Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство Российской Федерации

По делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий

ФГБОУ ВПО Уральский институт ГПС МЧС России

Кафедра математики и информатики

Контрольная работа

Информационные технологии

Основы компьютерной технологии

1. Основы компьютерной технологии

Переведите следующие числа из десятичной системы в двоичную, шестнадцатеричную и восьмеричную: 5, 14, 100.

2. Программные средства реализации информационных процессов

word excel компьютерный текстовый

Текстовый редактор Word

С использованием текстового редактора Word ввести заголовок пожарно-технического термина как объект WordArt, дать краткий реферативный материал. Вставить в документ поясняющий рисунок рассматриваемого пожарно-технического оборудования, а также подготовленный при помощи изученного графического редактора условный графический значок в соответствии с БУПО.

Автомобиль связи и оповещения пожарный (АСО)

В соответствии с Межгосударственным стандартом ГОСТ 12.2.047-86 (дата введения 01.07.87 взамен ГОСТ 12.2.047-80 Октябрь 2001 г.)

Пожарный автомобиль (ПА) -- оперативное транспортное средство на базе автомобильного шасси, оснащенные пожарно-техническим вооружением, оборудованием, используемые при пожарно-спасательных работах. Пожарными автомобилями укомплектованы подразделения Государственной противопожарной службы (ГПС). В некоторых из них используются пожарные катера, вертолеты, танки. Пожарными автомобилями укомплектовываются также подразделения пожарной охраны различных министерств (железнодорожный транспорт, лесное хозяйство и т.д.). Для обслуживания личного состава и пожарной техники, особенно на крупных пожарах, используются вспомогательные пожарные машины, к которым и относится Автомобиль СО.

Пожарные автомобили состоят из шасси, основы транспортного средства, и пожарной надстройки. Она может включать салон для боевого расчета, агрегаты различного назначения (пожарные насосы, механизмы автолестниц и т.д.), емкости для огнетушащих веществ, отсеки для пожарно-технического вооружения (ПТВ).

Разнообразие пожаров и условий пожаротушения, а также выполняемых работ при боевых действиях потребовали создания ПА различного назначения. По основным видам выполняемых работ ПА подразделяются на основные, специальные и вспомогательные. Основные ПА, в свою очередь, состоят из ПА общего и целевого применения.

Основные ПА предназначены для доставки личного состава подразделений ГПС, огнетушащих веществ и оборудования к месту пожара и подачи огнетушащих веществ в зону горения. ПА общего применения предназначены для тушения пожаров на объектах городов и в жилом секторе. ПА целевого применения обеспечивают тушение пожаров на объектах нефтехимической промышленности, аэродромах и др.

Для выделения ПА из общего транспортного потока в условиях и значительной плотности и интенсивности дорожного движения они должны обладать определенной информативностью. Она осуществляется формой изделия, окраской, световой и звуковой сигнализацией.

Все изделия пожарной техники окрашиваются в красный цвет. Для усиления информативности в цветно-графической схеме используется контрастирующий белый цвет. Цветно-графическая схема, надписи и опознавательные знаки, а также требования к специальным световым и звуковым сигналам установлены стандартом. Разбивка окрашиваемых поверхностей, расположение надписей и обозначений устанавливаются в порядке, представленном на рисунке.

На двери кабины указываются номер пожарной части и город, на корме -- тип ПА, например АЦ, -- автоцистерна и номер пожарной части. Согласно цветно-графической схеме, бамперы ПА окрашивают в белый цвет, раму, диски колес и видимые детали ходовой части -- в черный. Колена пожарных лестниц, авто- и пеноподъемников окрашивают в белый или серебристый цвет. При выполнении оперативного задания информативность ПА усиливается звуковым и световым сигналами.

Тревожная световая сигнализация ПА создается светопроблесковым маяком синего цвета. Они работают от бортовой сети с напряжением 12 или 24 В, обеспечивая частоту мигания (2±0,5) Гц, при этом темная фаза не должна быть менее 0,2 с.

Звуковой сигнал может создаваться сиренами постоянного тока, подающими два или более чередующихся сигнала с частотой звучания от 250 до 650 Гц. Уровень звукового давления на расстоянии 2 м от сирены должен находиться в пределах 110-125 дБ. В качестве звукового сигнала может использоваться сирена, приводимая в действие отработавшими газами двигателя.

Примеры условных обозначений:

АЛ-30(4310) -- пожарная автоцистерна с высотой подъема колен лестницы 30 м на шасси автомобиля КамАЗ 4310.

АСА-20(4310) -- аварийно-спасательный автомобиль, мощность генератора 20 кВт на шасси автомобиля КамАЗ 4310.

Условное графическое обозначение согласно БУПО

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ: пожарные машины и оборудование. Обозначения условные графические.

Табличный процессор Excel

При помощи табличного процессора Excel создайте документ, сохранив его в папке Таблицы, с учётом предъявляемых требований к именам файлов в ОС Windows. В документе необходимо создать расчётную таблицу, произвести её форматирование. Построить круговую диаграмму по выделенным цветом данным.

Распределение пожаров по причине "НППБ при проведении огневых работ" за последние 5 лет.

Задание выполнялось при помощи программы Microsoft Excel из пакета Microsoft Office 2003. Результат выполнения задания представлен в виде файла Расчеты.xls.

Прогноз выполнен с помощью функции прогнозирования ТЕНДЕНЦИЯ. Функция возвращает значения в соответствии с линейным трендом. Аппроксимирует прямой линией (по методу наименьших квадратов) массивы "известные_значения_y" и "известные_значения_x". Возвращает значения y, соответствующие этой прямой для заданного массива "новые_значения_x".

Нахождение Минимума и Максимума выполнено с помощью функций МИН и МАКС. Функция МАКС (МИН) возвращает наибольшее (наименьшее) значение из набора. Синтаксис

МАКС(число1;число2;...)

Число1, число2... -- от 1 до 30 чисел, среди которых требуется найти наибольшее. Можно указать диапазон, например A1:A20.

Среднее значение вычислено с помощью функции СРЗНАЧ. Возвращает среднее значение (среднее арифметическое) аргументов. Например, если диапазон A1:A20 содержит числа, формула =СРЗНАЧ(A1:A20) возвращает среднее значение этих чисел.

Круговая диаграмма с определением долей распределения пожаров по причине «НПТБ при проведении огневых работ» за последние 5 лет в процентах.

Гистограмма распределения пожаров по причине «НПТБ при проведении огневых работ» за последние 5 лет.

3. Компьютерные модели и программы

1. Понятие модели, сущность моделирования. Классификация и формы представления моделей.

Модель - это, как правило, искусственно созданный объект, используемый вместо оригинала с какой-то целью, который отражает существенные особенности изучаемого объекта, явления или процесса.

Моделирование -- это метод познания, состоящий в создании и исследовании моделей.

Каждый объект имеет большое количество различных свойств. В процессе построения модели выделяются главные, наиболее существенные, свойства.

Цели моделирования:

1. понять сущность изучаемого объекта,

2. научиться управлять объектом и определять наилучшие способы управления,

3. прогнозировать прямые или косвенные последствия,

4. решать прикладные задачи.

Классификация моделей (Основные признаки классификации моделей):

1. Область использования;

2. Учет в модели временного фактора (динамики);

3. Отрасль знаний;

4. Способ представления моделей.

1. По области использования модели могут быть учебными, опытными, научно-техническими, игровыми и имитационными.

2. С учётом фактора времени модели могут быть статическими и динамическими.

3. С учётом отрасли знаний модели могут быть химическими, геологическими, биологическими, физическими, экономическими и т.п.

Информационные модели нельзя потрогать или увидеть воочию, они не имеют материального воплощения, потому что они строятся только на основе информации. В основе этого метода моделирования лежит информационный подход к изучению окружающей действительности.

Информационная модель - совокупность информации, характеризующая свойства и состояние объекта, процесса, явления, а также взаимосвязь с внешним миром.

К информационным моделям можно отнести вербальные (от лат. «verbalize» -- устный) модели, полученные в результате раздумий, умозаключений. Они могут так и остаться мысленными или быть выражены словесно. Примером такой модели может стать наше поведение при переходе улицы. Человек анализирует ситуацию на дороге (что показывает светофор, как далеко находятся машины, с какой скоростью они движутся и т. п.) и вырабатывает свою модель поведения. Если ситуация смоделирована правильно, то переход будет безопасным, если нет, то может произойти авария. К таким моделям можно отнести и идею, возникшую у изобретателя, и музыкальную тему, промелькнувшую в голове композитора, и рифму, прозвучавшую пока еще в сознании поэта.

Вербальная модель - информационная модель в мысленной или разговорной форме.

Знаковая модель - информационная модель, выраженная специальными знаками, т. е. средствами любого формального языка.

Знаковые модели окружают нас повсюду. Это рисунки, тексты, графики и схемы... Вербальные и знаковые модели, как правило, взаимосвязаны.

По форме представления можно выделить следующие виды информационных моделей:

· геометрические модели -- графические формы и объемные конструкции;

· словесные модели -- устные и письменные описания с использованием иллюстраций;

· математические модели -- математические формулы, отображающие связь различных параметров объекта или процесса;

· структурные модели -- схемы, графики, таблицы и т. п.;

· логические модели -- модели, в которых представлены различные варианты выбора действий на основе умозаключений и анализа условий;

· специальные модели -- ноты, химические формулы и т. п.;

· компьютерные и некомпьютерные модели.

Если модель выражена в абстрактной, умозрительной форме, то нужны некоторые знаковые системы, позволяющие описать ее -- специальные языки, чертежи, схемы, графики, таблицы, алгоритмы, математические формулы и т. п. Здесь могут быть использованы два варианта инструментария: либо традиционный набор инженера или конструктора (карандаш, линейка), либо самый совершенный в наши дни прибор -- компьютер.

Компьютерная модель - модель, реализованная средствами программной среды.

Компьютерная модель (англ. computer model), или численная модель (англ. computational model) -- компьютерная программа, работающая на отдельном компьютере, суперкомпьютере или множестве взаимодействующих компьютеров (вычислительных узлов), реализующая представление объекта, системы или понятия в форме, отличной от реальной, но приближенной к алгоритмическому описанию, включающей и набор данных, характеризующих свойства системы и динамику их изменения со временем. Компьютерные модели стали обычным инструментом математического моделирования и применяются в физике, астрофизике, механике, химии, биологии, экономике, социологии, метеорологии, других науках и прикладных задачах в различных областях радиоэлектроники, машиностроения, автомобилестроения и проч. Компьютерные модели используются для получения новых знаний о моделируемом объекте или для приближенной оценки поведения систем, слишком сложных для аналитического исследования.

Компьютерное моделирование является одним из эффективных методов изучения сложных систем. Компьютерные модели проще и удобнее исследовать в силу их возможности проводить т. н. вычислительные эксперименты, в тех случаях когда реальные эксперименты затруднены из-за финансовых или физических препятствий или могут дать непредсказуемый результат. Логичность и формализованность компьютерных моделей позволяет выявить основные факторы, определяющие свойства изучаемого объекта-оригинала (или целого класса объектов), в частности, исследовать отклик моделируемой физической системы на изменения ее параметров и начальных условий.

Построение компьютерной модели базируется на абстрагировании от конкретной природы явлений или изучаемого объекта-оригинала и состоит из двух этапов -- сначала создание качественной, а затем и количественной модели. Чем больше значимых свойств будет выявлено и перенесено на компьютерную модель -- тем более приближенной она окажется к реальной модели, тем большими возможностями сможет обладать система, использующая данную модель. Компьютерное же моделирование заключается в проведении серии вычислительных экспериментов на компьютере, целью которых является анализ, интерпретация и сопоставление результатов моделирования с реальным поведением изучаемого объекта и, при необходимости, последующее уточнение модели и т. д.

Общий вид исследования с помощью компьютерной модели:

К основным этапам компьютерного моделирования относятся:

· обработка концептуальной модели, выявление основных элементов системы и элементарных актов взаимодействия;

· формализация, то есть переход к математической модели; создание алгоритма и написание программы;

· планирование и проведение компьютерных экспериментов;

· анализ и интерпретация результатов.

Различают аналитическое и имитационное моделирование. При аналитическом моделировании изучаются математические (абстрактные) модели реального объекта в виде алгебраических, дифференциальных и других уравнений, а также предусматривающих осуществление однозначной вычислительной процедуры, приводящей к их точному решению. При имитационном моделировании исследуются математические модели в виде алгоритма(ов), воспроизводящего функционирование исследуемой системы путем последовательного выполнения большого количества элементарных операций.

4. Технологии разработки и управления базами данных

Общая характеристика и теоретические основы систем управления базами данных (СУБД).

Активная деятельность по отысканию приемлемых способов обобществления непрерывно растущего объема информации привела к созданию в начале 60-х годов XX века специальных программных комплексов, называемых "Системы управления базами данных" (СУБД).

Система управления базами данных (СУБД) -- совокупность программных и лингвистических средств общего или специального назначения, обеспечивающих управление созданием и использованием баз данных.

База данных -- представленная в объективной форме совокупность самостоятельных материалов (статей, расчётов, нормативных актов, судебных решений и иных подобных материалов), систематизированных таким образом, чтобы эти материалы могли быть найдены и обработаны с помощью электронной вычислительной машины (ЭВМ).

Многие специалисты указывают на распространённую ошибку, состоящую в некорректном использовании термина «база данных» вместо термина «система управления базами данных», и указывают на необходимость различения этих понятий.

Обычно современная СУБД содержит следующие компоненты:

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

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

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

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

Основные функции СУБД

· управление данными во внешней памяти (на дисках);

· управление данными в оперативной памяти с использованием дискового кэша (промежуточного буфера с быстрым доступом, содержащего информацию, которая может быть запрошена с наибольшей вероятностью. Доступ к данным в кэше осуществляется быстрее, чем выборка исходных данных из более медленной памяти или удаленного источника, однако её объем существенно ограничен по сравнению с хранилищем исходных данных);

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

· поддержка языков БД (язык определения данных, язык манипулирования данными) и др. функции (подробнее см. ниже).

Средствами СУБД любой пользователь может создать файлы БД, просматривать их, изменять, выполнять поиск, формировать отчеты произвольной формы. Кроме того, поскольку структура файлов БД записана на диске в его начале, можно открыть, просмотреть, выбрать данные и из чужого файла, созданного кем-то программно или средствами СУБД. В настоящее время создано большое количество СУБД, имеющих приблизительно одинаковые возможности.

СУБД выполняет большое количество важнейших функций, исполнение которых незаметно конечным пользователям. Перейдем к более подробному описанию некоторых наиболее важных.

1) Управление хранением данных.

Данная функция предоставляет пользователям возможности выполнения таких операций с данными, как сохранение, извлечение и обновление информации. А также обеспечение необходимых структур внешней памяти как для хранения данных, непосредственно входящих в БД, так и для служебных целей, например для ускорения доступа к данным.

2) Управление буферами оперативной памяти.

СУБД обычно работают с БД значительного размера; по крайней мере этот размер обычно существенно превышает доступный объем оперативной памяти. Если при обращении к любому элементу данных будет производиться обмен с внешней памятью, то вся система будет работать со скоростью устройства внешней памяти. Единственным же способом реального увеличения этой скорости является буферизация данных в оперативной памяти. В развитых СУБД поддерживается собственный набор буферов оперативной памяти с собственной дисциплиной замены буферов. При управлении буферами основной памяти приходится разрабатывать и применять согласованные алгоритмы буферизации, журнализации и синхронизации. Однако существует отдельное направление СУБД, ориентированные на постоянное присутствие в оперативной памяти всей БД. Это направление основывается на предположении, что в предвидимом будущем объем оперативной памяти компьютеров сможет быть настолько велик, что позволит не беспокоиться о буферизации. Но пока эти работы находятся в стадии исследований.

3) Управление словарем данных.

СУБД использует специальный системный каталог, который называют также словарем данных, для поиска необходимых структур данных и их отношений, помогая избежать кодирования таких сложных взаимосвязей в каждой программе, ведь любые программы получают доступ к данным посредством СУБД.

Словарь данных является хранилищем информации, описывающей данные в базе данных. Предполагается, что каталог доступен как пользователям, так и функциям СУБД. Обычно в словаре данных: содержится следующая информация: имена, типы и размеры элементов данных; имена связей; накладываемые на данные ограничения поддержки целостности; имена пользователей, которым предоставлено право доступа к данным; внешняя, концептуальная и внутренняя схемы и отображения между ними; статистические данные, например частота транзакций и счетчики обращений к объектам базы данных.

Таким образом, СУБД обеспечивает абстракцию данных, тем самым устраняя в системе структурную зависимость и зависимость по данным.

4) Журнализация.

Одно из основных требований к СУБД - надежное хранение данных во внешней памяти. Под надежностью хранения понимается то, что СУБД должна быть в состоянии восстановить последнее согласованное состояние БД после любого аппаратного или программного сбоя. Обычно рассматриваются два возможных вида аппаратных сбоев: так называемые мягкие сбои, которые можно трактовать как внезапную остановку работы компьютера (например, аварийное выключение питания), и жесткие сбои, характеризуемые потерей информации на носителях внешней памяти.

Поддержание надежного хранения данных в БД требует избыточности хранения данных, причем та их часть, которая используется для восстановления, должна храниться особо надежно. Наиболее распространенный метод поддержания такой избыточной информации - ведение журнала изменений БД.

Журнал - это особая часть БД, недоступная пользователям СУБД и поддерживаемая особо тщательно (иногда поддерживаются две копии журнала, располагаемые на разных физических дисках), в которую поступают записи обо всех изменениях основной части БД.

Во всех случаях придерживаются стратегии "упреждающей" записи в журнал (протокола Write Ahead Log - WAL). Этот способ заключается в том, что запись об изменении любого объекта БД должна попасть во внешнюю память журнала раньше, чем измененный объект попадет во внешнюю память основной части БД. Известно, если в СУБД корректно соблюдается протокол WAL, то с помощью журнала можно решить все проблемы восстановления БД после любого сбоя.

5) Управление транзакциями.

Транзакция - это последовательность операций над БД, рассматриваемых СУБД как единое целое. Либо транзакция успешно выполняется, и СУБД фиксирует изменения БД, произведенные ею, во внешней памяти, либо ни одно из этих изменений никак не отражается в состоянии БД. Понятие транзакции необходимо для поддержания логической целостности БД.

Примерами простых транзакций может служить добавление, обновление или удаление в базе данных сведений о некоем объекте. Сложная же транзакция образуется в том случае, когда в базу данных требуется внести сразу несколько изменений. Инициализация транзакции может быть вызвана отдельным пользователем или прикладной программой.

Понятие транзакции обязательное условие даже однопользовательских СУБД, хотя гораздо существеннее во многопользовательских СУБД. То свойство, что каждая транзакция начинается при целостном состоянии БД и оставляет это состояние целостным после своего завершения, делает очень удобным использование понятия транзакции как единицы активности пользователя по отношению к БД.

6) Управление безопасностью.

СУБД создает систему безопасности, которая обеспечивает защиту пользователя и конфиденциальность данных внутри БД. Правила безопасности устанавливают, какие пользователи могут получить доступ к БД, к каким элементам данных пользователь может получить доступ, какие операции с данными доступны пользователю. В многопользовательских системах данная функция имеет большое значение, так как несколько пользователей могут одновременно получить доступ к данным.

Поддержка языков баз данных.

Для работы с базами данных используются специальные языки, в целом называемые языками баз данных. В современных СУБД обычно поддерживается единый интегрированный язык, содержащий все необходимые средства для работы с БД, начиная от ее создания, и обеспечивающий базовый пользовательский интерфейс с базами данных. Стандартным языком наиболее распространенных в настоящее время реляционных СУБД является язык SQL (Structured Query Language - язык структурированных запросов). Так как в состав SQL входят два основных компонента: язык определения данных (DDL) и язык манипулирования данными (DML), SQL позволяет определять схему реляционной БД и манипулировать данными.

Список литературы

1. Информатика. Базовый курс / под редакцией Симоновича С.В. - СПб.: Питер, 2011. 640 с.

2. Кошелев В.Е. Access 2003. Практическое руководство. М.: ООО «Бином-Пресс», 2005. 464 с.

3. Очков В.Ф. Mathcad 12 для студентов и инженеров. - СПб.: БХВ-Петербург, 2005. 464 с.

4. Порхачев М.Ю. Программирование: решение вычислительных задач: Учебное пособие. - Екатеринбург: УрИ ГПС МЧС России, 2010. 124 с.

5. Сеннов А.С. Access 2007: учебный курс. - СПб.: Питер, 2007. 267 с.

6. Акулов О.А., Медведев Н.В. Информатика: базовый курс. - М.: Издательство «Омега-Л», 2009. 574 с.

7. Кайбичев И.А. СУБД Access: Учебно-методическое пособие. - Екатеринбург: УрИ ГПС МЧС России, 2005. 67 с.

8. Хомоненко А.В., Гридин В.В. Microsoft Access. Быстрый старт. - СПб.: БХВ-Петербург, 2003. 304 с.

9. Порхачев М.Ю., Беспалов О.В. Работа в Microsoft Excel: Учебно-методическое пособие для курсантов, слушателей и студентов. - Екатеринбург: УрИ ГПС МЧС России, 2007.

10. Порхачев М.Ю., Беспалов О.В. Сборник задач по информатике: учебно-методическое пособие для курсантов, слушателей и студентов. Екатеринбург: УрИ ГПС МЧС России, 2009. 138 с.

Размещено на Allbest.ru