Odpowiedzi na pytania do rozdziału 4 - OPROGRAMOWANIE

1. Co nazywamy oprogramowaniem, scharakteryzuj jego podstawowe elementy?

Oprogramowani komputera (z ang. Software) - ogół środków programowych dostępnych w systemie komputerowym. Tworzone jest przy pomocy określonego języka programowania. Podstawowym elementem oprogramowania jest program.

Program - opis przy pomocy określonego języka danego problemu w ten sposób, że jest on akceptowany przez komputer.

2. Jak zmieniają się w czasie relacje między ceną sprzętu a oprogramowaniem i jakie można stąd wyciągnąć wnioski na przyszłość?

Analizując relacje zachodzące w latach 1960-2000 w cenach sprzętu (hardware) a oprogramowaniem (software) widać, że w poszczególnych latach uległa ona dużym zmianom. Początkowo cena sprzętu komputerowego była relatywnie wysoka w stosunku do ceny oprogramowania.

Obecnie obserwujemy tendencje do coraz większego udziału ceny oprogramowania w całości wydatków na informatykę. Mimo, iż ceny systemów komputerów w całości spadają, to ceny sprzętu ulegają o wiele większej obniżce niż ceny oprogramowania.

3. Przedstaw podstawowy podział oprogramowania.

Kryterium podziału są funkcje, które mają być zrealizowane przez oprogramowanie.

Oprogramowanie:

• Systemowe

• Systemy operacyjne

• Translatory

• Interpretatory

• Kompilatory

• Asemblery

• Programy diagnostyczne

• Oprogramowanie komunikacyjne

• Oprogramowanie pomocnicze

• Użytkowe

• Pakiety ogólnego przeznaczenia, oprogramowanie biblioteczne

• Oprogramowanie własne

4. Oprogramowanie systemowe, jego zadania i podział.

Oprogramowanie systemowe(OS) - to zbiór programów, które są niezbędne w pracy komputerów. Niezależnie od ich zastosowanie są one opracowywane najczęściej przez producentów sprzętu lub na ich zamówienie. OS nie jest jednoznaczne pod kątem funkcjonalnym. Część O czyli O, które możemy nazwać podstawowym ( system operacyjny) jest tego typu, że bez jego udziału komputer nie byłby zdolny do pracy. Druga grupa ma mniejsze znaczenie, a jej zadaniem jest ułatwienie pracy użytkownika i pozwolenie na to, aby ta praca była zgodna z przyjętymi standardami i wymaganiami. Podstawowe OS jest dostarczane przez producenta wraz ze sprzętem, a jego cena jest zawarta w kontrakcie zakupu sprzętu. OS realizuje powtarzalne zachowania wspólne dla różnych zastosowań.

W OS można rozróżnić następujące grupy:

• Systemy operacyjne

• Translatory

• Oprogramowanie dla testów i diagnostyki komputera

• Oprogramowanie komunikacyjne

• Oprogramowanie pomocnicze

5. Jakie są cele i zadania systemu operacyjnego?

SO jest programem nadzorującym pracę wszystkich urządzeń systemu komputerowego tworząc środowisko, w którym pracują inne programy.

Podstawowe zadania SO:

• Obsługa komunikacji człowiek - komputer

• Przydział czadu pracy procesora dla poszczególnych użytkowników

• Nadzór wymiany informacji między elementami systemu komputerowego

• Zarządzanie pamięcią operacyjną

• Uruchomienie innych programów w tym programów użytkowych

• Sygnalizacja błędów i niesprawności urządzeń

Uruchomienie SO dokonuje się po włączeniu zasilania komputera. Włączając komputer uruchamia się podstawowy moduł tzw. BIOS ( Basic Input Output System) czyli Podstawowy System Wejścia - Wyjścia. Moduł ten umieszczony jest w pamięci ROM i dzięki niemu istnieje możliwość wczytania pozostałej części systemu z dysku twardego bądź dyskietki. W ten sposób cały system operacyjny nie musi być przechowywany w pamięci operacyjnej, lecz tylko jego niewielka część.

6. Scharakteryzuj programy tłumaczące, ich rodzaje i zadania.

Niezależnie od użytego języka programowania program musi być przetłumaczony na instrukcję języka maszynowego.

3 podstawowe sposoby tłumaczenia programów:

• Interpretacja

• Kompilacja

• Asemblacja

Interpretacja - wykonywana jest przez specjalne programy zw. interpretatorami. Interpretator tłumaczy program w trakcie wykonania. Jego działanie polega na tym, że program analizuje kolejne programy, krok po kroku, bada ich poprawność, rozpoznaje, jakie czynności trzeba wykonać i realizuje je. Interpretatory są z natury powolne i mało wydajne. Wynika to z faktu, że tłumaczenie odbywa się bez przerwy, nie tylko podczas każdego uruchamiania programu, ale także gdy któryś z jego kroków jest powtarzany. W realnych programach wiele jego elementów jest realizowana na drodze powtarzania kroków tzw. pętli. Dlatego też wiele instrukcji jest podczas interpretacji tłumaczona kilkakrotnie.

Zalety interpretacji - łatwa lokalizacja błędów i możliwość wprowadzenia poprawek w każdym momencie.

Kompilacja - wykonywana przez programy - kompilatory. Kompilator analizuje program napisany w określonym języku zewnętrznym, który nazwany jest programem źródłowym. W następnym etapie zamienia go na równoważny program w języku wewnętrznym, który nazwany jest programem wynikowym. Po zakończeniu procesu translacji do dalszej pracy używa się już wersji wynikowej. W ten sposób kompilacja jest krótsza niż interpretacja. Czas tłumaczenia zależy od języka oraz złożoności programu źródłowego. Wiele komplikatorów ma wbudowane mechanizmy pozwalające na optymalizację programów.

Asemblacja - wykonywana przez program - assembler. Asemblacja jest podobna do kompilacji w tym, że programy tłumaczone są na język maszynowy, zaś samo tłumaczenie jest integralną częścią tworzenia programu. Oznacza to, że użytkownik nie musi czekać na realizacje tłumaczenia w czasie translacji i nie musi posiadać programów tłumaczących.

Programy przygotowane w taki sposób są kompletnie gotowe do uruchomienia, w przeciwieństwie do programów interpretowanych, które mogą być uruchomione tylko w obecności i przy pomocy interpretatora. Programy asemblowe są jednak bardzo pracochłonne i w stosunku do kompilatorów dość proste.

W języku assemblera programista musi wpisać treść każdej instrukcji języka maszynowego, którą gotowy program będzie realizować. W językach wysokiego poziomu program budowany jest z większych kroków, które w procesie translacji przetwarzane są na grupy instrukcji języka maszynowego. Według tego rozróżnienia translatory tego języka assemblerami, a języków wyższego rzędu - kompilatorami. Programista współpracuje z komputerem na stosunkowo niskim poziomie i operuje elementarnymi instrukcjami języka maszynowego.

7. Jakie są zadania oprogramowania dla testów i diagnostyki komputerów?

Oprogramowanie to umożliwia sprawdzenie działania poszczególnych elementów systemu komputerowego. O to stanowi zróżnicowany pakiet, którego zawartość zależy od konstrukcji i możliwości finansowych użytkownika, najczęściej elementami jego są następujące programy:

• Testy diagnostyczne sprzętu pozwalające na wykrywanie uszkodzeń

• Testy do usuwania awarii i umożliwiania stosowania dróg obejściowych

• Programy antywirusowe

8. Co to są wirusy komputerowe i jakie są typy oprogramowania antywirusowego?

Wirus komputerowy jest to celowo napisany przez człowieka program, którego głównym zadaniem jest powielanie samego siebie, często z bardzo duża szybkością i umieszczenie się w określonych miejscach. Najczęściej wirus umieszczony jest na dysku lub w pamięci operacyjnej. Wirusy bardzo często realizują zadanie polecone przez ich twórcę. Niektóre wirusy powodują fizyczne uszkodzenie sprzętu.

Nowoczesne programy antywirusowe posiadają opcję tzw. działania w tle, sprawdzania wszelkich otwieranych plików, jak też posiadają skanery poszukujące wirusy itd. Co pewien czas pojawiają się tzw. bazy wirusów, które zawierają wzorce nowo powstałych wirusów. Najpopularniejszymi pakietami antywirusowymi są: McAfee Antivirus, Innoculate IT, oraz Norton Antivirus.

Najpopularniejszym polskim programem antywirusowym jest mks_vir (autor - Marek Sell).

Programy antywirusowe spełniają funkcje:

• „szczepionki”, która jest przeznaczona do zwalczania konkretnego wirusa

• „szperacza” systematycznie analizującego dane i sygnalizującego wystąpienie wirusa

• „blokera”, który uniemożliwia rozmnożenia się wirusa na inne programy

• „lekarza” czyli programu, który pozwala na eliminowanie wirusów w już zakażonych programach

9. Jakie są podstawowe działania profilaktyczne prowadzące do tego, aby nie dopuścić do zakażenia wirusem?

Zasady:

• Używać tylko licencjowanego oprogramowania

• Nie zależnie od źródła pochodzenia, każdą otrzymaną dyskietkę należy sprawdzić dobrym programem antywirusowym

• Własną dyskietkę która została pożyczona lub włożona do innego komputera należy potraktować jako dyskietkę pochodzącą z nieznanego źródła i należy również sprawdzić dobrym programem antywirusowym

• Należy sporządzić kopie programów i danych szczególnie tych, które trudno będzie odtworzyć

• Dyskietki, które będą używane tylko do odczytu powinny być specjalnie zabezpieczone przed zapisem

• Okresowo należy analizować swoje zbiory danych i programy programem antywirusowym

10. Scharakteryzuj Microsoft Windows i przedstaw podstawowe powody, dla których jest on tak szeroko stosowany w praktyce.

Windows jest przedstawicielem oprogramowania, który do komunikacji z użytkownikiem wykorzystuje grafikę. Taki rodzaj komunikacji z użytkownikiem nazywa się Graficzny Interfejs Użytkownika (GUI - Graphical User Interface). W komunikacji tej zastąpiono tryb tekstowy grafiką. Polega ona na zastąpieniu nazw instrukcji przez rysunki (ikony), które reprezentują funkcje i instrukcje.

Używając klawiszy kursora lub myszki można wskazać polecenia, które chce się wykonać i uruchomić je naciśnięciem klawisza ENTER lub przycisku myszki. Zastąpienie trybu tekstowego przez graficzny zwiększa wymagania sprzętowe, tryb tekstowy jest także szybszy i możliwy do wykorzystania na starszych typach komputerów.

System operacyjny typu DOS lub MS DOS jest zorientowany na system komputerowy i stanowi jego część podczas gdy MS Windows jest zorientowany na użytkownika. Graficzny interfejs użytkownik, jakim jest MS Windows jest programem, który przedstawia dane i polecenia w formie symboli graficznych. Osoby, które korzystają z tego pakietu manipulują tymi symbolami zamiast wpisania konkretnych poleceń.

Windows stał się tak popularny, ponieważ:

• GUI - sprawia, że używanie komputerów i jego programów staje się znacznie łatwiejsze

• Bardzo dobra współpraca między różnymi aplikacjami, a co za tym idzie, ułatwiona obsługa i wymiana danych

• Wielozadaniowość - możliwość uruchamiania kilku programów jednocześnie i swobodne przełączanie między nimi

• Standardowy sposób instalacji, uruchamiania oraz obsługi aplikacji

• Użycie trybu WYSIWYG - (What You See Is What You Get) - co pozwala na oglądanie na ekranie dokładnie tego, co otrzyma się potem na wydruku

Dane i obrazy można łatwo przenosić z jednego programu do drugiego. Można również tworzyć połączenia między aplikacjami tak, aby zmiana danych w jednym programie była natychmiast uwzględniona w dołączonej aplikacji.

Współpraca między aplikacjami jest możliwa dzięki standardowej wymianie danych DDE ( Dynamic Data Exchange - dynamiczna wymiana danych ). Standard DDE tworzy realizowany na poziomie programisty interfejs, który umożliwia aplikacjom dla Windows dostęp do danych pochodzących z innych aplikacji. W konsekwencji uzyskuje się narzędzie, które pozwala na aktualizację informacji. Zastosowanie Techniki Łączenia i Osadzania Obiektów czyli techniki OLE ( Object Linking and Embedding) jest to forma wymiany danych. Po wstawieniu obiektu do pliku lub docelowego dokumentu można uruchomić aplikacje, która go stworzyła i manipulować danymi przy pomocy myszki.

Podstawowym elementem Windows jest Eksplorator (zarządza grupami programów, tworzy interfejs użytkownika systemu Windows i obsługuje instalowane oraz uruchamiane aplikacje).

Grupa ( Group) jest zbiorem plików i programów wyświetlanych przez Eksplorator jako pojedyncza ikona. Ikony poszczególnych programów przechowywane są wewnątrz grup, co ułatwia zarządzanie aplikacjami.

Eksplorator, ikony, okienka grup oraz okienka aplikacji tworzą pulpit (deskop) Windows, czyli ekranową reprezentację obiektów, która umożliwia korzystanie z zasobów i funkcji komputera. W W. obiektem jest każdy symbol na ekranie, którym można manipulować. Większość z obiektów ma postać ikon lub małych rysunków.

Każdy program, który jest elementem W. ma swoja własną strukturę menu, ale niektóre jego elementy są wspólne dla wszystkich aplikacji. Są tam podmenu : Plik (File), Edycja(Edit), Pomoc (Help). Aplikacje uruchamia się przy pomocy myszki.

11. Jaki rodzaj komunikacji z użytkownikiem nosi nazwę Graficzny Interfejs Użytkownika i jakie są jego zadania?

Na to pytanie pełna odpowiedź jest w poprzednim pytaniu - w książce nic więcej na ten temat nie ma.

12. Jaka jest rola oprogramowania użytkowego i jakie są jego podstawowe rodzaje?

Oprogramowanie użytkowe = oprogramowanie aplikacyjne lub zastosowaniowego. Jego zadaniem jest realizacja zadań sformułowanych przez użytkownika. W odróżnieniu od OS oprogramowanie użytkowe tworzone jest przez małe lub średnie przedsiębiorstwa (software - house), które tworzą oprogramowanie o przeznaczeniu typowym dla większej grupy użytkowników na określonych warunkach, takich jak: dostarczenie dokumentacji, szkolenie personelu użytkownika, konsultacje, dostarczanie nowych udoskonalonych wersji systemu. Zestaw programów zastosowaniowych tworzy często tzw. pakiet, który stosuje się często przy rozwiązywaniu problemów określonego typu. Popularność i powszechność zastosowania komputerów personalnych wynika z faktu, że użytkownik może się posługiwać stosunkowo tanim i ogólnie dostępnym oprogramowaniem użytkowym.

W ramach oprogramowania użytkowego wyróżnia się duże 2 klasy:

• Oprogramowanie własne - opracowywane jest bezpośrednio prze użytkownika lub na jego zlecenie. Zadaniem jego jest bezpośrednie zaspakajanie konkretnych potrzeb indywidualnego klienta. Zastosowanie tego typu oprogramowania u innych użytkowników powoduje trudności i wymaga poniesienia dodatkowych kosztów na adaptacje oprogramowania.

• Oprogramowanie biblioteczne (typowe) - tworzone z przeznaczeniem dla różnych użytkowników. Ma ono ogólny charakter a jego użytkownikami jak w przypadku MS Office są miniony klientów. Produkowane jest ono przez wyspecjalizowane komercyjne firmy.

Podstawą klasyfikacji może być też wielkość komputerów lub punkt widzenia użytkownika i jego zadania (może być to więc podział na oprogramowanie dla: szkolnictwa, administracji, przedsiębiorstw..). Oprogramowanie można też analizować na podstawie celów, którym ma służyć, a więc wspomaganie transakcji tzw. systemy transakcyjne, systemy informowania kierownictwa, systemy wspomagania decyzji, systemy ekspertowe, systemy wspomagania procesu projektowego.

Przykładowe pakiety przydatne użytkownikowi:

• Systemy Wspomagania Pracy Biurowej

• Programy graficzne

• Systemy Zarządzania Baza Danych i Wiedzy

13. Przedstaw zadania i funkcje Systemu Wspomagania Pracy Biurowej.

Najbardziej popularnym pakietem dla wspomagania pracy biurowej jest program firmy Microsoft, przeznaczony dla programów personalnych zgodnych ze standardem IBM, czyli MS Office.

Najbardziej popularnymi programami w pracy biurowej są programy operujące na tekstach. Programy operowania na tekstach w zależności od stopnia złożoności funkcji redakcyjnych można podzielić na 2 kategorie:

• edytory tekstów nazwanych też procesorami (text editors)

• programy przetwarzania tekstów (word or text processors)

14. Jakie są zadania edytora tekstów?

Edytory tekstów służą do pisania i poprawiania tekstów, natomiast programy redagowania tekstów służą do przygotowywania dokumentów drukowanych. W praktyce obie te grupy traktują się łącznie używając nazwy edytory. Użytkownikami oprogramowania są: pracownicy biurowi oraz wszyscy którzy przygotowują na przykład pracę dyplomową.

Przygotowując się do pisania dokumentu należy mu nadać odpowidni format (ustala się marginesy,wilekośc i krój czcionki tzw. fonty, odstępstwa między wierszami, czy i w którym miejscu numerować strony, czy będą odnośniki).

Formatowanie zależy od komputera i stosowanego programu. Przed pisaniem włączamy program ortograficzny.

W trakcie pisania możemy dokonywać tzw. przeformatowania. Na tekście można wykonać następujące operacje:

• Operacje na plikach

• Operacje pisania i redakcji tekstów

• Formatowanie ekranowe

• Formatowanie wydruków

Użytkownik ma różne opcje wyświetlane w linii menu. Menu ma strukturę hierarchiczną.

Opracowany przy pomocy edyrora tekst ma postać dokumentu tekstowego.Program pozwala robić na dokumencie różnorodne opcje ( rozpoczęcie pisania tekstu - opcja nowy dokument, zmiana nazwy już istniejącego tekstu, połączenie z innymi wcześniej napisanymi tekstami, zapisanie tekstu i przechowywanie go na dowolnym nośniku informacji, wydrukowanie tekstu i jego skasowanie. Kompuer co 30 min zapisuje tekst, żeby jakaś awaria nie spowodowała utraty całej pracy. Edytory umożliwiają również redagowanie kilku tekstów.

Tekst wprowadzamy przy pomocy klawiatury ( z jej pomocą dokonujemy również rozmaitych poprawek). Bardzo pomocny może okazać się program umożliwiający szukanie wyrazów bliskoznacznych.

Pożyteczną opcją jest również pracowanie na blokach ( trzeba najpierw je zaznaczyć). Możemy wtedy taki blok usunąć, przesunąć w inne miejsce tekstu, powtórzyć lub zapamiętać w wydzielonym obszarze pamięci tzw. buforze.

Najnowsze edytory umożliwiają także pracę grupową ( osoby mogą pisac swojeuwagi i propozycje zmian do zaznaczonego wcześniej fragmentu tekstu - osoba odpowiedzialna za całość przyjmuje lub odrzuca propozycje i w konsekwencji powstaje wspólny tekst).

Napisany w całości tekst jest ostatecznie redagowany. Wieększość edytorów umożliwia wprowadzanie do tekstu tablic, zestawień i prostych rysunków.

Edytory często realizują zadanie „drukuje tak, jak mnie widzisz”( na ekranie otrzymuje się obraz odpowiadający dokładnie tekstowi drukowanemu).

15. Jakie czynniki należy analizować dla najlepszego edytora tekstów?

Przy wyborze odpowiedniego edytora użytkownik może korzystać z analiziz porównawczych przygotowywanych przez specjalistyczna prasę (np. Enter). W analizie porównawczej stosowane są takie kryteria jak: system kontrolujący pracę edytora, wymagania sprzętu, polskie litery, dostępność innych znaków spoza ASCII, pomoc dla użytkownika, możliwości edycji i formatowania tekstu, sposoby zarządzania zbiorami danych, słowniki
(ortograficzny, bliskoznaczny), możliwość pracy w sieci, cena.

16. Jakie są zastosowania arkusza kalkulacyjnego i jakie są kryteria wyboru właściwego programu?

Arkusze kalkulacyjne zwane są też pakietami księgowymi, programami kalkulacyjnymi, programami obliczeń tablicowych. Zastosowanie takiego typu pakietów jest bardzo szerokie i mogą być one wykorzystywane dla wspomagania prac związanych z ewidencją kosztów, kalkulacją, planowaniem, sporządzaniem biznes planów, analiza symulacyjna typu „What-for”, czyli co będzie, jeśli zaistnieje określona sytuacja.

Użytkownikami systemów są ekonomiści, a szczególnie pracownicy działów księgowości i planowanie, inżynierowie i pracownicy biurowi.

Podstawowe elementy pakietu księgowego są:

• Arkusz elektroniczny dla wyświetlania i numerycznej analizy tekstu i liczb

• Baza danych dla przetwarzania zbiorów danych

• Pakiet graficzny dla prezentacji uzyskanych wyników

• Modele przekształceń danych

Oprogramowanie zostało skonstrułowane dfo przechowywania danych w postaci arkusza kalkulacyjnego i ich przetwarzania zgodnie z wprowadzonymi wzorami oraz tworzenie na ich podsttawie prezentacji graficznej w postaci różnego typu wykresów. Wieększość programów ioprócz 4 podstawowych działań artmetycznych, posiada do kilkudziesięciu funkcji finansowych i statystycznych.

Podstwowym programem jest EXCEL, ale są również takie programy jak - LOTUS 1-2-3, SUPERCALK, czy tez StarOffice Calc.

Przy wyborze odpowidniego oprogramowania pomogą nam pisma fachowe. Kryteria wyboru: wymagania sprzętowe, edycja, łatwość obsługi, opcje matematyczne, logiczne, statystyczne, finansowe na łańcuchach, możliwości graficzne i możliwości łączenia tekstu z grafiką, współpraca z drukarką, zawartość i jakość dokumentacji, cena, serwis.

17. Jakie sa zadania pakietów graficznych?

Podstawowymi materiałami tworzonymi w biurze i zaierające elementy graficzne są: korespondencja wewnętrzna i wychodząca, materiały informacyjne i reklamowe, prezentacja związana z pokazami, naradami, spotkaniami, schematy organizacyjne.

Pakiety graficzne są programami do tworzenia atrakcyjnych form prezentacji na przykład na folii i powiększenia ich przy pomocy rzutnika albo też mogą one współpracować bezpośrednio w układzie komputer - rzutnik. Najbardzie popularnym programem grafiki prezentacyjnej jest Power Point wchodzący w skład pakietu Office. Ma on bardzo duże możliwości - przy jego pomocy można zbudować prezentacje wzbogacone grafiką, dzwiękiem oraz efektownymi animacjami.

18. Przedstaw możliwości i zastosowania pakietów graficznych.

Pakiety graficzne nie zawsze występują jako odrębne oprogramowania. Są one często elementem innego oprogramowania np. edytorów, arkuszy elektronicznych. Przy pomocy programów graficznych można ilustrować dane w różnych formach. Najczęściej stosuje się następujące formy prezentacji:

• Wykresy dwu i trójwymiarowe

• Wykresy kołowe

• Histogramy

• Grafy

• Schematy technologiczne

Użytkownik może nadać wykresom postać graficzna zgodną z jego potrzebami. W dowolnym miejscu można umieścić podpisy pod rysunkami w postaci podisów, komentarzy, opisów. Wykres może być przedstawiony w różnych kolorach, może być też część jego elementów wyeksponowana przy pomocy pogrubienia, wycieniowania. Dla ananlizy porównawczej wykresy można na siebie nakładać.

Programy graficzne tworzące wykresy korzystają z danych zapisanych w postaci szeregów lub tablic. Dane te mogą być zapisane w innych programach (np. arkuszach kalkulacyjnych) i pakiet graficzny importuje je do siebie.

Dla wykreślenia obrazu graficznego użytkownik ma do dyspozycji całą gamę ułatwień i narzędzi.

Do popularnych narzędzi wpomagających należą:

• Użytkownik może tworzyć własne rysunki korzystając z gotowej bazy własnych czy firmowych dokumentów

• Pędzel o zmiennej wielkości

• Rozpylacz farby

• Gumka

• Zestaw standardów (kółka, linie, elipsy..)

19. Baza Danych i jej zadania.

Baza danych - zorganizowany zestaw danych, w którym można je w prosty i elastyczny sposób przetwarzać, aktualizować, dodawać nowe dane, jak i też istnieje możliwość łatwego - według zaplanowanych lub nie planowanych kryteriów - wyszukiwania danych z bazy danych.

Baza danych musi być:

• Dobrze zorganizowana

• Prosta i elastyczna

Powinna też realizować wedle kryteriów planowanych i nieplanowanych:

• Inicjalne załadowanie bazy danych

• Przetwarzanie, aktualizacje, dodawanie, wyszukiwanie

• Korektę danych błędnych

• Usuwanie danych zbędnych

Celem bazy danych jest zaspokojenie potrzeb informacyjnych użytkownika jest to tzw. baza danych użytkownika, jak też ułatwienie zarządzania danymi w systemie przetwarzania danych - jest to robocza baza danych.

20. Przedstaw pojęcie System Zarządzania Bazą Danych i zasady jego funkcjonowania.

SZDB traktowane są często jako programy nakładkowe, które wspomaga działania związane z funkcjonowaniem systemów operacyjnych. SZBD są oprogramowaniem, które zarówno funkcjonuje na komputerach personalnych, jak i też na dużych i w sieci komputerowej.

Baza Danych A B

C

Ryz: system zarządzania bazą danych i jego funkcjonowanie: A,B, C - jednostkowe dane, P1,P2,Pn - rutynowe programy użytkowe, S1, S2, Sn - specjalne programy użytkowe

21. Przedstaw analizę porównawczą systemów użytkowych, w której zastosowano SZBD z innymi systemami.

Analiza porównawcza:

• nie ma w zasadzie redundancji informacji, a jeżeli jest to marginesowa

• nie ma oddzielnych sztywnych zbiorów

• dane wchodzą do bazy tylko raz, a następnie mogą być przetwarzane i wykorzystywane w różnych układach

• użytkownik mo0że otrzymać dane w układzie konwersacyjnym t.j. pytanie-odpowiedź

22. Jakie są podstawowe efekty zastosowania SZBD

• zwiększenie szybkości wyszukiwania odpowiednich danych

• przetwarzanie danych w różnych ciągach logicznych bez potrzeby poprzedniego sortowania

• poprawienie wykorzystania miejsc w obszarach pamięci przez minimalizowanie redundancji

• stworzenie mechanizmu pozwalającego na szybką reorganizację i aktualizację zasobów danych

23. Jaka jest rola i zadania Administratora Bazy Danych

Rola:

ponieważ SZBD dotyczy całej organizacji i zarządza danymi pochodzącymi z różnych źródeł i zaspokajającymi potrzeby różnych użytkowników dlatego jest niezbędna jej stała kontrola. Dlatego w organizacji, w której istnieje system informatyczny z bazą danych powinna być wydzielona osoba, która odpowiada za prawidłowe jego funkcjonowanie

Zadania:

• określenie organizacji danych i metod dostępu do nich

• zaprojektowanie i koordynacja sposobów zabezpieczenia danych

• kontrola nad dokumentacją baz danych

• przygotowanie i utrzymywanie słowników baz danych oraz podręczników dla użytkowników dotyczących stosowania standardowych procedur dostępu do bazy

• kontrola nad eksploatacją baz danych

24. Jakie są elementy bazy danych? Przedstaw przykład _{(Nie wiem czy o to chodzi)}

Baza danych zawiera fakty i zdarzenia, które zachodzą lub zachodziły, dlatego duży nacisk położony jest na to, aby zawierała ona prawdziwe dane. W bazie danych przechowywany jest pewien wycinek rzeczywistości i użytkownik nie zawsze może być całkowicie pewny ich odpowiedniości dlatego też robi się pewne uproszczenie, które dotyczy najbardziej istotnych elementów rzeczywistości. Proces ten nazywamy modelowaniem a jego celem jest odzwierciedlenie wiedzy o wybranym wycinku rzeczywistości w postaci danych z których będą korzystać różnej klasy użytkownicy.

Budując model bazy danych wydziela się następujące poziomy:

• wewnętrzny - najbliższy pamięci maszyny, odnoszony do sposobu, w jakim dane są rzeczywiście pamiętane.

• zewnętrzny - najbliższy użytkownikowi i dlatego odnoszony do sposobu, w jakim dane są przez niego widziane

25.Jaki model nazywamy modelem relacyjnym, przedstaw przykład modelu relacyjnego

Baza danych składa się z obiektów i ich cech zwanych atrybutami.

Budując bazę danych dla biblioteki wyróżnić można następujące obiekty:

• czytelnik

• książka

• wypożyczenie książki

atrybuty obiektu czytelnik:

• numer karty

• imię i nazwisko

• adres

atrybuty obiektu książka:

• sygnatura książki

• autor i tytuł książki

Trzeci obiekt wypożyczenie książki jest relacją która łączy obiekt -czytelnik, obiekt-książka. Wypożyczenie polega na połączeniu obu obiektów przez przypisanie konkretnej książki do konkretnego czytelnika. Obiekt wypożyczenia obok atrybutów wspólnych z wymienionymi obiektami ma swoje własne atrybuty jak: data wypożyczenia, data zwrotu książki. Wypożyczenie jest relacją pomiędzy czytelnikiem a książką . Taki model przedstawiania rzeczywistości nazywamy relacyjnym modelem danych

26. Określ tendencje w rozwoju bazy danych i SZBD

• jak najpełniejsze odwzorowanie świata realnego za pomocą nawet bardzo złożonych narzędzi technologicznych

• konstruowanie oprogramowania coraz bardziej uniwersalnego niezależnego od środków technicznych i zastosowań

• operowanie w praktyce nieograniczoną wielkością zbiorów danych

• doskonalenie oprogramowania

27.Jakie są podstawowe kryteria oceny SZBD?

• minimalny koszt dotyczący głównie eksploatacji urządzeń pamięci zewnętrznej

• wydajność jako akceptowany przez użytkownika czas reakcji na zapytania i inicjowane przezeń transakcje

• minimalna redundancja, będąca istotnym czynnikiem ograniczenia kosztów

• możliwość przeszukiwania bazy danych wg różnych kryteriów

• wiarygodność- procedury automatycznie weryfikujące merytoryczną poprawność danych

• tajność danych- informacja będzie udostępniona tylko upoważnionym użytkownikom

• bezpieczeństwo- programowa ochrona danych przed nieumyślnym ich zniszczeniem

• sprzężenie z przeszłością - SZBD powinna dopuszczać aktywną współpracę z istniejącymi i eksploatowanymi systemami informatycznymi

• sprzężenie z przyszłością- SZBD powinien być zaprojektowany z uwzględnieniem przyszłych potrzeb użytkowników

• prostota programowych środków, technik definiowania i prezentacji dostępnych zasobów danych

• język zapytań wysokiego poziomu

28. Przedstaw pojęcie SZBD i jego zadania

SZBD- system zarządzania bazą danych jest traktowany jako oprogramowanie nakładkowe, które wspomaga działania związane z funkcjonowaniem systemów operacyjnych. SZBD- umożliwia zarządzanie bazą danych bez wpływu na programy użytkowe. Pozwala to na tworzenie wielkich baz danych, niezależną obsługę przez wielu użytkowników i standaryzację oprogramowania. SZBD jest używany we wszystkich typach komputerów jako narzędzie komunikacji użytkownika. Dzięki SZBD użytkownik może bezpośrednio stawiać pytania i korzystać z potrzebnych mu danych bez konieczności pisania programu, który ma realizować jego pytania. SZBD pozwala na to, aby użytkownik przekazując swoje wymagania artykułował tylko swoje potrzeby. Oprogramowanie natomiast realizuje te wymagania, czyli użytkownik mówi co chce a oprogramowanie wykonuje to bez konieczności pisania oddzielnych programów użytkowych.

29. Za pomocą języka SQL utwórz tabelę rejestrującą dane o twoich znajomych, zastosuj odpowiednie typy danych i ograniczenia. Napisz jedno zapytanie stosujące słowo kluczowe LIKE i jedno zapytanie zagnieżdżone

Strukturalny język zapytań do baz danych SQL został opracowany przez firmę IBM

Czcionka duża pogrubiona stosowana będzie dla słów kluczowych języka

Czcionka mała zwykła stosowana będzie dla nazw tabel i kolumn w tabelach

CREATE TABLE Znajomi

(

imię VARCHAR(15) NOT NULL ,

nazwisko VARCHAR(25) NOT NULL,

telefon domowy VARCHAR(15),

telefon komórkowy VARCHAR(20),

e-mail VARCHAR(100),

ulica VARCHAR(50) NOT NULL,

miasto VARCHAR(30),

kod pocztowy VARCHAR(7)

PRIMARY KEY (nazwisko)

)

W nawiasach okrągłych podana jest lista definicji wszystkich kolumn tworzonej tabeli. Definicja poszczególnej kolumny składa się z jej nazwy i określenia typu danych jakie będą przechowywane w tej kolumnie

Typy napisowe: _{(jest ich kilka ja wymieniam tylko ten który użyłam)}

VARCHAR(N)- napis znakowy o zmiennej długości przy czym max długość określona jest przez N. Jeżeli wpiszemy napis o mniejszej długości niż N , to jest przechowywana tylko faktyczna długość napisu

Typy liczbowe: _{(jest ich kilka )}

INT - liczba całkowita z zakresu wartości określonych przez system

Ograniczenia

UNIQUE - wartości w danej kolumnie nie mogą się powtarzać

NOT NULL- nie wolno pozostawić w kolumnie wartości pustej

PRIMARY KEY- jest kolumną która w sposób jednoznaczny identyfikuje pojedynczy wiersz

Wyszukiwanie danych w pojedynczej tabeli

SELECT imię

FROM Znajomi

W komendzie tej pominięto warunek wyszukiwania WHERE, wynikiem jej będzie lista wszystkich studentów

SELECT *

FROM Znajomi

*- oznaczający wszystkie pola

SELECT imię

FROM Znajomi

WHERE miasto ='warszawa' OR miasto= `poznań'

Lista imion znajomych z Warszawa lub z Poznania

SELECT imię

FROM Znajomi

WHERE imię LIKE `b%'

Lista znajomych, których imię rozpoczyna się od litery'b'. Zastosowano słowo kluczowe LIKE to znaczy taki jak.

[ Wybierz imię z tabeli Znajomi, Szukaj imienia w kolumnie imię , wybierz imiona zaczynające się na b]

Pytanie zagnieżdżone

SELECT imię, nazwisko, ulica

FROM Znajomi

WHERE miasto =

( SELECT miasto

FROM Znajomi

WHERE imię = `marta' AND nazwisko = `braun')

Lista znajomych mieszkających w tym samym mieście co Marta Braun. W warunku WHERE zastosowano tu tak zwane zagnieżdżone zapytanie. Najpierw zostanie wykonane zapytanie podrzędne ujęte w nawiasach a następnie do jego wyników dopasuje się warunek WHERE w zapytaniu głównym

30. Hurtownia danych i jej zadania

HURTOWNIA DANYCH JEST:

miejscem gdzie zebrane z całej organizacji dane podzielone na części, oczyszczone, poklasyfikowane i połączone z innymi danymi są umieszczone na „półkach” czekając na swoich potencjalnych użytkowników

Systemy informatyczne w których istnieją hurtownie danych, gromadzą je w scentralizowanej bazie. Baza ta jest zorganizowana hierarchicznie i tematycznie, a zgromadzone dane służą do zaspokojenia potrzeb użytkowników

ZADANIA:

• szybkie uzyskiwanie informacji poprzez penetrację danych tzw. DATA DRILLING

• pozyskiwanie wiedzy z danych tzw. DATA-MINING

31. Jak możemy określić bazę modeli i jakie są jej zadania

Baza modeli zawiera sformalizowane modele, które używane są dla wspomagania procesu podejmowania decyzji. Do korzystania z bazy modeli potrzebne jest odpowiednie oprogramowanie , które pozwala na realizację zadań dla, których został opisany model.

Przykładem zastosowania bazy modeli są tzw. systemy optymalizacji transportu. W bazie danych są zawarte dane dotyczące: kosztów transportu, odległości, ładowności itp.Baza modeli zawiera natomiast modele optymalizacji transportu. [Baza modeli jest zbiorem modeli, które wykorzystując pewne dane proponują pewne rozwiązania].

32.Jak możemy określić bazę wiedzy i jakie są jej zadania

Baza wiedzy jest to zbiór informacji zawierający opis obiektów i zależności oraz opis sposobu rozwiązywania problemu. Baza wiedzy i związane z nią systemy zarządzania bazą wiedzy są podstawą coraz szybciej rozwijających się systemów doradczych. Np. w firmie Nestle Foods Corporation opracowano system ekspertowy dostarczający informacji na temat planu emerytalnego swoich pracowników. Dzięki bazie wiedzy opracowany system ekspertowy pełni rolę sztucznego eksperta, który na żądanie każdego zainteresowanego pracownika przeprowadza kalkulacje jego indywidualnego planu emerytalnego.

33. Podstawowe podejście do definiowania wiedzy

Podejście zorientowane na rozwiązywanie problemów, które kładzie nacisk na to w jaki sposób rozwiązywany jest problem: heurystyki i strategii przeszukiwania. Główna część wiedzy w bazie wiedzy jest zakodowana w następujące reguły: IF.... THEN Reguły są formułami formalizowania wiedzy. Każda reguła prezentuje fragment wiedzy

Podejście zorientowane na obiekty. Obiekt może być rzeczą fizyczną, koncepcją lub procedurą. Podejście to oznacza skupienie się na obiektach i organizację całej wiedzy z danej dziedziny wokół obiektów oraz klas obiektów

34.Przedstaw pojęcie wiedzy interpretacyjnej i jej rodzaje

Wiedza interpretacyjna to ta, która bezpośrednio interesuje użytkownika(interpretatora). Można ją podzielić na:

• wiedzę prezentującą informacje o jej strukturze w systemie

• wiedze przedmiotową, czyli na informacje, co interesuje użytkownika w celu wykorzystania tej wiedzy przy rozwiązywaniu danego problemu

• wiedzę zarządzającą w której zawarta jest informacja, jakie można stawiać hipotezy oraz jak interpretować posiadane zasoby wiedzy

35.Przedstaw pojęcie wiedzy nie interpretacyjnej i jej rodzaje

Wiedza nie interpretacyjna to taka, którą użytkownik w sposób bezpośredni się nie interesuje. Można ją podzielić na:

• wiedze wspomagającą, dotyczącą informacji o programach i językach, za pomocą których posiadane zasoby wiedzy są magazynowane.

• wiedze wspierającą, która opisuje jak należy interpretować posiadane zasoby i jak funkcjonuje system

Przyjęte jest, że wiedza wspierająca dotyczy opisu zasobów wiedzy, natomiast wiedza wspomagająca - środków technicznych, a więc samego komputera i jest bardziej związana z oprogramowaniem

36. Jakie są elementy modelu logicznego wiedzy - przedstaw przykład_{(nie wiem jaki)}

Model logiczny wiedzy LW można określić następującą czwórką: LW={S,F,A,R}

S- podzbiór symboli(alfabet) użytych do określenia bazy wiedzy

F- podzbiór użytych prawideł(formuł)

A- podzbiór aksjomatów

R- podzbiór relacji między formułami

37. Przedstaw na przykładzie MYCIN cele i zasady funkcjonowania systemu z bazą wiedzy

MYCIN- jeden z najstarszych eksploatowanych systemów ekspertowych. System ten jest pomyślany jako narzędzie wspomagające lekarzy przy leczeniu chorób krwi, te zasady funkcjonowania mogą być przeniesione do innej problematyki, np. do wyboru kierunku inwestowania

System Zarządzania Bazą Wiedzy umożliwia otrzymanie przez użytkownika ( lekarza ) odpowiedzi na pytania które można zgrupować w trzy następujące poziomy:

• określenie czy znaleziony u pacjenta mikroorganizm jest przyczyną choroby [ określenie czy dany czynnik wpływa na naszą sytuację]

• ustalenie czy znamy charakterystykę mikroorganizmu

• [ ustalenie czy znamy wszystkie cechy tego czynnika np. co on powoduje]

• wybór metody leczenia

[ wybór sposobu rozwiązania danej sytuacji]

W bazie wiedzy zawarta jest wiedza o problemach, faktach, zasadach i prawnych aspektach działania, jak tez o zachodzących między nimi relacjach. Wiedza zawarta w systemie jest podzielona na dynamiczną i statyczną. Wiedza statyczna jest zawarta w bazie wiedzy i nie zależy od konkretnego dialogu, zawiera ona informacje o chorobach i lekarstwach oraz zasadach ich działania. Wiedza dynamiczna zawiera drzewo celów i relacji między nimi oraz tzw. aktywne dane i reguły, to znaczy wykorzystywane w trakcie dialogu systemu z użytkownikiem. W systemie istnieją następujące powiązane hierarchicznie obiekty 1- pacjent, 2-choroba, 3-kultura, 4-mikroorganizm. Oprogramowanie umożliwia prowadzenie dialogu zgodnie z tymi założeniami. Wiedzę otrzymaną w trakcie dialogu z użytkownikiem (lekarz) można określić za pomocą następującej trójki:

{<atrybut>, <obiekt>, <znaczenie>}

atrybut- doza, obiekt-chloramphenicol, znaczenie- 15 mg na 1 kg wagi co 6 godzin

Dla każdej trójki wyznacza się współczynnik określoności przyjmujący wartość (-1,1)który mówi w jakim stopniu sam system określa wiarygodność danego znaczenia.

SZBW pozwala również na korzystanie ze specyficznego elementu bazy wiedzy jaką jest baza reguł. W systemie MYCIN jest około 400 reguł przedstawionych w postaci warunek działanie . Każda reguła jest niezależnym fragmentem wiedzy w danej dziedzinie .

Podsumowanie

Dobry SZBW

• pozwala na wnioskowanie do przodu, do tyłu

• uwzględnia zasady logiki

• dobrze opisuje cechy

• uwzględnia reguły

• pozwala na wyliczenie miar niepewności

• zachowuje się jak specjalista

38.Omów pojęcie normalizacji bazy danych, przedstaw na przykładzie I, II i III postać normalną

Normalizacja jest procesem polegającym na rozdzielaniu dużych, pojedynczych tabel na mniejsze, takie których nie można już dalej dzielić. Celem jej jest osiągnięcie przejrzystych a zarazem naturalnych powiązań pomiędzy danymi, co pozwala na późniejsze łatwe, nie powodujące powstawania błędów zarządzanie nimi. W teorii relacyjnych baz danych wyróżnia się 5 etapów normalizacji i 3 denormalizacji.

KG - klucz główny nie wystarcza wskazać numer albumu trzeba zidentyfikować wydział

Przykład tabeli STUDENT

Tabela STUDENT

wydział KG

adres_wydziału

imię

nazwisko

pesel

nr_albumu KG

płeć

miejscowość

ulica

telefon

e_mail

nazwa_konta

ważność_konta

Tabela STUDENT

wydział KG

adres_wydziału

imię

nazwisko

pesel

nr_albumu KG

płeć

miejscowość

ulica

nazwa_konta

ważność_konta

W efekcie przejścia do pierwszej postaci normalnej pierwotna tabela student została przekształcona do zbioru 3 tabel. Nowe tabele podrzędne nie zawierają klucza głównego lecz zawierają klucz obcy KO definiujący powiązanie ich z nadrzędną tabelą Student

II postać normalna

Aby tabela mogła przejść do drugiej postaci normalnej musi być w pierwszej postaci normalnej a ponadto wszystkie kolumny spoza klucza głównego muszą być w pełni zależne od wszystkich składowych tego klucza. Jeżeli zostaną zidentyfikowane kolumny zależące tylko od pewnej składowej klucza głównego muszą one zostać wyeliminowane wraz z tą składową. ( czyli w tabeli Student kolumny adres_wydziału nie jest zależna od obydwu składowych klucza głównego. Zależy ona tylko od kolumny wydział ale nie zależy od kolumny nr_albumu) dlatego tabelę Student ponownie rozbijemy na dwie tabele , wydzielając z niej tabelę nadrzędną rejestrującą dane wydziału

Tabela STUDENT

imię

nazwisko

pesel

nr_albumu KG

płeć

miejscowość

ulica

nazwa_konta

ważność_konta

id_wydziału KO

III postać normalna

Aby przejść do trzeciej postaci normalnej, tabela musi być w drugiej postaci normalnej i wszystkie kolumny nie wchodzące w skład klucza głównego muszą zależeć tylko od wartości tego klucza- to znaczy nie mogą dodatkowo zależeć od wartości innych kolumn. Jeżeli takie kolumny zostaną zidentyfikowane muszą być wyeliminowane z tabeli ( czyli w naszym przypadku kolumną taką jest kolumna ważność_konta nie zależy ona tylko od klucza głównego ale także od kolumny nazwa_konta. Kolumny nazwa_konta i ważność_konta zostaną wyeliminowane i przeniesione do podrzędnej tabeli)

Tabela WYDZIAŁY

id_wydziału KG

wydział

adres wydziału

Tabela STUDENT

imię

nazwisko

pesel

nr_albumu KG

płeć

miejscowość

ulica

nazwa_konta

ważność_konta

id_wydziału KO

39. Co to jest oprogramowanie otwarte i jakie musie spełniać kryteria, aby za takie zostało uznane

Koncepcja oprogramowania związana jest z koncepcją systemów otwartych. Użytkownik, który decyduje się na zakup określonego sprzętu komputerowego nie jest zmuszony do równoczesnego zakupu oprogramowania. Jest to więc tendencja do uniezależniania użytkownika zarówno od sprzętu jak i oprogramowania.

Oprogramowanie może być wtedy uznane za otwarte jeżeli spełnia takie warunki jak:

• dokładna specyfika oprogramowania

• specyfikacja zgodna z międzynarodowymi standardami

• dostępność oprogramowania z wielu źródeł- na konkurencyjnym rynku

Własności oprogramowania otwartego to:

• przenośność oprogramowania między różnego rodzaju typów systemów operacyjnych

• współpraca rozumiana jako zdolność wymiany informacji pomiędzy komputerami różnych producentów

40. Jakie są podstawowe koncepcje oprogramowania otwartego, scharakteryzuj je?

Koncepcje systemów otwartych zorientowane są na tzw. duże firmy komputerowe. Związane jest to z faktem, że prowadzenie prac nad oprogramowaniem otwartym wymaga duży nakładów, a na to stać tylko duże firmy.

Podstawowe i reprezentacyjne koncepcje oprogramowania otwartego opracowane przez najważniejsze firmy są następujące:

• Hewlett Packard- twierdzi, że wychodząc naprzeciw potrzebom użytkowników dostarcza elementów systemów otwartych w taki sposób, aby mogli oni wprowadzić nowe technologie informatyczne nie rezygnując z dotychczasowych osiągnięć i przyzwyczajeń, a więc z posiadającego sprzętu i oprogramowania.

• HP umożliwia realizację oprogramowania innych firm na swoim sprzęcie

• interfejs użytkownika - Windows

• Firma DIGITAL specjalizuje się w budowie programowych łączy dla różnych komputerów. Jest to firma, która ma doświadczenie pracy w sieciach z zastosowaniem różnego sprzętu i oprogramowania. Digital proponuje zbiór narzędzi programowych, które w całości tworzą oprogramowanie zwane Network Application Support. Bazą dla NAS są standardy akceptowane przez różnych producentów. Efektem jest akceptacja różnego sprzętu i różnych systemów operacyjnych. Dzieje się to na drodze narzucenia jednego standardu komunikacyjnego

• IBM - przyjmuje zupełnie inną strategię działania , nie interesuje ją sprzęt i oprogramowanie innych firm. To inne firmy zabiegają o to , aby ich produkty tworzyły z komputerami z oprogramowaniem IBM środowisko otwarte. Straregia firmy IBM to system otwarty dla komputerów i oprogramowania wytworzonego w firmie IBM

Sn

S1

S2

Pn

P2

P1

System Zarządzania Bazą Danych

I postać normalna

Przejście do pierwszej postaci polega na rozpoznaniu w tabeli i wyeliminowaniu z niej powtarzających się grup danych. Przez powtarzającą się grupę danych rozumiemy kolumnę lub kolumny, które mogą przyjmować wiele różnych wartości dla tej samej wartości klucza głównego ( czyli ten sam student identyfikowany w tabeli wydziałem i numerem albumu może posiadać wiele różnych numerów telefonu i wiele różnych e-maili. Tak więc zarówno kolumna telefon jak i e-mail tworzą powtarzające się grupy danych). Zostaną więc z tabeli wyeliminowane i przeniesione do swoich tabel podrzędnych.

Tabela E_MAIL

nr_albumu KO

e_mail

Tab TELEFONY

nr_albumu KO

telefon

Tabela E_MAIL

nr_albumu KO

e_mail

Tab TELEFONY

nr_albumu KO

telefon

Tabela WYDZIAŁY

id_wydziału KG

wydział

adres wydziału

W tabeli WYDZIAŁY stworzone zostało dodatkowe pole identyfikatora wydziału dla potrzeb stworzenia klucza głównego i obcego

Tab TELEFONY

nr_albumu KO

telefon

Tabela KONTO

nr_albumu KO

nazwa_konta

ważność_konta

Tabela E_MAIL

nr_albumu KO

e_mail

---