезинформация) — это примеры недостоверной информации. К сожалению, много недостоверной информации размещено в сети

Интернет, иногда это делается умышленно (например, в ходе «информационных войн»

Развитие глобальной сети Интернет, в которую ежеминутно вносится огромное количество самых разнообразных данных, во многом перевернуло привычные представления о работе с информацией. Например, основным источником для поиска учебных материалов теперь фактически является Интернет, а не библиотеки. Однако при использовании информации из Интернета необходимо относиться к ней критически, так как её достоверность никто не гарантирует.

В будущем ожидается переход к информационному обществу, где большая часть населения будет заниматься сбором, обработкой и распространением информации, поэтому высказывание немецкого банкира Н. Ротшильда «Кто владеет информацией, тот владеет миром» становится актуальным как никогда.

Информация в технике

Практически все современные технические устройства (телевизоры, телефоны, стиральные машины, системы управления самолётами и судами) строятся на микропроцессорах, которые обрабатывают информацию: анализируют сигналы с датчиков, выбирают нужный режим работы. Широко используются системы программного управления, например, станки, обрабатывающие детали по программе, заложенной в памяти. Эту программу очень легко поменять и тем самым настроить станок на изготовление другой детали.

Многие опасные, тяжёлые и утомительные работы за человека могут выполнить роботы, у которых датчики заменяют органы чувств.

Наиболее универсальным устройством для обработки информации можно считать компьютер. Хотя современные компьютеры пока не умеют работать с вкусовой и обонятельной информацией (запахом), работы в этом направлении ведутся. Уже существуют экспериментальные приборы, названные «электронный нос» и «электронный язык»; они построены на основе химических датчиков

Сейчас в теоретической информатике считается, что компьютер может хранить и обрабатывать только данные, но не информацию. Многие учёные полагают, что машина принципиально не может научиться понимать смысл информации и делать выводы

 

.

Тема 9: Организация личного архива информации. Резервное копирование. Парольная защита архива

https://profspo.ru/old-viewer?publicationType=books&publicationId=132236

Глава 7 §50 стр 118-121

Тема 9: Организация личного архива информации. Резервное копирование. Парольная защита архива

Архив — это файл, содержащий в себе один или несколько других файлов и/или папок, а также метаданные

Архивы используются для объединения множества любых файлов в единый файл-контейнер с целью удобства хранения и переноса информации или просто чтобы сжать данные.

·                    Архивы создают в следующих случаях:

·                    необходимо создать резервные копии наиболее важных файлов;

·                    требуется освободить место на диске;

·                    следует передать файлы по электронной почте;

·                    планируется перенести большое количество файлов на другой носитель;

·                    нужно защитить информацию от несанкционированного доступа — защитить паролем

Упаковывать файлы и размещать их в специальных архивах позволяют
 программы-архиваторы. 

·                    Архиватор – это программа, которая обеспечивает сжатие информации или упаковку.
Сжатие – это такая подача информации, при которой она занимает намного меньше объема в байтах.

·                         Процесс сжатия называется архивацией, а сжатая информация – архивной информацией, или просто архивом.
Обратный по сжатию процесс называется разархивацие или раскрытием.
    Архивный файл (архив) хранит в упакованном виде другие файлы (один или несколько), которые при необходимости могут быть извлечены из архива в первоначальной форме.

Упаковывать файлы и размещать их в специальных архивах позволяют
 программы-архиваторы. 

Архиватор – это программа, которая обеспечивает сжатие информации или упаковку.
Сжатие – это такая подача информации, при которой она занимает намного меньше объема в байтах.

     Процесс сжатия называется архивацией, а сжатая информация – архивной информацией, или просто архивом.
Обратный по сжатию процесс называется разархивацие или раскрытием.
     Архивный файл (архив) хранит в упакованном виде другие файлы (один или несколько), которые при необходимости могут быть извлечены из архива в первоначальной форме.

 

В настоящее время самой большой популярностью пользуются архиваторы WinRar, WinZip, 7-Zip.

 

в Проводнике архивные файлы помечаются значком       (.rar),       (.7z), 

          (.zi p).
Вид значка определяется программой, которая работает с архивами

 

WinRAR — это популярный архиватор от отечественных разработчиков. Судя по статистике, именно WinRAR является самым популярным архиватором в мире. Оно и понятно, алгоритм сжатия формата RAR по праву считается одним из лучших. Удобный интерфейс, поддержка всех нужных форматов архивации и общее весьма высокое качество не оставляет шансов конкурентам. WinRAR имеет полную поддержку форматов RAR и ZIP, а также может выполнять все основные операции с форматами: 7Z, ACE, ARJ, BZ2, CAB, GZ, JAR, LZH, TAR, UUE, Z и ISO (образы дисков). Умеет создавать самораспаковывающиеся архивы типа SFX.

 

7-Zip
В первую очередь, данный архиватор ценен своим собственным форматом 7z. Считается, что данный формат имеет наивысшую степень сжатия и отлично подходит для архивации больших объемов информации (например, особо крупных программ или игр). Также поддерживаются форматы: ZIP, CAB, RAR, ARJ, GZIP, LZH, CHM, BZIP2, TAR, CPIO, RPM и DEB. Стоит обратить внимание на нередкие ситуации, в коих степень сжатия форматов ZIP и GZIP в этой программе на порядок выше, чем у конкурентов.

7-Zip полностью бесплатен, а так как это нечастое явление среди программ данного рода, то этот факт является еще одним хорошим аргументом в его пользу.

WinZip
WinZip — это программа, получившая всемирную популярность, из-за того, что явилась первым архиватором с графическим интерфейсом. WinZip и по сей день имеет самый симпатичный и продвинутый в функциональном плане интерфейс с массой удобных возможностей для работы с архивами. Программа поддерживает большинство популярных форматов архивации, в том числе и самые востребованные: ZIP, RAR, GZIP, 7Z, ARJ, ARC, CAB, LZH, TAR, MIME, Unix Compress, Uuencode, Xxencode, BinHex. Среди дополнительных возможностей присутствует инструмент для резервного копирования, функции шифрования, отправка архивов по электронной почте и прочее

•              ExtractNow
ExtractNow — это небольшая утилита для распаковки архивов. ExtractNow служит для быстрой распаковки нескольких архивов нажатием всего одной кнопки. Это удобно в случаях, когда пользователю необходимо регулярно распаковывать много заархивированных файлов. Для этого нужно просто перетащить архивы, которые требуется распаковать, в окно программы и нажать кнопку Extract. Программа поддерживает все популярные форматы архивов: zip, rar, 7z, bzip2, arj, cab, iso, chm, tar, gzip, а также множество менее популярных.

ExtractNow не архиватор и создание архивов не поддерживает. Возможности программы ограничиваются лишь функцией распаковки

 

Они имеют довольно разный интерфейс и способы архивации, но выполняют одинаковые функции:
-добавление файлов к архивам
-получения файлов с архивов (раскрытые архивов
-тестирование архивов на предмет повреждений
-изъятие файлов из архивов
-просмотр содержания архивов, просмотр содержания файлов архивов
-создание многотомных архивов (то есть разбивание архивов на файлы определенного размера, которые очень удобно переносить на накопителях информации, например, на дисках или флешках)
-создание SFX-архивов (SFX – это сокращение от английского SelF Extracting – сам себя разархивирует), то есть архивов, для разархивации которых не нужна программа-архиватор. Такие архивы выполняются в виде exe-файлов, после запуска которых архив раскрывается
-установление пароля на архив в такой способ, чтобы распаковать его и просмотреть его содержание мог только тот, кому известен пароль
-дополнительные возможности.
Конечно, программы-архиваторы не могут обрабатывать некоторые архивы, которые были созданы другими архиваторами.

Для создания архивного файла необходимо выполнить следующие действия:

•              Открыть Проводник.

•              Выделить файлы.

•              Щелкнуть правой клавишей мыши.

•              Выбрать архиватор

•              Выбрать одну из команд:

a) «добавить в архив (к архиву)»;

б) «добавить в архив (к архиву)» с предложенным именем

Архив с предложенным именем создается в текущей папке. Если выбрана команда «Добавить в архив (к архиву)», то пользователю нужно задать имя архива и указать папку, в которой он будет храниться.

Для извлечения файлов из архива нужно выполнить следующие действия:

•              Открыть Проводник.

•              Выбрать архивный файл.

•              Щелкнуть правой клавишей мыши.

•              Выбрать одну из команд:

•              a) «извлечь в текущую папку (Распаковать здесь)»;

•              б) «извлечь файлы… (Распаковать)» (пример 20.4).

       При выборе команды «Извлечь в текущую папку (Распаковать здесь)» файлы из архива будут помещены в ту же папку, в которой находился архив. При выборе команды «Извлечь файлы… (Распаковать)» пользователь должен указать имя папки, в которую будут извлечены файлы.

 

Для чего предназначены программы-архиваторы?

•                      Извлечение файлов из архива.

•                      Создание архива.

•                      Запись файлов на компакт-диск.

•                      Форматирование текста.

•                      Удаление вирусов.

•                      Удаление файлов из архива.

•                      Просмотр оглавления архива.

 Создание и редактирование рисунков

Личное информационное пространство

• Личное информационное пространство – это совокупность цифровых данных, технических устройств и онлайн-сервисов, которые человек использует для работы, общения и хранения личной информации.
• Основные составляющие: технические устройства, цифровые данные, онлайн-сервисы.
• Безопасность и защита данных
1. Предотвращение несанкционированного доступа
• Использование антивирусных программ и брандмауэров.
• Применение VPN для безопасного интернет-соединения.
• Двухфакторная аутентификация (2FA) для важных аккаунтов.
• Регулярное обновление ПО для устранения уязвимостей.
2. Организация личного архива информации
• Сортировка файлов по папкам (документы, медиа, рабочие проекты).
• Использование меток и датирования для удобного поиска.
• Удаление ненужных и дублирующих файлов.
3. Резервное копирование (бэкап)
• Хранение копий данных на внешних HDD/SSD или NAS-серверах.
• Использование облачных хранилищ (Облако, Яндекс.Диск).
• Автоматизация бэкапов (File History на Windows).
4. Парольная защита архива
• Шифрование важных файлов и папок (WinRAR, 7-Zip, BitLocker).
• Использование надёжных паролей.
• Хранение паролей в менеджерах (KeePass, LastPass, 1Password).