Информационные технологии в профессиональной деятельности

Итак, информация в ЦВМ представлена в двоичном коде, то есть последовательностью цифр из 0 и 1. Каждая цифра называется разрядом, или битом (bit, от англ. binary digit - двоичная цифра). Последовательность из 8 бит называется байтом. В байте может быть представлено десятичное число от 0 до 255, так как 28 = 256. При увеличении количества разрядов до 16 бит можно закодировать целые числа от 0 до 65 535 (216 = 65 536).

Числа в ЦВМ представлены в виде двух форм: числа с фиксированной запятой и числа с плавающей запятой (нормальная форма). В числах с фиксированной запятой целая часть числа отделяется от дробной с помощью запятой, например: 25,386; 0,0025. Такая форма применяется при вводе и выводе числовой информации.

Форма с плавающей запятой позволяет представить число более компактно, избежать написания нулей до и после запятой и, следовательно, расширить диапазон используемых чисел. В нормальной форме число представлено в виде:

N = ±M × 10±k,

где М - мантисса числа; k - порядок числа. Тогда приведенные выше числа будут выглядеть следующим образом: +0,25386×102; -0,25×10-2.

Любая буква или символ в компьютере представлены в виде двоичного кода. Наиболее распространенным является код ASCII (American Standard Code for Information Interchange - американский стандартный код для обмена информацией), который используется для внутреннего представления символьной информации в операционной системе MS-DOS, в Блокноте операционной системы Windows, а также для кодирования текстовых файлов в Интернете. Структура кода представлена в табл. 1-1 (обозначения столбцов и строк выделены полужирным начертанием). Таблица кодов содержит 16 столбцов и 16 строк; каждая строка и каждый столбец пронумерованы в шестнадцатеричной системе счисления цифрами от 0 до 9 и буквами от A до F. Шестнадцатеричное представление ASCII-кода складывается из номера столбца и номера строки, в которых располагается символ. Таким образом может быть закодировано 256 символов.

Данная таблица делится на две части: столбцы с номерами от 0 до 7 составляют стандарт кода - неизменяемую часть; столбцы с номерами от 8 до F являются расширением кода и используются, в частности, для кодирования символов национальных алфавитов. В столбцах с номерами 0 и 1 находятся управляющие символы, которые применяются, например, для управления принтером. Столбцы с номерами от 2 до 7 содержат знаки препинания, арифметических действий, некоторые служебные символы, а также прописные и строчные буквы латинского алфавита. Расширение кода включает символы псевдографики, буквы национальных алфавитов и другие символы.

В приведенной таблице в качестве национального алфавита выбран русский алфавит. Пустые ячейки означают, что они не используются, а ячейки с многоточием содержат символы, которые намеренно не показаны.

Пример. С помощью таблицы ASCII-кодов закодировать сообщение «группа», используя шестнадцатеричное представление кода.

Результат: A3 E0 E3 AF AF A0 (для простоты коды символов разделены пробелами), а в двоично-десятичном коде сообщение будет иметь вид:

1010 0011; 1110 0000; 1110 0011; 1010 1111; 1010 1111; 1010 0000.

Для кодирования букв русского алфавита используются различные таблицы, например ISO, KOI-8, Mac, CP866. Текст, закодированный в одной из этих таблиц, будет неверно воспроизводиться в другой таблице, так как одинаковые символы поразному кодируются в разных таблицах. Иногда текст, состоящий из букв русского алфавита, полученный с другого компьютера, представляет бессмысленный набор символов. Это означает, что на компьютерах используются разные таблицы кодирования русских символов. Современное программное обеспечение позволяет устранить эту путаницу.

В 1997 г. был введен код Unicode (Юникод), в котором для кодировки одного символа используется 2 байта памяти, то есть 16 разрядов. Такое кодирование допускает использование до 65 536 символов, что позволяет включать символы всех известных языков, а также математические, химические, музыкальные и другие знаки.

Графическая информация, как и любая другая, представлена в компьютере в виде двоичных чисел. Используются два принципиально различных метода кодирования графических изображений: растровый и векторный.

Изображение в растровом формате на экране монитора образуется за счет свечения точек, которые называются пикселами (от англ. pixel - Picture’s Element - элемент картинки). Все множество точек изображения называют растром. Количество пикселов на экране определяет разрешающую способность монитора и может находиться в пределах от 640×480 до 5120×2880. Качество изображения зависит от размеров пикселов и расстояния между ними. Расстояние между двумя соседними точками на экране называется зерном: чем оно меньше, тем лучше изображение. Мониторы высокого качества имеют размер зерна до 0,18 мм. В черно-белых мониторах каждая точка (пиксел) может иметь 256 градаций серого цвета (от белого до черного), то есть для кодирования яркости каждой точки достаточно 1 байта видеопамяти.

В основе создания цветного изображения лежит принцип декомпозиции, позволяющий получать любой цвет за счет смешения трех цветов: красного (Red), зеленого (Green) и синего (Blue). Раньше, когда мониторы имели электронно-лучевые трубки (ЭЛТ), для получения цветного пиксела в одну точку направлялись три цветных луча. Такая система кодирования получила название RGB - по первым буквам используемых цветов. Современные мониторы работают на основе жидкокристаллических (ЖК) экранов . В них принцип создания изображения иной, но точно так же создается цвет на базе трех RGB-цветов. Если для кодирования яркости каждого основного цвета использовать 8 двоичных разрядов, а следовательно, на одну точку - 3 байта, то можно получить 16,5 млн различных цветовых оттенков, что близко к чувствительности человеческого глаза. Такой режим представления цветной графики называется полноцветным (True Color). Учитывая, что полноцветный режим требует больших объемов памяти, используются и другие подходы, которые хотя и хуже передают цвет, но требуют меньше памяти. Так, в режиме High Color (богатый цвет) для передачи цвета одного пиксела используются 2 байта, что позволяет передать более 65 тыс. цветовых оттенков. Применяется также индексный режим, в котором код каждого пиксела хранит не цвет, а его индекс в специальной таблице цветовых оттенков. В этом режиме используется всего 1 байт памяти.

Растровый формат часто применяется для кодирования и обработки размытых изображений, не имеющих четких границ, например фотографий. К недостаткам растрового формата относятся искажение цвета и формы объекта при увеличении или уменьшении размеров изображения, а также большой объем данных.

Векторный формат представляет собой рисунок, который закодирован в виде набора геометрических фигур (примитивов), параметры которых хранятся в виде чисел. Графические фигуры могут быть представлены точками, прямыми, окружностями, эллипсами, многоугольниками, кривыми. Для описания этих фигур используются математические формулы и числа, обозначающие координаты начала и конца отрезков, радиусы кривых, координаты центра окружностей и вершин прямоугольников и т.п.

Кроме этого, добавляются кодирование цвета, толщина и тип линий. Однако объем файлов при использовании векторного формата значительно меньше, чем при растровом кодировании. Вдобавок при изменении векторного рисунка не происходит искажения формы элементов. Однако такой формат кодирования непригоден для кодирования размытых изображений, например фотографий или сканированных изображений.

Звук представляет собой непрерывные колебания и относится к аналоговым сигналам. Для ввода аналоговых сигналов в ЭВМ используется АЦП (см. выше). Для более качественной записи сигнала необходимо, чтобы частота дискретизации превышала наибольшую частоту сигнала в 2 раза. Учитывая, что наибольшая частота, воспринимаемая человеческим ухом, лежит в диапазоне от 16 до 20 кГц, то выбирают частоту дискретизации порядка 44 кГц и выше. Точность измерения амплитуды преобразуемого сигнала зависит от разрядности преобразования или уровней квантования сигнала: чем больше разрядов, тем точнее оцифровка сигнала. На практике используется разрядность 16, 24 и 32 бита. Описанные принципы кодирования звука применяются в формате WAV (WAVeborm - аудиоволновая форма звука).

Записанные звуки в виде последовательности значений амплитуд занимают достаточно большой объем памяти. Именно поэтому для уменьшения объема данных применяются различные процедуры сжатия на основе алгоритмов, удаляющих из исходного сигнала неразличимые на слух фрагменты, что способствует сокращению объема данных в 8-12 раз. Такой способ сжатия данных приводит к некоторой потере исходной информации, поэтому называется кодированием данных с потерями (losing coding). Имеется несколько алгоритмов и программ, реализующих такой способ кодирования, наиболее известная среди них называется MP3 (MPEG-1 Layer3).

Для преобразования цифрового кода звуковой информации в звук используется обратная процедура. С помощью ЦАП цифровые коды преобразуются в дискретный квантованный сигнал, а затем осуществляется сглаживание дискретных сигналов во временной области. Полученный аналоговый сигнал после фильтра нижних частот поступает на воспроизводящее устройство (наушники или колонки).

Видеоинформация представляет поток последовательности изображений. Необходимо оцифровать и запомнить большой объем информации, который связан с кодированием состояния каждого пиксела экрана и одновременной записью звукового сопровождения. Именно поэтому используют высокоскоростные устройства обмена информацией, накопители с большим объемом памяти. Для уменьшения объема информации применяют специальное кодирование, характеризующееся коэффициентом сжатия. Чем выше коэффициент сжатия, тем меньший объем может занимать информация, но ниже качество изображения. Имеется несколько технологий сжатия изображения. В качестве стандартов используются разработки, предложенные MPEG (Monitor Picture Expert Group - группа экспертов по движущимся изображениям). В 1999 г. был разработан стандарт MPEG-4, который используется для записи полнометражных цветных фильмов на обычный лазерный диск (CD или DVD), а также для передачи информации в компьютерных сетях.

Принцип работы алгоритма MPEG заключается в следующем. Учитывается, что соседние кадры мало отличаются друг от друга. Именно поэтому запоминается первый кадр, а затем сохраняются только изменения относительно исходного кадра. Через 15-20 кадров выбирается новый исходный кадр, и далее запоминается лишь его изменение. Таким образом, объем запоминаемой информации уменьшается более чем в 200 раз.

► Определение

Под информационной компьютерной технологией понимается система методов и способов сбора, накопления, хранения, поиска, обработки и защиты информации на основе применения средств вычислительной техники и связи, развитого программного обеспечения, а также способов, с помощью которых информация предлагается клиентам.

Люди занимались обработкой информации тысячи лет. Первые информационные технологии основывались на использовании счетов и письменности. Можно выделить следующие этапы развития информационных технологий - ручные, механические, электрические, электронные и компьютерные технологии.

С середины 1980-х годов началось исключительно быстрое развитие компьютерных технологий, что в первую очередь связано с появлением ПК. В настоящее время термин «информационная технология» употребляется в связи с использованием компьютеров для обработки информации. Именно поэтому информационные компьютерные технологии в дальнейшем будут именоваться в сокращенном виде как информационные технологии.

Информационные технологии охватывают всю вычислительную технику, технику связи и, отчасти, бытовую электронику, телевидение и радиовещание. В настоящее время создание крупномасштабных информационно-технологических систем является экономически возможным, и это обусловливает появление национальных исследовательских и образовательных программ, призванных стимулировать их разработку. Особенностью современных информационных технологий являются распределенная компьютерная техника, дружественное программное обеспечение, развитые коммуникации и развитие Интернета.

На сегодняшний день возможны четыре формы организации стратегии функционирования информационных технологий:

Две последние организационные формы предопределяют концепцию новой информационной технологии. Мощные программноаппаратные средства (базы данных, экспертные системы, базы знаний, системы поддержки принятия решения и др.) создают комфорт в работе, позволяют не только автоматизировать процесс изменения формы и местоположения информации, но также изменения ее содержания.

Для новой информационной технологии характерны:

Различают следующие виды информационных технологий:

Информационная технология обработки данных предназначена для решения задач, по которым имеются необходимые входные данные, известные алгоритмы и стандартные процедуры обработки данных. Например, в разработанной информационной технологии формирования, обработки и представления данных в налоговой службе «Налог» происходит получение данных о поступлении налогов и других платежей в бюджет, анализ динамики поступления сумм налогов и возможность прогноза этой динамики, информирование администрации различных уровней о поступлении налогов и соблюдении налогового законодательства.

Информационная технология управления - это совокупность организационной и электронно-вычислительной техники, а также средств связи, обеспечивающих сбор, накопление, обработку и транспортировку информации для эффективного решения задач управления организацией.

Офисные технологии широко применяются в делопроизводстве и управлении для организации и поддержки коммуникационных процессов как внутри организации, так и при ее связи с внешними учреждениями.

Информационные технологии поддержки принятия решений представляют собой инструментарий выработки рекомендаций для лица, принимающего решение, а также инструментарий подготовки данных для этого пользователя. Прежде всего можно сказать, что оба инструментария призваны обеспечить процесс принятия решений. Однако первый сосредоточен на сравнении альтернатив с целью выбора лучшей, второй - на подготовке данных для последующего анализа. Фактически второй инструментарий не предполагает выдачу рекомендаций. Он выдает только данные, а процесс формирования альтернатив, их сравнения и выбора лучшей остается задачей для специалиста. Первый инструментарий предполагает, что, во-первых, вся информация, необходимая для выдачи рекомендации, должна быть собрана, и, во-вторых, она должна быть оформлена в виде модели выбора: «альтернативы + критерии + оценки». Именно поэтому можно сказать, что второй инструментарий по сути есть подготовительный этап к первому, поскольку он только готовит данные, но не преобразует их в форму указанной модели выбора.

Экспертные системы - это сложные программные комплексы, аккумулирующие знания специалистов в конкретных предметных областях и тиражирующие этот эмпирический опыт для консультации менее квалифицированных пользователей. Экспертная система состоит из базы знаний, процедуры принятия решений и пользовательского интерфейса. С помощью экспертной системы возможно получить приемлемое решение в ситуации, когда формальные, абсолютно точные решения получить затруднительно. Таким образом, экспертная система - это система искусственного интеллекта, созданная для решения задач на основе возможностей компьютера и знаний, опыта квалифицированных экспертов.

В целях развития информационных технологий в стране реализована Федеральная целевая программа «Электронная Россия 2002-2010 годы». Программа призвана создать условия, которые позволили бы Российской Федерации достичь высокого уровня проникновения информационных и коммуникационных технологий во все области жизни, включая государственное управление и общественную деятельность. Выполнение заложенных в Программе мер предусматривало повышение эффективности государственного управления, увеличение конкурентоспособности экономики и уровня развития общества.

28 апреля 2011 г. (приказ Минздрава России № 364) была утверждена Концепция создания единой государственной информационной системы в сфере здравоохранения. Согласно утвержденной Концепции Единая государственная информационная система (ЕГИС) в сфере здравоохранения представляет собой совокупность информационно-технологических и технических средств, оказывающих информационную поддержку методического и организационного обеспечения деятельности участников системы здравоохранения. Основной целью создания ЕГИС является организация эффективной информационной поддержки процесса управления системой медицинской помощи, а также процесса оказания медицинской помощи.

ЕГИС позволила обеспечить решение комплекса задач по следующим направлениям:

Созданные ранее информационные системы носят преимущественно узконаправленный характер, ориентированный на обеспечение конкретных функций и задач. Их развитие в процессе эксплуатации не только дало ощутимые результаты, но и породило серьезные проблемы. Построенные по принципу «снизу вверх» путем непрерывного наращивания и увязки старых и новых технологий существующие информационные системы, скорее, представляют собой комплекс автоматизированных рабочих мест (АРМ), чем единую информационную среду. Организационно-технологические решения, реализуемые программными средствами, жестко привязаны к существовавшей на момент создания систем организационной структуре Минздрава России и подведомственных организаций.

Используемые в настоящее время в медицине информационные технологии можно подразделить на следующие разновидности:

Первая разновидность информационных технологий помогает решить в основном управленческие задачи, а потому раздел информатики, занимающийся этими технологиями, можно назвать информационными технологиями в профессиональной организационно-управленческой деятельности. Второе направление развития информационных технологий связано с диагностикой, лечением, реабилитацией и профилактикой здоровья конкретного пациента, что можно обозначить как информационные технологии в профессиональной клинической деятельности. Оба эти направления тесно взаимосвязаны, так как используют единую информационную основу и относятся к медицинской информатике.

В утвержденной Концепции ЕГИС в сфере здравоохранения обозначены следующие проблемы в области управления здравоохранением, то есть отсутствует:

В области непосредственного оказания медицинской помощи в новой Концепции ЕГИС в сфере здравоохранения как наиболее значимые отмечены проблемы:

В области взаимодействия органов управления здравоохранением, медицинских организаций и медицинского персонала с населением и организациями по вопросам здравоохранения выделены задачи:

Информационные технологии в профессиональной организационно-управленческой деятельности объединяют:

Данные информационные технологии являются составными элементами медицинских информационных систем.

► Определение

Медицинская автоматизированная информационная система - этo сoвoкупнoсть пpoгpaммнo-тeхничeских сpeдств, бaз дaнных и знaний, пpeднaзнaчeнных для aвтoмaтизaции paзличных пpoцeссoв, пpoтeкaющих в лeчeбнo-пpoфилaктичeскoм учpeждeнии.

Информационные технологии в профессиональной клинической деятельности объединяют:

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ОРГАНИЗАЦИОННО-УПРАВЛЕНЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

Административно-управленческие информационные системы и системы медико-статистического учета учреждений здравоохранения. Во всех лечебно-профилактических учреждениях автоматизирована обработка данных по учетным формам «Единый талон амбулаторного пациента» (форма № 025-10/у) и «Карта выбывшего из стационара» (форма № 066/у), удовлетворяющим по информативности требованиям Минздрава России и Федерального фонда ОМС. Тем самым были сформулированы единые требования к первичному документу, информация из которого поступает в информационные системы учреждений здравоохранения. Для специализированных учреждений здравоохранения, таких как онкологический диспансер, противотуберкулезный диспансер, клиническая наркологическая больница, клиническая психиатрическая больница, родильный дом, также разработаны и используются учетные стационарные формы для автоматизированной обработки информации.

Компьютерные программы, обрабатывающие эту статистическую информацию, формируют БД пациентов, обратившихся за медицинской помощью, все отчетные формы, утвержденные Минздравом России, реестры счетов на пациентов, застрахованных в системе ОМС, а также любые отчетные формы по всем позициям, содержащимся в данных документах. Реестры счетов представляются в страховые медицинские компании в электронном виде.

Информационные системы органов управления здравоохранением предназначены для выполнения следующих функций на различных уровнях управления медицинскими учреждениями:

Информационные системы ОМС. Перевод лечебно-диагностического процесса на экономическую основу, появление в здравоохранении страховых организаций и фондов ОМС, отслеживающих целесообразность расходования финансовых средств, вынуждают каждое ЛПУ оперативно анализировать и контролировать свою работу, планировать расходы и сокращать нерациональное использование ресурсов. Для достижения этих целей функционируют информационные технологии, выполняющие следующие задачи:

Интеграция электронной медицинской информации в ЕГИС. Единая государственная информационная система в сфере здравоохранения - это автоматизированная система, направленная на информационную поддержку реализации функций Минздрава России, федеральных служб, федеральных агентств, находящихся в ведении Минздрава России, государственных внебюджетных фондов, деятельность которых координирует Минздрав России.

ЕГИС обеспечивает функции сбора, хранения, обработки, передачи и использования информации в сферах здравоохранения в Российской Федерации и предназначена для разрешения следующих проблем:

Основными причинами, затрудняющими создание полноценного единого информационного пространства, являются:

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ КЛИНИЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

Автоматизированные системы обработки инструментальных и лабораторных данных, включающие АРМ врача. Использование компьютерных технологий в клинических функциональных исследованиях позволяет значительно повысить точность и скорость обработки информации о состоянии пациента.

Применение ПК обеспечивает надежное нахождение и распознавание информативных графоэлементов в записях биосигналов различных органов и систем организма, повышает точность измерительных процедур выделенных элементов сигнала, а также ускоряет процесс идентификации полученных данных с показателями нормы или с патологиями различного вида. Для решения этих вопросов необходимо наличие соответствующего алгоритмического и программного обеспечения, моделирующего процесс проведения функциональных исследований грамотным врачом-экспертом. Таким образом, одной из основных целей применения компьютерных технологий в функциональных исследованиях является повышение надежности врачебной диагностики за счет применения математических методов, обеспечивающих высококачественное измерение и вычисление комплексных электрофизиологических характеристик и формализующих процесс принятия решений с учетом опыта ведущих специалистов в этой области.

Основная задача автоматизированных систем функциональной диагностики заключается в обеспечении врача добротной, наглядной и достаточной информацией для правильной постановки диагноза. Целый ряд автоматизированных систем функциональной диагностики направлен на формирование результатов анализа в виде словесных синдромальных заключений. Однако, несмотря на их достаточно высокую достоверность (70-95%), окончательный диагноз формируется врачом с учетом клинических проявлений.

Многие учреждения здравоохранения используют в своей деятельности АРМ специалистов.

► Определение

АРМ врача - автоматизированное рабочее место, оснащенное средствами вычислительной техники, программными средствами и, при необходимости, медицинским оборудованием для информационной поддержки выполняемых профессиональных задач.

Обеспечение потребностей врача в консультативной помощи при принятии решений по вопросам диагностики, прогнозирования и выбора методов обследования и лечения, то есть создание компьютерной системы поддержки врачебных решений, достигается путем включения в информационную систему на пользовательском уровне АРМ, имеющих специальное программное обеспечение, необходимое в деятельности конкретного врача-специалиста.

АРМ врача любой специальности должен выполнять ряд функций:

Интеллектуальные системы поддержки принятия врачебных решений (СПВР). Выполняют задачи анализа, моделирования и прогноза. Принятие решения - это акт целенаправленного воздействия на объект управления, основанный на анализе ситуации, определении цели, разработке программы достижения этой цели.

При оказании медицинской помощи пациентам выделяют следующие четыре вида поддержки принятия решений:

Таким образом, можно выделить две разновидности систем поддержки принятия решений: системы выработки врачебных рекомендаций и системы подготовки данных для решения.

Системы выработки врачебных рекомендаций позволяют:

Реализация этого варианта СПВР требует решения некоторых нетривиальных проблем. Например:

Системы подготовки данных для решения помогают решить следующие задачи:

Экспертные системы. Интеллектуализация программных средств поддержки врачебных решений предполагает использование так называемых экспертных (консультативных) систем, построенных на основе использования знаний высококвалифицированных врачей-экспертов. Назначение экспертных систем заключается в выдаче системой искусственного интеллекта экспертных заключений, относящихся к проблемам какой-либо медицинской области. Экспертное заключение часто оказывается ответом на обращение лица, принимающего решение, за консультацией в конкретной ситуации.

Основными чертами экспертных систем являются следующие:

Математическое моделирование - специальный инструмент, который позволяет оценить недоступные прямым измерениям свойства регуляторных систем и процессов. Математическая модель представляет собой систему математических соотношений - формул, функций, уравнений, систем уравнений и других элементов математического аппарата, описывающих те или иные стороны изучаемого объекта, явления, процесса. Модель - это не только отражение наших знаний об исследуемом объекте, но и источник новых сведений, полученных с помощью модели. Модель, отображая или воспроизводя объект исследования, способна замещать его так, что ее изучение дает новую информацию об этом объекте.

Необходимость применения в медицине математических методов моделирования с использованием компьютерной техники диктуется тем, что с их помощью можно адекватно и в короткий срок обобщить сложную сущность явлений и процессов, описать и понять факты, выявить взаимосвязи, найти рациональное решение с гораздо большей полнотой и надежностью, чем это делается на базе словесных характеристик. Метод математического моделирования в медицине помогает систематизировать и объединять знания о физиологических системах, идентифицировать важные параметры и определять общую чувствительность системы к вариации каждого параметра, количественно оценивать трудноизмеряемые и вообще неизмеряемые показатели, быстро и эффективно проверять гипотезы без обращения к эксперименту, планировать эксперименты и исследования, предсказывать поведение реальной системы.

Телекоммуникационная инфраструктура в медицине, цели и направления в телемедицине. Телекоммуникационная инфраструктура строится на основе принципов, утверждающих создание единой региональной системы информационнотелекоммуникационного взаимодействия функциональных информационных систем и абонентов.

Некоторые медицинские учреждения сегодня имеют выход через некоммерческую сеть Free Net в глобальную сеть Интернет. Все центральные офисы страховых медицинских организаций пользуются службой электронной почты и ресурсами Интернета с доступом по выделенным и коммутируемым телефонным линиям. Большинству ЛПУ открыты медицинские WWW-серверы (World Wide Web). Создаются центры телемедицины, на базе которых отрабатываются технологии дистанционного консультирования больных в онлайн-режиме и в режиме отложенных консультаций.

Развитие информационно-телекоммуникационных технологий, построение единого информационного пространства и создание национальной телемедицинской системы являются одним из ключевых направлений модернизации российского здравоохранения.

► Определение

Телемедицина - это прикладное направление медицинской науки, связанное с разработкой и применением на практике методов дистанционного оказания медицинской помощи и обмена специализированной информацией на базе использования современных телекоммуникационных технологий, минуя географические, временные, социальные и культурные барьеры.

Целью телемедицины является приближение высококвалифицированной и специализированной консультативной помощи в районные центры здравоохранения с минимальными затратами и параллельное клиническое обучение врачей.

К направлениям телемедицины в практическом здравоохранении относят:

ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В МЕДИЦИНЕ И ЗДРАВООХРАНЕНИИ

Стратегические задачи использования информационных технологий в медицине включают:

Согласно утвержденной Концепции создание ЕГИС будет осуществляться в два этапа.

На первом этапе, называемом «Базовая информатизация», в 2011-2012 гг. удалось обеспечить:

В плане подготовки и реализации программ стимулирования внедрения информационно-коммуникационных технологий в деятельность медицинских организаций осуществлена реализация мероприятий по популяризации использования информационных технологий в здравоохранении, включая мероприятия по обучению медицинских и фармацевтических работников навыкам пользования средствами вычислительной техники и медицинскими информационными системами.

На втором этапе в 2013-2020 гг. планируется:

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

► Определение

Электронная вычислительная машина (ЭВМ), или компьютер, - это совокупность технических и программных средств, предназначенных для автоматизации процессов приема, хранения, обработки и передачи информации.

Если говорить о терминологии, используемой в информатике, то, учитывая передовые позиции, которые занимают англоязычные страны в этой науке, большинство названий имеют английское происхождение. Так, вместо названия «ЭВМ» в литературе чаще можно встретить слово «компьютер» (от англ. computer - вычислитель). Именно поэтому в дальнейшем будем использовать эти слова как синонимы.

Основы функционирования ЭВМ были сформулированы Джоном фон Нейманом в 1945 г. в виде трех общих принципов: программного управления, однородности памяти и адресности. Для реализации этих принципов была предложена структура ЭВМ (рис. 2-1), которая использовалась в первых двух поколениях, но основные узлы сохранились и в современных ЭВМ.

Основными блоками ЭВМ являются: устройство управления (УУ), арифметико-логическое устройство (АЛУ), оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), внешнее запоминающее устройство (ВЗУ), устройства ввода и вывода. В современных компьютерах арифметико-логическое устройство и устройство управления объединены в один блок, который называется процессором. На рис. 2-1 сплошной линией показано направление потоков информации, а пунктирной - команды от устройства управления.

Назначение основных блоков ЭВМ заключается в следующем. АЛУ предназначено для выполнения арифметических и логических операций, именно в этом блоке происходит решение задач. ЗУ хранит исходные данные, промежуточные и окончательные результаты решения задачи, а также программу решения задачи. ЗУ подразделяется на оперативное ЗУ, которое взаимодействует с АЛУ и должно обладать высоким быстродействием, и более медленно действующее внешнее ЗУ, где хранятся данные, временно не используемые в вычислительном процессе. Этим реализуется принцип однородности памяти, заключающийся в том, что данные и программы хранятся в памяти ЭВМ. УУ организует процесс решения задачи и синхронизирует работу всех устройств ЭВМ. Устройства ввода и вывода предназначены для ввода исходных данных и программ, а также для вывода результатов решения задач.

Решение задачи на ЭВМ в соответствии с принципами фон Неймана происходит без вмешательства человека, что осуществляется программой, хранимой в памяти ЭВМ. Решение задач в ЭВМ выполняется по следующей схеме. В память машины с помощью устройства ввода заносятся программа и исходные данные.

► Определение

Программа - набор команд, понятных компьютеру, выполнение которых позволяет решить конкретную задачу за конечное число шагов.

Программа и исходные данные хранятся в памяти по соответствующим адресам, как того требует принцип адресности, то есть все пространство памяти состоит из пронумерованных ячеек, и по команде содержимое любой ячейки может быть направлено в АЛУ. Каждая команда представляет собой двоичное число - машинный код (рис. 2-2), который содержит следующую информацию:

В УУ имеется специальный регистр, который называется счетчиком команд. В него заносится номер (адрес) ячейки памяти, из которой в УУ будет извлечена очередная команда. В УУ эта команда расшифровывается, и управляющие команды поступают в ОЗУ для считывания необходимых данных и направления их в АЛУ, а команды в АЛУ выполняют необходимые операции. После завершения операции по команде УУ результат заносится в ОЗУ по указанному адресу. После этого в счетчик команд добавляется единица, и УУ переходит к выполнению следующей, очередной команды. Таким образом, последовательно выполняются все команды программы, что приводит к решению задачи.

В программе могут быть предусмотрены переходы при выполнении некоторых логических условий, при разветвлении программы или неоднократное обращение к фрагментам программы при организации цикла. После завершения вычисления из УУ поступают команды на выдачу результатов вычислений в устройство вывода информации или на хранение в ОЗУ. На этом работа ЭВМ по решению задачи заканчивается.

Описанная структура и функционирование ЭВМ относятся к машинам первого и второго поколений. Естественно, что с развитием технологии производства ЭВМ и совершенствования программного обеспечения структура претерпевала некоторые изменения. Прежде всего это коснулось взаимодействия электронной части ЭВМ, а именно - процессора и механических устройств ввода-вывода информации, медленная работа которых значительно снижала быстродействие процессора. Были разработаны специальные электронные схемы управления внешними устройствами - контроллеры. Контроллер имеет собственную программу работы с внешними устройствами, что освобождает центральный процессор от управления периферийными устройствами.

Кроме того, изменилась внутренняя структура ЭВМ. Одно из достижений фирмы IBM состоит в использовании магистрального принципа построения ЭВМ, или использовании общей шины (рис. 2-3).

Шина состоит из трех частей:

Так, при считывании числа из памяти на шине адреса указывается адрес ячейки памяти, по шине управления передается команда на считывание информации, и содержимое ячейки передается по шине данных.

Магистральная структура позволяет через контроллер подключить к компьютеру различные внешние устройства в зависимости от решаемой задачи и скомпоновать конфигурацию машины, необходимую пользователю. В машинах третьего и четвертого поколений появились устройства вывода информации на электронно-лучевых трубках (ЭЛТ) - дисплеи.

Дисплеи, не имея механических составляющих, позволяли достаточно оперативно отражать необходимую информацию на экране ЭЛТ. Для формирования видеокартинки используется видеопамять, объем которой зависит от характера информации и количества цветов изображения. Конструктивно видеопамять может представлять собой обычное ОЗУ или находиться в контроллере дисплея.

Таким образом, внутренняя структура и организация вычислительного процесса совершенствовались из поколения в поколение и существенно зависели от назначения ЭВМ.

По мере развития ЭВМ улучшались и их функциональные характеристики. Основными характеристиками ЭВМ являются следующие. - Скорость выполнения операций, или быстродействие. Учитывая, что скорость выполнения операций зависит от формы представления числа (с плавающей или фиксированной запятой), быстродействие ЭВМ оценивается приблизительно. Именно поэтому для характеристики быстродействия используют тактовую частоту, так как выполнение каждой операции происходит за определенное число тактов. Так, микропроцессор (МП) с частотой 100 МГц выполняет 20 млн коротких операций в секунду (сложение и вычитание чисел с фиксированной запятой). Следовательно, чем выше тактовая частота, тем больше производительность ЭВМ.

Современные ЭВМ имеют быстродействие, измеряемое миллиардами операций в секунду.

Часто в качестве характеристики быстродействия ЭВМ используют связанную с ней характеристику - производительность. Производительность определяет объем задач, решаемых ЭВМ в единицу времени. Поскольку производительность зависит от класса решаемых задач, то введены относительные характеристики производительности: вычисления с целыми числами, с плавающей запятой, построение графических изображений и др.

За все время существования ЭВМ разработаны сотни и тысячи различных моделей. В настоящее время в мире эксплуатируется большое разнообразие вычислительных средств, предназначенных для решения различных задач. Предложено несколько классификаций ЭВМ: по типоразмерам, по специализации, по совместимости, по типу процессора. Однако, учитывая высокие темпы развития технических и программных средств информатики, эти классификации условны. Наиболее общей является классификация по назначению. Согласно этой классификации ЭВМ можно разделить на следующие типы.

СуперЭВМ. Основу суперкомпьютеров составляют более тысячи параллельно работающих процессоров, что позволяет значительно увеличить скорость обработки информации. Суперкомпьютеры занимают большие площади и требуют специальных систем кондиционирования воздуха. Эти ЭВМ предназначены для решения глобальных задач, таких как сбор и обработка метеорологической информации в масштабах всей Земли, управление системами противоракетной обороны, моделирование задач ядерной физики, расшифровка генома человека и т.п.

На рис. 2-4 представлен суперкомпьютер JURECA, созданный российской компанией «Т-платформы», который занял 29-е место в рейтинге «Топ-500» самых мощных вычислительных систем мира.

Большие универсальные ЭВМ (mainframe) представляют собой вычислительные системы, обеспечивающие совместную деятельность многих управленческих работников в рамках одной организации, одного проекта, одной сферы информационной деятельности при использовании одних и тех же информационно-вычислительных ресурсов. Машины этого типа постепенно сменяют серверные компьютеры.

На рис. 2-5 представлен мэйнфрейм IBM Z, осуществляющий за сутки 12 млрд зашифрованных транзакций при обмене между приложением и облаком. Компьютер IBM Z предназначен для борьбы с кражами данных.

Серверы предназначены для обслуживания локальных и глобальных компьютерных сетей. Серверы имеют один или несколько процессоров, накопители с большим объемом памяти и подключены к каналам связи. С помощью каналов связи к серверу подключаются терминалы или ПК, которые пользуются ресурсами сервера для хранения и обработки информации.

Промышленные ЭВМ встраиваются в промышленное оборудование для обработки информации и управления промышленным объектом. Такие компьютеры оснащены универсальными процессорами, но имеют специализированное программное обеспечение. Так, каждый военный или пассажирский самолет имеет бортовой компьютер для контроля и управления работой всех приборов и устройств самолета, а также для его управления в режиме автопилота.

Персональные ЭВМ представляют собой вычислительные системы, все ресурсы которых полностью направлены на обеспечение деятельности одного рабочего места пользователя.

Персональные компьютеры в свою очередь имеют множество разновидностей как по габаритам, так и по вычислительным возможностям. Каждый человек, желающий приобщиться к компьютерной обработке или получению необходимой информации, может подобрать ПК, отвечающий его запросам и финансовым возможностям. На рис. 2-6 приведена классификация ПК.

Стационарные ПК - настольные ЭВМ, состоящие из системного блока, клавиатуры для ввода информации, монитора, предназначенного для отображения информации, и мыши (рис. 2-7).

Переносные, или мобильные, ПК представляют собой ЭВМ, меньшие по размеру, чем стационарные, имеющие автономное питание, системный блок, монитор и клавиатуру, размещенные в одном корпусе. Такие ПК имеют вычислительные характеристики, сравнимые со стационарными ПК, но значительно меньшую массу, что позволяет использовать их вне дома и офиса, во время поездок и на отдыхе.

В настоящее время более 80% пользователей работают на мобильных ПК.

Ноутбук (от англ. notebook - блокнот) сравним по функциональным возможностям со стационарным ПК, использует те же операционные системы, имеет размеры большой книги (толщина 2-5 см), вес от 1,5 до 3,5 кг. Ноутбуки содержат компоненты с пониженным энергопотреблением и могут автономно работать от 6 до 12 ч. Для отображения информации используют жидкокристаллические дисплеи до 21 дюйма (рис. 2-8).

Нетбуки (от англ. netbook), или субноутбуки (от англ. subnotebook), имеют меньшие габариты, чем ноутбуки (размер экрана 612 дюймов). Отсутствие дисковода, а иногда замена жесткого диска флеш-па-мятью снижают массу ПК и увеличивают время автономной работы.

Планшетные компьютеры имеют сенсорный экран и специальное перо, с помощью которого можно вводить печатный текст, рисунки, данные и т.д. Функциональные возможности соответствуют хорошим ноутбукам, масса - до2 кг, размер дисплея - до 13,3 дюймов (рис. 2-9).

Карманные компьютеры (от англ. palmtop - наладонные) - полноправные ПК, имеющие большие функциональные возможности, цветной дисплей, клавиатуру, большую автономность работы. Масса - 100-300 г, размер - порядка 150×80×15 мм (рис. 2-10).

Коммуникаторы (смартфоны) - сотовые телефоны с компьютерными возможностями и сетевыми функциями (рис. 2-11).

Электронные секретари (от англ. hand help - ручной помощник) предназначены для организации различных справочников, адресов, телефонов, списка текущих дел, распорядка дня и т.п. Имеют встроенные текстовые и графические редакторы, электронные таблицы. Масса - не более 0,5 кг (рис. 2-12).

Электронные записные книжки (от англ. organizer - органайзер) используют для записи и редактирования необходимых документов, хранения адресов и телефонов, распорядка дня и встреч. Имеется звуковой сигнал для напоминания о встрече. Масса - до 200 г (рис. 2-13).

► Определение

Структура ЭВМ - совокупность основных блоков, определяющих состав и принципы их взаимодействия в процессе обработки информации.

Структурная схема стационарного ПК представлена на рис. 2-14. Главной особенностью ПК типа IBM PC является использование системной шины (магистрали), к которой подсоединяются основные модули ПК. Шина представляет собой совокупность кабелей, используемых для передачи данных, адресов и управляющих сигналов. Количество проводов для передачи данных и адресов определяется разрядностью кодов адресов и данных, а в шине управления - числом управляющих сигналов. Все блоки ПК подключены к шине с помощью разъемов либо непосредственно, либо через контроллеры. При наличии свободных разъемов возможно подключение дополнительных устройств, например модема для подключения к Интернету.

Центральным устройством ПК является микропроцессор (МП), который выполняет основные функции обработки информации и управления всеми блоками ПК. Микропроцессор состоит из:

Непосредственную связь с системной шиной имеет внутренняя память, которая делится на постоянную (ПЗУ) и оперативную (ОЗУ). ПЗУ применяется для хранения неизменной информации, которая постоянно используется МП, в частности, базовой системой ввода-вывода (Basic Input and Output System, BIOS). Программы ПЗУ начинают работать при включении компьютера.

ОЗУ построено на СБИС и является энергозависимым, то есть при отключении питания информация в ОЗУ стирается. ОЗУ предназначено для хранения программ и данных, непосредственно участвующих в вычислительном процессе. ОЗУ обладает высокой скоростью записи и считывания информации по сравнению с внешней памятью. Объем ОЗУ современных ПК измеряется в гигабайтах.

Внешняя память ПК включает накопители на жестких магнитных дисках (НЖМД), на оптических дисках (НОД) и флеш-память.

Все устройства внешней памяти относятся к энергонезависимым, поэтому предназначены для длительного хранения информации, а также переноса ее с одного компьютера на другой.

Для управления работой внешних устройств используются контроллеры, или адаптеры (от англ. to adapt - приспосабливать). Контроллеры выполнены на отдельных печатных платах, содержат регистры состояния и регистры данных. Эти регистры называются портами ввода-вывода. Они предназначены для подключения внешних устройств. К внешним устройствам ПК относятся устройства ввода-вывода информации, а также средства связи и телекоммуникации.

Работа контроллеров осуществляется по программе, которая называется драйвером и входит в состав операционной системы ПК.

В составе ПК имеется генератор тактовых импульсов, который определяет скорость обработки информации. Чем выше частота тактовых импульсов, тем больше количество операций в единицу времени (в секунду) выполняет ПК.

Базовая конфигурация стационарного ПК включает следующие устройства:

Конструктивно стационарный ПК выполнен в виде системного блока (рис. 2-15), к которому через разъемы подключаются внешние устройства. В состав системного блока входят: материнская плата, блок питания, внешние накопители, контроллеры, разъемы или порты, корпус.

На передней панели системного блока расположены кнопки включения компьютера. Кнопка Power предназначена для выключения и включения компьютера. Кнопка Reset служит для перезапуска компьютера, если в результате сбоя в работе программы или оборудования он не реагирует на команды, то есть «компьютер завис».

На передней панели имеется дисковод с выдвижным лотком, предназначенный для работы с компактными дисками (CD-ROM и DVDROM). В нижней части обычно расположены два универсальных разъема USB, квадратное гнездо порта FireWire и гнездо для подключения наушников и микрофона. На задней панели имеются другие разъемы для подключения внешних устройств.

МАТЕРИНСКАЯ ПЛАТА

Материнская плата (motherboard) является основной составной частью каждого ПК. Это самостоятельный элемент, который управляет внутренними связями и взаимодействует через прерывания с другими внешними устройствами. В этом отношении материнская плата является элементом внутри ПК, влияющим на общую производительность компьютера. Супербыстрый винчестер (жесткий диск) или высокопроизводительная графическая карта нисколько не смогут увеличить его производительность, если тормозится поток данных к материнской плате и от нее. Материнскую плату также называют главной (mainboard), или системной, платой.

На материнской плате размещены (рис. 2-16):

Кроме того, на материнской плате имеется система шин, обеспечивающая обмен информацией между микросхемами и разъемами для подключения внешних устройств.

Размеры материнской платы нормированы. Стандартизованы также и отверстия внутри платы, которые соединяют ее с дном корпуса. Именно поэтому говорят не о размерах, а о типоразмерах материнских плат.

Чипсет (chipset) - это набор микросхем, установленных на материнской плате для обеспечения работы процессора по обмену данными с периферийными устройствами. В настоящее время именно чипсет определяет как производительность, так и саму архитектуру материнской платы.

Микросхема ПЗУ является энергонезависимой памятью, которая хранит программу BIOS (Basic Input Output System - базовая система ввода-вывода). Программа BIOS начинает работать при включении компьютера и осуществляет тестирование основных устройств. Если устройства обнаружены и работают, то программа устанавливает связь системной платы с устройствами, подключает жесткий диск и осуществляет процесс загрузки операционной системы.

Важным элементом на системной плате является CMOS-память (complementary-symmetry/metal-oxide semiconductor комплементарная логика на транзисторах металл-оксид-полупроводник), которая питается от аккумулятора и сохраняет информацию при отключении компьютера от сети. Память хранит информацию о параметрах устройств, входящих в ПК, а также некоторые настройки системы, текущую дату и время, пароль на вход в компьютер. Эта информация может изменяться по мере необходимости. Программа BIOS берет необходимую информацию об изменяемых параметрах ПК из этой памяти.

ПРОЦЕССОР

Стержень материнской платы - процессор, или главный процессор (central processing unit, CPU), который регулирует, управляет и контролирует рабочий процесс. Микропроцессор - это полупроводниковое устройство, состоящее из одной или нескольких программно-управляемых СБИС, включающее все средства, необходимые для обработки информации и управления, и рассчитанное на совместную работу с устройствами памяти и ввода-вывода информации (рис. 2-17).

Для выполнения арифметических операций с плавающей точкой (с плавающей запятой) имеется специальный арифметический процессор, называемый сопроцессором. В отличие от процессора он не управляется системой, а ждет команду процессора на выполнение арифметических вычислений и формирование результатов. Согласно заявлениям фирмы Intel по сравнению с процессором арифметический сопроцессор может уменьшить время выполнения арифметических операций, таких как умножение и возведение в степень, на 80% и более. Скорость выполнения сложения и вычитания, как правило, остается без изменения.

Сопроцессор является только обиходным названием для этого чипа. Полностью он называется математическим сопроцессором, или Numeric Processing Unit (NPU), или Floating Point Processing Unit (FPPU).

Наличие сопроцессора на материнской плате не является обязательным, поэтому на его месте может оказаться пустой разъем для дальнейшей установки сопроцессора. В первую очередь область применения сопроцессоров - научно-технические приложения, связанные с выполнением большого количества арифметических операций. Однако это не является ограничением использования. Обычно FPPU ускоряет работу любой программы - даже программы обработки текстов, так как работа с текстовыми блоками и модулями требует сложных вычислений.

Основными характеристиками процессора являются:

Система команд - вид и тип команд, автоматически выполняемых микропроцессором. Если компьютеры имеют процессоры с одинаковой системой команд, то все программы на них выполняются одинаково. Все МП по системам команд можно разделить на четыре группы.

Разрядность определяется числом двоичных разрядов, одновременно обрабатываемых при выполнении одной команды. Последние модели МП имеют 64-разрядную шину данных.

Рабочая тактовая частота определяет скорость выполнения операций (производительность) МП в секунду. Чем выше тактовая частота, тем короче интервал времени и больше команд выполняет МП в единицу времени. Тактовую частоту задает генератор тактовых импульсов, который находится на материнской плате. МП, используемые в настоящее время в ПК, имеют тактовую частоту несколько гигагерц.

Число элементов показывает количество активных элементов (транзисторов), которые умещаются на микросхемах. В первых МП количество транзисторов составляло порядка 30 тыс., в настоящее время этот показатель приближается к нескольким миллиардам.

Кэш-память имеет три уровня: кэш-память первого уровня (L1), которая находится внутри основной микросхемы с объемом памяти до десятков килобайт, кэш-память второго уровня (L2) с объемом от сотен до тысяч килобайт. Кэш-память второго уровня представляет собой микросхему и размещается отдельно на материнской плате. Кэш L3 имеет самый большой объем памяти, но малое быстродействие, хотя и гораздо большее, чем оперативная память.

Первый микропроцессор 4004 был изготовлен фирмой Intel (Integrated Electronics, США) в 1971 г. В дальнейшем компанией Intel было выпущено несколько поколений МП, причем каждое последующее значительно превосходило предыдущее по схемотехническим и технологическим характеристикам.

Президент фирмы Intel Гордон Мур сформулировал закон (закон Мура), согласно которому каждые полтора года частота МП будет удваиваться вместе с числом транзисторов на кристалле. Как видно из табл. 2-1, этот принцип выполнялся до 2005 г., однако в настоящее время толщина «подложки» транзисторов достигла 1 нм, и дальнейшее уменьшение транзисторов физически достигло предела. Именно поэтому были разработаны МП, в которых увеличение производительности достигнуто за счет параллельного выполнения вычислений. В 2005 г. фирмой Intel и почти одновременно компанией AMD (Advanced Micro Devices) были выпущены первые двухъядерные МП, состоящие из двух процессоров (у каждого свои АЛУ, МПП, кэшпамять).

Тактовая частота в многоядерных процессорах несколько снижена, что позволяет уменьшить энергопотребление без потери производительности, за счет уменьшения количества ядер. Ядро является полноценным микропроцессором, выполняющим все функции, обычные для МП. Некоторые МП фирмы Intel поддерживают технологию Heper-threading и удваивают число логических процессоров по сравнению с физическим. Использование многоядерных процессоров позволяет значительно увеличить производительность компьютеров. Такие фирмы, как Intel, AMD, IBN, ARB, считают дальнейшее увеличение количества ядер одним из важнейших направлений увеличения производительности. Именно поэтому закон Мура продолжает работать.

ОПЕРАТИВНАЯ ПАМЯТЬ

Элементы памяти составляют основу внутреннего функционирования любой вычислительной системы, так как с их помощью данные хранятся и могут быть вновь прочитаны при дальнейшей обработке.

Для того чтобы процессор мог выполнять программы, они должны быть загружены в оперативную память (в область памяти, доступную для программ пользователя). Процессор имеет непосредственный доступ к данным, находящимся в оперативной памяти - RAM (Random Access Memory - память с произвольным доступом, или ОЗУ), с другой же, «периферийной», или внешней, памятью (жестким диском) процессор работает через буфер, являющийся разновидностью оперативной памяти, недоступной пользователю. Только после того как программное обеспечение будет считано в RAM с внешнего носителя данных, возможна дальнейшая работа системы в целом. Оперативная память представляет собой самую быструю запоминающую среду компьютера. Принципиально имеет значение то, что информация может быть как записана в нее, так и считана.

Оперативная память имеет свои достоинства и недостатки.

ОЗУ состоит из множества запоминающих ячеек, каждая из которых имеет свой адрес. Данные в ячейках хранятся в двоичном коде (состоящем из 0 и 1) в виде числа определенной длины. Оперативная память может формироваться из микросхем статического (Static Random Access Memory, SRAM) и динамического (Dynamic Random Access Memory, DRAM) типа.

Статическая память построена на схемах с двумя устойчивыми состояниями, что соответствует записи 0 или 1. После записи информации в такую ячейку она может оставаться в этом состоянии до выключения питания. Ячейки SRAM имеют высокое быстродействие (единицы наносекунд), но для хранения одного бита требуется шесть транзисторов и высокое энергопотребление.

Запоминающим элементом динамической памяти является устройство, состоящее из одного транзистора и конденсатора, который может находиться в заряженном или разряженном состоянии. Если конденсатор заряжен, то в ячейку записана логическая единица. Если конденсатор разряжен, то в ячейку записан логический ноль. В идеальном конденсаторе заряд может сохраняться неопределенно долго. В реальном конденсаторе существует ток утечки, поэтому записанная в динамическую память информация со временем будет утрачена, так как конденсаторы запоминающих элементов через несколько миллисекунд полностью разрядятся. Во избежание потери информации существует процесс регенерации памяти (Refresh).

Динамическая память по сравнению со статической имеет большее время срабатывания (до 10 нс), но большую удельную плотность, меньшее энергопотребление и стоит значительно дешевле. Именно поэтому в ПК оперативное запоминающее устройство использует динамическую память.

Модули памяти характеризуются конструктивом, емкостью, временем обращения и надежностью работы.

Конструктивно оперативная память представляет собой платформу, на которой размещены микросхемы DRAM. Такая плата называется модулем и устанавливается в соответствующие слоты материнской платы.

Наибольшее распространение в последнее время получили модули типа DDR DIMM, а также DDR3 (Double Date Rate - двойная скорость передачи данных) и DDR4. DDR3 работает на частоте 800- 2400 МГц и делает выборку 8 бит данных за один такт работы процессора. Чем выше показатель частоты, тем выше скорость работы ОЗУ. В модулях используется низкое напряжение 1,5 В, что позволяет их устанавливать в мобильных устройствах и ноутбуках. Новый тип памяти DDR4 имеет частоту 2133-4266 МГц и меньше энергопотребление (рис. 2-18).

Модули вставляются в специально предназначенные для них слоты на материнской плате, называемые банками (banks).

Сейчас самые распространенные объемы ОЗУ в ПК - 4,8, 16 Гбайт, используют даже 32 и 64 Гбайт. Этот объем может состоять как из одной платы, так и из нескольких, установленных в соответствующие слоты.

Важным показателем оперативной памяти является время доступа, характеризующее интервал времени, в течение которого информация записывается в память или считывается из нее. Время доступа для внешних носителей, таких как гибкий или жесткий диски, выражается в миллисекундах, а для элементов оперативной памяти оно измеряется наносекундами. Так, в современных модулях памяти это время составляет 5 нс, а в видеокартах - до 2-3 нс.

Надежность работы современных модулей ОЗУ, то есть способность не отказывать в заданных условиях работы, весьма велика - среднее время наработки на отказ составляет сотни тысяч часов.

ИНТЕРФЕЙСЫ ПЕРСОНАЛЬНОГО КОМПЬЮТЕРА

► Определение

Интерфейс (interface - сопрягать, согласовывать) - объединение модулей микропроцессорного устройства в единую систему посредством средств связи и сопряжения.

Интерфейс должен обеспечивать:

Под стандартным интерфейсом понимается совокупность аппаратных, программных и конструктивных средств, необходимых для реализации взаимодействия различных функциональных компонентов в системах и направленных на обеспечение информационной, электрической и конструктивной совместимости компонентов.

Основными элементами интерфейса являются:

Все интерфейсы ПК можно разделить на внутренние, обеспечивающие сопряжение узлов и блоков ПК между собой, и внешние осуществляющие связь ПК с периферийными устройствами и другими компьютерами.

Внутренние интерфейсы обеспечивают подключение устройств, расположенных внутри системного блока. К внутренним интерфейсам относится соединение системной шины с процессором, разъемами модулей памяти, видеокартой, платами расширения, портами накопителей и др. Все контроллеры и шины внутренних интерфейсов размещаются на материнской плате.

Для работы компьютера необходим обмен информацией между оперативной памятью и внешними устройствами. Такой обмен называется вводом-выводом. Однако этот обмен не происходит непосредственно между любым внешним устройством и оперативной памятью, в компьютере имеются два промежуточных звена (рис. 2-19).

Шина представляет собой совокупность линий (проводов), по которым передается информация.

Одним из контроллеров, которые присутствуют почти в каждом компьютере, является контроллер ввода-вывода. Он управляет работой портов.

► Определение

Порт - электронное устройство, устанавливаемое на материнской плате, имеющее несколько регистров ввода-вывода и необходимое для подключения периферийных устройств к внешним шинам ПК.

Эти порты бывают следующих типов (табл. 2-2).

Разъемы параллельных и последовательных портов расположены на обратной стороне корпуса ПК (рис. 2-20).

При последовательном способе передачи информация передается по одному проводу последовательно бит за битом, при параллельном - порциями по несколько бит (например, по 8) по параллельным проводам. Параллельный способ передачи быстрее, но требует больше проводов, поэтому для связи на большие расстояния (например, в компьютерных сетях) используется последовательный способ. Параллельный же способ применяют в тех случаях, когда необходимо получить наивысшую пропускную способность канала передачи информации (например, все внутрисистемные интерфейсы микропроцессорных систем являются параллельными).

В последовательном канале синхронный режим работы соответствует передаче всего массива информации без специальных сигналов синхронизации и пауз между словами, асинхронный - с синхронизацией после передачи каждого слова, при этом возможна пауза любой длительности между моментами передачи.

В параллельном интерфейсе асинхронный режим - это режим с формированием и приемом управляющих сигналов - сигналов готовности приемника и передатчика: очередное слово не передается, пока не будут сформированы соответствующие сигналы готовности.

На рис. 2-20 изображены порты PS/2 для подключения клавиатуры и мыши. Однако в современных компьютерах для подключения клавиатуры, мыши, сканера и принтера используется USB-порт. Практически все современные периферийные устройства имеют USB-разъем для подключения к ПК. Кроме вышеназванных устройств возможно подключение цифровых фотоаппаратов, смартфонов, планшетов и других цифровых устройств. Технология «включай и работай» значительно упростила процедуру подключения внешних устройств, что сделало этот порт самым широко используемым в ПК.

► Определение

Периферийные устройства - часть аппаратного обеспечения, конструктивно не входящая в основной блок ЭВМ, но позволяющая расширить функциональные возможности компьютера.

По назначению можно выделить следующие виды периферийных устройств:

ВНЕШНИЕ ЗАПОМИНАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА

Внешние запоминающие устройства используются в основном для резервного копирования и длительного хранения информации. Основная характеристика внешних запоминающих устройств - большой объем памяти. К ним относят жесткие магнитные диски, оптические диски, карты флеш-памяти.

Накопители на жестких магнитных дисках (НЖМД - Hard Disk Drive, HDD) предназначены для длительного хранения большого объема информации. Такие накопители имеют один или несколько жестких дисков, изготовленных из алюминия или керамики и покрытых с двух сторон магнитным материалом, на который и записываются данные. Поверхность дисков разделена на концентрические (имеющие общий центр) окружности (дорожки), которые, в свою очередь, делятся на секторы (рис. 2-21). В каждом секторе размещается до 512 байт информации. Дорожки с одинаковыми номерами, расположенные одна над другой, на разных дисках образуют цилиндр. Запись производится на обе поверхности каждой пластины с помощью блока специальных головок. Магнитные головки осуществляют синхронное перемещение вдоль всех цилиндров. Все диски находятся на одной оси и непрерывно вращаются с большой скоростью (до 10 000 об./мин). Головки находятся на расстоянии 0,2-0,07 мм от дисков в «плавающем» режиме, поскольку они удерживаются на расстоянии потоками воздуха, возникающими при вращении дисков.

Время на чтение/запись информации состоит из времени поиска соответствующей дорожки, времени ожидания подвода записи и времени обмена с ОЗУ.

Диски вместе с блоком магнитных головок записи-считывания заключены в герметически закрытый корпус (рис. 2-22), что предотвращает попадание пыли или других частиц между головками и вращающимися дисками, способное вызвать их разрушение.

В корпусе НЖМД имеются два двигателя: один - для вращения пакета дисков, а второй устанавливает головки в место записи или считывания информации. В состав НЖМД входит кэш-память для хранения промежуточных данных, что повышает производительность винчестера. Термин «винчестер», который часто используется для названия НЖМД, связан с первой моделью жесткого диска, имевшего 30 дорожек по 30 секторов, что совпадало с калибром 30/30 охотничьего ружья. НЖМД относится к машинным носителям информации с прямым доступом.

Перед началом эксплуатации жесткого диска необходимо выполнить процедуру, которая называется физическим, или низкоуровневым, форматированием. Она необходима для создания на диске магнитных дорожек, секторов и кластеров. Для этого в процессе форматирования магнитные головки дисковода расставляют в определенных местах диска служебную информацию. Форматирование предусматривает поиск и маркировку секторов, чтобы использовать запись на них в процессе работы накопителя.

К основным характеристикам НЖМД относятся:

Накопители на оптических дисках (НОД). Первый оптический компакт-диск (Compact Disk, CD) появился в 1982 г. и вмещал 650 Мбайт информации. В 1995 г. появились новые, еще более емкие оптические носители - DVD (Digital Versatile Disk) - цифровые универсальные диски, емкость которых достигала 4,7 Гбайт. Накопители на оптических дисках состоят из дисковода и носителя информации - оптического диска. Дисководы являются универсальными устройствами, позволяющими записывать и считывать информацию как на компакт-диске, так и на DVD.

Оптические диски изготавливаются из поликарбоната, покрытого тонким слоем светоотражающего вещества и защитной пленкой лака. Для записи информации используется луч высокотемпературного лазера, который выжигает на поверхности светочувствительного слоя углубления, называемые питами и расположенные на спиральной дорожке. Если лазер воздействует на блестящую поверхность, то на ней остается точка, которая не отражает свет; если нет воздействия, то такая поверхность отражает падающий свет. Таким образом записываются логические единицы и нули на дорожки оптического диска. При чтении информации луч лазера меньшей интенсивности, чем записывающий (он не повреждает поверхностный слой), поразному отражается от участков поверхности диска и воспроизводит записанную информацию. Такой способ используется для одноразовых дисков, которые служат только для хранения однократно записанной информации. В перезаписываемых дисках используется несколько иная технология, основанная на изменении оптического состояния вещества под действием лазерного луча. В перезаписываемых дисках поверх металлической основы наносится специальный прозрачный состав, который, находясь в кристаллическом состоянии, соответствует записи «единица», а в аморфном - «ноль». В процессе записи лазерный луч нагревает определенные участки диска выше точки плавления и переводит их в аморфное состояние, остальные участки остаются кристаллическими.

При стирании лазерный луч нагревает регистрирующий слой до температуры, необходимой для возвращения атомов к упорядоченному (кристаллическому) состоянию. Таким образом, пишущий дисковод имеет лазер, который работает в трех режимах мощности:

Конструктивно дисководы включают следующие основные блоки (рис. 2-23):

Все эти компоненты дисковода размещаются в едином корпусе, который вставляется в системный блок или используется как внешний дисковод.

Оптический диск DVD имеет диаметр 120 или 80 мм при толщине 1,2 мм. В зависимости от технологии изготовления различают следующие типы дисков:

В зависимости от стандарта записи цифровые универсальные диски делятся на:

Диски DVD-RAM помещены в специальный картридж для защиты от физических повреждений, поэтому они не совместимы с дисководами других DVD, но их можно перезаписывать до 100 тыс. раз.

Blu-ray-disk (BD) - разновидность цифровых оптических дисков, при работе с которыми используется синий лазер с длиной волны 0,4 мкм, что увеличивает плотность записи информации. Имеются диски форматов BD, BD-R - записываемые и BD-Re-R перезаписываемые, емкость памяти - 50 Гбайт.

Магнитооптические (МО) накопители появились на рынке в середине 1980-х годов и базируются на использовании двух технологий - лазерной и магнитной. Основу диска составляет магнитный слой, который может быть перемагничен в точке разогрева его лазерным лучом. Таким образом происходит процесс записи информации в виде нулей и единиц. При считывании информации отраженный лазерный луч более низкой мощности меняет направление вектора поляризации в зависимости от намагниченности элемента магнитного слоя.

Различают два типа магнитооптических накопителей:

Магнитооптические диски выпускаются двух типоразмеров: 3,5 и 5,25 дюйма. Диски размером 3,5 являются односторонними и имеют емкость от 128 Мбайт до 2,6 Гбайт. Диски размером 5,25 дюйма выполнены двухсторонними с емкостью до 9,1 Гбайт. Достоинства МО-дисков заключается в надежности работы, долговечности хранения данных (до 50 лет) и возможности многократной перезаписи (до 1 млн).

Флеш-память - особый вид энергонезависимой перезаписываемой полупроводниковой памяти. Ячейка флеш-памяти состоит из одного транзистора особой конструкции и допускает запись нескольких битов информации. Флеш-память не содержит механических частей и в отличие от жестких и оптических накопителей потребляет меньше энергии (порядка 10-20 раз). Конструктивно флеш-накопитель включает электронный блок (микросхему), который представляет собой перепрограммируемое ПЗУ и контроллер. Все это находится внутри защитного корпуса, имеющего выходной разъем для подключения к системному блоку через USB-порт (рис. 2-24).

Данный накопитель поддерживается операционными системами Windows без установки каких-либо специальных драйверов. Емкость флеш-памяти составляет от единиц до сотен гигабайт при крайне миниатюрных размерах. Достоинствами флеш-памяти являются: высокая надежность, компактность, быстрый доступ, малое потребление электроэнергии. Накопители на базе флешпамяти могут в будущем заменить накопители на жестких дисках.

Карты памяти - компактный перезаписываемый носитель информации, на котором могут быть записаны текстовые, видео- и аудиоданные (рис. 2-25). Используются в таких мобильных устройствах, как цифровые фотоаппараты, смартфоны и планшеты, плееры, ноутбуки.

Первая карта памяти CF (Compact Flash) была разработана в 1994 г. и применялась в фото- и видеоаппаратуре. В настоящее время наибольшее распространение получила SD-карта (Secure Digital), которая является представителем третьего поколения. Благодаря размерам карты (32×24×2,1 мм) и легкости (масса 2 г) карта получила большое распространение. Это связано также с тем, что карта имеет собственный контроллер и переключатель для предотвращения неумышленного стирания или перезаписи существующей информации. Имеется несколько разновидностей SD-карт по объему памяти и размерам. Первый стандарт SD-карты имел объем 4 Кбайт, SDHC (SD High Capacity) - максимальный объем 32 Кбайт и SDXC (SD Extended Capacity) - максимальный объем 2 Тбайт. По размерам имеется miniSD размером 20×21,5×4 мм и microSD размером 11 ×15×1 мм, объемом 64 Гбайт. Для подключения таких карт к стандартному разъему используются специальные переходники.

Имеются два варианта ввода информации с карты памяти в ПК. Если карта памяти находится внутри мобильного устройства (например, фотоаппарата), то с помощью специального кабеля фотоаппарат соединяется с ПК через разъем USB. Такой кабель входит в состав устройства. Второй вариант - вставить карту памяти в специальный разъем, имеющийся в ПК. Если такого разъема нет, следует воспользоваться специальным адаптером - кардридером (card reader), предназначенным для чтения карт памяти. Он подключается к ПК через USB-разъем (рис. 2-26).

УСТРОЙСТВА ВВОДА ИНФОРМАЦИИ

Клавиатура (keyboard) является самым известным устройством ввода информации и предназначена для ручного ввода данных (рис. 2-27). Работой клавиатуры управляет контроллер клавиатуры, расположенный на материнской плате и подключаемый к ней через разъем на задней панели компьютера. При нажатии пользователем клавиши на клавиатуре контроллер клавиатуры преобразует код нажатой клавиши в соответствующую последовательность битов и передает их компьютеру. Отображение символов, набранных на клавиатуре, на экране компьютера называется эхом. Обычная современная клавиатура имеет, как правило, 101-104 клавиши, среди которых выделяют алфавитно-цифровые клавиши, необходимые для ввода текста, клавиши управления курсором и ряд специальных и управляющих клавиш. Бывают беспроводные модели клавиатуры, в них связь клавиатуры с компьютером осуществляется посредством инфракрасных лучей.

Наиболее важными характеристиками клавиатуры являются чувствительность ее клавиш к нажатию, мягкость хода клавиш и расстояние между клавишами. Долговечность клавиатуры определяется количеством нажатий, которые она рассчитана выдержать. Клавиатуру проектируют таким образом, чтобы каждая клавиша выдерживала 30-50 млн нажатий.

К манипуляторам относят устройства, преобразующие движения руки пользователя в управляющую информацию для компьютера. Среди манипуляторов выделяют мыши, трекболы, джойстики.

Мышь предназначена для выбора и перемещения графических объектов экрана монитора компьютера (рис. 2-28, а). Для этого используется указатель, перемещением которого по экрану управляет мышь. Мышь позволяет существенно сократить работу человека с клавиатурой при управлении курсором и вводе команд. Особенно эффективно этот манипулятор применяется при работе с графическими редакторами, издательскими системами, играми. Современные операционные системы также активно используют мышь для управляющих команд.

У мыши могут быть одна, две или три кнопки. Между двумя крайними кнопками современных мышей часто располагают скрол. Это дополнительное устройство в виде колесика, которое позволяет осуществлять прокрутку документов вверх-вниз и другие дополнительные функции.

Мышь состоит из пластикового корпуса, сверху находятся кнопки, соединенные с микропереключателями. Внутри корпуса располагается обрезиненный металлический шарик, нижняя часть которого соприкасается с поверхностью стола или специального коврика для мыши, увеличивающего сцепление шарика с поверхностью. При движении манипулятора шарик вращается и передает движение на соединенные с ним датчики продольного и поперечного перемещения. Датчики преобразуют движения шарика в соответствующие импульсы, которые передаются по проводам мыши в системный блок на управляющий контроллер. Контроллер передает обработанные сигналы операционной системе, которая перемещает графический указатель по экрану. В беспроводной мыши данные передаются с помощью инфракрасных лучей. Существуют оптические мыши, в них функции датчика движения выполняют приемники лазерных лучей, отраженных от поверхности стола.

Трекбол (рис. 2-28, б) по функциям близок мыши, но шарик в нем бóльших размеров, и перемещение указателя осуществляется вращением этого шарика руками. Трекбол удобен тем, что его не требуется перемещать по поверхности стола, которого может не быть в наличии, как при работе с ноутбуком. Именно поэтому, по сравнению с мышью, он занимает на столе меньше места.

Джойстик (рис. 2-28, в) представляет собой основание с подвижной рукояткой, которая может наклоняться в продольном и поперечном направлениях. Рукоятка и основание снабжаются кнопками. Внутри джойстика расположены датчики, преобразующие угол и направление наклона рукоятки в соответствующие сигналы, передаваемые операционной системе. В соответствии с этими сигналами осуществляется перемещение и управление графических объектов на экране.

Тачпад (touchpad - касание поверхности) - сенсорная панель, предназначенная для функциональной замены мыши на ноутбуках и нетбуках (рис. 2-29). Тачпад представляет собой прямоугольную пластинку площадью около 50 см², расположенную ниже клавиатуры. По аналогии с мышью в тачпаде имеются две механические кнопки. Управление курсором осуществляется прикосновением пальца к панели и его перемещением по поверхности.

Дигитайзер - это устройство для ввода графических данных, таких как чертежи, схемы, планы и т.п. Он состоит из планшета, соединенного с ним визира или специального карандаша. Перемещая карандаш по планшету, пользователь рисует изображение, которое выводится на экран.

Сканер - устройство для ввода в ПК информации с бумажного носителя для последующего хранения и обработки посредством программных средств. С помощью сканеров можно вводить тексты, графики, таблицы, рисунки, схемы, фотографии и т.п. В сканерах осуществляется последовательное считывание каждой точки изображения и преобразование ее в цифровой код. Сканеры могут считывать как черно-белое, так и цветное изображение. В зависимости от типа датчиков, воспринимающих оптическое изображение, различают два типа фотоэлементов:

Фотоэлементы первого типа (CCD) имеют большую глубину резкости и осуществляют качественное сканирование цветных фотоизображений, поэтому имеют бóльшее применение. В состав сканирующего устройства входят: источник света (в цветных три светоизлучающих диода разного цвета), двигатель для перемещения оригинала или сканирующей системы, АЦП.

Во время сканирования вдоль листа с изображением плавно перемещаются мощная лампа и линейка с множеством расположенных на ней в ряд светочувствительных элементов. Обычно в качестве светочувствительных элементов используют фотодиоды. Каждый светочувствительный элемент вырабатывает сигнал, пропорциональный яркости отраженного света от участка бумаги, расположенного напротив него. Яркость отраженного луча меняется из-за того, что светлые места сканируемого изображения отражают гораздо лучше, чем темные, покрытые краской. В цветных сканерах расположены три группы светочувствительных элементов, обрабатывающих, соответственно, красные, зеленые и синие цвета. Таким образом, каждая точка изображения кодируется как сочетание сигналов, вырабатываемых светочувствительными элементами красной, зеленой и синей групп. Закодированный таким образом сигнал передается на контроллер сканера в системный блок.

В программном обеспечении сканеров имеются программы распознавания оптических образов OCR (Optical Character Recognition) для восстановления смыслового содержания текста по его изображению.

Различают сканеры ручные, листовые, планшетные, барабанные и проекционные.

В ручных сканерах пользователь сам ведет сканер по поверхности изображения или текста. Полоса захвата таких сканеров не превышает 105 мм, поэтому вводится небольшое количество строчек за один проход. Такие сканеры имеют низкую скорость, малую разрешающую способность, но малогабаритны и недороги.

Листовые, или протягивающие, сканеры предназначены для сканирования изображений на листах только определенного формата. Протягивающее устройство таких сканеров последовательно перемещает все участки сканируемого листа над неподвижной светочувствительной матрицей. Такие сканеры имеют ограничение по типу оригинала, проблемы выравнивания листов и возможности повреждения оригинала.

Наибольшее распространение получили планшетные сканеры, которые позволяют сканировать листы бумаги, книги и другие объекты, содержащие изображения (рис. 2-30). Планшетные сканеры состоят из пластикового корпуса, закрываемого крышкой. Нижняя поверхность корпуса выполняется из оптически прозрачного материала, на который кладут сканируемое изображение. После этого изображение закрывают крышкой и производят сканирование. В процессе сканирования под стеклом перемещается лампа со светочувствительной матрицей.

В барабанных сканерах оригинал располагается на прозрачном барабане из оргстекла, который вращается с большой скоростью. В качестве датчика используется фотоэлектронный умножитель, который последовательно считывает изображение точку за точкой. Барабанные сканеры имеют высокое разрешение и используются в полиграфии.

Проекционные сканеры построены по принципу проекционного аппарата. Сканируемый предмет закрепляется перед сканирующей головкой, освещается естественным светом и построчно сканируется. Такие сканеры дают возможность сканировать трехмерные объемные оригиналы.

Главные характеристики сканеров - это скорость считывания, которая выражается количеством сканируемых станиц в минуту (pages per minute, ppm), и разрешающая способность, выражаемая числом точек получаемого изображения на дюйм оригинала (dots per inch, dpi).

УСТРОЙСТВА ВЫВОДА ИНФОРМАЦИИ

После ввода пользователем исходных данных компьютер должен их обработать в соответствии с заданной программой и вывести результаты в форме, удобной для восприятия пользователем или для использования другими автоматическими устройствами посредством устройств вывода.

Выводимая информация может отображаться в графическом виде, для этого используются мониторы, принтеры или плоттеры. Информация может также воспроизводиться в виде звуков с помощью акустических колонок или головных телефонов, регистрироваться в виде тактильных ощущений в технологии виртуальной реальности, распространяться в виде управляющих сигналов устройства автоматики, передаваться в виде электрических сигналов по сети.

Монитор (дисплей) является основным устройством вывода графической информации. По размеру диагонали экрана выделяют мониторы 15-, 17-, 19-, 21-дюймовые и др. По цветности мониторы бывают монохромные и цветные. Любое изображение на экране монитора образуется из светящихся разными цветами точек, называемых пикселами (это название происходит от PICture CELL - элемент картинки). Пиксел - это самый мелкий элемент, который может быть отображен на экране. Чем качественнее монитор, тем меньше размер пикселов, тем четче и контрастнее изображение, тем легче прочесть самый мелкий текст, а значит, и меньше напряжение глаз. По принципу действия мониторы подразделяются на мониторы с электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ) и плоские видеомониторы.

В мониторах с электронно-лучевой трубкой изображение формируется с помощью зерен люминофора - вещества, которое светится под воздействием электронного луча. Различают три типа люминофоров в соответствии с цветами их свечения: красный, зеленый и синий. Цвет каждой точки экрана определяется смешением свечения трех разноцветных точек (триады), отвечающих за данный пиксел. Яркость соответствующего цвета меняется в зависимости от мощности электронного пучка, попавшего в соответствующую точку. К достоинствам мониторов на ЭЛТ следует отнести высокую цветопередачу и низкую стоимость, но есть и существенные недостатки: высокое энергопотребление, крупные габариты, большой вес и, самое главное, излучение, вредно действующее на человека. Именно поэтому на смену таким мониторам пришли плоскопанельные мониторы.

Плоскопанельные мониторы разделяются на:

Жидкокристаллические мониторы имеют меньшие размеры, потребляют меньше электроэнергии, обеспечивают более четкое статическое изображение (рис. 2-31).

В жидкокристаллических мониторах отсутствуют типичные для мониторов с электронно-лучевой трубкой искажения. Принцип отображения на мониторах этого типа основан на поляризации света. Источником излучения здесь служат лампы подсветки, расположенные по краям жидкокристаллической матрицы. Свет от источника света однородным потоком проходит через слой жидких кристаллов. В зависимости от того, в каком состоянии находится кристалл, проходящий луч света либо поляризуется, либо не поляризуется. Далее свет проходит через специальное покрытие, которое пропускает свет только определенной поляризации. Там же происходит окраска лучей в нужную цветовую палитру. Каждый элемент цветного монитора (пиксел) образован триадой ячеек, управляемых своим тонкопленочным транзистором, изготовленным по TFT-технологии (Thin Film Transistor - тонкопленочный транзистор). В зависимости от уровня сигнала, поданного на транзистор, меняется яркость того или иного цвета. Жидкокристаллические мониторы практически не производят вредного для человека излучения.

В плазменных мониторах (Plasma Display Panel, PDP) панель состоит из трех стеклянных пластин. На двух из них нанесены соответственно вертикальные и горизонтальные тонкие проводники, к которым подводится высокое напряжение. Между ними находится пластина со сквозными отверстиями в местах пересечения проводников первых двух пластин. В отверстиях, заполненных инертным газом, возникает газовый разряд под действием высокого напряжения. Таким образом появляется свечение в точке пересечения вертикальной и горизонтальной полосок, что соответствует одному пикселу экрана. Такие мониторы имеют высокую яркость и контрастность, но потребляют много энергии, а срок службы у них - не более 5 лет. Именно поэтому такие мониторы чаще используются для конференций, презентаций, информационных щитов, чем для мониторов ПК.

Электролюминесцентные мониторы (Field Emission Display, FED) представляют собой панель, состоящую из двух пластин с нанесенными на одной горизонтальными, а на другой вертикальными прозрачными проводниками. Одна из пластин покрыта люминофором, светящимся в точке пересечения проводников, к которым подводится напряжение. Такие мониторы имеют высокую надежность, яркость свечения и высокую частоту развертки.

В полимерных светоизлучающих мониторах (Light Emitting Polymer, LEP) в качестве панели используется полимерная полупроводниковая пластина. Точки этой панели под действием электрического тока светятся (желтое свечение), поэтому, подводя электрический ток с помощью координатной сетки проводников, возможно создать свечение в разных точках панели.

В органических светоизлучающих мониторах (Organic Light Emitting Display, OLED) применяется органический полупроводник с широким спектром излучения от синего до инфракрасного. Светоизлучающие мониторы имеют ряд достоинств по сравнению с жидкокристаллическими: отсутствие подсветки, угол обзора 180°, низкое энергопотребление.

В последнее время появились стереомониторы, создающие объемное трехмерное изображение. В них используется технология раздельного восприятия четных и нечетных столбцов пикселов левым и правым глазом наблюдателя. Кроме того, разрабатываются мониторы с использованием голографических методов создания изображения, в которых объект формируется непосредственно перед экраном монитора.

Основные характеристики мониторов:

Принтеры - это устройства вывода данных на бумагу, которые классифицируются:

Матричные принтеры схожи по принципу действия с печатной машинкой. Печатающая головка перемещается в поперечном направлении и формирует изображение из множества точек, ударяя иголками по красящей ленте. Красящая лента перемещается через печатающую головку с помощью микроэлектродвигателя. Соответствующие точки в месте удара иголок отпечатываются на бумаге, расположенной под красящей лентой. Бумага перемещается в продольном направлении после формирования каждой строчки изображения. Полиграфическое качество изображения, получаемого с помощью матричных принтеров, низкое, и они шумят во время работы. В последнее время почти не используются.

Струйный принтер относится к безударным принтерам. Изображение в нем формируется с помощью чернил, которые распыляются через капилляры печатающей головки (рис. 2-32).

Применяются две технологии выброса чернил: пузырьковая и пьезоэлектрическая. В первой из них используется нагревательный элемент, мгновенно нагревающий чернила в сопле до температуры 500 °С, которые, испаряясь, повышают давление в сопле и способствуют выбросу чернил на бумагу. После снижения давления происходит всасывание новой порции чернил в сопло. Разрешающая способность таких устройств - от 600 до 1440 dpi.

Пьезоэлектрическая технология основана на изменении формы пьезокристалла при действии электрического тока, что создает повышенное давление в сопле и приводит к выбросу чернил на бумагу. При этой технологии разрешающая способность достигает 1440 dpi. В цветных струйных принтерах возрастает количество сопел в пишущей головке, что приводит к снижению разрешающей способности в два раза.

К достоинствам струйных принтеров относится высокое качество и высокая скорость печати (до 10 ppm), недостатки - высокая стоимость расходных материалов и опасность засыхания чернил.

Лазерный принтер также относится к безударным принтерам (рис. 2-33). Он формирует изображение постранично. Первоначально изображение создается на фотобарабане, который предварительно электризуется статическим электричеством. Луч лазера в соответствии с изображением снимает статический заряд на белых участках рисунка. Далее на барабан наносится специальное красящее вещество - тонер, который прилипает к фотобарабану на участках с неснятым статическим зарядом. Затем тонер переносится на бумагу и нагревается. Частицы тонера плавятся и прилипают к бумаге. В цветных лазерных принтерах используются разноцветные тонеры.

Для ускорения работы принтеры имеют собственную память, в которой они хранят образ информации, подготовленной к печати.

Лазерные принтеры имеют высокое качество печати до 2880 dpi (цветные до 700 dpi), высокую скорость печати (до 400 ppm), но пока и высокую цену, особенно цветные модели.

Термические принтеры - цветные принтеры, работающие по особым технологиям термопечати (твердочернильная, сублимационная, восковая) для получения высококачественных цветных изображений, близких к фотографическим.

3D-принтер - это устройство, которое позволяет создавать объект в трехмерном измерении (рис. 2-34). Создание объекта производится послойно путем нанесения и соединения отдельных сечений. Имеется несколько технологий создания 3D-объектов.

Струйные моделирующие устройства имеют механизм послойного нанесения полимеризуемого или твердеющего материала на поверхность каждого слоя. В тех местах, где материал должен затвердеть, наносится активатор твердения. В качестве рабочего материала применяют гипс, который твердеет при контакте с водой.

В лазерных моделирующих устройствах послойно наносится жидкий фотополимер, который затем до отвердения обрабатывается лазерным лучом.

В методе непрерывной экструзии к рабочему элементу принтера - головке-экструдеру - подается пластиковая нить, которая расплавляется и через сопло поступает в определенную точку распечатываемого слоя. Пластик застывает при комнатной температуре, что дает возможность наносить следующий слой. Таким образом создается сложный трехмерный объект.

3D-принтеры произвели революцию в медицине. Использование этой технологии позволяет создавать протезы (из пластика и металла) различных частей тела. Созданы и апробированы протезы конечностей, зубов, слуховых аппаратов, суставов а также некоторых внутренних органов, например трахеи. Заправка 3D-принтеров стволовыми клетками самого пациента дала начало печатанью живой ткани, или биопринтингу. Это позволит печатать полноценные живые ткани для трансплантации и исключить отторжение трансплантируемого органа.

Плоттеры - устройства для вывода графической информации на бумажный или иной вид носителя (рис. 2-35). Они предназначены для печати чертежей, графиков, плакатов и других крупных графических изображений.

По принципу формирования изображений плоттеры бывают векторные и растровые. В векторных плоттерах нанесение изображения происходит сразу по двум координатам, то есть перо рисует картинку в виде прямых и кривых в любых направлениях. Растровые плоттеры формируют изображение постранично, то есть пишущий узел перемещается по бумаге только в одном направлении. Растровые плоттеры бывают струйными, лазерными, термографическими и электростатическими. Основные характеристики плоттеров:

Многофункциональное устройство (МФУ) - устройство, соединяющее в одном корпусе функции сканера, принтера, факса и копирующего устройства (рис. 2-36).

МФУ разделяются:

Лазерные МФУ имеют высокую скорость печати и хорошее качество.

Струйные МФУ обеспечивают высокое качество печати, поэтому применяются для распечатки фотографий.

Светодиодные МФУ используются в специализированных фирмах для изготовления реклам и больших фотографий. Недостаток - высокая стоимость.

Важная особенность МФУ и отличие от принтера заключается в том, что МФУ способно делать многие операции при выключенном компьютере.

УСТРОЙСТВА ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ

Устройства передачи информации используются для подключения ПК к каналам связи, к другим ЭВМ, а также для работы в локальных и глобальных компьютерных сетях.

Модем (модулятор-демодулятор) - устройство для связи между компьютерами по телефонной линии. Модемы осуществляют преобразование цифровых сигналов на выходе ПК в аналоговые для передачи их по линиям связи, а на входе принимающего компьютера выполняют обратное преобразование аналоговых сигналов в цифровой код. При разработке модемов используются стандарты передачи информации:

Кроме модемов для передачи данных по телефонным линиям (коммутируемым) имеются и другие разновидности модемов.

В состав модема входят: специализированный процессор для модуляции исходящих сигналов и демодуляции входящих, а также для управления работой модема; оперативная память для буферизации принимаемых и передаваемых данных; ППЗУ (программируемое постоянное запоминающее устройство) для хранения коммуникационных программ; порты ввода-вывода.

Конструктивно модемы могут быть внешними и внутренними. Внешний модем (рис. 2-37) представляет собой отдельное устройство с блоками питания и индикаторами, подключается к ПК через порты USB и RJ45.

Внутренний модем выполняется в виде отдельной платы и размещается на материнской плате.

В последнее время наиболее популярными стали сотовые модемы (рис. 2-38), использующие сети операторов мобильной связи для передачи и приема информации.

♦ Рекомендуем ответить на вопросы 1-15 в конце главы.

Под безопасностью информационной системы понимается защищенность системы от случайного или преднамеренного вмешательства в нормальный процесс ее функционирования, от попыток хищения (несанкционированного получения) информации, модификации или физического разрушения ее компонентов. Иначе говоря, это способность противодействовать различным возмущающим воздействиям на информационную систему.

Под угрозой безопасности информации понимаются события или действия, которые могут привести к искажению, несанкционированному использованию или даже к разрушению информационных ресурсов управляемой системы, а также программных и аппаратных средств.

Сегодня можно утверждать, что развивается новая современная технология - технология защиты информации в компьютерных информационных системах и в сетях передачи данных. Реализация этой технологии требует увеличивающихся расходов и усилий. Однако все это позволяет избежать значительно превосходящих потерь и ущерба, которые могут возникнуть при реальном осуществлении угроз информационным системам и информационным технологиям.

Активные угрозы имеют целью нарушение нормального функционирования информационной системы путем целенаправленного воздействия на ее компоненты. К активным угрозам относятся, например:

Источником активных угроз могут быть действия взломщика, вредоносные программы и т.п. Возможен бесконтрольный уход конфиденциальной информации по визуально-оптическим, акустическим, электромагнитным и другим каналам.

Несанкционированный доступ - это противоправное преднамеренное овладение конфиденциальной информацией лицом, не имеющим права доступа к охраняемым сведениям.

РАЗНОВИДНОСТИ УГРОЗ ИНФОРМАЦИИ

Логические бомбы, как вытекает из названия, используются для искажения или уничтожения информации, реже с их помощью совершаются кража или мошенничество. Манипуляциями с логическими бомбами обычно занимаются чем-то недовольные сотрудники, собирающиеся покинуть данную организацию, но это могут быть и консультанты, служащие с определенными политическими убеждениями и т.п.

Троянский конь - программа, выполняющая в дополнение к основным действиям, то есть запроектированным и документированным, действия, не описанные в документации.

Вирус - программа, обладающая способностью к дальнейшему размножению, которая может заражать другие программы путем включения своей модифицированной копии в их код, системные области памяти, загрузочные секторы, а также распространять свои копии по каналам связи. Компьютерный вирус был назван по аналогии с биологическим вирусом за сходный механизм распространения.

Как правило, целью вируса является нарушение работы программно-аппаратных комплексов: удаление файлов, приведение в негодность структур размещения данных, блокирование работы пользователей и т.п.

Вирус может приводить к сбоям работы компьютера из-за ошибок, неучтенных тонкостей взаимодействия с операционной системой и другими программами. Кроме того, вирусы нередко занимают место на накопителях информации и потребляют некоторые другие ресурсы системы.

Распространение вирусов происходит через съемные носители, локальные сети, Интернет, причем файловые вирусы все больше ориентируются на сети как на основной канал работы.

Время от времени компьютерное мировое сообщество охватывают компьютерные эпидемии. Первые вирусные эпидемии относятся к 1986-1989 гг. Например, вирус Brain распространялся в загрузочных секторах дискет и вызвал крупнейшую эпидемию, вирус Jerusalem проявился в пятницу 13 мая 1988 г., уничтожая программы при их запуске. В 1996 г. появился первый вирус для Windows 95 - Win95.Boza. В феврале 1997 г. отмечены первые макровирусы для MS Office 97. Эпидемия в июне 1998 г. считается самой разрушительной за предшествующие годы - вирус Win95.CIH достиг апогея в применении необычных методов, перезаписывая FlashBIOS зараженных машин.

В 2003 г. миллионы ПК по всему миру поразил компьютерный вирус W32.Blaster.Worm (другое название LoveSun), и десятки тысяч компаний понесли огромные убытки. В тексте вируса содержалось обращение к главе компании Microsoft Биллу Гейтсу с призывом «прекратить делать деньги и исправить программное обеспечение». В результате своей деятельности вирус приводил к нестабильной работе службы RPC и появлению сообщения об ошибке. После данного сообщения компьютер начинал перезагружаться через произвольные интервалы времени.

2003-2012 гг. ознаменовались эпидемией вируса Win32.Sality (авторское название «КуКу»). Этот полиморфный вирус состоит из нескольких частей, использует систему шифрования и маскировки. Из-за сложного поведения и средств маскировки лечение данного вируса представляет собой невыполнимую задачу для обычного пользователя.

Принято считать, что компьютерные вирусы атакуют исключительно компьютеры под управлением операционной системы Windows. Однако это не так. В июне 1996 г. появился OS2.AEP - первый вирус для OS/2, корректно заражающий exe-файлы этой операционной системы. Первый вирус для Linux (Bliss) обнаружен в конце сентября 1996 г. A 6 марта 2016 г. впервые произошло заражение вирусом-вымогателем KeRanger, который устанавливался на компьютеры, произведенные компанией Apple. После того как пользователь ставил на свой компьютер зараженный дистрибутив BitTorrent-клиента Transmission, вирус требовал заплатить за расшифровку выкуп.

Подавляющее большинство вредоносных программ на Android ориентировано на кражу конфиденциальной информации владельца устройства (например, при отправке СМС-сообщения на платные номера) или на получение контроля мобильным банком пользователя посредством СМС-команд. Есть приложения, которые маскируются под игры. Изначально в них нет никакого вредоносного кода, а затем он внедряется через обновления приложения. Согласно данным от Avast наиболее распространенной была игра «Дурак», загруженная более 5 млн раз.

Червь - программа, распространяющаяся через сеть и не оставляющая своей копии на магнитном носителе. Червь использует механизмы поддержки сети для определения узла, который может быть заражен. Затем с помощью тех же механизмов передает свое тело или его часть на этот узел и либо активизируется, либо ждет для этого подходящих условий.

12 мая 2017 г. началось массовое распространение сетевого червя WannaCry - программы-вымогателя денежных средств, поражающей только компьютеры под управлением операционной системы Microsoft Windows. Программа шифрует почти все хранящиеся на компьютере файлы и требует денежный выкуп за их расшифровку. Одними из первых были атакованы компьютеры в Испании, а затем и в других странах. Среди них по количеству заражений лидируют Россия, Украина и Индия. В общей сложности от червя пострадало более 400 тыс. компьютеров, принадлежащих частным лицам, коммерческим организациям и правительственным учреждениям, в более чем 150 странах мира.

Вредоносное программное обеспечение и в частности программы-черви, блокируя компьютерные системы, например, медицинских лечебных учреждений, наносят колоссальный вред не только организациям, но и пациентам. Так, из-за майской вирусной атаки 2017 г., поразившей компьютерные системы больниц, в Великобритании были отложены операции, которые должны были проводиться пациентам, так как сведения о состоянии здоровья, данные медицинских исследований и личные данные пациентов хранятся в электронном виде. Кроме того, нависла реальная угроза отключения электронного оборудования во время проведения хирургических вмешательств, способная привести к непредсказуемым результатам.

Захватчик паролей - это программы, специально предназначенные для воровства паролей. При попытке обращения пользователя к терминалу системы на экран выводится информация, необходимая для окончания сеанса работы.

Компрометация информации (один из видов информационных инфекций) реализуется, как правило, посредством несанкционированных изменений в базе данных, в результате чего ее потребитель вынужден либо отказаться от нее, либо предпринимать дополнительные усилия для выявления изменений и восстановления истинных сведений.

МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ПОСТРОЕНИЯ СИСТЕМ ИНФОРМАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ. ИХ СТРУКТУРА

Создание систем информационной безопасности (СИБ) в информационных системах и технологиях основывается на следующих принципах.

Выделяют следующие способы защиты информации.

АНТИВИРУСНОЕ ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

Существуют как коммерческие, так и бесплатные антивирусные программы. Бесплатный антивирус Microsoft Security Essentials для операционной системы Windows предлагает Microsoft (его можно скачать с сайта компании). Бесплатное антивирусное программное обеспечение имеется и у известных российских компаний. Такие программы легко найти в Интернете по ключевым фразам.

Пару десятилетий назад с помощью антивирусного программного обеспечения пользователи проверяли сменные носители (дискеты) и периодически сканировали жесткие диски своих компьютеров. В настоящее время антивирусная программа должна загружаться после включения компьютера и постоянно находиться в его памяти, пока ПК работает, поскольку пользователям приходится работать не только с документами, запускать программы с жесткого диска, но и обмениваться файлами по сети, отправлять и получать электронную почту и осуществлять навигацию в Интернете. В связи с постоянно растущей угрозой заражения индивидуальных ПК и компьютерных комплексов вредоносным программным обеспечением антивирусные средства должны:

► Определение

Сигнатура (лат. signature - указывать) - в сфере безопасности компьютерных систем фрагмент кода или функция, характерные для определенного типа вирусов.

Антивирусное программное обеспечение должно присутствовать в компьютерной системе в обязательном порядке, если пользователь хочет обезопасить себя от внедрения вредоносного программного обеспечения и заражения локальных файлов. Именно поэтому сразу после установки на компьютер операционной системы следует позаботиться об установке антивирусной программы. Скачать бесплатную версию можно с сайта разработчика программного обеспечения, запустить установку и в дальнейшем не отключать антивирус при работе на компьютере.

Если возникают подозрения о проникновении вируса на ПК, то следует провести тщательную проверку компьютера. Соответствующие опции сканирования памяти, системных областей и областей данных жестких дисков имеются во всех, даже бесплатных, версиях антивирусного программного обеспечения. Обнаруженные зараженные файлы антивирус либо попытается вылечить, либо поместит в «карантин» - специальную область на диске, в которой зараженный файл будет изолирован от других данных. В этой карантинной области следует попытаться вылечить файл средствами антивирусной программы, а если не получится, то по возможности отправить зараженный файл разработчику антивирусного программного обеспечения (опять же только средствами самого антивируса) и удалить инфицированный файл (только через команду, доступную в антивирусе).

Кроме того, можно скачать иной антивирус, чем тот, что установлен на вашем компьютере, с сайта разработчика антивирусного программного обеспечения. Как правило, это специальные утилиты, которые требуется скачивать каждый раз заново, поскольку в их коде содержатся необновляемые базы данных антивирусного программного обеспечения и актуальные на момент скачивания утилиты.

Проверять (сканировать) следует не только жесткие диски компьютера, но и сменные носители (флеш-карты, SD-карты, внешние жесткие диски), временно подключаемые к ПК.

Для того чтобы антивирусная программа была эффективной, ее следует регулярно обновлять (обычно через Интернет). Нет смысла ставить на один компьютер несколько антивирусов. Существенно несколько программ защиту компьютера не повысят, а из-за постоянного подвисания и иногда конфликтов сделают работу за таким компьютером просто невозможной.

Необходимо помнить, что эффективно не только лечение ПК от вредоносного программного обеспечения, но и профилактика компьютера, а именно:

► Определение

Программа - особый вид информации в виде двоичных кодов (нулей и единиц), воспринимаемых процессором как команды к выполнению каких-то действий.

Классификация программ для ЦВМ представлена на рис. 2-39.

В функции системных программ входит:

Прикладные программы предназначены для обработки самой разнообразной информации: текстовой, числовой, звуковой, графической.

Вопреки внешним различиям все программы должны выполнять некоторые общие основополагающие функции, такие как:

Среди наиболее важных функций прикладных программ можно выделить обработку текстов, проведение вычислений, организацию информации, управление вводом-выводом. Обычно различные функции настолько тесно переплетаются друг с другом, что трудно сказать, где кончается одна и начинается другая. Хотя большинство функций в той или иной степени используется в любой программе, одна из них всегда преобладает.

Среди прикладных программ по преобладанию некоторых функций выделяют:

Системы для программирования включают транслятор и языки программирования.

► Определение

Транслятор (от англ. translator - переводчик) - это программа-переводчик. Она преобразует программу, написанную на одном из языков высокого уровня, в программу, состоящую из машинных команд. Трансляторы реализуются в виде компиляторов или интерпретаторов.

С точки зрения выполнения работы компилятор и интерпретатор существенно различаются.

► Определения

Компилятор (от англ. compiler - составитель, собиратель) читает всю программу целиком, делает ее перевод и создает законченный вариант программы на машинном языке, который затем и выполняется. Интерпретатор (от англ. interpreter истолкователь, устный переводчик) переводит и выполняет программу строка за строкой.

После того как программа откомпилирована, ни сама исходная программа, ни компилятор более не нужны. В то же время программа, обрабатываемая интерпретатором, должна заново переводиться на машинный язык при каждом очередном запуске программы.

Откомпилированные программы работают быстрее, но интерпретируемые проще исправлять и изменять.

► Определение

Языки программирования - это средства для написания компьютерных программ.

Каждый конкретный язык ориентирован либо на компиляцию, либо на интерпретацию - в зависимости от того, для каких целей он создавался.

Например. Паскаль обычно используется для решения довольно сложных задач, в которых важна скорость работы программ. Именно поэтому данный язык обычно реализуется с помощью компилятора. С другой стороны, Бейсик создавался как язык для начинающих программистов, для которых построчное выполнение программы имеет неоспоримые преимущества.

Иногда для одного языка имеется и компилятор, и интерпретатор. В этом случае для разработки и тестирования программы можно воспользоваться интерпретатором, а затем откомпилировать отлаженную программу, чтобы повысить скорость ее выполнения.

К базовому программному обеспечению относят операционные системы и оболочки операционных систем.

► Определение

Операционная система - это комплекс взаимосвязанных системных программ, назначение которых - организовать взаимодействие пользователя с компьютером и выполнение всех других программ.

Операционная система играет роль связующего звена между аппаратурой компьютера, с одной стороны, и выполняемыми программами, а также пользователем - с другой стороны (рис. 2-40).

Операционные системы бывают двух видов: графические и неграфические. Графические операционные системы управляют работой компьютера с помощью специального манипулятора «мышь». К графическим операционным системам относят OS/2, Windows, Linux-подобные системы. Неграфические операционные системы управляют работой компьютера через клавиатуру. К ним относится, например, MS-DOS.

Операционную систему можно назвать программным продолжением устройства управления компьютера. Она скрывает от пользователя сложные ненужные подробности взаимодействия с аппаратурой, образуя «прослойку» между ними. В результате этого люди освобождаются от очень трудоемкой работы по организации взаимодействия с аппаратурой компьютера.

В настоящее время большинство компьютеров в мире работают под управлением той или иной версии операционной среды Windows корпорации Microsoft.

Операционная система UNIX была создана в Bell Telephone Laboratories. UNIX - многозадачная операционная система, способная обеспечить одновременную работу очень большого количества пользователей. Код системы написан на языке высокого уровня С, что сделало ее простой для понимания, изменения и переноса на другие платформы. UNIX является одной из наиболее открытых систем.

Операционная система Linux. Начало созданию Linux было положено в 1991 г. финским студентом Линусом Торвальдсом (Linus Torvalds). В сентябре 1991 г. он распространил по электронной почте первый прототип своей операционной системы и призвал откликнуться на его работу всех, кому она нравится или не нравится. С этого момента многие программисты стали поддерживать Linux, добавляя драйверы устройств, разрабатывая разные приложения и др. Атмосфера работы энтузиастов над полезным проектом, а также свободное распространение и использование исходных текстов стали основой феномена Linux. В настоящее время Linux - очень мощная и бесплатная система. Линус Торвальдс разработал не саму операционную систему, а только ее ядро, подключив уже имеющиеся компоненты. Сторонние компании, увидев хорошие перспективы для развития своего бизнеса, довольно скоро стали насыщать операционную систему утилитами и прикладным программным обеспечением. Недостаток такого подхода - отсутствие унифицированной и продуманной процедуры установки системы, и это до сих пор является одним из главных сдерживающих факторов для более широкого распространения Linux.

Mac OS X (Macintosh Operation System) - операционная система фирмы Apple Computer, выпускается для компьютеров Macintosh на базе процессоров PowerPC и Intel. Основа системы - Darwin - свободное программное обеспечение с открытыми исходными кодами. Его ядром является XNU (акроним от «Xnu Not UNIX» - «Xnu не значит Юникс»), в котором используются ядро Mach и стандартные сервисы BSD. Все возможности UNIX доступны через консоль. Поверх этой основы Apple разработано много компонентов, таких как Quartz Composer и Finder, которые являются частной собственностью компании Apple (так называемые проприетарные компоненты).

Mac OS X предлагает массу возможностей, делающих ее стабильной. Эта операционная система использует вытесняющую многозадачность и защиту памяти, дающие возможность запускать несколько процессов, которые не смогут прервать или повредить друг друга. Mac OS X также включает среду разработки программного обеспечения Xcode, которая позволяет разрабатывать программы на нескольких языках, в том числе C, C++, Objective C и Java. Она поддерживает компиляцию в так называемые «толстые программы» (fat binaries, в пресс-релизах Universal Binary), которые могут запускаться на нескольких платформах (x86, PowerPC).

Одним их преимуществ Mac OS X является облегченная установка системы. Графический интерфейс этой операционной системы отличает упорядоченность значков рабочего стола - они расположены в нижней части главного экрана по горизонтали. Безопасность Mac OS X высокая, вредоносные программы практически отсутствуют. Это объясняется и малой распространенностью данной операционной системы, делающей выпуск вредоносных программ для нее пустой тратой времени, и системными особенностями в виде ограниченности прав доступа приложений и отсутствия нежелательных с точки зрения безопасности и бесполезных для рядового пользователя структур, подобных системному реестру, и пр.

Различие между Macintosh Operation System и Microsoft Windows видится в следующем.

Android - операционная система для смартфонов, планшетных компьютеров, электронных книг, цифровых проигрывателей, наручных часов, игровых приставок, нетбуков, смартбуков, очков, часов Google и других устройств. Некоторые всемирно известные компании начали серийное производство телевизоров на базе Android TV. Таким образом, пользователям не потребуется покупать дополнительные приставки. В 2015 г. появилась поддержка автомобильных развлекательных систем и бытовых роботов. Как утверждают разработчики, это самая популярная мобильная операционная система в мире. Основана на ядре Linux и собственной реализации виртуальной машины Java от Google. Android позволяет создавать Java-приложения, управляющие устройством через разработанные Google библиотеки. Первый выпуск системы Android датирован 28 сентября 2008 г. Система поддерживает более 100 языков. Доля Android достигла 87,5% рынка мобильных операционных систем в III квартале 2016 г.

ПРОГРАММЫ-ОБОЛОЧКИ

►Определение

Оболочки - это программы, созданные для упрощения работы со сложными программными системами.

Оболочки преобразуют неудобный командный пользовательский интерфейс в дружественный графический интерфейс или интерфейс типа «меню». Оболочки предоставляют пользователю удобный доступ к файлам и обширные сервисные услуги (рис. 2-41).

Пример. Программа-оболочка Total Commander обеспечивает:

ОПЕРАЦИОННАЯ СИСТЕМА WINDOWS

История развития операционной системы Microsoft Windows берет свое начало с 1990-х годов. Сначала это была графическая оболочка MS Windows 3.x (Windows 3.1, Windows 3.11 для рабочих групп) - пока еще не операционная система, а надстройка MSDOS. Она запускалась не автоматически после загрузки ПК, а специальной командой.

Затем появилась Windows NT (NT - New Technology). Это была действительно операционная система, а не просто графическая оболочка, и предоставляла пользователям истинную многозадачность, многопроцессорную поддержку, секретность, защиту данных.

Когда появилась Windows 95, она представляла собой универсальную высокопроизводительную многозадачную и многопотоковую операционную систему нового поколения с графическим интерфейсом и расширенными сетевыми возможностями. Интегрированность подразумевает также совместное использование ресурсов компьютера всеми программами. Пользовательский интерфейс Windows 95 был прост и удобен. В отличие от оболочки Windows 3.x эта операционная система не нуждалась в установке на компьютере операционной системы MS-DOS.

Windows 98 отличалась от Windows 95 тем, что в ней операционная система объединена с браузером Internet Explorer посредством интерфейса, выполненного в виде веб-обозревателя и оснащенного кнопками Назад и Вперед для перехода на предыдущую и последующую вебстраницы. Кроме этого, в ней была улучшена совместимость с новыми аппаратными средствами компьютера, она одинаково была удобна как для использования на настольных, так и на портативных компьютерах.

Windows 2000 Professional стала операционной системой нового поколения для делового использования на самых разнообразных компьютерах: от портативных ПК до серверов. Эта операционная система являлась наилучшей для ведения коммерческой деятельности в Интернете. Она объединяла присущую Windows 98 простоту использования возможностей в Интернете с надежностью, экономичностью и безопасностью Windows NT.

Microsoft Windows XP (eXPerience - опыт) - базовая операционная система высшей категории надежности для настольных и мобильных компьютеров, разработанная на базе архитектуры Windows 2000. Она предоставляла все необходимое для доступа к удаленным сетям по коммутируемым линиям связи и полностью поддерживала инфраструктуру TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol - протокол управления передачей/интернет-протокол) и протокол USB 2.0, обеспечивая обмен информацией со скоростью до 480 Мбит/с. Пользователи мобильных компьютеров по достоинству оценили возможности Windows XP благодаря легкости установки и управлению электропитанием. Каждая операционная система существует конкретное время. Так и Windows XP обеспечивала комфортную работу пользователей в течение 12 лет. С 8 апреля 2014 г. компанией Microsoft прекращена поддержка этой операционной системы и выпуск обновлений к ней.

Следующим этапом развития операционных систем линейки Windows стала Windows СЕ 3.0. Это операционная система для мобильных вычислительных устройств, таких как карманные компьютеры, цифровые информационные пейджеры, сотовые телефоны, мультимедийные и развлекательные приставки, включая DVD-проигрыватели и устройства целевого доступа в Интернет.

Windows Vista. Первая версия этой операционной системы была выпущена в начале 2007 г. По мнению создателей Windows Vista, ее название достаточно точно отражало те преимущества, которые эта операционная система могла дать пользователям. В переводе на русский язык «vista» означает «новые возможности», «открывающиеся перспективы». Так же как и ее предшественница, операционная система больше не поддерживается Microsoft (дата окончания расширенной поддержки - 11 апреля 2017 г.). Windows Vista вышла через пять лет после Windows XP. Это самый продолжительный перерыв между релизами Windows. Однако наряду с очевидными достоинствами операционная система имела и недостатки (в частности, трудности или невозможность подключения дополнительных устройств по безопасному Wi-Fi-соединению). Именно поэтому на компьютерном рынке очень скоро появилась очередная версия Windows.

Windows 7 очень популярна и по сей день предоставляет расширенные возможности для работы как обычных пользователей ПК, так и профессионалов, IT-специалистов (IT - information technology, информационная технология). Подобно любому другому нововведению, Windows 7 имеет свои преимущества и недостатки по сравнению с предыдущими редакциями Windows.

Интерфейс Windows 7 внешне похож на Vista, но отличается красотой, воздушностью и визуальными эффектами (рис. 2-42). Полупрозрачные окна, функция Flip и Flip 3D (отображение всех открытых окон в двумерном или трехмерном виде при нажатии комбинации клавиш <Alt>+<Tab> и <Win>+<Tab> соответственно) являются еще одной отличительной чертой Windows 7.

Среди новых возможностей Windows 7 появилась функция Aero Peek, которая позволяет, во-первых, бегло просматривать рабочий стол сквозь все открытые в системе окна и, во-вторых, дает возможность найти нужное открытое окно, которое может быть скрыто другими открытыми окнами (рис. 2-43). Стандартные Aero-заставки рабочего стола в Windows 7 решены как слайдшоу.

Как и в Vista, функцию Aero в Windows 7 можно отключить. Кроме того, Windows 7 предлагает упрощенный стиль и классический вариант внешнего вида.

Упрощенный стиль прежде всего предполагает отключение анимации и полупрозрачности окон (рис. 2-44).

Классический интерфейс - более радикальный вариант, предполагающий оформление в стиле Windows 98, за исключением меню Пуск (рис. 2-45).

В прежних операционных системах Microsoft запуск программ осуществлялся в основном через Пуск > Программы либо с помощью двойного щелчка по значкам на рабочем столе. Панель справа от кнопки Пуск существовала, но пиктограммы в ней были маленькие и недостаточно информативные. На них никак не отражалось, что приложение запущено. В Windows 7 разработчики пошли по другому пути. Значки программ такие же по размеру, как и кнопка Пуск. Значки работающих программ выделяются среди остальных (рис. 2-46).

Этот вариант навигации был продуман не без влияния компании Apple и ее системы Mac OS X, где нижняя панель является основным инструментом для запуска программ. Однако разработчики Microsoft пошли дальше: если навести мышь на значок открытого окна или запущенного приложения, то можно увидеть его миниатюру, причем в этой миниатюре будут отражаться в реальном времени все процессы (рис. 2-47).

При безусловных достоинствах новой панели задач в процессе работы были замечены и небольшие недостатки. В частности, после деинсталляции некоторых приложений на панели задач остаются значки, которые невозможно удалить.

Небольшие изменения коснулись поиска. Возможность удобного поиска по компьютеру прямо из меню Пуск была реализована еще в Windows Vista, и это был действительно очень удобный инструмент. Теперь же результаты поиска группируются по принадлежности к различным программам, а если щелкнуть по ссылке Ознакомиться с другими результатами, то откроется окно, где будут видны информативные превью (от англ. preview - предварительный просмотр) всех найденных файлов (например, первые строчки писем).

В интерфейсе Windows 7 есть еще несколько новых возможностей. В различных версиях этой операционной системы до Windows 7 была возможность свернуть все окна, которую обычно представлял значок в панели Быстрый запуск на панели задач. Новая функция Windows 7 заключается в том, что вместо использования значка в панели задач просмотр стола можно осуществить наведением указателя мыши на новую «стеклянную» прямоугольную зону со всплывающей подсказкой Свернуть все окна (рис. 2-48), которая расположена в правом нижнем углу экрана, правее системных часов. Когда указатель мыши находится над этой небольшой зоной, все открытые окна становятся прозрачными, оставляя вместо себя лишь контурные очертания (рис. 2-49).

Помимо сворачивания всех окон можно выбрать одно окно, а все остальные свернуть. Если взять открытое окно и увести его за правую или левую границу экрана, то оно раскроется таким образом, что займет ровно половину экрана. Вторую половину можно занять другим окном, уведя его за границу противоположной стороны (рис. 2-50).

Если взять окно, открытое не на весь экран, и увести его к верхней границе рабочего стола, тогда окно автоматически раскроется на весь экран. И, наоборот, если взять полностью раскрытое окно и повести вниз, оно уменьшится.

Таким образом, преимущество Windows 7 заключается в том, что сворачивание всех окон заменено возможностью просмотра рабочего стола (preview desktop) при помощи такой новинки, как Aero Peek. При этом нельзя не отметить недостаток Windows 7, касающийся этой ее новой функции. Нельзя воспользоваться другими ярлыками и значками рабочего стола: как только указатель сдвинется с зоны, все открытые окна вернутся в свое исходное состояние. Однако открывать новые окна для других приложений можно иными известными способами, поэтому можно считать Aero Peek достоинством Windows 7.

Среди других достоинств Windows 7 можно отметить и возможность просматривать любые другие открытые окна, временно скрыв при этом все остальные. Для этого нужно навести указатель мыши на соответствующую кнопку приложения или окна в панели задач, тогда на экране возникнут новые миниатюры, отображающие окна в виде небольших стеклянных «строений». Причем, если приложение работает с несколькими открытыми окнами, то вы увидите миниатюру для каждого открытого окна. Для включения функции полноэкранного просмотра окна просто наведите указатель мыши на одну из этих графических миниатюр. И как только вы это сделаете, все окна, кроме выбранного, станут прозрачными, оставив после себя лишь линии контуров.

Одно из достоинств Windows 7 - это режим Windows XP. Данный компонент создан на базе новой версии Virtual PC и обеспечивает бесшовную интеграцию с приложениями Windows XP - либо из виртуальной системы, либо непосредственно через Windows 7. ITспециали-сты неоднократно отмечали недостаток Windows Vista, связанный с программной и аппаратной несовместимостью. А Windows 7 хороша тем, что ее новинка - режим Windows XP - дает возможность запускать приложения Windows XP под Windows 7 без каких-либо проблем, в этом и заключается основное преимущество Windows 7 перед Vista.

К несомненным достоинствам режима Windows XP, которые в свою очередь определяют и плюсы самой операционной системы, можно отнести следующее: доступ к физическим жестким дискам, включая тома основной операционной системы, с виртуальной машины, поддержка USB-накопителей. Раньше доступ к устройствам USB из виртуальной машины был невозможен.

Режим Windows XP позволяет запускать Windows XP в рамках современной операционной системы и пользоваться всеми преимуществами Windows 7. В частности, среди преимуществ Windows 7 перед Windows XP можно отметить расширенную аппаратную поддержку и улучшенную безопасность. Сама Windows XP осталась прежней, но поскольку режим Windows XP зависит от основной операционной системы, это позволяет извлекать определенную выгоду из новых возможностей последней. В этом состоит одна из важных особенностей Windows 7.

Возможности Windows 7 позволяют конечным пользователям работать вне зависимости от их местонахождения или местонахождения данных. Это ускоряет их работу и сокращает время простоя. Пользователям нет необходимости искать информацию в разных местах, так как одной операцией поиска можно просмотреть весь сайт SharePoint в интрасети организации, а также файлы на компьютерах пользователей. DirectAccess позволяет мобильным пользователям просто и безопасно обращаться к корпоративным ресурсам, находясь вне офиса. Пользователи в филиалах с медленными сетевыми подключениями могут также повысить свою производительность при помощи средства BranchCache в Windows 7, которое кэширует часто используемые файлы и веб-страницы.

Разработчики добились таких достоинств Windows 7, как повышение уровня безопасности и управляемости операционной системы. Помимо защиты внутренних жестких дисков компьютера система шифрования дисков BitLocker поддерживает шифрование внешних USB-накопителей и жестких дисков и предоставляет ключи восстановления для обращения к данным при необходимости. Для обеспечения максимальной безопасности на предприятии IT-специалисты могут использовать средства блокировки приложений для выполнения на компьютерах конечных пользователей только разрешенных программ, что также позволяет уменьшить риск использования вредоносных программ.

Windows 8 (рис. 2-51). Основными особенностями и новшествами в операционной системе Windows 8 стала поддержка 128битной архитектуры, совместимость которой обсуждалась с ведущими производителями процессоров (Intel и AMD).

Преимуществами Windows 8 явились:

Однако Windows 8 не приобрела широкой популярности среди пользователей. Эксперты связывают это с кардинальным изменением интерфейса операционной системы и трудным привыканием к такому нововведению пользователей.

Windows 10 (рис. 2-52). После Windows 8 операционная система получила номер 10, минуя 9. Первый выпуск этой операционной системы был проведен 29 июля 2015 г. В течение первого года после выхода системы пользователи могли бесплатно обновиться до Windows 10 на любом устройстве под управлением официальных версий Windows 7, Windows 8.1 и Windows Phone 8.1, соответствующим определенным требованиям.

Windows 10 имеет много отличий от предыдущих версий этой операционной системы. Вот основные.

Microsoft объявила Windows 10 последней Windows. Вместо выпуска новой Windows будут постоянно обновлять Windows 10, не давая ей устаревать. Microsoft отказалась от практики выпуска пакетов обновлений (Service Pack), как это было с Windows 2000, Windows XP, Windows Vista, Windows 7, и вместо этого два раза в год выпускает обновленную версию Windows 10. Каждой версии Windows 10 присваивается цифровое значение, которое обозначает год и месяц выпуска.

В Windows 10 Microsoft собирает множество данных об использовании компьютера. И это вызвало шквал критики со стороны пользователей. Согласно заявлению о конфиденциальности Microsoft собирает данные, используемые для улучшения продуктов и служб. Примерами таких данных являются имя, адрес электронной почты, предпочтения и интересы, журнал браузера, журнал поиска и история файлов, данные телефонных звонков и СМС-сообщений, конфигурация устройств и данные с датчиков, а также данные об использовании приложений. Могут также собираться все данные, вводимые с клавиатуры, рукописно или через системы распознавания речи. Сбор данных может происходить при установке программ, использовании голосового поиска, открытии файлов, вводе текстов. Собранные данные могут передаваться третьей стороне с согласия пользователя для предоставления запрошенных услуг, а также предоставляться изготовителям оборудования.

► Определения

Архивация - это сжатие одного или более файлов с целью экономии памяти и размещение сжатых данных в одном архивном файле. Архивация данных - это уменьшение физических размеров файлов, в которых хранятся данные, без значительных информационных потерь.

Программа архивации данных (или архиватор) - это программа (комплекс программ), выполняющая сжатие и восстановление сжатых файлов в первоначальном виде. Процесс сжатия файлов называется архивированием. Процесс восстановления сжатых файлов - разар-хивированием.

Архивный файл (или архив) - это один или несколько файлов, помещенных в сжатом виде в единый файл, из которого их при необходимости можно извлечь в первоначальном виде.

Одни программы архивации файлов распространяются бесплатно (freeware), другие - на коммерческой основе, а третьи - как shareware, то есть могут быть получены бесплатно, но если пользователь желает применять их на постоянной основе, то должен выслать авторам или распространителям указанное (чаще небольшое) вознаграждение.

Хороший архиватор - это больше, чем программа сжатия и восстановления, так как он позволяет выполнять самые разнообразные операции по поддержанию архивов в надлежащем состоянии. Можно запоминать не только файлы, но и пути к ним, что дает возможность в точности восстановить это положение при извлечении файлов из архива. Хороший архиватор способен создавать архив любого размера - архив автоматически «нарезается» на несколько фрагментов, и это дает пользователю возможность не слишком беспокоиться о том, что дискового пространства в какой-то момент может не хватить.

Наиболее распространенные программы-архиваторы имеют приблизительно одинаковые возможности, и ни одна из них не превосходит другие по всем параметрам. Современные архиваторы отличаются используемыми алгоритмами, скоростью работы, степенью сжатия.

Упрощенно принцип сжатия таков. Допустим, необходимо сжать текстовую строку:

ААААААCCCТТТТТООЕЕЕБББББ

Одинаковые последовательности данных заменяются значением, которое указывает, сколько раз встречается в данном случае буква, и самой буквой, то есть вместо АААААА будет 6А. Итак, после сжатия (архивации) строка станет такой:

6А3C5Т2О3Е4Б

Строка укоротилась в два раза.

Аналогично сжимается (архивируется) графическая информация. В этих файлах кодируется цвет пикселов. Естественно, что лучше сожмется одноцветное изображение. Именно поэтому электронные фотографии практически не сжимаются - в них просто нет длинных последовательностей одинаковых по цвету пикселов.

Практически не сжимаются звуковая информация и видеоданные.

Одними из популярных программ сжатия данных являются WinZip и WinRar.

WINZIP

Архивный файл, получаемый после сжатия данных этой программой, имеет расширение zip.

Основное преимущество формата ZIP - его популярность. Большинство архивов в Интернете - это ZIP-архивы. Другое преимущество - скорость. Архив ZIP обычно создается быстрее, чем RAR.

Найти и установить архиватор WinZip не составит труда: выполнив поиск в Интернете по ключевой фразе «winzip», легко отыскать сайт разработчика, откуда можно скачать программу.

Интерфейс этого архиватора имеет так называемую ленточную структуру - вместо панели инструментов предлагается лента с наборами команд в виде кнопок (рис. 2-53).

Для добавления файла в архив нужно перейти на вкладку Создать/ поделиться, в левой части окна в разделе Файлы найти нужный файл и перетащить его в центральную область окна программы. Другой способ добавления файла в архив - на вкладке Создать/поделиться в группе Добавить в архив нажать кнопку С ПК или облачного сервиса, в появившемся диалоговом окне найти и выбрать архивируемый файл, нажать кнопку Добавить, а затем подтвердить добавление файла в архив нажатием кнопки OK.

Сохранение созданного архива выполняется нажатием кнопки Сохранить как в правом нижнем углу окна программы (рис. 2-54). Далее следует выбрать папку, в которой будет сохранен архив, и ввести имя архива, а затем нажать кнопку Сохранить.

Для того чтобы извлечь файлы из архива, сначала необходимо открыть архивный файл: нажать кнопку Меню приложения в левом верхнем углу окна программы (рис. 2-55, а), а затем выбрать команду Открыть (с ПК/облачного сервиса) (рис. 2-55, б). Архивный файл будет загружен в программу WinZip. Далее нужно выбрать извлекаемые файлы (щелкнуть по ним в центральной части окна программы) и на вкладке Разархивировать/поделиться в группе Распаковка раскрыть кнопку Разархивировать в 1 клик (рис. 2-56):

Удалить файл из архива, не извлекая его, можно так: открыть архив в окне программы WinZip, выбрать файл и нажать клавишу <Delete>, в диалоговом окне подтвердить удаление файла.

Степень сжатия файлов в архиве можно настроить на вкладке Параметры в группе Упаковать (рис. 2-57).

WINRAR

Архивный файл, получаемый после сжатия данных этой программой, имеет расширение rar.

Формат RAR в большинстве случаев обеспечивает значительно лучшее сжатие, чем ZIP.

Эту программу архивации, так же как и предыдущую, легко найти в Интернете на сайте разработчика, скачать установочной файл и выполнить установку.

Для работы с архивом прежде всего следует запустить программу (из главного меню операционной системы Windows или дважды щелкнув по значку программы WinRar на рабочем столе). Под панелью инструментов находится раскрывающийся список (рис. 2-58), с помощью которого следует перейти к папке, в которой находятся файлы, предназначенные для архивирования (рис. 2-59).

Для добавления файлов в архив следует выбрать необходимые файлы, щелкая по ним мышью и удерживая клавишу <Ctrl> (будут выбраны не подряд идущие в списке файлы) или <Shift> (будут выбраны подряд идущие в списке файлы). Затем на панели инструментов следует нажать кнопку Добавить. В появившемся окне надо ввести имя архива, при необходимости задать дополнительные параметры архивации и нажать кнопку OK. Архив будет создан в той же папке, что и архивируемые файлы (рис. 2-60).

Для того чтобы разархивировать файлы, следует запустить программу WinRar, перейти в ту папку, где хранится архив (см. рис. 2-58), раскрыть архив, дважды щелкнув по его файлу мышью, выбрать один или несколько файлов и на панели инструментов нажать кнопку Извлечь. В появившемся окне Путь и параметры извлечения в дереве каталогов в правой части окна выбрать папку, в которую будут извлечены файлы (рис. 2-61), при необходимости задать дополнительные параметры раз-архивирования и нажать кнопку OK. Файлы будут разархивированы в указанный каталог.

Удалить файл в архиве, не разархивируя файлы, можно так: открыть архив, дважды щелкнув по нему в окне программы WinRar, выбрать файл и нажать кнопку Удалить на панели инструментов.

Проверить архив на отсутствие ошибок (если архив содержит ошибки, могут возникнуть проблемы с извлечением файлов из архива либо вообще невозможно будет разархивировать их) можно нажатием кнопки Тест на панели инструментов.

С помощью нажатия кнопки Вирусы архив можно проверить на отсутствие вредоносного кода.

♦ Рекомендуем ответить на вопросы 16-33 в конце главы.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

► Определение

Текстовый процессор - прикладное программное обеспечение, используемое для создания текстовых документов.

Типичным представителем этой группы является прикладная программа MS Word ^[1].

Основные функции текстовых процессоров таковы:

ЗАПУСК MICROSOFT WORD

Для запуска MS Word в меню Пуск операционной системы Windows следует выбрать команду Все программы, а затем Microsoft Word 2010 (или Microsoft Word 2007). В случае отсутствия MS Word в меню Все программы выберите Microsoft Office и в его подменю найдите команду Microsoft Word 2010.

Любой текст, набранный в MS Word, называется документом. Каждый документ получает свое имя. Все документы хранятся в папках (папки также имеют названия).

Окно - прямоугольная область, в которой располагается активный документ. Число окон соответствует количеству открытых файлов (документов).

Ввод текста с клавиатуры и отображение его на экране в MS Word называется набором, а вывод на принтер - печатью (распечаткой).

В первую очередь текстовой процессор предназначен для работы с текстом, а именно - со шрифтами. Возможно изменение начертания, размера, цвета и стиля символов. Разнообразие самих шрифтов позволяет создавать документы самого разного типа: визитки, письма, брошюры, документацию, приглашения, объявления, вывески, книги и т.д. Доступна также и настройка всех параметров абзаца (отступ, межстрочный интервал, выравнивание).

MS Word позволяет создавать таблицы в тексте, которые можно всячески видоизменять, а также проводить всевозможные операции с ячейками таблицы.

Возможно использование одновременно нескольких буферов обмена, их количество зависит от версии программы. Иначе говоря, можно скопировать несколько различных фрагментов и вставлять любой из них при необходимости.

MS Word поддерживает работу с графикой. Под графикой подразумеваются рисованные картинки, фотографии, а также фигуры, создаваемые вручную непосредственно в редакторе MS Word. Имеется возможность разработки высокохудожественных надписей. Любой графический объект можно настроить (яркость, контрастность, размер, цвет, положение и др.).

Встроенный редактор формул позволяет создавать самые сложные математические и химические формулы.

Кроме всего перечисленного в MS Word имеется множество дополнительных функций, ускоряющих и облегчающих работу с текстами:

Главное окно MS Word, содержащее пустой документ, показано на рис. 3-1.

Главное окно можно разделить на пять основных областей:

Строка заголовка, помимо заголовка приложения, содержит кнопку системного меню

(в левом верхнем углу окна программы) и кнопки управления окном. Команды системного меню (рис. 3-2) в основном дублируют кнопки управления:

ЛЕНТА

Интерфейс MS Word 2010 (2007) существенно отличается от всех предыдущих версий этого текстового процессора. В его окне есть особый элемент интерфейса - лента (ribbon). Это полоса вверху окна, содержащая наборы команд (рис. 3-3). Лента заменила панели инструментов и строку меню, которые существовали в предыдущих версиях программы.

Основные наборы команд представлены на экране в виде вкладок, поэтому для доступа к ним достаточно щелкнуть мышью по заголовку вкладки. Благодаря вкладкам в поле зрения пользователя может находиться только часть команд. Другие же команды, с одной стороны, тоже под рукой, а с другой стороны, не загромождают рабочую область.

Ленту можно свернуть, для чего достаточно щелкнуть по ней правой кнопкой мыши и выбрать соответствующую команду в контекстном меню (рис. 3-4, а). Рабочая область увеличится, но для доступа к командам нужно будет выполнять одно лишнее действие - щелкать по названию вкладки. После этого лента будет появляться и снова исчeзaть, как только курсор установится в рабочей области. Другой cпoсоб свернуть ленту - щелкнуть мышью по значку

в правой части окна программы (рис. 3-4, б).

На вкладках ленты команды распределены по группам. Названия групп указаны внизу ленты (см. рис. 3-3). В MS Word 2010 у пользователя есть возможность настраивать вкладки ленты - добавлять новые вкладки, новые группы и команды. (MS Word 2007 стандартных средств настройки ленты нет.)

МЕНЮ ФАЙЛ ИЛИ КНОПКА OFFICE

Основные действия с документом - создать, открыть, сохранить, напечатать, а также настройку ленты, панели быстрого доступа и других параметров интерфейса MS Word, получение справочных сведений о работе программы пользователь может выполнить с помощью команд, находящихся на вкладке Файл (MS Word 2010) или в меню кнопки Office

(MS Word 2007) - рис. 3-5, 3-6.

ПАНЕЛЬ БЫСТРОГО ДОСТУПА

Лента занимает много места не только в высоту, но и в ширину. Ее размеры рассчитаны на размер экрана 1280×1024 точек. Часто используемые команды можно разместить на специальной панели - панели быстрого доступа. По умолчанию на нее вынесены три команды: сохранение документа, отмена и возврат действия (рис. 3-7).

Список других часто используемых команд можно просмотреть и добавить на панель, щелкнув по кнопке в виде направленной вниз стрелки (рис. 3-8).

Добавить другие команды можно из ленты [щелкнуть правой кнопкой мыши и выбрать команду Настройка панели быстрого доступа (в MS Word 2007 команду Добавить на панель быстрого доступа)] или при помощи окна настроек MS Word [команда Параметры на вкладке Файл (в MS Word 2007 - кнопка Office

>

Параметры Word)].

Для того чтобы вызвать окно настроек, надо на вкладке Файл выбрать команду Параметры. Далее следует перейти в раздел Панель быстрого дocтyпa, щелкнув по соответствующему названию в левой части окна. (В MS Word 2007 в меню кнопки Office

нажать кнопку

Параметры Word, а затем в открывшемся окне выбрать раздел Haстройка.) Это окно имеет две основные области. В левой размещены команды, доступные в MS Word, а в правой - команды, добавленные на панель быстрого доступа (рис. 3-9). Для того чтобы добавить команду на панель, надо выбрать ее в области слева и нажать кнопку Добавить. Для того чтобы удалить команду с панели быстрого доступа, следует выбрать ее в области справа и нажать кнопку Удалить.

Для удобства выбора в области слева могут отображаться не все команды, доступные в Word, а лишь некоторые из них. По умолчанию отображаются наиболее часто используемые команды. Если раскрыть список Выбрать команды из, можно отобразить команды вкладки Файл (в MS Word 2007 меню кнопки Office

), команды каждой из вкладок, которые доступны на ленте, отсутствующие на ленте кoмaн- ды, а также макросы. Кроме этого, можно выбрать отображение всех команд, которые имеются в программе.

Несмотря на то что интерфейс существенно изменился, программы пакета MS Office 2010 (2007) остались узнаваемыми (рис. 3-10). Во многом это достигнуто благодаря тому, что в большинстве значки не изменились и выглядят так же, как на панелях инструментов в старых версиях. Осталась и привычная разметка окна программы - инструменты занимают верхнюю часть, основная отведена для работы с текстом, а внизу расположилась улучшенная строка состояния.

СТРОКА СОСТОЯНИЯ

Строка состояния расположена в нижней части окна под областью ввода текста и горизонтальной полосой прокрутки (рис. 3-11). В левой части строки состояния отображается информация о текущем документе (табл. 3-1). Кроме того, строка состояния содержит индикаторы режима разметки документа (табл. 3-2). Яркий цвет индикаторов соответствует включенному состоянию режима. Для переключения в тот или иной режим разметки можно щелкнуть левой кнопкой мыши по соответствующему индикатору.

Для быстрого изменения масштаба документа в строке состояния имеется ползунок Масштаб, который можно двигать, и кнопки «плюс» и «минус», нажатие которых дает возможность увеличить или уменьшить масштаб на 10% (см. рис. 3-11). Если изменение масштаба при помощи ползунка неудобно, то можно убрать эти блоки из строки состояния.

Практически все информационные блоки в строке состояния являются кнопками, предназначенными для быстрого вызова команд. Например, при щелчке по кнопке с количеством страниц открывается окно Найти и заменить, позволяющее быстро перейти к другой странице документа. Щелчок по кнопке с количеством слов открывает окно статистики документа, в котором отображается число строк, абзацев, знаков без пробелов и с пробелами.

Если щелкнуть по кнопке, на которой указан язык документа, открывается окно выбора языка в текущем документе, для которого будет проверяться орфография. Наконец, щелчок по кнопке, указывающей на наличие орфографических ошибок

, приведет к тому, что в тексте будет выделено ближайшее слово с ошибкой. Откроется также контекстное меню, в котором можно будет выбрать вариант замены слова или исключить его из проверки орфографии.

В MS Word строку состояния можно настроить, добавив или удалив определенные команды. Для этого щелкните по строке состояния правой кнопкой мыши. В меню можно не только отключить отображение ненужных команд, но и включить те, которые неактивны по умолчанию. Например, можно включить отображение нажатия клавиши <CapsLock>, номера строки, раздела, столбца и других сведений (рис. 3-12).

КОНТЕКСТНОЕ МЕНЮ

Для ускорения выполнения многих операций существует контекстное меню. Для его вызова необходимо щелкнуть правой кнопкой мыши на объекте в документе, с которым нужно выполнить действие, или нажать комбинацию клавиш <Shift>+<F10>. Содержание меню определяется тем, что пользователь делает в данный момент (то есть от контекста, отсюда и название меню - контекстное), и включает только самые необходимые команды.

СОЗДАНИЕ ДОКУМЕНТА

Для создания документа необходимо на вкладке Файл (в MS Word 2007 нажать кнопку Office

) выбрать команду Создать (рис. 3-13). Любой документ создается на основе какого-либо шаблона. Именно поэтому в центральной части окна надо выбрать шаблон, например Новый документ, и в правом нижнем углу окна нажать кнопку Создать. Перед пользователем раскроется пустая страница текстового документа, в которой можно работать, для начала - последовательно набирать текст.

КОПИРОВАНИЕ, ПЕРЕМЕЩЕНИЕ И УДАЛЕНИЕ ТЕКСТА

► Определение

Фрагментом называется непрерывная часть текста.

Выделение фрагмента делает его объектом последующей команды. Выделить фрагмент - значит "подсветить» его с помощью мыши или клавиатуры. Выделенный фрагмент может быть стрóчным, блочным или линейным. Строчной фрагмент состоит из последовательности целых строк. Блочный фрагмент обычно объединяет части строк, образующие в совокупности прямоугольник. Линейный (потоковый) фрагмент может включать последовательность (необязательно) целых строк.

Наиболее часто используемые операции в текстовых процессорах - копирование, перемещение и удаление фрагментов текста. Эти операции могут выполняться как с буфером промежуточного хранения, так и без него. Сущность операций, использующих буфер промежуточного хранения (или буфер обмена), состоит в том, что помеченный фрагмент текста переносится на новое место, копируется туда или просто удаляется. Технология выполнения этих операций включает несколько этапов:

Поскольку все приложения Windows работают через общий системный буфер промежуточного хранения, операции с фрагментами текста могут затрагивать не только внешние документы, но и другие приложения.

Удаление текста. В современных текстовых процессорах возможно удалить символ, слово, строку, фрагмент текста (строчный или блочный). При этом удаление последнего введенного символа (то есть символа, стоящего левее курсора) осуществляется при помощи клавиши <Backspace>, а символа, следующего за курсором, - при помощи клавиши <Delete>.

Удалению слова, строки, предложения или любого другого фрагмента текста предшествует предварительное выделение соответствующего элемента текста, а затем применение либо клавиши <Delete>, либо операции удаления. Место, занимаемое удаленным элементом текста, автоматически заполняется размещенным после него текстом.

Операция отката. Во многих программных средствах, в том числе и в текстовом процессоре, предусмотрена операция отката. Для ее реа-лизaции текстовый процессор фиксирует действия по изменению текста в виде последовательных шагов. Нажатием кнопки

на панели быстрого доступа в MS Word пользователь может вepнyть дoкyмeнт к состоянию, которое было несколько шагов назад, то есть "откатиться». Глубина возможного отката зависит от среды, мощности используемого компьютера и других причин. Наряду с командой отката существует кнопка отмены отката

на панели быстрого доступа.

ФОРМАТИРОВАНИЕ ТЕКСТА

Операции форматирования включают разбивку текста на строки (в рамках абзаца) и страницы, выбор расположения абзацев, отступов и отбивок между абзацами, обтекания отдельных абзацев, а также видов и начертаний шрифтов. Эти операции выполняются различными текстовыми процессорами с разной степенью автоматизации. Например, разбивку на строки и страницы MS Word выполняет автоматически (это свойство - отличительная черта мощных текстовых процессоров).

В чем суть форматирования? Это способность текстового процессора изменять оформление документа на странице, а именно:

Форматирование текста - процедура оформления страницы текста. Форматирование часто применяется по отношению к абзацу.

► Определение

Абзац - фрагмент текста, процесс ввода которого закончился нажатием клавиши <Enter>.

► Примечание

В режиме отображения на экране специальных символов в конце абзаца вы увидите символ

Включить этот режим можно нажатием кнопки Отобразить все знаки

в группе Абзац на вкладке Главная ленты.

Выделение текста в MS Word сопровождается появлением всплывающей панели с наиболее часто используемыми инструментами форматирования (рис. 3-14). Пока на панель не будет наведен курсор, она остается полупрозрачной, а как только курсор переместится за ее пределы, незаметно исчезнет. Таким образом, не нужно делать никаких лишних щелчков мыши, как это происходит, когда необходимо убрать с экрана контекстное меню.

Кстати, панель с командами форматирования появляется и при щелчке правой кнопкой мыши и размещается под или над обычным контекстным меню.

Для настройки интервалов необходимо выделить фрагмент текста, открыть диалоговое окно Абзац (рис. 3-15, 3-16). Это окно, как и многие диалоговые окна в MS Word, открывается после нажатия кнопки вызова диалогового окна

(маленький значок в правом нижнем углу группы, см. рис. 3-3). В диалоговом окне Абзац в группах Отступ и Интервал следует ввести нули, в раскрывающемся списке первая строка задать отступ на 1,25 см, что является стандартным. Межстрочный интервал выбрать как одиночный (в раскрывающемся списке междустрочный). После этого нажать клавишу <Enter>.

При желании пользователь может задать и другие параметры интервалов и абзацных отступов.

Абзацные отступы слева, справа и отступ первой строки можно настроить с помощью маркеров на линейке. Для этого следует сначала отобразить линейку, если она отсутствует в окне: на вкладке Вид в группе Показать установить флажок Линейка ^[2] . На линейке имеются маркеры в виде треугольников (рис. 3-17). Именно они определяют положение абзаца и его первую строку. Для изменения отступов или первой строки следует подвести курсор к нужному маркеру, нажать левую кнопку мыши и смещать маркер вправо или влево.

Текстовый процессор MS Word является достаточно гибким инструментом для работы со списками. Программа позволяет создавать маркированные и нумерованные, одноуровневые и многоуровневые списки, сочетающие номера и маркеры. Если начать абзац с некоторого числа (например, 1) или маркера (например, *), то MS Word, соответственно, пронумерует и промаркирует следующие абзацы после нажатия клавиши <Enter>.

Создание маркированных списков. При создании маркированного списка можно использовать различные типы маркеров как по начертанию, так и по размеру и цвету. Для того чтобы создать маркированный список, следует выделить фрагмент текста и на вкладке Главная ленты в группе Абзац развернуть кнопку Маркеры

(щелкнуть надо не по самой кнопке, а по стрелке, расположенной правее картинки). Oткpo- ется список с библиотекой маркеров и дополнительными командами настройки списка (рис. 3-18). Щелчком кнопкой мыши по понравившемуся образцу можно применить маркированный список. Надо отметить, что перечень стилей маркера, представленных в списке кнопки Маркеры, не ограничен. Для просмотра и настройки дополнительного стиля маркера следует выбрать команду Определить новый маркер в меню кнопки Маркеры и далее подобрать нужные стиль, цвет и размер маркера.

Создание нумерованных списков. Принципиальной разницы при создании нумерованных и маркированных списков нет. Так же как и пpи создании маркированных списков, надо выполнить последовательность действий Главная > Абзац > Нумерация (рис. 3-19).

В нумерованных списках можно использовать как различные стили нумерации (например, арабские и римские цифры), так и начинать нумерацию с различного уровня. Для того чтобы поменять стиль нумерации, размер, уровень и другие параметры списка, следует выбрать команду Определить новый формат номера в меню кнопки Нумерация и далее выбрать соответствующие атрибуты шрифта.

Создание многоуровневых списков. Для создания многоуровневого списка надо выполнить последовательность действий Главная > Абзац > Многоуровневый список

Далее можно выбрать стиль многоуровневого списка и изменить атрибуты списка, воспользовавшись предложенными вариантами, или создать собственный список с помощью команды Определить новый стиль списка из меню кнопки Многоуровневый список.

Характерной особенностью современных текстовых процессоров является их мультиоконность, то есть способность одновременно работать с несколькими документами, находящимися в различных окнах. При вводе и редактировании текста пользователь работает в активном окне, в котором возможен доступ ко всем командам ленты. Специальные команды на вкладке Вид ленты в группе Окно дают возможность упорядочивать окна документов, создавать новые и переходить из одного окна в другое. Здесь различают два режима: полноэкранный и неполноэкранный. В полноэкранном режиме вновь открытое окно является текущим (активным) и перекрывает остальные открытые окна. Переход к другим окнам осуществляется по специальной команде. В неполноэкранном режиме специальные команды упорядочения окон дают возможность расположить все открытые окна на экране в уменьшенном формате.

С помощью команды Вид > Окно > Разделить рабочая область разделяется на две части. Это удобно, если необходимо работать одновременно с двумя разными частями большого документа.

Большинство документов слишком велико, чтобы целиком их увидеть на экране монитора. Текстовый процессор обеспечивает перемещение текста в окне. Этот режим включается автоматически, как только курсор достигает границ экрана. Так, если курсор находится на нижней строке экрана, и вы нажмете клавишу перемещения курсора вниз <↓>, внизу экрана появится новая строка документа, а самая верхняя строка экрана исчезнет. Аналогичное произойдет при движении курсора вверх. Если ширина документа больше ширины экрана монитора, то клавишами перемещения курсора влево <← > и вправо <→> перемещают текст документа в окне по горизонтали.

Таблица состоит из n столбцов (n ≥1) и m строк (m ≥1). Основной структурный элемент таблицы - ячейка, то есть фрагмент документа на пересечении столбца и строки. Ячейку таблицы можно считать "микродокументом» - это обычный фрагмент документа, который подчиняется почти всем законам "нормального» текста. Ячейка может вмещать несколько строк или абзацев, содержать рисунки и рисованные объекты; текст ячейки можно форматировать по обычным правилам (включая выравнивание).

Для создания таблицы используется команда Вставка > Таблицы > Таблица, выбор которой приведет к отображению меню кнопки Таблица (рис. 3-20).

MS Word предусматривает два способа создания таблицы:

СОЗДАНИЕ ПУСТОЙ ТАБЛИЦЫ

Пустую таблицу можно создать одним из следующих способов:

ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ТЕКСТА В ТАБЛИЦУ

Для того чтобы MS Word мог преобразовать в таблицу существующий фрагмент текста, этот фрагмент должен содержать какую-то информацию. Что считать ячейкой, а что считать строкой таблицы? Для решения этого вопроса при вводе следуйте таким правилам.

С помощью команды Вставка > Таблицы > Таблица > Преобразовать в таблицу преобразование в таблицу выделенного фрагмента можно завершить.

ФОРМАТИРОВАНИЕ И ИЗМЕНЕНИЕ ТАБЛИЦЫ

Если таблица занимает несколько страниц документа, вы можете объявить первую строку таблицы заголовком. Для этого выделите первую строку таблицы и выберите команду Макет > Данные > Повторить строки заголовков. После этого первая строка таблицы будет воспроизводиться на всех страницах в качестве заголовка; при изменении содержимого ячеек первой строки изменится и заголовок таблицы на всех последующих страницах.

Для перемещения по ячейкам можно использовать клавиши управления курсором и клавишу <Tab>. Вы можете редактировать содержимое ячейки как любой другой фрагмент документа. В частности, можно изменять формат символов и расположение абзацев относительно границ ячейки с помощью команд групп Шрифт и Абзац на вкладке Главная ленты.

Для выделения структурных элементов таблиц используйте следующие приемы.

MS Word предусматривает множество операций по манипулированию созданными таблицами. Например, можно отрегулировать ширину (высоту) столбца (строки). Для того чтобы изменить ширину столбца методом drag and drop (перетащить и бросить), следует установить указатель мыши на вертикальную линию сетки, ограничивающую столбец слева или справа, и "перетащить» эту линию влево или вправо.

Для того чтобы вставить новую строку в таблицу, надо установить текстовый курсор в точку вставки (внутрь строки, перед которой надо вставить новую строку) и выбрать команду Макет > Строки и столбцы > Вставить сверху (или Вставить снизу).

Для удаления строки таблицы нужно выделить эту строку и выбрать команду Макет > Строки и столбцы > Удалить > Удалить строки, а для удаления столбца - Макет > Строки и столбцы > Удалить > Удалить столбцы.

Таблицу можно вновь превратить в обычный текст. Для этого выделите таблицу (или поместите курсор внутри таблицы) и выберите команду Макет > Данные > Преобразовать в текст.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГИПЕРССЫЛОК СТИЛИ

Одно из самых удобных средств форматирования текста в MS Word - стили. Стили представляют собой набор атрибутов форматирования, то есть могут содержать гарнитуру, начертание и размер шрифта, выравнивание и др. К выделенному фрагменту текста все атрибуты форматирования стиля применяются одновременно. В этом заключается первое удобство использования стилей. Второе удобство в том, что стили позволяют, задав один раз необходимые параметры, пользоваться ими все время, даже в разных документах.

Стили бывают нескольких видов: стили абзаца, символа, таблицы и списка. Это означает, что тот или иной стиль может быть применен к абзацу, к произвольному участку текста, списку или таблице соответственно. Даже при использовании стилей оформление большого документа, в котором есть заголовки, таблицы, подрисуночные подписи и другие элементы, занимает достаточно много времени.

Для сохранения оформления абзаца или оформления символа в качестве стиля удобно сначала отформатировать абзац: задать шрифт, размер и начертание символов, настроить абзацные отступы и интервалы. Затем следует выделить абзац (если будет создан стиль абзаца) или отдельное слово (при создании стиля символа). На вкладке Главнaя ленты в группе Стили нужно нажать кнопку вызова диалогового окна

Появится панель Стили, в нижней части которой расположены три кнопки. Следует нажать кнопку Создать стиль

, а затем в диалоговом окне Создание стиля ввести имя стиля (поле Имя), выбрать тип стиля (в раскрывающемся списке Стиль вариант Абзаца для стиля абзаца или Знака для стиля символа), еще раз проверить форматирование и нажать кнопку OK. Новый стиль появится в панели Стили.

Для того чтобы применить сохраненный стиль к фрагменту текста, следует выделить этот фрагмент (абзац или слово), а затем в панели Стили выбрать нужный стиль.

ТЕМЫ

В MS Word имеется инструмент для быстрого форматирования текстов - тема документа (рис. 3-24).

По сути, тема представляет собой коллекцию разных типов стилей, которые гармонично сочетаются между собой. Благодаря этому темы документа дают возможность быстро изменять параметры форматирования текста, таблиц и специальных элементов, которые встречаются в документе. При этом все составляющие будут оформлены в едином стиле, и вам не придется задумываться, подходит ли заголовок к тексту и не нужно ли увеличить междустрочный интервал. Тему документа можно выбрать перед началом его создания либо применить к уже готовому тексту. Для этого перейдите на вкладку Разметка страницы и раскройте список Темы, щелкнув по кнопке в одноименной группе на ленте.

Если в окне документа размещен текст, то можно увидеть изменения, просто наведя курсор на тему в библиотеке тем, то есть не нужно щелкать по названию темы, чтобы просмотреть изменения. Тема документа содержит три основных компонента: набор цветов, набор шрифтов заголовков и основного текста, а также набор линий и зали-вoк. Выбрав тему в библиотеке, вы можете изменять ее компоненты. Для этого щелкайте по кнопкам Цвета темы

Шрифты темы

и Эффекты темы

Если вы изменили тему и хотите ее сохранить, выберите команду Сохранить текущую тему в меню кнопки Темы. После этого подберите для темы подходящее имя и сохраните ее. Она появится в меню кнопки Темы и будет доступна в группе Пользовательские.

СОЗДАНИЕ ГИПЕРССЫЛКИ

В случае использования MS Word в качестве редактора HTML для создания гиперссылки выполняют следующие действия.

) выберите команду Сохранить как, чтобы сохранить веб-страницу. В раскрывающемся списке Тип файла выберите вариант Вебстраница.

В MS Word можно создавать профессиональные титульные листы. Для этого на вкладке Вставка ленты в группе Страницы нужно нажать кнопку Титульная страница, чтобы отобразить галерею стилей титульных листов (рис. 3-25), затем просто щелкнуть на понравившемся варианте титульного листа. MS Word добавит страницу в текущий документ, после чего пользователю останется лишь ввести в полях собственный текст.

Для вставки графических изображений следует на вкладке Вставка в группе Иллюстрации нажать одну из кнопок: Рисунок (для вставки рисунка из файла), Картинка (для вставки клипа), Фигуры (для вставки готовых фигур).

В MS Word 2010 (2007) средства для работы с изображениями появляются только тогда, когда в документ добавляется новая картинка или выделяется существующая. Как только курсор перемещается в область текста, вкладка Работа с рисунками бесследно исчезает. То же касается и некоторых других элементов документа.

Всевозможные эффекты спрятаны в меню, которые открываются при щелчке почти по каждой кнопке на вкладке Формат в группе Стили фигур. Можно найти знакомые эффекты настройки тени и объема и многие новые, например средства для перекраски изображений, заготовки для добавления теней, отражения (рис. 3-26).

Увидеть, как будет выглядеть рисунок с тем или иным эффектом, можно, даже не применяя его, - при наведении курсора на пункт меню эффект тут же вступает в силу. Стоит только навести курсор на другой эффект, объект изменится (рис. 3-27).

НАДПИСИ

В MS Word имеется множество заготовок для создания надписей разного типа, галерея которых открывается после выбора команды Вставка > Текст > Надпись (рис. 3-28).

Надпись можно использовать для того, чтобы вынести цитату в центр страницы, разместить дополнительные материалы к статье сбоку, на поле и т.д. (рис. 3-29).

ОБЪЕКТЫ SMARTART И WORDART

Объекты SmartArt - особые графические элементы, используемые для наглядного представления данных с целью быстро, легко и эффективно донести сообщение (рис. 3-30). Такие объекты являются чем-то средним между диаграммами и фигурами. Они дают возможность представить разную информацию в виде удобных графических блоков. Теоретически подобные блоки можно было создавать и в MS Word более ранних версий, используя автофигуры и надписи, однако на выравнивание фигур на странице, вставку текста и форматирование уходит больше времени, чем на добавление объекта SmartArt. Для вставки в документ объекта SmartArt нужно нажать одноименную кнопку на вкладке Вставка ленты. Возле каждого макета есть описание.

Например, вариант Воронка предназначен для того, чтобы акцентировать внимание на концепциях, которые сводятся в единое целое (рис. 3-31, а), а макет Расходящиеся стрелки служит для оформления двух противоположных по смыслу идей, между которыми нужно сделать выбор (рис. 3-31, б).

После добавления объекта SmartArt в документ можно ввести текст в поля, отмеченные как [Текст]. Это можно делать непосредственно в области объекта, а также используя специальную область задач Введите текст (рис. 3-32).

Для объектов SmartArt предусмотрены очень широкие возможности форматирования - можно изменить цветовую схему макета, используя стили, добавить дополнительные эффекты (на вкладке Конструктор ленты, которая появляется после выделения объекта SmartArt).

Элементы, составляющие объекты SmartArt, можно изменять по отдельности, например, использовать средства WordArt для оформления текста. Инструменты для оформления составных частей объектов SmartArt собраны на вкладке Работа с рисунками SmartArt > Формат.

Объект WordArt - это текст с примененными к нему специальными эффектами. Используя объекты WordArt, можно, например, вставить в документ изогнутый, скошенный или объемный текст (рис. 3-33).

Для того чтобы вставить объект WordArt, на вкладке Вставка ленты в группе Текст следует нажать кнопку WordArt и из галереи выбрать подходящий вариант оформления объекта. Для изменения стиля объекта WordArt нужно выделить объект, на вкладке Средства рисования > Формат в группе Стили WordArt развернуть кнопку Анимация (рис. 3-34) и выбрать вариант оформления объекта.

СОЗДАНИЕ СПИСКА ЛИТЕРАТУРЫ

В MS Word есть удобное средство - автоматическое создание списка литературы. Оформление такого списка - обязательная часть работы над любым научным или учебным трудом, будь то школьный реферат или докторская диссертация. Работая над дипломом или курсовым проектом, студент, как правило, делает ссылки на литературу, размещая их внизу страницы или в конце документа. Если в работе нужно ссылаться несколько раз на одну и ту же книгу, то следует либо вводить данные о названии, годе издания, издательстве и прочем повторно, либо искать первую ссылку. Когда работа над проектом подходит к концу, необходимо просматривать все эти источники и выносить их в список литературы. Кроме этого, нужно не забыть о тех книгах, журнальных статьях и прочих источниках, на которые прямых ссылок нет, но которые также необходимо внести в список литературы.

В MS Word 2010 (2007) эти действия заметно упрощены. Для работы с источниками нужно перейти на вкладку Ссылки и обратиться к кнопкам группы Ссылки и списки литературы (рис. 3-35).

Для добавления нового источника нужно нажать кнопку Вставить ссылку и выбрать команду Добавить новый источник. В окне создания источника надо выбирать тип источника. Это могут быть книга, раздел книги, журнальная статья, статья в периодическом издании, веб-сайт, дело, материалы конференции, интервью, фильм, спектакль, аудиозапись и т.д. Тут же следует заполнить поля списка литературы: название, автор, год и город выпуска, издательство (рис. 3-36). Обратите внимание, что эти поля могут изменяться в зависимости от типа источника. Имеет также значение, какой стиль списка литературы выбран. По умолчанию используется ГОСТ, однако вы также можете выбрать ISO 690, Turabian, MLA, APA, Chicago, GB7714, SIST02 и другие варианты в раскрывающемся списке Стиль в группе Ссылки и списки литературы на вкладке Ссылки ленты.

Если обязательных полей недостаточно, установите флажок Показать все поля списка литературы, чтобы отобразить дополнительные поля. Среди них фамилия редактора, число томов, количество страниц, стандартный номер и проч. После добавления источника ссылка на него будет помещена туда, где был установлен курсор. Если в процессе работы над текстом необходимо снова вставить ссылку на то же издание, просто выберите его из списка Вставить ссылку (рис. 3-37), куда помещаются все источники, с которыми вы работаете в рамках текущего документа.

После завершения работы над научным трудом список литературы можно создать автоматически. Однако прежде имеет смысл просмотреть все источники, которые были добавлены, и определиться, нужно ли вносить их все в список литературы. Для этого следует выполнить команду Ссылки > Ссылки и списки литературы > Управление источниками. В окне управления источниками можно осуществлять поиск среди литературы, сортировать книги и другие источники по названию, по имени автора, по году выпуска и другим критериям. Непосредственно из этого окна также можно создавать новые источники и редактировать имеющиеся.

Для автоматического добавления в документ списка литературы нажмите кнопку Список литературы и выберите один из вариантов оформления ссылок: как списка литературы или как цитируемых трудов. Для изменения оформления этого списка и полей, которые будут в него вынесены, можно использовать раскрывающийся список Стиль (рис. 3-38).

После создания нового документа рекомендуется сразу установить параметры страницы (если стандартные установки не подходят для решения задачи). Для настройки параметров страницы служит вкладка ленты Разметка страницы, содержащая следующие группы: Темы, Параметры страницы, Фон страницы, Абзац, Упорядочить.

ПАРАМЕТРЫ СТРАНИЦЫ

Кнопка Поля служит для установки значений полей документа. Если из предложенных стандартных вариантов ни один не подходит, необходимо воспользоваться пунктом меню Настраиваемые поля. В появившемся окне можно произвести более тонкие настройки полей документа.

Кнопка Ориентация задает расположение текста на листе: Книжная или Альбомная.

Кнопка Размер задает размер бумаги при выводе на печать. Для выбора нестандартного размера служит опция Другие размеры страниц.

Следующая кнопка - Колонки - предназначена для разбивки текста страницы на несколько колонок (подобно газетной верстке). Опция Другие колонки служит для гибкой настройки колонок. Все функции настройки в диалоговом окне Колонки интуитивно понятны, к тому же в группе Образец сразу показано, как будет выглядеть страница.

РАЗРЫВЫ СТРАНИЦЫ И РАЗДЕЛА

При работе с документами зачастую возникает необходимость начать новую страницу, в то время как предыдущая еще не заполнена целиком текстом. Например, в книге так начинается новая глава. Разрывы можно, конечно же, делать с помощью необходимого количества нажатий клавиши <Enter>, однако к такому методу ни в коем случае нельзя прибегать! Стоит вам только внести небольшую правку в документ (вставку или удаление всего пары-тройки слов), как вся верстка документа "съедет». Придется "перелопачивать» весь документ (представьте, если он состоит из нескольких десятков глав и сотен страниц) для исправления разметки.

Для того чтобы начать новую страницу, в Word есть специальная опция - Разрывы (рис. 3-39).

В меню кнопки Разрывы собрано довольно много разнообразных вариантов разрыва не только страниц, но и разделов. Так, например, с помощью разрыва страницы можно принудительно перенести текст в другую колонку [вариант Колонка (в MS Word 2007 вариант Столбец)].

Для того чтобы задать обтекание текста вокруг графических объектов или элементов веб-страниц, следует воспользоваться пунктом Обтекание текстом.

Иногда возникает необходимость использовать различные параметры форматирования для разных страниц документа (например, один из листов документа должен иметь альбомную ориентацию). В этом случае документ обязательно следует разбить на разделы. Каждый раздел можно будет форматировать совершенно независимо от других разделов.

При удалении разрыва раздела предшествующая страница становится частью следующего раздела и принимает соответствующее форматирование, а последний знак абзаца в документе определяет форматирование последнего раздела в документе.

MS Word предоставляет четыре варианта разрыва разделов: Следующая страница, Текущая страница, Четная страница, Нечетная страница. Для того чтобы видеть разрывы разделов (как, впрочем, и страниц), нужно включить режим отображения непечатных символов. Для этого на вкладке ленты Главная в группе Абзац необходимо нажать кнопку Отобразить все знаки

или сочетание клавиш <Ctrl>+<Shift>+<8>. Для удаления раздела нужно выделить его метку в тексте документа и нажать клавишу <Delete>.

Раскрывающаяся кнопка Номера строк предназначена для нумерации строк документа в различных вариациях. По опыту можно сказать, что к подобной нумерации прибегают довольно редко. Однако в отдельных случаях она может быть весьма полезной.

По умолчанию MS Word работает в режиме автоматического размещения текста: если слово не помещается в строке, оно переносится на следующую. Однако программа умеет расставлять и переносы слов. Для этой цели служит опция Расстановка переносов. Возможны варианты: Нет, Авто и Ручная. Пункт Параметры расстановки переносов позволяет сделать тонкую настройку параметров расстановки переносов.

ФОН СТРАНИЦЫ

В MS Word имеется возможность добавлять подложку на страницы (Разметка страницы > Фон страницы > Подложка). В качестве подложки можно использовать текст или рисунок (рис. 3-40).

Если не подошла ни одна из предложенных подложек, можно создать свою. Для этого предназначен пункт Настраиваемая подложка, после выбора которого появляется диалоговое окно Печатная подложка (рис. 3-41).

Для создания текстовой подложки надо установить переключатель в положение Текст, ввести нужный текст, настроить необходимые параметры: язык, шрифт, цвет и расположение надписи, прозрачность.

Для создания графической подложки надо установить переключатель в положение Рисунок и нажать кнопку Выбрать, а затем указать место размещения нужного файла изображения.

При желании можно отредактировать представленные в галерее стандартные подложки. Для этого надо щелкнуть на выбранном варианте правой кнопкой мыши и выбрать команду Изменить свойства. Удалить подложку из галереи можно с помощью пункта Удалить подложку.

Кнопка Цвет страницы позволяет установить практически любой цвет для страницы. Однако следует учитывать тот факт, что далеко не каждый цвет может быть воспроизведен принтером во время печати документа. Именно поэтому, чтобы не попасть в неприятную ситуацию, лучше использовать стандартную палитру цветов. В этом случае можно быть уверенным, что цвета на экране монитора и в напечатанном документе будут совпадать (насколько это вообще возможно; но это довольно обширная и сложная тема, поэтому здесь мы не будем углубляться в подробности). Здесь также можно задать способ заливки фона страницы (градиентная, узором, текстурная). Или же выбрать какое-либо изображение для фона страницы.

Кнопка Границы страниц устанавливает видимыми печатные границы страницы.

НАСТРОЙКИ АБЗАЦА

В группе Абзац расположены две опции форматирования абзаца: Отступ и Интервал, которые регулируют свободное поле по горизонтали и вертикали соответственно.

МАСШТАБ ОТОБРАЖЕНИЯ ДОКУМЕНТА

По умолчанию новый документ в MS Word создается с масштабом 100%. Движок (или слайдер) изменения масштаба документа находится в правом нижнем углу окна документа MS Word. Настроить нужным образом вид окна MS Word можно с помощью вкладки ленты Вид.

В группе Масштаб вкладки ленты Вид имеются пять кнопок. Кнопка Масштаб содержит все инструменты быстрой и точной настройки масштаба (рис. 3-42). Остальные четыре кнопки масштабируют документ следующим образом:

РЕЖИМЫ ПРОСМОТРА ДОКУМЕНТА

MS Word предлагает несколько режимов просмотра документа. Соответствующие кнопки находятся на вкладке ленты Вид в группе Режимы просмотра документа (рис. 3-43).

По умолчанию документ в MS Word отображается в режиме Разметка страницы, то есть в таком виде, в каком он будет напечатан.

Режим чтения позволяет просмотреть документ в полноэкранном режиме. При этом из окна исчезают почти все элементы интерфейса, на экране находится один текст и несколько кнопок управления. В этом режиме в правом верхнем углу окна доступна кнопка Параметры просмотра, которая служит для настройки параметров просмотра документа. При ее нажатии появляется меню с дополнительными возможностями настройки.

Черновик - это режим для быстрого редактирования документа. В этом режиме не отображаются некоторые элементы документа.

Существует еще один очень удобный режим работы во время подготовки документа, когда между страницами документа скрыты пробелы и не показываются колонтитулы. Для того чтобы войти в этот режим, необходимо установить курсор мыши на пространство между страницами документа (в режиме разметки документа) и сделать двойной щелчок мышью.

Режим Структура позволяет просмотреть заголовки документа и выяснить их соподчиненность.

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ

В группе Показать (в MS Word 2007 в группе Показать или скрыть) вкладки Вид путем установки/снятия соответствующих флажков можно показывать/скрывать дополнительные элементы окна:

В MS Word 2007 имеется еще пара команд:

РАБОТА С НЕСКОЛЬКИМИ ДОКУМЕНТАМИ

Кнопки в группе Окно (рис. 3-44) вкладки Вид предназначены упростить работу пользователя при одновременной его работе с несколькими документами:

После того как документ набран и отформатирован, в 99% случаев его нужно вывести на печать. Для этого служит пункт Файл > Печать (в MS Word 2007 - кнопка Office

> Печать, либо нажатие сочетания клавиш <Ctrl>+<Р>) - рис. 3-45.

Нажатие кнопки Печать запускает процесс печати. Раскрывающийся список Принтер позволяет выбрать установленное в системе устройство вывода.

В группе Настройка можно задать параметры печати документа: конкретные номера страниц, одностороннюю или двустороннюю печать, возможность разбирать по копиям, ориентацию страницы, формат бумаги, поля, количество страниц на листе.

В MS Word 2007 несколько иная настройка и организация процесса печати. Команда Печать в меню кнопки Office

предлагает выбрать один из трех вариантов печати (рис. 3-46):

MS Office 2010 (2007), помимо привычного формата DOC, имеет удобный формат сохранения документов - Microsoft Office Open XML.

Его особенности - улучшенное восстановление файлов после повреждения и наличие встроенной поддержки сжатия файлов в формате ZIP, которая дает возможность уменьшить размер до 50%. Например, текст, сохраненный в MS Word 2003, занял на жестком диске 50 Кбайт, сохраненный в Word 2007 в формате Open XML - 30 Кбайт, а при сохранении в Word 2007/2010 в формате, совместимом с Word 2003, - 60 Кбайт.

Кроме Open XML и старых форматов, документы MS Office можно сохранять в формате PDF.

♦ Рекомендуем ответить на вопросы 1-11 в конце главы.

► Определение

Электронная таблица - это таблица в электронном виде, в ячейках которой записаны данные различных типов: текст, даты, формулы, числа.

Для управления электронной таблицей используется специальный комплекс программ - табличный процессор. Прикладная программа Microsoft Excel относится к рангу табличных процессоров, обладающих возможностями применения математических, статистических, финансовых, логических и других функций к большому массиву данных, организованных в таблицы, средствами деловой графики, построения и ведения простейших баз данных.

Главное достоинство электронной таблицы - это возможность мгновенного пересчета всех данных, связанных формульными зависимостями, при изменении значения любой ячейки таблицы.

Важнейшими функциями программы MS Excel являются:

ЗАПУСК MICROSOFT EXCEL

Для запуска MS Excel в меню Пуск операционной системы Windows следует выбрать команду Все программы, а затем Microsoft Excel 2010 (или Microsoft Excel 2007). В случае отсутствия MS Excel в меню Все программы выберите Microsoft Office и в его подменю найдите команду Microsoft Excel 2010.

ИНТЕРФЕЙС ЭЛЕКТРОННЫХ ТАБЛИЦ

При запуске MS Excel автоматически в окне программы открывается новая рабочая книга с условным именем Книга 1 (рис. 3-47). Это имя появляется в строке заголовка рядом с именем программы.

Рабочее поле - пространство электронной таблицы, состоящее из ячеек, названий столбцов и строк.

Рабочая книга - это файлы Microsoft Excel, которые могут содержать несколько рабочих листов.

Рабочие листы - это сами таблицы, диаграммы и модули VBA. Visual Basic для приложений как язык программирования служит для создания макросов. Модули VBA могут содержать текст макросов и функции, созданные пользователем. Переход от одного рабочего листа к другому во время работы с текущей рабочей книгой осуществляется с помощью ярлыков. Ярлыки находятся в нижней части окна рабочей книги, слева от горизонтальной полосы прокрутки. При необходимости можно щелкнуть мышью на ярлыке с нужным названием рабочего листа.

Базовое понятие электронной таблицы - ячейка. Ячейка - это область, определяемая пересечением столбца и строки электронной таблицы.

Текущей (активной) называется ячейка электронной таблицы, выделенная толстой рамкой. Ввод текста чисел с клавиатуры производится именно в активную ячейку. Для того чтобы нужную ячейку сделать активной, следует навести на нее указатель мыши и щелкнуть ее левой кнопкой. Адрес и содержимое текущей ячейки выводятся в поле имени и строке формул электронной таблицы.

Адрес ячейки обозначается как имя столбца по вертикали (одна или две буквы латинского алфавита) и имя строки (цифровое обозначение), например, С30. Ссылка - это способ указания адреса ячейки. Ячейка может содержать разные типы информации: числовое значение, текстовое значение, дату и время суток, формулы, гиперссылки, иллюстрации.

Числовые данные не могут содержать алфавитных и специальных символов, поскольку с ними производятся математические операции. Текстовые данные имеют описательный характер, они могут включать алфавитные, числовые и специальные символы. Даты - тип данных, обеспечивающий добавление к дате числа или вычисление разности двух дат. Формула - совокупность значений, ссылок на другие ячейки, именованных объектов, функций и операторов, позволяющая получить новое значение. Формула всегда начинается со знака равенства (=). Функция - стандартная формула, которая возвращает результат выполнения определенных действий над значениями, выступающими в качестве аргументов. Функции позволяют упростить формулы в ячейках листа, особенно если они длинные или сложные. Функцию можно считать частным случаем формулы.

Числовые данные в ячейках могут быть представлены в различных форматах. Основной формат используется по умолчанию, обеспечивая запись данных в ячейках в том же виде, как они вводятся или вычисляются. Формат с фиксированным количеством десятичных знаков обеспечивает представление чисел в ячейках с заданной точностью. Процентный формат представление введенных данных в форме процентов со знаком %. Денежный формат обеспечивает такое представление чисел, при котором каждые три разряда разделены запятой.

По аналогии с другими ключевыми приложениями Microsoft Office System пользовательский интерфейс призван повысить эффективность работы посредством командных вкладок, а также наборов команд и контекстных команд, связанных с определенными объектами в рабочем листе. Рассмотрим основные командные вкладки, присутствующие в MS Excel 2010 (2007).

Если для MS Excel установлены дополнительные надстройки, то на ленте будут присутствовать и другие вкладки.

Благодаря новому интерфейсу многие возможности становятся более доступными. К примеру, условное форматирование стало гораздо нагляднее. Эта опция дает возможность выделять в таблицах данные по определенному признаку, например числа, которые относятся к заданному диапазону, даты и т.д.

В MS Excel имеется мощный движок для составления диаграмм, благодаря чему, во-первых, при их разработке можно использовать практически неограниченное число цветов (16 млн), а во-вторых, доступны такие эффекты, как прозрачность и мягкие тени. Кроме этого, существует возможность сохранения часто используемых диаграмм в виде шаблонов для дальнейшего применения.

Существуют два типа данных, которые можно вводить в ячейки листа MS Excel, - константы и формулы.

Константы в свою очередь подразделяются на числовые значения, текстовые значения, значения даты и времени, логические значения и ошибочные значения.

ЧИСЛОВЫЕ ЗНАЧЕНИЯ

Числовые значения могут содержать цифры от 0 до 9, а также спецсимволы: + - Е е ( ) . , $ % /. Для ввода числового значения в ячейку следует выделить нужную ячейку и ввести с клавиатуры необходимую комбинацию цифр. Вводимые цифры отображаются в ячейке и в строке формул. По завершению ввода необходимо нажать клавишу <Enter>. После этого число будет записано в ячейку. По умолчанию после нажатия клавиши <Enter> активной становится ячейка, расположенная на строку ниже, но пользователь имеет возможность настроить необходимое направление перехода к следующей ячейке после ввода либо вообще исключить переход. Эта настройка осуществляется в разделе Дополнительно диалогового окна Параметры Excel, которое открывается выбором команды Файл > Параметры (в MS Excel 2007 - кнопка Office

> Параметры Excel). Если после ввода числа нажать какую-либо из клавиш перемещения по ячейкам (<Tab>, <Shift>+<Tab> и т.д.), то число будет зафиксировано в ячейке, а фокус ввода перейдет на соседнюю ячейку.

Рассмотрим особенности ввода числовых значений, содержащих специальные символы.

Иногда возникает необходимость ввода длинных чисел. При этом для его отображения в строке формул используется экспоненциальное представление не более чем с 15 значащими цифрами (рис. 3-48). Точность значения выбирается такой, чтобы число можно было отобразить в ячейке.

В этом случае значение в ячейке называется вводимым или отображаемым значением.

Значение в строке формул называется хранимым значением.

Количество вводимых цифр зависит от ширины столбца. Если ширина недостаточна, то MS Excel либо округляет значение, либо выводит символы ###. В этом случае можно попробовать увеличить размер ячейки.

ТЕКСТОВЫЕ ЗНАЧЕНИЯ

Ввод текста полностью аналогичен вводу числовых значений. Вводить можно практически любые символы. Если длина текста превышает ширину ячейки, то текст накладывается на соседнюю ячейку, хотя фактически он находится в одной ячейке. Если в соседней ячейке тоже присутствует текст, то он перекрывает текст из предыдущей (левой) ячейки (рис. 3-49).

Для настройки ширины ячейки по самому длинному тексту надо щелкнуть на границе столбца в его заголовке. Так, если щелкнуть на линии между заголовками столбцов А и В, то ширина ячейки будет автоматически настроена по самому длинному значению в этом столбце (рис. 3-50).

Если возникает необходимость ввода числа как текстового значения, то перед числом надо поставить знак апострофа либо заключить число в кавычки: '123' или "123".

Различить, какое значение (числовое или текстовое) введено в ячейку, можно по признаку выравнивания. По умолчанию текст выравнивается по левому краю, в то время как числа - по правому.

При вводе значений в диапазон ячеек ввод будет происходить слева направо и сверху вниз, то есть после ввода значения и завершения ввода нажатием клавиши <Enter> курсор будет переходить к соседней ячейке, находящейся справа, а по достижении конца блока ячеек в строке перейдет на строку ниже в крайнюю левую ячейку.

ИЗМЕНЕНИЕ ЗНАЧЕНИЙ В ЯЧЕЙКЕ

Для изменения значений в ячейке до фиксации ввода надо пользоваться, как и в любом текстовом редакторе, клавишами <Del> и <Backspace>. Если требуется изменить уже зафиксированную ячейку, то следует дважды щелкнуть мышью на нужной ячейке, при этом в ячейке появится курсор. После этого можно производить редактирование данных в ячейке. Можно просто выделить нужную ячейку, а затем установить курсор в строке формул, где отображается содержимое ячейки, и отредактировать данные. После окончания редактирования надо нажать клавишу <Enter> для фиксации изменений. В случае oшибoчнoгo редактирования ситуацию можно "откатить» назад при помощи кнопки Отменить

(<Ctrl>+<Z>).

ЗАЩИТА ДАННЫХ В ЯЧЕЙКАХ

Для защиты отдельных ячеек надо на вкладке Рецензирование ленты в группе Изменения нажать кнопку Защитить лист. После включения защиты изменить заблокированную ячейку невозможно. Однако не всегда необходимо блокировать все ячейки листа. Прежде чем защищать лист, выделите ячейки, которые надо оставить незаблокиро-ванными, затем на вкладке Главная ленты в группе Ячейки в меню Формат разверните кнопку Формат и выберите в ее меню команду Формат ячеек. В открывшемся диалоговом окне Формат ячеек на вкладке Защита снимите флажок Защищаемая ячейка. Следует иметь в виду, что MS Excel не обеспечивает индикации режима защиты для отдельных ячеек. Если необходимо отличать заблокированные ячейки, можно выделить их цветом. В защищенном листе можно свободно перемещаться по незаблокированным ячейкам при помощи клавиши <Tab>.

ПЕРЕМЕЩЕНИЕ И КОПИРОВАНИЕ С ПОМОЩЬЮ МЫШИ

Для того чтобы быстро переместить ячейку (или диапазон ячеек) на новое место, достаточно ее выделить (рис. 3-51) и перетащить. Обратите внимание, что «захватывать» выделенные ячейки следует за жирный контур, окаймляющий диапазон. При перетаскивании появляется серая рамка, которая позволяет правильно разместить диапазон (рис. 3-52). Когда серая рамка окажется над нужными ячейками, надо отпустить кнопку мыши.

Для того чтобы скопировать и вставить выделение, не перемещая его, перед тем как отпустить кнопку мыши, надо нажать клавишу <Ctrl>. Рядом с указателем мыши при этом появится значок «плюс».

С помощью мыши можно также вставлять ячейки в рабочий лист, удерживая нажатой клавишу <Shift>. При этом рядом с указателем мыши выводится экранная подсказка с новым адресом ячеек. Нажимать и отпускать клавишу <Shift> надо обязательно до и после нажатия кнопки мыши.

Для того чтобы скопировать и вставить выделенные ячейки, надо нажать комбинацию клавиш <Ctrl>+<Shift>.

Эти приемы можно использовать для выделения целых строк или столбцов и последующего их перемещения или копирования в новые места.

ВСТАВКА, УДАЛЕНИЕ И ОЧИСТКА ЯЧЕЕК С ПОМОЩЬЮ МЫШИ

При выполнении следующей группы операций используется маркер заполнения. Если вы выделите ячейку или диапазон, в правом нижнем углу прямоугольника выделения появится маркер заполнения. Если выделить целый столбец (столбцы), маркер заполнения появится рядом с заголовком столбца. При выделении целой строки (или нескольких строк) маркер заполнения окажется рядом с заголовком строки. Используя в качестве примера лист, фрагмент которого представлен на рис. 3-53, предположим, что надо добавить несколько чисел между столбцами А и В. Для этого надо сначала выделить ячейки А1:А2 или столбец А целиком (рис. 3-54).

Затем нужно установить указатель на маркере заполнения и перетащить его на один столбец вправо при нажатой клавише <Shift>. При перетаскивании указатель мыши изменяется на двойную линию с парой поперечных разнонаправленных стрелок. На рис. 3-55 показан фрагмент листа после того, как была отпущена кнопка мыши и клавиша <Shift>.

Можно легко удалять ячейки, столбцы или строки, используя ту же технику. Например, чтобы удалить столбец, который мы только что вставили, выделите столбец В, а затем при нажатой клавише <Shift> перетащите маркер заполнения на один столбец влево. Выделение станет серым, а указатель мыши изменится на двойную линию с парой поперечных стрелок, направленных навстречу друг другу. Когда кнопка мыши будет отпущена, выделение будет удалено. Если не удерживать клавишу <Shift> при перетаскивании назад над выделенными ячейками, то очистится содержимое ячеек вместо их удаления.

ПЕРЕТАСКИВАНИЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРАВОЙ КНОПКИ МЫШИ

Если выделить ячейки и затем перетащить любую границу прямоугольного выделения (но не за маркер заполнения) при нажатой правой кнопке мыши, то, когда кнопка будет отпущена, на экране появится контекстное меню (рис. 3-56). Команды этого меню можно использовать при работе с выделенными ячейками несколькими способами.

Команда Переместить перемещает исходные ячейки в новое место.

Команда Копировать копирует выделенные ячейки (содержимое и форматы) в конечные ячейки, начиная с того места, где вы отпустите кнопку мыши.

Команда Копировать только значения копирует содержимое исходных ячеек в конечные, но не оказывает никакого воздействия на форматы.

Команда Копировать только форматы копирует в конечные ячейки все форматы, которые были применены к исходным ячейкам. Содержимое исходных и конечных ячеек при этом не изменяется.

Команда Связать создает в конечном диапазоне формулы, ссылающиеся на исходные ячейки.

Команду Создать гиперссылку можно использовать для создания «перехода» к информации, хранящейся в другом документе или рабочем листе. Например, вы можете выделить ячейку (или диапазон) и затем перетащить ее при нажатой правой кнопке мыши в другой лист.

После того как вы отпустите кнопку мыши и в контекстном меню выберете команду Создать гиперссылку, MS Excel создаст гиперссылку в конечной ячейке. Содержимое конечной ячейки сохранится, но ее формат изменится для того, чтобы показать, что вы можете воспользоваться гиперссылкой для быстрого перехода к ячейке в исходном листе.

Четыре следующие команды выполняют операции копирования и перемещения со сдвигом.

ЗАПОЛНЕНИЕ РЯДОВ С ПОМОЩЬЮ МЫШИ

Можно использовать маркер заполнения для быстрого заполнения ячеек и создания рядов.

После выделения одной ячейки надо установить указатель мыши на маркере заполнения и затем перетащить его в любом направлении. Содержимое этой ячейки копируется в выделенный диапазон (рис. 3-57). При выделении диапазона ячеек либо копируется диапазон в направлении перетаскивания указателя, либо расширяется ряд в этом направлении. Это зависит от содержимого ячеек, формы выделения и от того, нажата ли клавиша <Ctrl>. Если выделенная ячейка или диапазон не содержат формул, рядом с указателем мыши появится небольшая экранная подсказка, показывающая значения, вводимые в ячейки по ходу движения указателя.

Если выделить диапазон А1:А2 и перетащить маркер заполнения вниз, то будет создан ряд с шагом, равным интервалу между двумя выделенными значениями, как показано в столбце А на рис. 3-58. Если же выделить ячейки С1:С2 и держать нажатой клавишу <Ctrl> при перетаскивании маркера заполнения вниз, то выделенные ячейки будут скопированы с повторением исходного диапазона.

Если при создании ряда вы перетаскиваете маркер заполнения вниз или вправо, то значения возрастают. А при перетаскивании маркера вверх и влево создается ряд с убывающими значениями.

Если выделено текстовое значение, то при перетаскивании маркера заполнения текст копируется в новые ячейки. Однако если выделение содержит и текст, и число, срабатывает автозаполнение MS Excel, которое изменяет числовой компонент и просто копирует текстовый компонент. Таким способом можно расширить ряд дат, а также создать такой ряд, как, например «Квартал 1», «Квартал 2» и т.д. (рис. 3-59).

На рис. 3-60 столбцы А и В содержат значения с разными интервалами, а столбцы C-J показывают, как работает автозаполнение, даже тогда, когда ячейки содержат одновременно текст и числа.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРАВОЙ КНОПКИ МЫШИ ПРИ ПЕРЕТАСКИВАНИИ МАРКЕРА ЗАПОЛНЕНИЯ

Если использовать правую кнопку мыши для заполнения диапазона или расширения ряда, то при отпускании кнопки появляется контекстное меню (рис. 3-61).

Команды из этого контекстного меню можно использовать для изменения способа заполнения диапазонов или рядов.

Команда Копировать ячейки просто копирует выделенные исходные ячейки в конечный диапазон, повторяя при необходимости значения ячеек из исходного диапазона.

При выборе команды Заполнить последовательность выделенных чисел расширится, как если бы мы перетаскивали маркер заполнения при нажатой левой кнопке мыши.

Если выбрать команду Заполнить только форматы, копируются только форматы исходных ячеек, содержимое ячеек не изменяется.

Если выбрать команду Заполнить только значения, копируется содержимое исходных ячеек, но форматы исходных и конечных ячеек остаются прежними.

Если исходные ячейки содержат даты, то в этом контекстном меню становятся доступными команды Заполнить по дням, Заполнить по рабочим дням, Заполнить по месяцам, Заполнить по годам, позволяющие заполнять ряд, в котором изменяется только соответствующий компонент даты.

Команда Линейное приближение создает простой линейный ряд, аналогичный тому, который формируется при перетаскивании маркера заполнения с использованием левой кнопки мыши.

Команда Экспоненциальное приближение позволяет получить простой экспоненциальный ряд, используя выделенные ячейки для экстраполяции точек вдоль экспоненциальной кривой.

На рис. 3-62 в столбце А создан линейный ряд, а в столбце С - экспоненциальный.

Большая часть профессионально создаваемых рабочих листов (если они предназначены для публичного просмотра) имеет определенный дизайн - выделенные заголовки, линейки или теневые эффекты, привлекающие внимание к наиболее важным данным. Рабочие листы, включаемые в финансовые отчеты, бизнес-проекты или презентации, часто имеют внешний вид, аналогичный остальному материалу, поэтому необходимо использовать возможности управления шрифтами, цветом и упорядочивания данных.

MS Excel облегчает создание презентабельных документов посредством набора простых в применении опций форматирования. Кроме того, при работе в представлении Разметка страницы можно видеть, каким образом отразятся изменения дизайна на внешнем виде распечатанного документа.

БЫСТРЫЙ ДОСТУП К НОВЫМ ШАБЛОНАМ

При создании нового рабочего листа в MS Excel посредством команды Файл > Создать (в MS Excel 2007 - кнопка Office

> Создать) перед пользователем предстает перечень категорий шаблонов, из которых можно осуществить выбор. Это значительно упрощает поиск категорий шаблонов, которые можно опробовать в работе.

Если щелкнуть на категории шаблонов, с которыми нужно ознакомиться, MS Excel подключится к сайту Office.com и отобразит набор шаблонов, доступных в этой категории. Выбранный шаблон отобразится в области предварительного просмотра в правой части окна (рис. 3-63). Если это нужный шаблон, необходимо нажать кнопку Загрузить, чтобы загрузить его на компьютер.

В MS Excel реализован метод поиска, испытания и применения стилей, при котором можно выделить область рабочего листа, нажать кнопку Темы на вкладке Разметка страницы ленты и просмотреть галерею стилей темы, определяющих цвет, шрифт и интервалы выделенных ячеек (рис. 3-64).

Настройка формата ячейки прежде требовала тщательного обдумывания и приложения определенных усилий; теперь к ячейкам и диапазонам можно применять предопределенные форматы посредством команды Стили ячеек на вкладке Главная ленты. Нужно просто щелкнуть на команде, чтобы просмотреть и выбрать доступный формат.

СОЗДАНИЕ ДИАГРАММ НА ОСНОВЕ ВВЕДЕННЫХ В ТАБЛИЦУ ДАННЫХ

Диаграммы - это способ быстрого визуального представления статистических данных рабочего листа. Диаграммы помогают другим пользователям понимать интерпретируемые данные, быстро и качественно отображая тенденции и сравнения.

Для создания диаграммы следует воспользоваться инструментами в группе Диаграммы на вкладке ленты Вставка (рис. 3-65).

Если не устраивает ни один из предложенных вариантов диаграмм, то необходимо выделить диапазон данных, для которых предполагается построить диаграмму, и воспользоваться кнопкой вызова диалогового окна в правом нижнем углу группы Диаграммы (рис. 3-66). Будет построена диаграмма.

После вставки диаграммы в окне MS Excel появится контекстный инструмент Работа с диаграммами, содержащий три вкладки: Конструктор, Макет, Формат. Инструменты работы с диаграммами в MS Excel 2010 (2007) настолько просты и понятны, что разобраться в них не составит труда даже начинающему пользователю.

Если необходимо изменить диапазон данных построенной диаграммы, то при выделенной диаграмме следует нажать кнопку Выбрать данные в группе Данные на вкладке Работа с диаграммами > Конструктор и в диалоговом окне задать иной диапазон данных (рис. 3-67).

Для взаимной замены данных на осях надо воспользоваться кнопкой Строка/столбец либо в диалоговом окне Выбор источника данных, либо в группе Данные на вкладке Работа с диаграммами > Конструктор.

РЕДАКТИРОВАНИЕ И ФОРМАТИРОВАНИЕ ДИАГРАММ

Готовую диаграмму можно изменить (см. рис. 3-67). Она состоит из набора отдельных элементов, таких как сами графики (ряды данных), оси координат, заголовок диаграммы, область построения и т.д.

При щелчке на элементе он выделяется маркерами, а при наведении на него указателя мыши - описывается всплывающей подсказкой. Открыть диалоговое окно для форматирования элемента можно через вкладку Формат (для выделенного элемента) или через контекстное меню (команда Формат). Если требуется внести существенные изменения, то можно воспользоваться вкладкой Конструктор:

Для того чтобы удалить диаграмму, можно удалить рабочий лист, на котором она расположена (Главная > Ячейки > Удалить > Удалить лист), или выбрать диаграмму, внедренную в рабочий лист, и нажать клавишу <Delete>.

ССЫЛКИ НА ЯЧЕЙКИ

Формула может содержать ссылки, то есть адреса ячеек, содержимое которых используется в вычислениях. Таким образом, результат вычисления формулы зависит от числа, находящегося в другой ячейке. Ячейка, содержащая формулу, является зависимой. Значение, отображаемое в ячейке с формулой, пересчитывается при изменении значения ячейки, на которую указывает ссылка. Ссылку можно задать разными способами:

Кнопки минимизации, присоединенные к соответствующим полям во всех диалоговых окнах, требуют указания номеров ячеек (рис. 3-68). Эти кнопки сворачивают окно до минимального размера, что облегчает выбор ячеек на листе.

Для редактирования формулы следует дважды щелкнуть на соответствующей ячейке. При этом ячейки, от которых зависит значение формулы, выделяются на рабочем листе пунктирными рамками, а сами ссылки отображаются в ячейке и в строке формул.

АБСОЛЮТНЫЕ И ОТНОСИТЕЛЬНЫЕ ССЫЛКИ

По умолчанию ссылки на ячейки в формулах рассматриваются как относительные (например, A4) . Это означает, что при копировании формулы адреса в ссылках автоматически изменяются в соответствии с относительным расположением исходной ячейки и создаваемой копии.

При абсолютной адресации (например, $A$4) адреса ссылок при копировании не изменяются, так что ячейка, на которую указывает ссылка, рассматривается как нетабличная.

Для изменения способа адресации при редактировании формулы надо выделить ссылку на ячейку и нажать клавишу <F4>. Адрес ячейки предваряется знаком $.

ФУНКЦИИ

Функции MS Excel - это специальные, заранее созданные формулы, которые позволяют легко и быстро выполнять сложные вычисления. Их можно сравнить со специальными клавишами на калькуляторах, предназначенными для вычисления квадратных корней, логарифмов и проч.

MS Excel имеет несколько сотен встроенных функций, которые выполняют широкий спектр различных вычислений. Некоторые функции являются эквивалентами длинных математических формул, которые можно сделать самому, а некоторые функции в виде формул реализовать невозможно.

Категории функции в MS Excel следующие:

Статистические функции

Применение статистических функций облегчает пользователю статистический анализ данных. Для того чтобы иметь возможность использовать все статистические функции, следует загрузить надстройку Пакет анализа: выбрать Файл > Параметры > Надстройки, в раскрывающемся списке Управление внизу диалогового окна Параметры Excel выбрать вариант Надстройки Excel и нажать соседнюю кнопку Перейти, в диалоговом окне Надстройки установить флажок Пакет анализа и нажать кнопку OK.

Основу статистического анализа составляет исследование совокупностей и выборок. Выборка представляет собой подмножество совокупности. В качестве примера выборки можно привести опросы общественного мнения. Исследуя выборки с помощью вычисления отклонений и отслеживания взаимосвязей с генеральной совокупностью, можно проследить, насколько репрезентативна выборка. Целый ряд статистических функций MS Excel предназначен для анализа вероятностей.

Логические функции

Логические выражения используются для записи условий, в которых сравниваются числа, функции, формулы, текстовые или логические значения. Любое логическое выражение должно содержать, по крайней мере, один оператор сравнения, который определяет отношение между элементами логического выражения. Далее представлен список операторов сравнения MS Excel:

Результатом логического выражения является логическое значение ИСТИНА (1) или логическое значение ЛОЖЬ (0).

Строка формул располагается ниже ленты (см. рис. 3-47) и демонстрирует адрес текущей ячейки и ее содержимое. Ввод значений можно производить либо в строку формул, либо непосредственно в ячейку. Строка формул разделена по вертикали на три секции. В левой секции высвечивается адрес активной ячейки (или ее имя). В правой секции отражается содержимое ячейки. Средняя секция пycтaя, нo пpи начале ввода данных появляются три кнопки. Левая кнопка

соответствует отмене ввода данных, средняя

нужна для вызова мастера функций и вставки функции. В арифметических формулах используются следующие операторы арифметических действий:

Расположенная в нижней части экрана строка состояния выводит информацию о выбранной команде или выполняемой операции. При отсутствии выполняемой операции появляется надпись Готово. Правая часть строки состояния показывает значение суммы числовых данных в активной ячейке и состояние включения цифровой клавиатуры.

Сила электронных таблиц состоит в умении работать с формулами. Формула - это выражение, которое вычисляет новое значение по уже существующим значениям. Признаком формулы MS Excel считает ячейку, содержимое которой начинается со знака «=», например: =A1+A5.

СИНТАКСИС ФУНКЦИЙ

Функции состоят из двух частей: имени функции и одного или нескольких аргументов. Имя функции, например СУММ, описывает операцию, которую эта функция выполняет. Аргументы задают значения или ячейки, используемые функцией. В формуле, приведенной далее, СУММ - имя функции, а В1:В5 - аргумент. Данная формула суммирует числа в ячейках В1, В2, В3, В4, В5.

=СУММ(В1:В5)

Знак равенства в начале формулы указывает, что введена именно формула, а не текст. Если знак равенства будет отсутствовать, то MS Excel воспримет ввод просто как текст.

Аргумент функции заключен в круглые скобки. Открывающая скобка отмечает начало аргумента и ставится сразу после имени функции. В случае ввода пробела или другого символа между именем и открывающей скобкой в ячейке будет отображено ошибочное значение #ИМЯ?. Некоторые функции не имеют аргументов. Даже в этом случае функция должна содержать круглые скобки:

=С5*ПИ()

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ АРГУМЕНТОВ

При использовании в функции нескольких аргументов они отделяются один от другого точкой с запятой. Например, следующая формула указывает, что необходимо перемножить числа в ячейках А1, А3, А6:

= ПРОИЗВЕД(А1;А3;А6)

В функции можно использовать до 30 аргументов, если при этом общая длина формулы не превосходит 1024 символов. Однако любой аргумент может быть диапазоном, содержащим произвольное число ячеек листа. Например:

= СУММ(А2:А5;В4:В8)

Указанные в ссылке ячейки в свою очередь могут содержать формулы, которые ссылаются на другие ячейки или диапазоны. Используя аргументы, можно легко создавать длинные цепочки формул для выполнения сложных операций.

ТИПЫ АРГУМЕНТОВ

В приведенных ранее примерах все аргументы были ссылками на ячейки или диапазоны. Однако в качестве аргументов можно также использовать числовые, текстовые и логические значения, имена диапазонов, массивы и ошибочные значения. Некоторые функции возвращают значения этих типов, и их в дальнейшем можно использовать в качестве аргументов в других функциях.

Числовые значения

Аргументы функции могут быть числовыми. Например, функция СУММ в следующей формуле суммирует числа 24, 987, 49:

=СУММ(24;987;49)

Текстовые значения

В качестве аргумента функции могут использоваться текстовые значения. Например:

=ТЕКСТ(ТДАТА();"Д МММ ГГГГ")

В этой формуле второй аргумент функции ТЕКСТ является текстовым и задает шаблон для преобразования десятичного значения даты, возвращаемого функцией ТДАТА, в строку символов. Текстовый аргумент может быть строкой символов, заключенной в двойные кавычки, или ссылкой на ячейку, которая содержит текст.

Логические значения

Аргументы ряда функций могут принимать только логические значения ИСТИНА или ЛОЖЬ . Логическое выражение возвращает значение ИСТИНА или ЛОЖЬ в ячейку или формулу, содержащую это выражение. Например:

= ЕСЛИ(А1 = ИСТИНА;"Повышение";"Понижение") & " цены"

Именованные ссылки

В качестве аргумента функции можно указать имя диапазона. Например, если диапазону ячеек А1:А5 присвоено имя «Дебет» (Формулы > Определенные имена > Присвоить имя), то для вычисления суммы чисел в ячейках с А1 по А5 можно использовать формулу =СУММ(Дебет).

Использование различных типов аргументов

В одной функции можно использовать аргументы различных типов. Например: =СРЗНАЧ(Дебет;С5;2*8)

СПИСКИ

Иногда таблицы могут содержать довольно большое количество данных, причем эти данные зачастую будут представлены в виде списка. В этом случае очень помогают в работе такие инструменты, как сортировка списков и их фильтрация. Однако при этом список должен быть оформлен определенным образом, иначе инструменты сортировки и фильтрации работать не будут.

Как правило, список состоит из записей (строк) и полей (столбцов). Столбцы должны содержать однотипные данные. Список не должен содержать пустых строк или столбцов. Если в списке присутствуют заголовки, то они должны быть отформатированы другим образом, чем остальные элементы списка.

ФИЛЬТРАЦИЯ СПИСКОВ

Основное отличие фильтра от упорядочивания заключается в том, что во время фильтрации записи, не удовлетворяющие условиям отбора, временно скрываются (но не удаляются), в то время как при сортировке показываются все записи списка, меняется лишь их порядок (рис. 3-69).

Фильтры бывают двух типов: обычный фильтр (его еще называют автофильтром) и расширенный фильтр.

Для применения автофильтра на вкладке Главная ленты в группе Редактирование нажмите кнопку Сортировка и фильтр (рис. 3-70) и выберите команду Фильтр (разумеется, перед этим должен быть выделен диапазон ячеек).

В столбцах списка появятся кнопки со стрелочками, нажав на которые, можно настроить параметры фильтра (рис. 3-71).

Поля, по которым установлен фильтр, отображаются со значком воронки. Если подвести указатель мыши к такой воронке, то будет показано условие фильтрации (рис. 3-72).

Для формирования более сложных условий отбора предназначены пункты Текстовые фильтры и Числовые фильтры в меню треугольной кнопки (см. рис. 3-71). В окне Пользовательский автофильтр необходимо настроить окончательные условия фильтрации (рис. 3-73).

При использовании расширенного фильтра критерии отбора задаются на рабочем листе. Для этого надо сделать следующее.

Расширенный фильтр удобно использовать в случаях, когда результат отбора желательно поместить отдельно от основного списка.

Сортировка, или упорядочивание, списков значительно облегчает поиск информации. После сортировки записи отображаются в порядке, определенном значениями столбцов (по алфавиту, по возрастанию/убыванию цены и проч.).

Создайте небольшой список для тренировки. Выделите его. Нажмите кнопку Сортировка и фильтр в группе Редактирование на вкладке ленты Главная. Выберите Сортировка от А до Я (рис. 3-77). Наш список будет отсортирован по первому столбцу, то есть по полю ФИО.

Если надо отсортировать список по нескольким полям, то для этого предназначен пункт Настраиваемая сортировка, после выбора которого появляется диалоговое окно Сортировка (рис. 3-78).

Сложная сортировка подразумевает упорядочение данных по нескольким полям. Добавлять поля можно при помощи кнопки Добавить уровень.

В итоге список будет отсортирован согласно установленным параметрам сложной сортировки (рис. 3-79).

Если надо отсортировать столбец нестандартным способом, то для этого предназначен пункт меню Настраиваемый список раскрывающегося списка Порядок (см. рис. 3-78).

Перемещать уровни сортировки можно при помощи кнопок Вверх

и Вниз

Не следует забывать и о контекстном меню. Из него также можно настроить сортировку списка. К тому же есть интересные варианты сортировки, связанные с выделением того или иного элемента таблицы (рис. 3-80).

♦ Рекомендуем ответить на вопросы 12-20 в конце главы.

Современные компьютеры могут хранить самую разнообразную информацию: записи, документы, графику, звуко- и видеозаписи, научные и другие данные в разнообразных форматах. Совокупность сведений о каких-либо объектах, процессах, событиях или явлениях, организованных таким образом, чтобы можно было легко представить любую часть этой совокупности, называют базами данных. Задачи хранения, получения, анализа, визуализации данных принято называть управлением данными, а программы для решения этих задач - системами управления базами данных (СУБД).

Существуют три вида моделей организации данных: реляционная, иерархическая и сетевая.

Одним из самых естественных способов представления данных является двухмерная таблица. Связи между данными также могут быть представлены в виде двухмерных таблиц. Например, связь между двумя таблицами можно установить, записывая в один из столбцов третьей, связующей таблицы номера записей в первой таблице, а в другой столбец - соответствующие им номера записей во второй таблице.

Таким образом, любой набор данных может быть представлен в виде плоских таблиц. Каждая таблица связи обладает следующими свойствами:

Таблица такого рода называется отношением. База данных, построенная с помощью отношений, называется реляционной базой данных. Принципиальное отличие реляционной модели от сетевой и иерархической состоит в том, что две последних используют связь по структуре, а первая - по значению (рис. 3-81). Именно поэтому реляционная технология значительно упрощает задачу проектирования баз данных.

Современные электронные базы данных чаще всего организованы в виде таблицы, и в настоящее время, как правило, используются реляционные базы данных, представляющие собой несколько взаимосвязанных таблиц. В понятие базы данных обязательным элементом входит описание правил этой взаимосвязи. Независимо от того, сколько таблиц входит в базу данных, каждая строка любой таблицы содержит данные об одном объекте (человеке, техническом устройстве, документе и т.д.), а столбцы хранят различные характеристики этих объектов (названия, адреса, даты и т.д.). Строки таблицы принято называть записями, а столбцы - полями записей. В полях записей содержатся атрибуты объектов записей. Все записи имеют одинаковые поля, содержащие разные значения атрибутов. Каждое поле записи имеет строго определенный тип данных - текст, число, дата и т.п.

Для того чтобы таблицы можно было связать между собой, используют ключевые поля. Так называют одно или несколько полей, значение которого (или комбинация значений которых) однозначно определяет каждую запись таблицы, делает эту запись уникальной. Такие поля позволяют не только связать между собой разные таблицы, но и выполнять быстрый поиск данных для представления их в запросе, форме на экране или отчете на принтере.

Связи между таблицами бывают трех типов: «один-к-одному», «один-ко-многим» или «многие-ко-многим». Если мы составляем список сотрудников, то отношение между конкретным сотрудником и его адресом - «один-к-одному». А название лаборатории по отношению к списку сотрудников - «один-ко-многим», так как в одной лаборатории работает много (больше одного) сотрудников. А если сопоставить список преподавателей какого-либо вуза со списком учебных дисциплин, которые в этом вузе преподаются, придется использовать связь типа «многие-ко-многим»: одну дисциплину могут вести разные преподаватели, и в то же время один преподаватель может читать разные дисциплины.

Для создания реляционных баз данных различного назначения и работы с ними используется программа Microsoft Access.

Основное назначение MS Access 2010 (2007) - дать пользователю простое и доступное средство для работы со структурированной в виде таблиц информацией. Простота СУБД MS Access позволяет создавать базы данных довольно сложной структуры. Удобство MS Access состоит и в том, что это приложение интегрировано с другими приложениями MS Office. Типичными операциями над базами данных являются определение, создание и удаление таблиц, их модификация, поиск данных в таблицах по определенным критериям (выполнение запросов), создание отчетов о содержимом базы данных.

MS Access предоставляет максимальную свободу в задании типа данных: текст, числовые данные, даты, время, денежные значения, рисунки, звук, электронные таблицы. Можно задавать также форматы хранения и представления данных при выводе на экран или печать.

В MS Access для обработки данных используется язык структурированных запросов SQL (Structure Query Language). С помощью SQL можно выделять из одной или нескольких таблиц необходимую для решения конкретной задачи информацию. MS Access значительно упрощает задачу обработки данных. При любой обработке данных из нескольких таблиц этот программный продукт использует однажды заданные связи между таблицами.

Применяя для выделения и перемещения элементов на экране стандартные приемы работы с мышью в Windows и используя несколько клавиш, можно быстро построить довольно сложный запрос.

В состав пакета MS Access входит также ряд специализированных программ, решающих отдельные задачи (так называемых мастеров).

Все вышеперечисленное определяет MS Access как наиболее популярную СУБД для решения задач автоматизации процесса ведения документации и отчетности в учебном и лечебном заведении.

Отдельные компоненты баз данных, которые используются для хранения и представления информации, называются объектами. СУБД MS Access работает со следующими объектами:

Таблицы, запросы, формы, отчеты, макросы и модули сохраняются в общем файле базы.

Таблица - это базовый объект MS Access, все остальные объекты являются производными и создаются на основе ранее подготовленных таблиц.

Прежде чем пользоваться каким-либо объектом (например, заполнять таблицу данными), надо этот объект создать (создать таблицу).

Каждый объект MS Access имеет свое имя. Длина имени любого объекта (таблицы, запроса и т.д.) - не более 64 произвольных символов. В имя могут входить пробелы и русские буквы.

С каждым объектом предусмотрены два режима работы:

В файл базы данных входит еще один объект, имеющий собственное окно, - Схема данных. В этом окне возможно создание, просмотр, изменение и разрыв связей между таблицами. Эти связи позволяют контролировать данные, создавать запросы и отчеты.

ЗАПУСК MICROSOFT ACCESS

Для запуска MS Access можно использовать меню Пуск операционной системы Windows и с помощью мыши выбрать команду Все программы, а затем - Microsoft Access 2010 (или Microsoft Access 2007). В случае отсутствия MS Access в меню Все программы выберите Microsoft Office и в его подменю найдите команду Microsoft Access 2010.

СОЗДАНИЕ ПУСТОЙ БАЗЫ ДАННЫХ

После запуска приложения на экране появится окно Microsoft Access с активной вкладкой ленты Файл. На этой вкладке можно выбрать одно из предлагаемых действий:

В MS Access 2007 окно называется Приступая к работе с Microsoft Office Access. В нем также следует выбрать одну из трех предлагаемых команд: открыть существующую базу данных, создать новую (пустую) базу данных или создать базу данных при помощи одного из шаблонов.

По умолчанию в окне Microsoft Access на вкладке Файл уже выбрана команда Создать, в центральной части окна выделен значок Новая база данных, а справа дано поле для ввода имени новой базы и значок для выбора папки сохранения базы данных (рис. 3-82).

Для создания новой базы данных в MS Access 2007 в окне Приступая к работе с Microsoft Office Access 2007 в центральной области окна щелкните по значку Новая база данных.

Далее действия одинаковые для обеих версий программы.

и выберите папку, в которой предполагается сохранить создаваемую базу данных. 3. Нажмите кнопку Создать.

Создав файл, Microsoft Access раскроет пустое окно базы данных, и в этом окне можно проводить все операции - создавать и манипулировать объектами базы данных.

ОТКРЫТИЕ БАЗЫ ДАННЫХ

Для открытия базы данных в окне MS Access на вкладке ленты Файл необходимо щелкнуть по команде Последние и выбрать имя базы данных в открывшемся перечне.

Если требуемой базы данных нет в списке, то следует щелкнуть на пункте Открыть и в диалоговом окне Открытие файла базы данных найти в нужной папке и выбрать необходимый файл.

MS Access - многооконное приложение, однако в любой момент может быть открыта только одна база данных, и ее окно является главным окном в приложении MS Access. Программа создает единственный файл с расширением accdb, в котором размещается вся информация базы данных. Перейти от работы с текущей базы данных к созданию новой можно, выполнив команду Файл > Создать (в MS Access 2007 - кнопка Office

> Создать), при этом текущая база данных будет закрыта. Если нужно держать открытыми несколько баз данных, можно запустить несколько экземпляров программы MS Access.

ГЛАВНОЕ ОКНО MICROSOFT ACCESS

При открытии новой или ранее созданной базы данных в верхней части главного окна появляется лента, которая содержит ряд вкладок с командами (рис. 3-83).

В MS Access основные вкладки команд: Файл (в MS Access 2007 отсутствует, ее заменяет кнопка Office

в левом верхнем углу окна программы), Главная, Создание, Внешние данные и Работа с базами данных. Каждая вкладка содержит группы связанных команд, которые могут открывать другие новые элементы интерфейса. Выбрав одну из вкладок, можно увидеть доступные в ней команды. Например, если открыть таблицу в режиме таблицы и нажать кнопку Форма на вкладке Создание в группе Формы, приложение MS Access откроет вкладку Формат.

Главное окно открытой базы данных MS Access помимо ленты содержит область переходов, вкладки документов, строку состояния и рабочее поле.

Большую часть окна MS Access занимает рабочее поле, на котором в процессе работы с базой данных будут появляться таблицы, запросы, формы, отчеты и другие объекты.

Строка состояния расположена внизу окна приложения. В ней появляются сообщения о ходе выполнения команд и текущем состоянии системы. С помощью элементов управления в строке состояния можно быстро переключать различные режимы просмотра активного окна. При просмотре объекта, который поддерживает изменение масштаба, можно регулировать степень увеличения или уменьшения с помощью ползунка в строке состояния. Когда система готова выполнить команду пользователя, в этой строке присутствует сообщение Готово.

Если будет выделена какая-то команда или опция, то вместо сообщения о готовности появится короткий пояснительный текст, разъясняющий назначение выбранного элемента.

ОБЛАСТЬ ПЕРЕХОДОВ И ВКЛАДКИ ДОКУМЕНТОВ

При открытии имеющейся или создании новой базы данных имена объектов базы данных появляются в области переходов. При создании новой базы данных список объектов пуст. Область переходов расположена по левому краю окна MS Access. Для того чтобы раскрыть гpyп- пу объектов, следует щелкнуть мышью по кнопке

Упpaвлять объектами можно командами ленты и командами контекстного меню. В этой области осуществляются все операции обработки входящих в базу объектов (рис. 3-84).

Например, чтобы добавить строку в таблицу в режиме таблицы, следует открыть таблицу из области переходов. Для открытия объекта базы данных (таблицы, формы, запроса или отчета) надо дважды щелкнуть по интересующему объекту или щелкнуть правой кнопкой мыши на объекте и в контекстном меню выбрать команду Открыть.

Для отображения объектов базы данных в MS Access используются вкладки документов (см. рис. 3-83).

Отключение и включение вкладок осуществляется путем настройки параметров MS Access. Для этого перейдите на вкладку Файл, а затем выберите пункт Параметры (в MS Access 2007 - кнопка Office

> Параметры Access). Откроется одноименное диалоговое окно. В левой области выберите пункт Текущая база данных. В разделе Параметры приложений в группе Параметры окна документа установите переключатель Вкладки. Отметьте или сбросьте флажок Вкладки документов. Снятие флажка отключает вкладки документов.

В области переходов открытой базы данных перечислены все существующие объекты: таблицы, запросы, отчеты и т.д. С окном любого объекта (дочерним окном) можно работать в оперативном режиме (вводить, редактировать или просматривать данные, создавать запросы, отчеты и т.д.) или в режиме конструктора (например, изменять макет таблицы, структуру запросов).

СОХРАНЕНИЕ БАЗЫ ДАННЫХ И ЕЕ ОБЪЕКТОВ

Любой созданный объект, окно которого находится на экране, можно сохранить точно так же, как это делается с файлами: Файл > Сохранить или Файл > Сохранить объект как (в MS Access 2007 - кнопка Office

> Сохранить или Сохранить как).

Следует различать две группы операций в MS Access:

Сохранить базу данных можно с помощью команды Файл > Сохранить или Файл > Сохранить базу данных как.

Создание таблицы в MS Access осуществляется в окне базы данных. Для этого на вкладке ленты Создание в группе Таблицы нужно щелкнуть по кнопке подходящего варианта создания таблицы (рис. 3-85). Структуру таблицы можно создать с использованием шаблонов режима таблицы или в режиме конструктора, а затем работать с таблицей в режиме конструктора или в режиме таблицы, переключение между которыми можно выполнять с помощью кнопки Режим на вкладке Главная (рис. 3-86).

Режим конструктора предоставляет наиболее широкие возможности по определению параметров создаваемой таблицы. В этом режиме открывается бланк, содержащий три столбца: Имя поля, Тип данных и Описание (рис. 3-87). Кроме этих атрибутов, каждое поле таблицы обладает дополнительными свойствами, отображаемыми в нижней части окна конструктора и определяющими условия ввода данных.

ИМЕНОВАНИЕ ПОЛЕЙ И ВЫБОР ТИПА ДАННЫХ

Имена полей следует вводить в ячейки столбца Имя поля окна конструктора таблиц. Имя поля может содержать до 64 символов с учетом пробелов, за исключением точки, восклицательного знака и квадратных скобок.

Поле можно удалить, выделив его (рис. 3-88) и выбрав команду Конструктор > Сервис > Удалить строки

Нельзя удалить поле, которое используется для связи с другой таблицей. Для удаления такого поля сначала нужно удалить связь.

Для вставки поля между существующими полями нужно выделить поле, перед которым должно быть вставлено новое поле, и выполнить команду Конструктор > Сервис > Вставить строки

Ключевое поле

Ключевое поле позволяет однозначно идентифицировать запись, то есть отличить одну запись от другой. По умолчанию при создании таблицы автоматически создается поле Код, имеющее тип Счетчик, и оно назначается ключевым - появится изображение ключа слева от имени поля. (Например, на рис. 3-88 ключевым является Поле 1.)

Сделать поле ключевым или отменить это назначение можно с помощью команды Конструктор > Сервис > Ключевое поле.

Тип данных

С помощью раскрывающего списка в столбце Тип данных при создании (или изменении структуры) таблицы нужно задать тип данных, которые будут храниться в этом поле (рис. 3-89). По умолчанию MS Access присваивает полю текстовый тип данных (кроме первого поля Код, которое автоматически создается с типом данных Счетчик).

Тип данных указывает программе MS Access, как обрабатывать эти данные. Можно использовать следующие типы:

Описание

В столбце Описание можно вводить комментарии, поясняющие предназначение данного поля или другие сведения о нем. Описание поля используется при обращении к полю в дальнейшем. Если это поле содержит какие-либо данные, то они выводятся в строку состояния.

СВОЙСТВА ПОЛЯ

В нижней части окна конструктора таблиц указываются свойства каждого поля таблицы с помощью вкладок Общие и Подстановка. Каждый тип данных связан с вполне определенным набором свойств.

Рассмотрим эти свойства.

Размер поля. Поля данных текстового и числового типа имеют свойство Размер поля (рис. 3-90). Для текстового поля это максимальное число символов - до 255, которое устанавливается по умолчанию. При задании значения надо учитывать, что в поле размером 20 символов нельзя будет ввести текст длиной 30 символов. А установка слишком большой длины может привести к бесполезному увеличению размера файла БД, если значения, хранимые в поле, будут существенно меньше его установленной длины. Для числовых полей размер выбирается из списка возможных числовых типов данных.

Формат устанавливает вид данных на экране, например, для типа Дата/Время можно выбрать представление даты вида 30 июня 2019 г. или 6/30/19.

Число десятичных знаков определяет количество цифр после десятичной точки для дробных чисел. Это значение влияет только на вид представления числовых величин, а не их способ хранения в памяти.

Маска ввода позволяет задать шаблон для ввода, который дает некоторую гарантию правильности ввода данных, она применяется для полей типа Дата/Время и текстовых. Маска ввода выводит на экран символы - местозаменители, показывает, сколько символов нужно ввести, включает разделительные символы (дефис, скобки). При выборе свойства Маска ввода справа появляется кнопка

, по которой запускается мастер, помогающий создать маску.

Подпись используется в качестве заголовка столбца в режиме таблицы. Значение по умолчанию позволяет автоматически вводить в поле какое-либо значение.

Свойство Обязательное поле имеет два значения - Да и Нет. Если установить значение Да, MS Access потребует обязательного ввода какого-либо значения в данное поле.

Свойство Индексированное поле определяет, будет или нет проводиться индексация по данному полю. Индексация состоит в создании списка номеров записей, упорядоченных в соответствии со значениями поля. Наличие индекса ускоряет операции поиска и сортировки, но требует дополнительного места на диске. В свойстве Формат поля с логическим типом данных задается одно из двух возможных значений, хранимых в этом поле данных: Истина/Ложь, Да/ Нет или Вкл/Выкл.

СОХРАНЕНИЕ СТРУКТУРЫ ТАБЛИЦЫ

Если структура была создана или изменена, ее необходимо сохранить .

> Сохранить как). В появившемся диалоговом окне введите имя таблицы в coответствующее поле.

ВВОД ДАННЫХ

Ввод записей осуществляется в режиме работы с таблицами. Для этого в области переходов следует дважды щелкнуть на имени интересующей вас таблицы.

В режиме таблицы показ записей в формате строк и столбцов обеспечивает возможность одновременного просмотра нескольких записей (рис. 3-91). Допускается также добавление и изменение данных в режиме таблицы.

Вдоль верхнего края окна расположены имена полей таблицы. Каждое поле соответствует определенному столбцу в таблице. Каждая запись занимает одну строку таблицы. Ввод в определенную ячейку таблицы (выделенную курсором) осуществляется путем набора информации на клавиатуре и последующим нажатием клавиши <Enter> или <Tab>. При окончании ввода данных в последнее поле записи MS Access сам переходит на первое поле новой записи и ожидает ввода данных.

РЕДАКТИРОВАНИЕ ДАННЫХ

Редактировать данные ячейки таблицы можно как с полной, так и с частичной их заменой.

Для полной замены данных необходимо подвести курсор к редактируемой ячейке так, чтобы все ее содержимое было выделено, а затем ввести новую информацию.

Частичную замену данных можно осуществить двумя способами:

УДАЛЕНИЕ ЗАПИСИ

Для удаления записи ее необходимо выделить (щелкнуть по области маркировки записи - область, в которой в последней строке указан символ * на рис. 3-91) и либо нажать клавишу <Del>, либо выполнить команду Главная > Записи > Удалить. В появившемся на экране диалоговом окне подтвердить удаление.

СОХРАНЕНИЕ ДАННЫХ

В MS Access изменения сохраняются автоматически при следующих действиях:

После создания таблиц базы данных необходимо установить связи между элементами данных, хранящихся в таблицах. Установленные взаимосвязи позволяют создавать запросы, формы и отчеты, в которых выводятся данные из нескольких таблиц одновременно.

Связь между таблицами устанавливает отношения между совпадающими значениями в ключевых полях, обычно между полями, имеющими одинаковые имена в обеих таблицах. В большинстве случаев с ключевым полем одной таблицы, являющимся уникальным идентификатором каждой записи, связывается внешний ключ другой таблицы.

Первичный ключ - это одно или несколько полей (столбцов), комбинация значений которых однозначно определяет каждую запись в таблице. Первичный ключ используется для связывания таблицы с внешними ключами в других таблицах.

Внешний ключ - это одно или несколько полей (столбцов) в таблице, содержащих ссылку на поле или поля первичного ключа в другой таблице. Поле внешнего ключа определяет способ объединения таблиц.

Отношение «один-ко-многим» создается в том случае, когда только одно из полей является ключевым или имеет уникальный индекс. В отношении «один-ко-многим» главной является таблица, которая содержит первичный ключ и составляет часть «один» в этом отношении. Таблица со стороны «многие» является подчиненной. Связующее поле (или поля) в ней с таким же типом информации, как в первичном ключе главной таблицы, является полем внешнего ключа.

При отношении «многие-ко-многим» одной записи в таблице А могут соответствовать несколько записей в таблице Б, и наоборот. Этот тип связи возможен только с помощью третьей (связующей) таблицы, первичный ключ которой состоит из двух полей, являющихся внешними ключами таблиц А и Б.

При отношении «один-к-одному» каждая запись таблицы А может иметь не более одной связанной записи в таблице Б, и наоборот. Отношения этого типа используются не очень часто, поскольку бóльшая часть сведений, связанных таким образом, может быть помещена в одну таблицу.

Для того чтобы установить (или изменить) связи, необходимо выполнить команду Работа с базами данных > Отношения > Схема данных. Откроется окно Схема данных. Если связи между таблицами базы данных ранее не устанавливались, дополнительно будет открыто окно Добавление таблицы (рис. 3-92).

Двойной щелчок на имени таблицы в окне Добавление таблицы добавляет выбранную таблицу в окно Схема данных (к аналогичному результату приводит нажатие кнопки Добавить). В окне Схема данных отобразятся миниатюры таблиц со списками полей. С помощью нажатия кнопки Закрыть диалоговое окно можно убрать с экрана, а в окне Схема данных останутся только добавленные таблицы, пока еще без установленных связей (рис. 3-93).

Для установления связи между таблицами следует в любой из таблиц щелкнуть на поле, по которому будет установлена связь (например, Код пациента в таблице Пациенты), и перетащить это поле на связываемое поле другой таблицы (например, на одноименное поле в таблице Диагноз). Откроется диалоговое окно Изменение связей (рис. 3-94).

Активизация флажка Обеспечение целостности данных позволит предотвратить случайное удаление или изменение связанных данных. Нажатие кнопки Создать завершит процесс установления связи.

Окно Схема данных примет вид, показанный на рис. 3-95.

Если требуется установить более одной связи, в диалоговом окне Изменение связей (см. рис. 3-94) необходимо определить связываемые поля, щелкнув в правой части пустого поля на стрелке

и выбрав нужное имя поля из открывшегося списка. От полей, указанных при определении связи, зависит тип создаваемой связи, который отображается в этом же окне.

Для того чтобы удалить связь между таблицами в окне Схема данных, нужно щелкнуть правой кнопкой мыши по линии, отображающей эту связь, и в появившемся контекстном меню выбрать команду Удалить.

Завершив установление всех связей, можно закрыть окно Схема данных щелчком по кнопке в правом верхнем углу этого окна

и согласиться на сохранение схемы данных.

На этом формирование базы данных можно считать законченным. Переходим к созданию форм, запросов, отчетов.

► Определение

Форма - это объект базы данных, который можно использовать для ввода, изменения или отображения данных из таблицы или запроса.

Для того чтобы упростить просмотр, ввод и изменение данных в таблице, можно создать для нее одну или несколько форм. Одна форма может содержать данные из многих таблиц, благодаря чему обеспечивается возможность ввода данных в разные таблицы и, наоборот, в одну таблицу с разных рабочих мест. Макет формы можно сделать похожим на бумажный первоисточник: заявление о приеме, бланк регистрации, больничный лист и другие документы, используемые для сбора данных, подлежащих вводу в базу данных.

СОЗДАНИЕ ФОРМЫ С ПОМОЩЬЮ ИНСТРУМЕНТА ФОРМА

В области переходов следует выбрать таблицу или запрос с данными, которые должны отображаться в форме, а затем выполнить команду Создание > Формы > Форма (рис. 3-96).

Будет создана форма в режиме макета (рис. 3-97), что позволит внести изменения в структуру формы с одновременным отображением данных. Например, при необходимости можно изменить размер полей в соответствии с данными.

СОЗДАНИЕ ФОРМЫ С ПОМОЩЬЮ МАСТЕРА

Мастер форм является наиболее простым и наглядным методом разработки форм, позволяющим задавать набор полей для отображения в форме, изменять их расположение, добавлять заголовок в режиме конструктора. Кроме того, можно указать способ группировки и сортировки данных, а также включить в форму поля из нескольких таблиц или запросов при условии, что между этими таблицами и запросами заранее заданы отношения.

Для создания формы с помощью мастера нужно выполнить команду Создание > Формы > Мастер форм

(в MS Access 2007 сначала следует щелкнуть по раскрывающейся кнопке Другие формы). Выполняйте инструкции на страницах мастера форм. 1. На первом шаге мастера (рис. 3-98) в раскрывающемся списке выберите источник данных (в примере это таблица Пациенты), а затем - поля, которые будут использоваться в создаваемой форме. Для этого щелкните по названию поля в левом списке и нажмите кнопку

, поле появится в правом списке. Ьcли нужно использовать все поля левого списка, нажмите кнопку

Выбрав нужные поля, нажмите кнопку Далее. ► Примечание

Для добавления к форме полей из нескольких таблиц или запросов не нажимайте кнопки Далее или Готово после выбора полей из первой таблицы или запроса на первой странице мастера форм.

Повторите первый шаг для выбора другой таблицы или запроса и щелкните на всех дополнительных полях, которые требуется включить в форму. И только затем для продолжения нажмите кнопку Далее или Готово.

В результате будет получена форма, в которой отображаются сведения о пациентах.

КОНСТРУКТОР ФОРМЫ

Режим конструктора используется для усовершенствования графического оформления формы, созданной с помощью мастера. Для того чтобы вызвать режим конструктора для формы, необходимо в области переходов щелкнуть правой кнопкой мыши на имени формы и в контекстном меню выбрать команду Конструктор.

Форма будет отображена в режиме конструктора, и автоматически появится вкладка ленты Конструктор (рис. 3-101).

Форма имеет три раздела и несколько различных элементов управления:

СОЗДАНИЕ ФОРМЫ ПРИ ПОМОЩИ ИНСТРУМЕНТА РАЗДЕЛЕННАЯ ФОРМА

Разделенная форма позволяет одновременно отображать данные в режиме формы и таблицы. Эти два представления связаны с одним источником данных и синхронизированы друг с другом. При выделении поля в одной части формы выделяется то же поле в другой части. Данные можно добавлять, изменять или удалять в каждой части формы (при условии, что источник записей допускает обновление, а параметры формы не запрещают такие действия).

Для того чтобы создать разделенную форму, надо в области переходов выбрать таблицу или запрос с данными, которые должны отображаться в форме, или открыть таблицу или запрос в режиме таблицы. На вкладке ленты Создание в группе Формы раскрыть кнопку Другие формы и в ее меню выбрать пункт Разделенная форма.

Приложение MS Access создаст форму и отобразит ее в режиме макета (рис. 3-102).

СОЗДАНИЕ ФОРМЫ НЕСКОЛЬКО ЭЛЕМЕНТОВ

Форма Несколько элементов позволяет отображать сразу несколько записей и предоставляет широкие возможности ее настройки. Для создания формы следует в области переходов выбрать таблицу или за-пpoc, которые должны отображаться в форме, а затем выполнить команду Создание > Формы > Другие формы > Несколько элементов

Форма будет отображена в режиме макета (рис. 3-103), что позволяет вносить в нее изменения при одновременном отображении данных. Например, можно изменить размер полей в соответствии с данными, добавить графические элементы, кнопки и другие элементы управления.

ДОБАВЛЕНИЕ ДАННЫХ В РЕЖИМЕ ТАБЛИЦЫ ИЛИ ФОРМЫ

Для добавления данных в режиме формы следует открыть таблицу в режиме таблицы или форму в режиме формы. Затем щелкнуть на поле, которое требуется заполнить, ввести данные и нажать клавишу <Tab> или клавиши <←>, <→> для перехода к следующему либо предыдущему полю. В конце записи нужно нажать клавишу <Tab> для перехода к следующей записи.

ПОИСК, СОРТИРОВКА И ФИЛЬТРАЦИЯ ДАННЫХ

MS Access предоставляет широкие возможности для поиска и отбора информации в БД. К таким средствам можно отнести применение команд поиска, фильтрации, сортировки, создание и использование запросов.

Простейшим способом поиска информации в базе данных является использование команды Найти (Главная > Найти > Найти). Поиск можно проводить как в одном из указанных полей, так и во всех полях таблицы базы данных. Возможно изменение порядка просмотра записей в таблице.

Для того чтобы записи в таблице выстраивались при выводе в удобном для пользователя порядке, используется сортировка. MS Access может проводить сортировку по одному полю, нескольким полям, по возрастанию или по убыванию значений ключевого признака.

Для вывода только определенных записей таблицы применяется фильтрация.

Поиск записей

Существуют четыре способа поиска конкретной записи. - Переход по записям обычно по одной за шаг, в таблице, форме, запросе или отчете.

Переходы по записям. Для перехода по записям можно использовать кнопки перехода (рис. 3-104). В зависимости от того, какую кнопку нажимает пользователь, переход осуществляется к первой, предыдущей, следующей, последней или к новой записи.

Поле индикатора фильтра показывает применение фильтра. Если фильтр не применен, оно отображает значение Нет фильтра.

В поле текущей записи можно ввести номер записи и нажать клавишу <Enter> для перехода к этой записи. При вводе текста в поле Поиск по мере ввода каждого символа первое совпадающее значение выделяется в режиме реального времени.

Поиск

Для поиска записи в режиме таблицы или формы необходимо в области переходов БД дважды щелкнуть на имени объекта, в котором будет производиться поиск. Далее нужно выполнить следующие действия.

Сортировка записей

Для выполнения быстрой сортировки данных в таблице или форме выполните следующие действия.

Создание фильтра в таблице или форме

Для отбора записей, которые удовлетворяют некоторым условиям, MS Access позволяет устанавливать фильтры.

Существуют три вида фильтров, которые являются самыми простыми способами отбора записей: фильтр по выделенному, фильтр по форме и расширенный фильтр.

Фильтр по выделенному и исключение выделенного определяют вывод всех записей, имеющих одинаковое значение выделенного поля.

Для применения фильтра необходимо выполнить следующие действия.

Фильтр по форме создает пустую форму или таблицу, в которую вводятся значения для отображения интересующих записей.

Используя данный метод, можно создавать фильтры для отображения записей, одновременно удовлетворяющих нескольким выбранным условиям.

Расширенный фильтр позволяет ввести сложные условия фильтрации с сортировкой по возрастанию или убыванию по нескольким полям одновременно.

В режиме работы с таблицами в группе Сортировка и фильтр выберите команду Дополнительно > Расширенный фильтр. В появившемся окне (рис. 3-109) укажите все параметры интересующих записей, начав с указания поля, для которого нужно установить условия.

УДАЛЕНИЕ С ЭКРАНА ЛИШНИХ ДАННЫХ

Для удаления с экрана лишних данных (полей), а также выполнения операции копирования и вставки для столбцов, не являющихся соседними:

► Примечание

Скрытие столбцов в режиме таблицы не делает скрытым поле в режиме формы.

Значения, находящиеся в скрытых столбцах, можно использовать в условиях отбора фильтра. При этом столбец остается скрытым после применения фильтра.

Для сохранения изменений отображения столбцов следует выбрать команду Файл > Сохранить (в MS Access 2007 - кнопка Office

> Сохранить).

ФИКСАЦИЯ СТОЛБЦОВ

Для того чтобы зафиксировать столбцы, которые не будут уходить за край экрана при прокрутке, нужно выполнить следующие действия.

ВИДЫ ЗАПРОСОВ

В MS Access имеется мощное средство обработки данных в связанных таблицах, которое позволяет отображать нужную информацию, соответствующую указанным требованиям, - запрос.

► Определение

Запрос - это объект базы данных, допускающий многократное использование, который представляет собой вопрос о данных, хранящихся в таблицах, или инструкцию на отбор записей, подлежащих изменению.

С помощью MS Access могут быть созданы запросы следующих типов.

ВЫРАЖЕНИЯ В ЗАПРОСАХ

Для указания условий отбора данных и для создания вычисляемых полей в запросах используются выражения. Выражения представляют собой формулы, по которым вычисляются необходимые значения. Различают арифметические и логические выражения.

Выражения могут состоять из следующих элементов:

Литерал - это точное значение, которое MS Access использует именно в том виде, как оно вводится. При записи литерала применяются специальные символы-ограничители, которые указывают на тип данных литерала.

Если литерал - число, то он вводится без ограничителей. Например, 465,8.

Текстовый литерал должен иметь в качестве ограничителя " или '. Например, "Иванов" или 'Иванов'. В литералах типа «дата» используется ограничитель #. Например, #12/11/12 #.

В случае литерала типа «поле» или «элемент управления» вводятся ограничители [ ]. Например, [Фамилия].

Оператор указывает действие, которое должно быть выполнено с элементами выражения.

Выделяют следующие группы операторов:

Константа - это неизменяемая величина. К наиболее часто используемым константам относятся Null (соответствует полю, не содержащему значений или символов), Истина, Ложь.

Идентификатор - это имя, введенное в выражение для резервирования места под значение, которое хранится в поле или элементе управления. На основе использования идентификаторов можно создавать выражения, которые используют информацию, хранящуюся в таблицах, формах, отчетах. Идентификаторы обычно заключаются в квадратные скобки [ ]. Например, [Дата] относится к значению поля Дата таблицы Пациенты.

Функция - это специальное имя, которое используется для выполнения какой-либо операции и может применяться в выражениях. В MS Access встроено несколько десятков функций. Аргументы функции должны заключаться в круглые скобки ( ). Скобки могут быть опущены только при нулевом аргументе. Примерами функций, используемых при построении выражений в запросах, могут служить:

ЗАПРОС НА ВЫБОРКУ

Существует несколько режимов создания запроса. Для создания нового запроса на выборку в режиме конструктора нужно выполнить следующие действия.

Окно запроса состоит из двух областей. В верхней части окна запроса указаны таблицы, включенные в запрос, и связи между ними. Нижняя область разбита на столбцы - по одному столбцу на каждое поле, включаемое в запрос. В столбцах указываются: имя поля, имя таблицы, которой принадлежит данное поле, флажок, отмечающий необходимость вывода результатов запроса на экран, и строка условия отбора.

Для выбора записей, удовлетворяющих определенным критериям, надо выполнить следующие действия.

СОРТИРОВКА БЛОКОВ ДАННЫХ В ЗАПРОСЕ