description:
преимущества и достоинства? Как он взаимодействует с HTML? Заменит ли он HTML, или
только   усовершенствует   его?   Наконец,   что   собой   представляет   язык   SGML,   частью
которого   является   XML,   и   почему   нельзя   использовать   для   Webстраниц   собственно
SGML?
1.1. Предназначение XML
Ниже приведены примеры  документов, которые не могут быть адекватно описаны  с
помощью языка HTML.
 Документ,   который   не   содержит   типовых   компонентов   (заголовков,   абзацев,
списков,   таблиц   и   т.д.)   Например,   в   языке   HTML   отсутствуют   элементы,
необходимые   для   отображения   музыкальных   символов   или   математических
уравнений.
 База данных, такая как каталог книг. Вы можете использовать HTMLстраницу,
чтобы хранить и отображать информацию из статической базы данных (например,
перечень книг и их описание). Однако, если бы вам понадобится осуществить
сортировку,   фильтрацию,   поиск   и   обработку   информации,   придется   снабдить
каждую   из   составных   частей   информации   соответствующей   меткой   (как   в
программе, работающей с базами данных, такой как Microsoft Access). В языке
HTML не предусмотрено соответствующих элементов.
 Документ,   который   вы   хотите   представить   в   виде   иерархической   структуры.
Допустим, вы пишете книгу и хотите разбить ее на части, главы, разделы A, B, C
и т.д. В дальнейшем программа может использовать данную структуру документа
для создания оглавления, оформления различных уровней в структуре с помощью
различных   стилей,   извлечения   определенных   разделов,   а   также   обработки
информации   иными   способами.   Однако   элемент   типа   заголовок   в   HTML
содержит лишь описание собственно текста. Например:
 Содержимое Webсайта
Поскольку внутри элемента типа заголовок вы не задаете вложенные элементы текста,
которые относятся к разделам документа, эти элементы не могут быть использованы для
представления иерархической структуры документа.
Язык XML позволяет преодолеть эти ограничения.
1.2. Язык XML решает проблемы
Описание  на языке XML представляет  собой операторы, написанные с соблюдением
определенного синтаксиса. Когда вы создаете XMLдокумент, то вместо использования
ограниченного   набора  определенных   элементов   вы   имеете   возможность   создавать   ваши
собственные элементы и присваивать им любые имена по вашему выбору – именно поэтому
язык XML является расширяемым (extensible).  Следовательно, вы можете использовать
XML для описания практически любого документа, от музыкальной партитуры до базы
данных.   Например,   вы   можете   описать   перечень   книг,   подобно   представленному   в
следующем XMLдокументе.
<?xml version="1.0"?><INVENTORY>
  <BOOK><TITLE>The Adventures of Huckleberry Finn</TITLE>
    <AUTHOR>Mark Twain</AUTHOR>
    <BINDING>mass market paperback</BINDING>
    <PAGES>298</PAGES>
    <PRICE>$5.49</PRICE>
  </BOOK>
<BOOK>

description:
<TITLE>MobyDick</TITLE>
    <AUTHOR>Herman Melville</AUTHOR>
    <BINDING>trade paperback</BINDING>
    <PAGES>605</PAGES>
    <PRICE>$4.95</PRICE>
  </BOOK>
<BOOK>
    <TITLE>The Scarlet Letter</TITLE>
    <AUTHOR>Nathaniel Hawthorne</AUTHOR>
    <BINDING>trade paperback</BINDING>
    <PAGES>253</PAGES>
    <PRICE>$4.25</PRICE>
  </BOOK>
</INVENTORY>

Примечание. Для описания базы данных в XML предусмотрена возможность работы с
несколькими   форматами   (например,   формат   .mdb   Access   или   .dbf   dBase):   язык   XML
построен на принципе открытых и доступных стандартов.
Имена   элементов   в   XMLдокументе   (такие   как   INVENTORY,   BOOK   и   TITLE   в
приведенном   выше   примере)   не   являются   определениями   языка   XML.   Вы   всего   лишь
назначаете эти имена при создании определенного документа. Для ваших элементов вы
можете выбирать любые корректно заданные имена (LIST вместо INVENTORY, либо ITEM
вместо BOOK).
Одним   из   преимуществ   XMLдокумента   является   то,   что   каждому   фрагменту
информации может быть присвоено информативное описание.
В предыдущем примере XMLдокумент имеет иерархическую структуру в виде дерева с
элементами, вложенными в другие элементы, и с одним элементом верхнего уровня (в
нашем   примере   –  INVENTORY)  –  он  носит   название   элемент  Документ  или  корневой
элемент,   –   который   содержит   все   другие   элементы.   Структуру   описанного   в   примере
документа можно представить, как показано на рисунке 1.
Рис. 1.
Таким   образом,   с   помощью   XML   вы   можете   описать   иерархическую   структуру
документа, такого как книга, содержащего части, главы и разделы.
1.3. Создание XMLдокументов
Поскольку   в   XML   нет   типовых   элементов,   может   показаться,   что   в   нем   вообще
отсутствуют какиелибо стандарты. Тем не менее, язык XML имеет строго определенный
синтаксис.   Например,   в   отличие   от   HTML,   каждый   элемент   XML   должен   содержать
начальный   и   конечный   тег   (либо   специальный   пустой   тег,   о   котором   пойдет   речь   в

description:
последующих   лекциях).   Любой   вложенный   элемент   должен   быть   полностью   определен
внутри элемента, в состав которого он входит.
На   деле   гибкость   в   создании   ваших   собственных   элементов   требует   строгого
соблюдения синтаксиса.  Это обусловлено  тем, что структура XMLдокументов должна
быть   понятной   для   программы,   которая   обрабатывает   и   отображает   информацию,
содержащуюся   в   этих   документах.   Строгий   синтаксис   придает   XMLдокументу
предсказуемую форму и облегчает написание программы обработки. Основное назначение
языка XML – облегчить работу с документами в Web.
Во   второй   части   курса   будут   затронуты   вопросы   создания   XMLдокументов   в
соответствии с синтаксическими правилами.  Вы узнаете, как создавать XMLдокумент,
удовлетворяющий одному из двух уровней синтаксических ограничений. В зависимости от
уровня соответствия стандартам документ может быть "верно сформированным" ("well
formed") либо "валидным" ("valid").
1.4. Отображение XMLдокументов
При   отображении   HTMLстраницы   браузер   определяет,   что   элемент   Н1,   например,
является заголовком верхнего уровня, и отображает его в соответствующем формате. Это
определяется   тем,   что   данный   элемент   является   частью   HTMLстандарта.   Но   каким
образом   браузер   либо   другая   программа   определяет,   как   обрабатывать   и   отображать
элементы созданного вами  XMLдокумента (такого как  BOOK или  BINDING в нашем
примере), если вы сами составили эти элементы?
Есть три основных способа сообщить браузеру (в частности, Microsoft Internet Explorer),
как обрабатывать и отображать каждый из созданных вами XMLэлементов.
 Таблица стилей. С помощью данного метода вы связываете таблицу стилей с XML
документом.   Таблица   стилей   представляет   собой   отдельный   файл,   содержащий
инструкции   для   форматирования   индивидуальных   XMLэлементов.   Вы   можете
использовать либо каскадную таблицу стилей (Cascading Style Sheet – CSS), которая
также   применяется   для   HTMLстраниц,   либо   расширяемую   таблицу   в   формате
языка   стилевых   таблиц   (Extensible   Stylesheet   Language   –   XSL),   обладающую
значительно   более   широкими   возможностями,   нежели   CSS,   и   разработанную
специально для XMLдокументов.
 Связывание данных. Этот метод требует создания HTMLстраницы, связывания с
ней XMLдокумента и установления взаимодействий стандартных HTMLэлементов
на   странице,   таких   как   SPAN   или   TABLE,   с   элементами   XML.   В   дальнейшем
HTMLэлементы   автоматически   отображают   информацию   из   связанных   с   ними
XMLэлементов.
 Написание сценария. В этом методе вы создаете HTMLстраницу, связываете ее с
XMLдокументом и имеете доступ к индивидуальным XMLэлементам с помощью
специально   написанного   кода   сценария   (JavaScript   или   Microsoft   Visual   Basic
Scripting Edition [VBScript]). Браузер воспринимает XMLдокумент как объектную
модель документа (Document Object Model – DOM), состоящую из большого набора
объектов,   свойств   и   команд.   Написанный   код   позволяет   осуществлять   доступ,
отображение и манипулирование XMLэлементами. 1.5. SGML, HTML и XML
Обобщенный   структурированный   язык   разметки   (Structured   Generalized   Markup
Language – SGML) является родоначальником всех языков разметки. Языки HTML и XML
образованы   из   SGML   (хотя   и   различными   способами).   SGML   определяет   базовый
синтаксис,   но   дает   вам   возможность   создавать   собственные   элементы   (отсюда   термин
обобщенный в названии языка). Чтобы использовать SGML для описания определенного
документа,   вы   должны   продумать   соответствующий   набор   элементов   и   структуру

description:
документа.   Например,   чтобы   описать   книгу,   вы   должны   использовать   созданные   вами
элементы   с   именами   BOOK,   PART,   CHAPTER,   INTRODUCTION,   ASECTION,   B
SECTION, CSECTION и т.д.
Набор  наиболее  употребительных  элементов,  используемых   для  описания  документа
определенного типа, называется SGMLприложением. (SGMLприложение также включает
в   себя   правила,   устанавливающие   способы   организации   элементов,   а   также   другие
особенности   их   взаимодействия.)   Вы   можете   определить   ваше   собственное   SGML
приложение, чтобы описать тип документа, с которым вы работаете, либо в теле основной
программы   должно   быть   определено   SGMLприложение   для   описания   типовых
документов. Наиболее известным примером последнего типа приложений является HTML,
который представляет собой SGMLприложение, разработанное в 1991 г. для описания
Webстраниц.
Казалось   бы,   язык   SGML   вполне   подходит   для   описания   Webдокументов.   Однако
разработчики   из   консорциума   W3C   посчитали,   что   он   является   слишком   сложным   и
фундаментальным,   чтобы   эффективно   представлять   информацию   в   Web.   Гибкость   и
большое   обилие   средств,   поддерживаемых   SGML,   затрудняет   написание   программного
обеспечения,   необходимого   для   обработки   и   отображения   SGMLинформации   в   Web
браузерах.   Следовало   бы   приспособить   часть   языка   SGML   специально   для   помещения
информации в Web. В 1996 г. группа XML Working Group разработала ветвь языка SGML,
назвав его расширяемым языком разметки – Extensible Markup Language.
XML является упрощенной версией SGML, приспособленной для Web. Как и SGML,
XML   дает   возможность   разрабатывать   собственные   наборы   элементов   при   описании
определенного документа. Как и в SGML, в теле программы может быть определено XML
приложение (или словарь), которое содержит набор наиболее употребительных элементов
общего   назначения   и   структуру   документа,   которая   может   быть   использована   для
описания   документа   определенного   типа   (например,   документов,   содержащих
математические формулы или векторную графику). Об XMLприложениях вы подробнее
узнаете далее в этой лекции.
Синтаксис   XML   более   простой,   чем   SGML,   что   облегчает   восприятие   XML
документов, а также написание программ браузеров, кодов и Webстраниц для доступа и
представления информации документа.
1.6. Заменит ли XML HTML?
На сегодняшний день ответ на этот вопрос отрицательный. HTML попрежнему остается
основным языком для сообщения браузеру, как отображать информацию в Web.
B  Internet   Explorer   вы   можете   открывать   XMLдокументы   с   вложенными   таблицами
стилей непосредственно браузером, не используя HTMLстраницы. Однако в двух других
основных методах отображения XMLдокументов – связывании данных и DOMсценариях
– отображение XMLдокументов осуществляется через HTML Webстраницы. (Даже при
применении   метода   таблиц   стилей   в   случае,   если   вы   используете   язык   XSL,   вам
потребуется   воспользоваться   HTML,   чтобы   сообщить   браузеру,   каким   образом
форматировать XMLданные.)
Не   заменяя   HTML,   XML   в   настоящее   время   используется   в   сочетании   с   ним,
существенно расширяя возможности Webстраниц для:



виртуального представления документов любого типа;
сортировки, фильтрации, упорядочения, поиска и манипулирования информацией
иными способами;
представления информации в структурированном виде.

description:
Как   заявляют   сами   разработчики,   XML   был   создан   для   взаимодействия   с   HTML   и
совместного с ним использования.
1.7. Официальные концептуальные цели XML
Ниже   представлено   десять   концепций   предназначения   и   целей   применения   XML,
заявленных   в   официальной   спецификации   W3C,   которые   содержатся   на   Webсайте
http://www.w3.org/TR/RECxml.
1. "XML должен стать языком прямого использования в Internet."
2. Как вы уже могли понять, XML был разработан главным образом для хранения и
распространения информации в Web.
3. "XML будет поддерживать большое количество приложений.
4. Хотя   основным   его   назначением   является   распространение   информации   в   Web
через серверы и программыбраузеры, XML также разработан для использования
его другими программами. Например, XML применяется для обмена информацией
между   финансовыми   программами,   для   распространения   и   обновления
программных   продуктов,   а   также   написания   голосовых   сценариев   при   доставке
информации по телефону.
5. "XML будет совместим с SGML.
6. XML   является   специализированной   ветвью   SGML.   Преимущество   здесь
заключается   в   простоте   адаптации   программных   средств   SGML   для   работы   с
HTML.
7. "Будет легче писать программы, обрабатывающие XMLдокументы.
8. Для   практического   использования   XML   необходимо,   чтобы   было   достаточно
просто писать браузеры и другие программы, обрабатывающие XMLдокументы. На
деле основной причиной выделения XML из SGML была доступность написания
программ для обработки XMLдокументов.
9. Все перечисленные далее свойства являются в той или иной степени производными
этой основной концепции.
10. "Количество   дополнительных   функций   в   XML   должно   быть   минимальным,   а   в
идеале – нулевым.
11. Минимальное   число   дополнительных   функций   в   XML   упрощает   написание
программ   для   обработки   XMLдокументов.
  Изобилие   дополнительных
подключаемых   функций   в   SGML   стало   основной   причиной,   обусловившей   его
практическую непригодность для представления Webдокументов. Дополнительные
функции   SGML   требуют   переопределения   символовразделителей   для   тегов
(обычно <and>) и пропуск конечного тега с целью обнаружения процессором конца
элемента.   При   строгом   написании   программы   обработки   SGMLдокументов
необходимо учитывать возможность появления всех дополнительных функций, даже
если они редко встречаются.
12. "XMLдокументы должны быть понятными и ясными для пользователя.
13. XML призван стать lingua franca (универсальным языком) для обмена информацией
среди пользователей и программ по всему миру. В соответствии с этой концепцией
пользователи, а также специализированные программы, должны иметь возможность
создавать   и   прочитывать   XMLдокументы.   Доступность   и   прозрачность   для
пользователя выделяют XML из большинства других форматов, применяемых при
построении баз данных и текстовых документов.
14. Пользователь может легко прочесть XMLдокумент, поскольку он описан простым
текстом и имеет  логичную иерархическую  структуру в виде  дерева.  Вы  можете
упростить   XMLдокументы,   назначив   информативные   имена   для   элементов,

description:
атрибутов и объектов, а также добавив полезные комментарии. (Об этом пойдет
речь далее в данной лекции.)
15. "Разработка XML должна быть завершена достаточно быстро.
16. XML станет общепринятым стандартом лишь в том случае, если программисты и
пользователи  примут его. Следует создать этот стандарт  до того, как общество
примет  альтернативные   стандарты,  которые   все  быстрее  создаются  компаниями
разработчиками программного обеспечения.
17. "Язык XML должен быть формальным и кратким.
18. Спецификация   XML   написана   на   формальном   языке,   используемом   для
представления   компьютерных   языков,   с   нотацией,   известной   как   расширенная
форма БакусНаура (Extended BackusNaur Form (EBNF)). Этот формальный язык,
хотя и достаточно сложен для восприятия, лишен двусмысленности и существенно
облегчает   написание   XMLдокументов,   а   в   особенности   программ   для   их
обработки.
19. "XMLдокументы будет проще создавать.
20. При практическом использовании XML как языка разметки для Webдокументов
упрощается не только написание обрабатывающих программ, но и процесс создания
самих XMLдокументов.
21. "Сжатой форме при XMLразметке придается минимальное значение.
22. В соответствии с пунктом 6 (XMLдокумент должен быть ясным и понятным для
пользователя), XMLразметка не должна быть излишне сжатой, чтобы не вступать в
противоречие с указанной целью.
1.8. Стандартные XMLприложения
Вы   можете   использовать   XML   не   только   для   описания   отдельного   документа.
Индивидуальный пользователь, компания или комитет по стандартам может определить
необходимый набор элементов XML и структуру документа, которые будут применяться
для   особого   класса   документов.   Подобный   набор   элементов   и   описание   структуры
документа называют XMLприложением или XMLсловарем.
Например, организация может определить XMLприложение для создания документов,
описывающих молекулярные структуры, людские ресурсы, мультимедиа презентации или
содержащих векторную графику. В конце лекции будет приведен список некоторых уже
созданных общеупотребительных XMLприложений, либо приложений, создание которых
планируется.
XMLприложение обычно определяется созданием описателя типа документа (DTD),
который  является  допустимым   компонентом  XMLдокумента.  DTD построен  по схеме
базы   данных:   он   устанавливает   и   определяет   имена   элементов,   которые   могут   быть
использованы в документе, порядок, в котором элементы могут появляться, доступные к
применению   атрибуты   элементов   и   другие   особенности   документа.   Для   практического
использования XMLприложения вы обычно включаете его DTD в ваш XMLдокумент;
наличие DTD в документе ограничивает круг элементов и структур, которые вы будете
использовать, вследствие чего ваш документ отвечает стандартам данного приложения.
Описания   XMLдокументов,   рассмотренных   ранее   в   этой   лекции,   не   включали   DTD.
Преимущества   применения   стандартных   XMLприложений   при   разработке   ваших
документов состоят в том, что вы можете совместно использовать документы со всеми
другими пользователями приложения, а документ может обрабатываться и отображаться с
помощью программного обеспечения, которое уже создано для данного приложения.

description:
1.9. XMLприложения, повышающие качество XMLдокументов
Кроме   XMLприложений   для   описания   определенных   классов   документов   имеется
несколько   XMLприложений,   которые   вы   можете   применять   внутри   XMLдокумента
любого типа. Эти приложения облегчают создание документа и улучшают его качество.
Ниже приведены примеры таких приложений.
 Extensible Stylesheet Language (XSL) позволяет вам создавать мощные стилевые
таблицы с использованием синтаксиса XML.
 XML Schema (XSD) позволяет разрабатывать подробные схемы для ваших XML
документов с использованием стандартного синтаксиса XML, что является более
мощной альтернативой применения DTD.
 XML Linking Language (XLink) дает возможность связывать ваши XML
документы. Он поддерживает множественные целевые ссылки и другие полезные
функции, обеспечивая большую свободу по сравнению с механизмом организации
ссылок в HTML.
 XML Pointer Language (XPointer) позволяет определять гибкие целевые ссылки.
При совместном использовании XPointer и XLink вы можете организовывать ссылки
на любое место в целевом документе – а не только переходы к специально
выделенным пунктам.
Как   видите,   XML   является   не   только   полезным   инструментом   для   описания
документов, но и служит  основой  для построения приложений  и  расширений,  которые
могут оказаться востребованными по мере развития Internet.
1.9.1. Стилевые таблицы XSL
Стилевыми таблицами (стилевыми листами) принято называть специальные инструкции,
управляющие   процессом   отображения   элемента   в   окне   программыклиента(например,   в
окне броузера).
Являясь очень мощным средством оформления HTML страниц, CSS таблицы не могут
применяться   в   XMLдокументах,   т.к.   набор   тэгов   в   этом   языке   не   ограничен   и
использование статических ссылок на форматируемые объекты документа в этом случае
невозможно.
Поэтому для форматирования XML элементов был разработан новый язык разметки,
являющийся подмножеством XML, и специально был предназначен для форматирования
XML элементов.
Некоторые его отличия от CSS:
 Вопервых, стилевые таблицы XSL позволяют определять оформление элемента
в   зависимости   от   его   месторасположения   внутри   документа,   т.е.   к   двум
элементам   с   одинаковым   названием   могут   применяться   различные   правила
форматирования.
 Вовторых, языком, лежащем в основе XSL, является XML, а это означает, что
XSL   более   гибок,   универсален   и   у   разработчиков   появляется   возможность
использования   средства   для   контроля   за   корректностью   составления   таких
стилевых списков(используя DTD или схемы данных)
 Втретьих,   таблицы   XSL   не   являются   каскадными,   подобно   CSS,   т.к.
чрезвычайно   сложно   обеспечить   "каскадируемость"   стилевых   описаний,   или,

description:
другими   словами,
  возможность   объединения   отдельных   элементов
форматирования путем вложенных описаний стиля, в ситуации, когда структура
выходного   документа   заранее   неизвестна   и   он   создается   в   процессе   самого
разбора. Однако в XSL существует возможность задавать правила для стилей,
при   помощи   которых   можно   изменять   свойства   стилевого   оформления,   что
позволяет использовать довольно сложные приемы форматирования
В настоящий момент язык XSL находится на стадии разработки в W3C[3] и в будущем,
видимо, станет частью стандарта XML. Это означает, что использование этого механизма
является наиболее перспективным способом оформления XML документов. В текущем
рабочем варианте W3C, XSL рассматривается не только как язык разметки, определяющий
стилевые таблицы  в него заложены средства, необходимые для выполнения действий по
фильтрации информации, выводимой в окно клиента, поиска элементов, сложного поиска,
основанного на зависимостях между элементами и т.д. На сегодняшний день единственным
броузером,   поддерживающим   некоторые   из   этих   возможностей,   является   бэтаверсия
Internet   Explorer.0,   однако   в   самом   ближайшем   будущем,   безусловно,   XSL   будет
использоваться также широко, как сегодня стандартные тэги HTML
Принцип обработки XML документов стилевыми таблицами заключается в следующем:
при разборе XSLдокумента программаанализатор обрабатывает инструкции этого языка
и   каждому   элементу,   найденному   в   XML   дереве   ставит   в   соответствие   набор   тэгов,
определяющих   форматирование   этого   элемента.   Другими   словами,   мы   задаем   шаблон
форматирования для XML элементов, причем сам этот шаблон может иметь структуру
соответствующего   фрагмента   XMLдокумента.   Инструкции   XSL   определяют   точное
месторасположение элемента XML в дереве, поэтому существует возможность применять
различные стили оформления к одинаковым элементам, в зависимости от контекста их
использования.
В   общем   случае,   XSL   позволяет   автору   задавать   параметры   отображения   элемента
XML, используя любые языки, предназначенные для форматирования  HTML, RTF и т.д. В
этом   разделе   мы   будем   использовать   в   качестве   такого   языка   HTML,   т.к.   документы,
созданные при помощи этого языка разметки, могут просматриваться любой подходящей
программой просмотра Webстраниц
1.9.2. XML Schema (XSD)
XML Schema — один из языков описания структуры XML документа.
XML Schema получила статус рекомендации Консорциума W3C 2 мая 2001 года, став
первым стандартом описания XML, получившим статус рекомендации.
Как большинство языков описания XML, XML Schema была задумана для определения
правил, которым должен подчиняться документ. Но, в отличие от других языков, XML
Schema была разработана так, чтобы её можно было использовать в создании программного
обеспечения для обработки документов XML.
После проверки документа на соответствие XML Schema, читающая программа может
создать модель данных документа, которая включает:
словарь (названия элементов и атрибутов)

 модель содержания (отношения между элементами и атрибутами и их структура)

типы данных
Каждый элемент в этой модели ассоциируется с определённым типом данных, позволяя
строить в памяти объект, соответствующий структуре XMLдокумента. Языкам Объектно

description:
ориентированного программирования гораздо легче иметь дело с таким объектом, чем с
текстовым файлом.
Другим удобством XML Schema является то, что один словарь может ссылаться на
другой, и таким образом разработчик может использовать уже существующие словари, и
легче устанавливать и распространять стандарты XML структуры для определённых задач
(например, словарь протокола SOAP).
Файл,   содержащий   XML   Schema,   обычно   имеет   расширение   «.xsd»   (XMLschema
definition).
 Пример
Простой пример XML Schema, расположенный в файле "country.xsd", описывает данные
о стране:
<xs:schema
 xmlns:xs="http://www.w3.org/2001/XMLSchema">
 <xs:element name="страна" type="Страна"/>
 <xs:complexType name="Страна">
  <xs:sequence>
   <xs:element name="название" type="xs:string"/>
   <xs:element name="население" type="xs:decimal"/>
  </xs:sequence>
 </xs:complexType>
</xs:schema>
Пример документа, отвечающего этой схеме:
<страна
 xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchemainstance"
 xsi:noNamespaceSchemaLocation="country.xsd">
  <название>Франция</название>
  <население>59.7</население>
</страна>
1.10. Реальное использование XML
Хотя   концепция   XML   весьма   интересна,   у   вас   может   возникнуть   вопрос,   как   его
применить на практике. В этом разделе приведен перечень примеров такого применения
XML,   как   уже   широко   используемых,   так   и   перспективных.   Если   имеются
соответствующие   XMLприложения   для   практического   использования,   они   будут
приведены   в   скобках.   Например,   вы   сможете   узнать,   что   XMLприложение   MathML
позволит вам форматировать математические формулы.
 Работа с базами данных. Подобно традиционным базам данных XML может быть
использован   для   присвоения   метки   каждому   полю   информации   внутри   каждой
записи   базы   данных.   (Например,   можно   пометить   каждое   имя,   адрес   и   номер
телефона   внутри   записей   списка   адресов.)   После   этого   вы   сможете   отображать
данные различными способами и организовывать поиск, сортировку, фильтрацию и
иную обработку данных.
 Структурирование   документов.  Иерархическая   структура   XMLдокументов
идеально   подходит   для   разметки   структуры   таких   документов,   как   романы,
научные труды, пьесы. Например, вы можете использовать XML для разметки пьесы
на акты, сцены, размечать действующих лиц, сюжетные линии, декорации и т. д.

description:
XMLразметка   дает   возможность   программам   отображать   или   распечатывать
документ   в   необходимом   формате;   находить,   извлекать   или   манипулировать
информацией   в   документе;   генерировать   оглавления,   резюме   и   аннотации;
обрабатывать информацию иными способами.
 Работа с векторной графикой (VML – Vector Markup Language).
 Мультимедиа презентации (SMIL – Synchronized Multimedia Integration Language,
HTML + TIME – HTML Timed Interactive Multimedia Extensions).
 Описание   каналов.  Каналы   представляют   собой   Webстраницы,   которые
автоматически рассылаются подписчикам. (CDF – Channel Definition Format).
 Описание   программных   пакетов   и   их   взаимосвязей.  Такие   описания
обеспечивают распространение и обновление программных продуктов в сети. (OSD
– Open Software Description).
 Взаимодействие   приложений   через   Web   с   использованием   XMLсообщений.
Эти   сообщения   являются   независимыми   от   операционных   систем,   объектных
моделей и компьютерных языков. (SOAP – Simple Object Access Protocol).
 Отправка электронных бизнескарт через email.
 Обмен финансовой информацией.  Обмен информацией в открытом и понятном
формате осуществляется между финансовыми программами (такими как Quicken и
Microsoft Money) и финансовыми институтами (банками, общественными фондами).
(OFX – Open Financial Exchange).
 Создание,   управление   и   использование   сложных   цифровых   форм   для
коммерческих   Internetтранзакций.  Подобные   формы   могут   включать
оцифрованные   подписи,   которые   делают   их   признанными   юридически.   (XFDL   –
Extensible Forms Description Language).
 Обмен запросами по приему на работу и резюме  (HRMML – Human Resource
Management Markup Language).
 Форматирование   математических   формул   и   научной   информации   в   Web.
(MathML – Mathematical Markup Language).
 Описание молекулярных структур (CML – Chemical Markup Language).
 Кодирование и отображение информации о ДНК, РНК и цепочках  (BSML –
Bioinformatic Sequence Markup Language).
 Кодирование   генеалогических   данных  (GeDML   –   Genealogical   Data   Markup
Language).
 Обмен астрономическими данными (AML – Astronomical Markup Language).

description:
 Создание музыкальных партитур (MusicML –Music Markup Language).
 Работа   с   голосовыми   сценариями   для   доставки   информации   по   телефону.
Голосовые   сценарии   могут   быть   использованы,   например,   для   генерирования
голосовых сообщений, справок о наличии товаров и прогнозов погоды (VoxML).
 Обработка   и   доставка   информации   курьерскими   службами.  Служба   Federal
Express, например, уже использует XML для этих целей.
 Представление рекламы в прессе в цифровом формате (Ad Markup).
 Заполнение   юридических   документов   и   электронный   обмен   юридической
информацией (XCL – XML Court Interface).
 Кодирование прогнозов погоды (OMF – Weather Observation Markup Format).
 Обмен страховой информацией.
 Обмен   новостями   и   информацией   с   использованием   открытых   Web
стандартов (XMLNews).
 Представление   религиозной   информации   и   разметка   текстов   богослужений
(ThML – Theological Markup Language, LitML – Liturgical Markup Language).
2. Создание и отображение вашего первого XMLдокумента
2.1. Создание XMLдокумента
Поскольку  описание   XMLдокумента  представляет   собой  простой   текст,  вы  можете
создать его, используя ваш любимый  текстовой редактор, например, редактор Notepad,
входящий в состав Microsoft Windows. Еще лучше воспользоваться редактором, в котором
предусмотрена возможность анализа  исходных  кодов, например,  текстовым редактором
Microsoft Visual Studio, рассчитанным на работу с Microsoft Visual C++, Microsoft Visual
InterDev, Microsoft Visual J++ и другими приложениями Visual Studio.
2.2. Анатомия XMLдокумента
XMLдокумент состоит из двух основных частей: пролога и элемента Документ (его
также называют корневым элементом), как показано на рисунке 2.

description:
Рис. 2
2.2.1. Пролог
В данном примере документа пролог состоит из двух строк:
<?xml version="1.0"?>
<! File Name: Inventory.xml >

Первая строка представляет собой объявление XML, указывающее на то, что это XML
документ и содержащее номер версии. (На момент создания курса последняя версия XML
имела номер 1.0.) Объявление XML не является обязательным, хотя спецификация требует
его  включения. Если  вы  включаете  XMLобъявление,  оно должно  находиться  в  начале
документа.
Вторая строка пролога представляет собой комментарий. Добавление комментариев в
XMLдокумент не обязательно, но позволяет сделать его более понятным. Комментарий
начинается с символов <! и заканчивается символами >. Между этими двумя группами
символов   вы   можете   поместить   любой   текст   (за   исключением   >);   XMLпроцессор
проигнорирует его.
Пролог может также содержать следующие необязательные компоненты:


объявление типа документа, определяющее тип и структуру документа. Объявление
типа документа должно следовать после XMLобъявления;
одна или несколько инструкций по обработке, содержащих информацию о порядке
проходов при обработке приложения XMLпроцессором. Далее в этой лекции вы
познакомитесь с инструкцией по обработке для связывания таблицы стиля с XML
документом.
2.2.2. Элемент Документ
Второй   основной   частью   XMLдокумента   является   единый   элемент   Документ,   или
корневой элемент, который в свою очередь содержит дополнительные элементы.

description:
В   XMLдокументе   элементы   определяют   его   логическую   структуру   и   несут   в   себе
информацию, содержащуюся в документе (в нашем примере это информация о книгах,
такая   как   название,   автор,   цена).   Типовой   элемент   состоит   из   начального   тега,
содержимого элемента и конечного тега. Содержимым элемента могут быть символьные
данные, другие (вложенные) элементы, либо сочетание данных и вложенных элементов.
В рассматриваемом примере элемент Документ – INVENTORY. Его начальный тег –
<INVENTORY>,   конечный   тег   –   </INVENTORY>,   а   содержимое   –   восемь   вложенных
элементов BOOK.
В   свою   очередь,   каждый   элемент   BOOK   содержит   ряд   вложенных   элементов,   как
показано на рисунке 3.
Каждый   из   элементов,   вложенных   в   элемент   BOOK,   например,   элемент   TITLE,
содержит только символьные данные, как показано на рисунке 4.
Рис. 3.
Рис. 4.
2.3. Некоторые базовые правила XML
Ниже   приведено   несколько   основных   правил   создания   форматированного   XML
документа.   Форматированный   документ   соответствует   минимальному   набору   правил,
обеспечивающих возможность обработки документа браузером или другой программой.
Документ, составленный вами ранее в этой лекции, является примером форматированного
XMLдокумента, удовлетворяющего этим правилам.

description:
 Документ   должен   иметь   только   один   элемент   верхнего   уровня   (элемент
Документ или корневой элемент). Все другие элементы должны быть вложены в
элемент верхнего уровня.
 Элементы   должны   быть   вложены   упорядоченным   образом.  То   есть,   если
элемент начинается внутри другого элемента, он должен и заканчиваться внутри
этого элемента.
 Каждый   элемент   должен   иметь   начальный   и   конечный   тег.  В   отличие   от
HTML, в XML не разрешается опускать конечный тег – даже в том случае, когда
браузер в состоянии определить, где заканчивается элемент.
 Имя   типа   элемента   в   начальном   теге   должно   в   точности   соответствовать
имени в соответствующем конечном теге.
 Имена типов элементов чувствительны к регистру, в котором они набраны. В
действительности   весь   текст   внутри   XMLразметки   является   чувствительным   к
регистру.   Например,   следующее   описание   элемента   является   неправильным,
поскольку   имя   типа   элемента   в   начальном   теге   не   соответствует   имени   типа   в
конечном теге:
<TITLE>Leaves of grass</Title>  <! некорректный элемент >

2.4. Отображение XMLдокумента
Вы можете открыть XMLдокумент непосредственно через Internet Explorer, точно так
же, как вы бы открыли HTML Webстраницу.
Если XMLдокумент не содержит связи с таблицей стилей, Internet Explorer помечает
различные   составные   части   документа   различным   цветом,   чтобы   облегчить   их
распознавание, а также представляет элемент Документ в виде иерархического дерева с
возможностью   свертывания   и   развертывания   структуры   и   просмотра   с   меньшей   или
большей степенью детализации.
Если   же   XMLдокумент   имеет   связь   с   таблицей   стиля,   Internet   Explorer   отобразит
только символьные данные из элементов документа, отформатировав их в соответствии с
правилами,   установленными   в   таблице   стиля.   Вы   можете   использовать   либо   таблицу
каскадных   стилей   (CSSтаблицу,   аналогичную   той,   которая   используется   для   HTML
страниц),   либо   XSLтаблицу   стилей   (Extensible   Stylesheet   Language),   которая   является
более мощным инструментом и строится в соответствии  с синтаксисом, принятым для
XML. Такие таблицы могут использоваться исключительно для XMLдокументов.
2.5. Обнаружение ошибок XML в Internet Explorer
Прежде   чем   Internet   Explorer   отобразит   ваш   XMLдокумент,   его   встроенный
синтаксический XMLанализатор (parser) просматривает содержимое документа. Если он
обнаружит   ошибку,   Internet   Explorer   отобразит   страницу   с   сообщением   об   ошибке,   не
предпринимая   попытки   отобразить   документ.   Internet   Explorer   отобразит   страницу   с
сообщением об ошибке независимо от того, связан ли XMLдокумент с таблицей стиля.

intro:
Язык XML (Extensible Markup Language) был разработан рабочей группой XML Working Group консорциума World Wide Web Consortium (W3C). Вот как описывают его создатели:
"Расширяемый язык разметки Extensible Markup Language (XML) представляет собой составную часть языка SGML… Он предназначен для облегчения использования языка SGML в Web и выполнения задач, которые в настоящее время реализуются с помощью языка HTML. XML разработан с целью усовершенствовать применение и взаимодействие языков SGML и HTML."

title: Лекция "Язык XML"


extracted_text:
1. Базовая конфигурация ЭВМ
В   соответствии   с   принципами,   функционирования   универсальной   вычислительной   машины,
предложенными Фон Нейманом, основные функциональные части компьютеров следующие:
1. устройство ввода и вывода,
2. устройство хранения информации,
3. устройство обработки информации,
4. управляющее устройство.
Взаимодействие между ними можно упрощенно изобразить в виде схемы:
На схеме двойные стрелки соответствуют движению  данных (информация в ЭВМ называется
данными). Человек вводит данные в компьютер через устройства вводавывода, эти данные могут
храниться   в   устройствах   хранения   информации   и   обрабатываться   в   устройствах   обработки
информации. Полученные результаты также могут запоминаться в устройствах хранения информации
и  выдаваться   человеку   с  помощью   устройств   вводавывода.   Управляющие   устройства   управляют
всем этим процессом, что изображено на схеме одинарными стрелками.
Так,   в   общих   чертах,   работают   все   ЭВМ,   начиная   с   простейших   калькуляторов   и   кончая
суперкомпьютерами.
1.1. Устройства хранения информации
Различают   устройства   хранения   информации,   реализованные   в   виде   электронных   схем,   и
накопители   информации,   при   помощи   которых   данные   записываются   на   какойлибо   носитель,
например магнитный или оптический (ранее использовались даже бумажные носители  перфокарты и
перфоленты).
Устройства,   представляющие   собой  электронные   схемы,   отличаются   небольшим   временем
доступа к данным, но не позволяют хранить большие объемы  информации.  К таким устройствам
относятся постоянное запоминающее устройство (ПЗУ, RОМ), оперативное запоминающее устройство
(оперативная память, ОЗУ, RАМ).
Накопители информации на гибких и жестких магнитных дисках (винчестеры, Zip, JAZ, ORB),
оптических (CD, CDRW, DVD) и магнитооптических дисках наоборот дают возможность хранить
большие объемы информации, но время ее записи и считывания там велико. Поэтому эффективная
работа на компьютере возможна только при совместном использовании накопителей информации и
устройств хранения, реализованных в виде электронных схем.
Оперативная память  предназначена для хранения исполняемых в данный момент программ и
необходимых для этого данных. То есть, в  ОЗУ  хранится информация, с которой ведется работа в
данный момент времени. Содержимое оперативной памяти пропадает при выключении питания.
ПЗУ  предназначено для хранения неизменяемой информации. В компьютере постоянно должна
храниться информация, которая нужна при каждом его включении. Например, в ПЗУ записываются
команды, которые компьютер должен выполнить сразу после включения питания для начала работы
(например,   BIOS).   ПЗУ   называют   энергонезависимой   памятью,   так   как   содержимое   ПЗУ   при
отключении питания сохраняется.
Принцип записи информации на магнитные ленты и диски аналогичен принципу записи звука в
магнитофоне. В магнитооптических дисках информация также хранится на магнитном носителе, но
чтение и запись осуществляются лучом лазера, что значительно повышает сохранность информации.
Информация на компактдисках CD представляет собой участки, в различной степени отражающие лазерный луч.
Для   работы   с   дискетами   предназначено   устройство,   называемое   дисководом,   а   для   работы   с
компактдисками  CDROM (Compact Disc Read Only Memory). В настоящее время можно встретить
в продаже такие устройства для работы с компакт дисками, поддерживающие одновременно функции
чтения   CD,   CDR,   CDRW,   DVD   и   обеспечивающие   запись   CDR   и   CDRW.   То   есть   Вам   уже   не
требуется приобретать два или три отдельных устройства, так как все функции объединены в одном.
Такие устройства разрабатывались  в первую очередь для использования в ноутбуках (переносных
портативных компьютерах), где габариты и вес и функциональность играют далеко не последнюю
роль.
1.2. Устройства обработки информации и управляющие устройства
Основным   устройством   обработки   информации   в   ЭВМ   является  арифметикологическое
устройство (АЛУ). АЛУ выполняет все логические операции (логическое умножение  операция "И",
логическое   сложение      операция   "ИЛИ",   логическое   отрицание      операция   "НЕ"),   а   также
арифметические операции над данными, представленными в виде двоичных кодов (нулей и единиц).
Булеву алгебру, в которой используются только два числа  0 и 1, положил в основу теории
электрических   и   электронных   переключательных   схемсумматоров,   американский   инженер   Клод
Шеннон   в  1938  г.  Именно  это  во  многом  определило   появление   ЭВМ,  способных  автоматически
производить арифметические вычисления.
Так как выполнение самых сложных действий в ЭВМ сводится к большому числу простейших
арифметических и логических операций, производительность процессора при выполнении простейших
операций определяет быстродействие ЭВМ.
В ЭВМ арифметикологическое устройство объединено с управляющими устройствами в единую
схему  процессор, представляющий собой микросхему с большим числом контактов. Для ускорения
работы процессора при выполнении математических вычислений обычно используется специальное
устройство  сопроцессор,   который   в   последних   моделях   конструктивно   встроен   в   микросхему
процессора.
Изобретателем   микропроцессора   как   схемы,   в   которую   собрана   практически   вся   основная
электроника компьютера, стала американская фирма INTEL, выпустившая в 1970 г. процессор 8008.
С их появления и началась история ЭВМ четвертого поколения. По настоящее время фирма INTEL
занимает ведущие позиции на мировом рынке в производстве и разработке новых типов процессоров.
1.3. Устройства ввода и вывода
Устройства   ввода   и   вывода   можно   условно   разделить   на   устройства,   с   помощью   которых
информация передается машине от человека, человеку от машины и от одной машины другой машине.
Наиболее распространенные устройства следующие:



устройства   ввода:   клавиатура,   сканер,   устройства   местоуказания   (мышь,   джойстик,
графический планшет, световое перо);
устройства вывода: дисплей, принтер, плоттер, звуковая карта;
устройства,   обеспечивающие   связь  с   другими   машинами:   модем,   сетевой   адаптер,
инфракрасный порт и т.д.
Кроме   них   имеются  специальные   устройства,   обеспечивающие   совместную   работу   ЭВМ   со
специальной аппаратурой, микрофонами, видеокамерами, видеомагнитофонами, научными приборами
и т.д.
Клавиатура    основное устройство  ввода   информации.  Расположение   латинских  букв  на ней
соответствует  расположению  клавиш на латинской  печатной машинке (клавиатура  QWERTY   по
первым буквам в верхнем ряду), русских букв  русской печатной машинке.
Сканер  устройство для ввода графической информации в компьютер. Сканеры бывают ручные,
настольные (планшетные), интегрированные в корпус принтера. Ручные сканеры (более дешевые, но
обладающие   более   скромными   возможностями)   проводят   над   изображением   (чаще   всего   их
используют для считывания штрихкодов), а в настольные лист бумаги вкладывают целиком. Кроме того, сканеры бывают цветные и чернобелые.
Устройства местоуказания предназначены для ввода координат в компьютер. Мышь  наиболее
распространенный   манипулятор,   позволяющий   перемещать   указатель   (курсор   мыши)   по   экрану
дисплея и указывать им на определенные объекты на экране (т.е. вводить в компьютер координаты
выбранной точки на экране). Наиболее просты и дешевы  механические  мыши, в основании которых
имеется   шарик,   вращающийся   при   перемещении   мыши   по   ровной   поверхности.   Вращение   шарика
передается на датчики, вырабатывающие электрические сигналы, отслеживая тем самым движения
кисти руки человека, что и приводит к соответствующим перемещениям курсора на экране. Более
дорогой   и   сложной,   но   более   точной   и   надежной   является  оптическая  мышь,   в   которой   в   ее
основании вместо шарика используется излучатели света и фотодатчики, считывающие отраженный
свет от поверхности стола или коврика мышки.
Трекбол   это своеобразная "мышь вверх ногами". Он представляет собой шарик, как правило,
встраиваемый в клавиатуру, который вращают пальцами. Трекбол обычно используют в переносных
компьютерах  ноутбуках (англ. notebook  записная книжка).
Джойстик     манипулятор,   выполняемый   в   виде   рычажка   (ручки)   на   массивном   основании.
Управляющие сигналы вырабатываются движениями ручки и нажатием кнопки (или кнопок) на ней.
Джойстики, как правило, используют для работы с игровыми программами.
Графический   планшет  (дигитайзер   или   диджитайзер      англ.   digitizer      оцифровыватель)
планшет,   покрытый   сеткой   пьезоэлементов      элементов,   вырабатывающих   электрический   ток   при
механическом   воздействии.   На   нем   размещают   лист   бумаги   с   изображением   и   надавливанием   на
определенные   точки   на   нем   вводят   их   координаты   в   компьютер.   Дигитайзеры,   как   правило,
используются для ввода карт или планов в ЭВМ.
Световым пером  также указываются координаты определенной точки, но непосредственно на
экране   дисплея.   На   его   конце   имеется   фотоэлемент.   Им   при   поднесении   к   экрану   фиксируется
момент   попадания   на   него   электронного   луча,   формирующего   изображение   (как   известно,   этот
электронный луч несколько раз в секунду обегает все точки поверхности экрана). На основе этого
вычисляются координаты точки, к которой поднесено световое перо в данный момент времени.
Дисплей (монитор)  основное устройство вывода информации. Дисплеи бывают основанными на
электроннолучевой трубке или панели на жидких кристаллах (LCD, от англ. Liquid Crystal Display).
Кроме того различают цветные и монохромные (одноцветные ) дисплеи.
Формирование изображения на экране обеспечивает как электронная начинка монитора, так и
специальное   устройство    видеоадаптер,  который  формирует,  хранит  и передает   изображение  на
экран дисплея. Конструктивно видеоадаптер представляет собой плату, которая вставляется в корпус
компьютера   (в   системный   блок).   Дисплей   подключается   непосредственно   к   ней.   На   этой   плате
находятся, в частности, схемы видеопамяти,  в которых запоминается изображение,  выводимое  на
экран.
Современные   дисплеи   должны   соответствовать   очень   строгим   требованиям,   установленным
международными нормами  стандартами. Защита человека от разного рода излучений в дисплеях
выполняется на более серьезном уровне. Специальные защитные фильтры, навешиваемые на экран,
защищают   его   поверхность   от   бликов,   позволяют   несколько   увеличить   четкость   изображения,
обеспечивают  дополнительную  защиту от  излучений.  Защита  от  негативных  полей  обеспечивается
лишь  при   подключении   к  заземлению  как  корпуса   компьютера,  так  и   защитного   экрана.   Следует
помнить,   что   излучения   имеют   место   не   только   со   стороны   экрана,   где   конструкторы
предусматривают максимально возможную защиту для человека, но и с задней стороны дисплея, где
никакой защиты, как правило, не устраивается. Поэтому размещать компьютер в помещении следует
так, чтобы с задней стороны дисплея люди в течение длительного времени не находились.
Дисплей   может   работать   либо   в   текстовом   (когда   на   экран   могут   быть   выведены   только
стандартные ASCII  символы), либо в графическом режиме, когда изображения строятся из большого
числа точек  пикселов (для работы с чертежами, графикой, текстом, видео и т.д.).
Качество   изображения   в   графическом   режиме   зависит   от   разрешающей   способности,   т.е.
количества пикселов по горизонтали и вертикали (640*480, 800*600, 1024*768 и т.д. Разрешающая
способность не зависит от размера экрана дисплея.
Существуют различные видеорежимы. Они отличаются разрешающей способностью и палитрой  количеством   выводимых   цветов.   С   течением   времени   и   развитием   техники   появляются   новые
графические   режимы   с   большей   разрешающей   способностью   и   более   богатой   палитрой.   От   типа
дисплея   зависит   способность   поддерживать   различные   видеорежимы.   Как   правило,   для   дисплеев
выполняется правило совместимости "сверху вниз". Это значит, что дисплей более современного типа
(дисплеи типа SVGA  800*600 и 1024*768) может работать как в режимах с высокой разрешающей
способностью   и   большим   количеством   выводимых   цветов,   так   и   в   режимах,   разработанных   для
дисплеев старых типов, т.е. с меньшей разрешающей способностью и меньшим количеством цветов
(дисплеи типа VGA 640*480).
Принтер  устройство вывода информации на бумагу. Принтеры бывают матричные, струйные,
лазерные.   Иногда   встречаются   принтеры   других   типов      литерные,   лепестковые,   светодиодные   и
другие. Кроме того, по формату бумаги различают "широкие" и "узкие" принтеры.
В матричном принтере изображение выводится на бумагу с помощью специальной движущейся
головки, в которой имеется несколько (9, 24 или 48) иголок, наносящих удары по листу бумаги через
красящую ленту. Скорость работы матричных принтеров невысока (от 10 секунд на страницу при
низком качестве, до нескольких минут  при высоком), кроме того, они издают неприятный звук при
работе. К их преимуществам следует отнести низкую стоимость, высокую надежность. В струйных
принтерах красящее вещество (тонер) выдувается на бумагу с помощью системы сопел. Эти принтеры
обеспечивают более высокие скорость и качество печати, позволяют создавать цветные изображения.
При   этом   по   стоимости   струйные   принтеры   незначительно   отличаются   от   матричных.
Эксплуатационные расходы (стоимость тонера и обслуживания) у них выше.
Наиболее   высокую   скорость   печати   (до   5   секунд   на   страницу)   при   наилучшем   качестве
обеспечивают   лазерные   принтеры.   В   них   изображение   переносится   на   бумагу   со   специального
барабана,   к   участкам   поверхности   которого,   наэлектролизованного   лучом   лазера,   притягиваются
частицы   красящего   порошка.   Лазерные   принтеры   являются   достаточно   дорогими,   но   наиболее
экономически выгодными при печати большого количества документов в офисе и дома.
Плоттер (графопостроитель)  устройство для вывода чертежей на бумагу. Бывают струйные и
механические плоттеры. Устройство струйных плоттеров аналогично устройству струйных принтеров.
В механических плоттерах пишущий узел с перьями (шариковыми, керамическими или фитильными,
как   во   фломастерах)   перемещается   по   направляющим   относительно   листа   ватмана,   или   бумага,
зажатая в прижимных устройствах, перемещается относительно пишущего узла.
В   корпус   компьютера   обычно   встраивается  динамик,   способный   выдавать   звуковые   сигналы,
например   при   ошибках   загрузки   компьютера.   Для   возможности   прослушивания   музыки   в
качественном   исполнении,   речи,   звуковых   эффектов   необходимо   оснастить   компьютер  звуковой
приставкой     специальной   платой   (саундбластером,   англ.   sound   blaster      "выдувающий"   звук),
вставляемой в системный блок (корпус) компьютера, и подключаемыми к ней колонками. В настоящее
практически все производители встраивают звуковую карту непосредственно в материнскую плату
(основную плату, на которой расположены процессор память и др.). Мощный компьютер, оснащенный
этими и другими устройствами для создания звуковых эффектов называют мультимедийным (от англ.
multimedia"многие   среды",   т.е.   возможность   одновременно   использовать   всевозможные   способы
представления информации  текстовой, графической, звуковой, видео и пр.).
Модем  (МОдулятор      ДЕМодулятор)      устройство,   преобразующее   информацию   к   виду,   в
котором ее можно передавать по линиям связи (по телефонным линиям). Модемы бывают внутренние
(вставляемые   в   корпус   компьютера)   и   внешние   (представляющие   собой   отдельные   устройства,
подключаемые   к   компьютеру   и   телефонной   линии).   Кроме   того,   различают   телефонные   модемы,
позволяющие передавать только текстовые сообщения, и факсмодемы, позволяющие передавать и
графические изображения.
Сетевой   адаптер  (сетевая   плата)      устройство,   обеспечивающее   подключение   компьютера   к
локальной   компьютерной   сети.   Сетевой   адаптер   представляет   собой   вставляемую   в   корпус
компьютера плату с разъемом для подключения линии связи компьютерной сети.
1.4. Архитектура персонального компьютера
Персональным компьютером (ПК, РС  от англ. Реrsonal Сomputer) называют небольшую ЭВМ, ориентированную   на   широкий   круг.   До   появления   персональных   компьютеров   инженеры,   ученые,
экономисты, представители других профессий общались с ЭВМ только с помощью посредников
инженеровсистемотехников  и программистов,  поскольку работа на ЭВМ старых  типов требовала
специальной подготовки. С появлением персональных ЭВМ необходимость в таком посредничестве
отпала, так как процесс общения с ЭВМ значительно упростился.
Впервые   производство   персональных   компьютеров   было   поставлено   на   поток   в   1975   году
американской фирмой APPLE. В 1981 г. появились первые персональные компьютеры фирмы IBM.
Они были более дешевыми и в них были использованы последние разработки сразу нескольких других
фирм, в частности программное обеспечение фирмы MICROSOFT (произносится "Майкрософт"). В
настоящее время большой популярностью пользуется продукция не только IBM, но и других фирм
производящих IBM совместимые компьютеры, а также компьютеры фирмы APPLE (им присвоили имя
"Мэкинтош").
В вычислительной технике архитектура определяет состав, назначение, логическую организацию и
порядок   взаимодействия   всех   аппаратных   и   программных   средств,   объединенных   в   единую
вычислительную   систему.   Иными   словами,   архитектура   описывает   то,   как   ЭВМ   представляется
пользователю.
В   современных   персональных   компьютерах   используется   принцип   открытой   архитектуры.   Он
состоит в том, что основные  устройства,  непосредственно участвующие в обработке  информации
(процессор,   сопроцессор,   оперативная   память),   соединяется   с   остальными   (периферийными)
устройствами единой магистралью  системной шиной (магистральным интерфейсом). При этом часть
структурных элементов объединена (конструктивно) системной (материнской или основной  англ.
motherboard или mainboard) платой. Упрощенная структура персональной ЭВМ представлена на рис.
2.1.
На схеме двунаправленные стрелки указывают на то, что информация движется как от процессора
к   периферийным   устройствам,   так   и   в   обратную   сторону.   Схема   носит   условный   характер,
иллюстрирующий   только   основные   принципы   устройства   современного   компьютера,   поэтому   ряд
устройств не изображены (прямоугольник с многоточием), но могут быть подключены.
Если открыть корпус компьютера, то можно увидеть большую плату, на которой размещаются
микросхемы, другие электронные устройства и разъемы (слоты), в которые вставлены другие платы и
к которым посредством кабелей подключены другие устройства. Это и есть материнская плата.
Конфигурация компьютера  это состав устройств, подключенных к компьютеру.
Открытая архитектура позволяет выбирать конфигурацию компьютера, т.е. комплектовать его по
своему выбору из достаточно большого количества совместимых с используемой материнской платой
и процессором устройств, имеющихся на рынке (в том числе и произведенных различными фирмами).
Кроме того, всегда имеется возможность модернизировать, а также расширить систему, подключив к
ней новые устройства. 1.5. Технические характеристики персонального компьютера
Для   оценки   возможностей   вычислительной   машины   необходимо   знать   ее   технические
характеристики. Наиболее характерные из них перечислены ниже.
Быстродействие, производительность, тактовая частота. Единицами измерения быстродействия
служат:
МИПС (MIPS  Mega Instruction Per Second)  миллион операций над числами с фиксированной
запятой (точкой);
МФЛОПС (MFLOPS  Mega FLoating Operations Per Second)  миллион операций над числами с
плавающей запятой (точкой);
КОПС (KOPS  Kilo Operations Per Second) для низкопроизводительных  ЭВМ  тысяча неких
усредненных операций над числами;
ГФЛОПС (GFLOPS  Giga FLoating Operations Per Second)  миллиард операций в секунду над
числами с плавающей запятой (точкой).
Оценка   производительности   ЭВМ   всегда   приблизительная,   ибо   при   этом   ориентируются   на
некоторые усредненные или, наоборот, на конкретные виды операций. Реально при решении различных
задач используются и различные наборы операций. Поэтому для характеристики производительности
ПК вместо производительности обычно указывают тактовую частоту, более общую характеристику,
определяющую быстродействие машины, так как каждая операция требует для выполнения вполне
определенного количества тактов. Такт  это интервал времени, затрачиваемый на выполнение одной
простейшей машинной операции. Следовательно, тактовая частота  это количество тактов в секунду.
Один такт в секунду равен одному Герцу. Современные компьютеры работают на тактовых частотах в
несколько сотен МегаГерц,  т.е. выполняют  несколько  десятков  или  сотен миллионов  простейших
машинных операций за одну секунду.
Зная тактовую частоту, можно достаточно точно определить время выполнения любой машинной
операции.
Разрядность машины и кодовых шин интерфейса. Разрядность  это максимальное количество
разрядов двоичного числа, над которым одновременно за один такт может выполняться машинная
операция, в том числе и операция передачи информации; чем больше разрядность, тем, при прочих
равных условиях, будет больше и производительность ПК.
Типы   системного   и   локальных   интерфейсов.   Разные   типы   интерфейсов   обеспечивают   разные
скорости передачи информации  между узлами машины, позволяют  подключать разное количество
внешних устройств и различные их виды.
Тип процессора. Компьютер на базе процессора более современного типа будет при всех прочих
равных условиях производительнее, чем машины на базе процессоров старых типов.
Емкость оперативной памяти. В оперативной памяти хранится обрабатываемая в данный момент
информация.   Ее   объем   должен   быть   достаточным   для   этого.   Если   это   не   так,   соответствующие
программы не смогут быть запущены на данной машине. Поэтому при описании программ всегда
указывают,   какой   должен   быть   объем   оперативной   памяти,   чтобы   можно  было   запустить   данную
программу В настоящее время объем оперативной памяти достигает нескольких сотен Мегабайт.
Виды   и   емкость   КЭШпамяти.   КЭШпамять      это   буферная,   не   доступная   для   пользователя
быстродействующая память, автоматически используемая компьютером для ускорения операций с
информацией, хранящейся в более медленно действующих запоминающих устройствах. Например, для
ускорения   операций   с   основной   памятью   организуется   регистровая   КЭШпамять   внутри
микропроцессора   (КЭШпамять   первого   уровня)   или   вне   микропроцессора   на   материнской   плате
(КЭШпамять второго уровня); для ускорения операций с дисковой  памятью организуется КЭШ
память на ячейках электронной памяти.
Емкость накопителя на жестких магнитных дисках (винчестера). Емкость винчестера измеряется
обычно в мегабайтах или гигабайтах (1Гбайт=1024 Мбайта). Современное программное обеспечение и
решаемые   пользователем   задачи   предъявляют   все   более   высокие   требования   не   только   к   объему
оперативной памяти, но и объему винчестера. Если еще совсем недавно объем винчестера составлял
500 Мбайт  4 Гбайт, то теперь никого не удивляют 80120 Гбайт.
Характеристики   периферийных   устройств.   Почти   все   предыдущие   характеристики   касались устройств,   находящихся   на   материнской   плате.   К   характеристикам   периферийных   устройств
относятся емкость жесткого диска (приводилась выше), число и типы дисководов для дискет, тип
дисплея и объем видеопамяти, тип и скорость печати принтера, быстродействие модема и т.д.
Несомненно, что при определенных условиях эксплуатации имеют значение такие технические
характеристики как габариты, масса и надежность. Габариты и массу чаще учитывают, когда речь идет
о   персональных   компьютерах   в   мобильном   исполнении   (ноутбуках).   Повышенная   надежность   и
защищенность важна, например, в случае использования компьютера вне дома и офиса (на улице, в
цехах, в автомобиле и т.д.). Обычно стоимость таких компьютеров значительно выше по сравнению с
обычными. 2. Системы счисления
Система счисления, или  просто счисление,  или  нумерация,   набор конкретных знаковцифр
вместе с системой приемов записи, которая представляет числа этими цифрами.
Различные системы счисления могут отличаться друг от друга по следующим признакам:
1) разное начертание цифр, которые обозначают одни и те же числа,
2) разные способы записи чисел цифрами
3) разное количество цифр.
Например, восточные арабы до сих пор используют ту же самую систему счисления, что и в
большинстве стран, но начертание цифр у них иное.
По способу записи чисел цифрами системы счисления бывают позиционные и непозиционные.
Непозиционная система счисления — это такая система счисления, что в записи числа каждая
цифра имеет всегда одно и то же значение, т. е. ее «вес» не зависит от местоположения в числе.
Римская система счисления является непозиционной.
Например, число I в римской системе означает один, число II означает 1 + 1, т. е. два, а число III
— 1 + 1 + 1=3.
Позиционная система счисления характеризуется тем, что значение знакацифры, «вес» цифры
зависит от ее расположения в записи числа.
Например, число 1 в обычной десятичной системе счисления означает один. В числе 11 первая
цифра справа означает 1, а вторая цифра справа — уже 10, поэтому число 11 означает 1 + 10, т. е.
одиннадцать. Также число 111 = 100 + 10 + 1.
Основание   системы   счисления   —   это   количество   цифр   позиционной   системы   счисления.
Позиционные системы отличаются друг от друга своим количеством цифр, и поэтому именуется по
своему основанию.
Например, десятичная система счисления, двоичная система.
2.1. Римская система счисления
Римская   система   счисления—   счисление   древних   римлян,   используемое   в   современной
цивилизации (см. прил. 1).
В русском языке это счисление используется для написания:
1) века;
2) порядкового числительного;
3) месяца при указании даты и, очень редко:
4) года н. э. (нашей эры).
Римская система счисления имеет свое собственное оригинальное начертание цифр. В частности,
в этой системе отсутствует нуль.
Римская система основана на употреблении семи особых знаков —  римских цифр,  которые
делятся на четыре знака десятичных разрядов
I = 1, X = 10, C = 100, M = 1000
и три знака половин десятичных разрядов
V = 5, L = 50, D = 500.
Натуральные числа, т. е. целые положительные числа (без нуля), можно записывать при помощи
повторения римских цифр, используя три следующие правила.
1. Правило   сложения:
 если   все   цифры   в   числе   по   значению   не   возрас
тают, если считать слева направо, то они складываются.
Например:
II = 2, VI = 6, XI = 11 — правильно, IV = 6, XL = 60 — неправильно.
2. Правило   вычитания:
 1)   сначала   во   всех   парах,
стоит   перед   большей,
полученные
  результаты   вместе
 вычитается
  где   меньшая   цифра
  затем
  с   оставшимися   цифрами   подпадают   под
 меньшая   цифра   из   большей;
  2) принцип сложения и складываются.
Например:
IV = 4, XIV = 14, XXIX = 29 — правильно, IVX = 6, IXX = 1 — неправильно.
3. Правило   ограничения:
  число
мально   возможными   цифрами;
подряд   заменяются   этим   десятичным   и   следующим   половинным;
ли   при   этой   замене
наковыми   половинными,
следующим   десятичным
ценным десятичным).
 этот   десятичный
  то   эти   три   знака   заменяются
  но   четыре   одинаковых
 десятичных
записывается   слева   направо   макси
 знака
  но   ес
 знак   оказывается   между   двумя   оди
 этим   десятичным  и
заменяются   равно
  два   половинных
 1)
  2)
  3)
(т.
  е.
знака
2.2. Десятичная система счисления
Десятичная система счисления — это позиционная система счисления.
Пришла в Европу из Индии, где она появилась не позднее VI века н.э. В этой системе 10 цифр: 0,
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, но информацию несет не только цифра, но и место, на котором цифра стоит (то
есть ее позиция). В десятичной системе счисления особую роль играют число 10 и его степени: 10, 100,
1000 и т.д. Самая правая цифра числа показывает число единиц, вторая справа  число десятков,
следующая  число сотен и т.д.
2.3. Двоичная система счисления
Люди предпочитают десятичную систему, вероятно, потому, что с древних времен считали по
пальцам.   Но,   не   всегда   и   не   везде   люди   пользовались   десятичной   системой   счисления.   В   Китае,
например, долгое время применялась пятеричная система счисления. В ЭВМ используют двоичную
систему потому, что она имеет ряд преимуществ перед другими:




для ее реализации используются технические элементы с двумя возможными состояниями
(есть ток  нет тока, намагничен  ненамагничен);
представление   информации   посредством   только   двух   состояний   надежно   и
помехоустойчиво;
возможно   применение   аппарата   булевой   алгебры   для   выполнения   логических
преобразований информации;
двоичная   арифметика   проще   десятичной   (двоичные   таблицы   сложения   и   умножения
предельно просты).
В   двоичной   системе   счисления   всего   две   цифры,   называемые   двоичными   (binary   digits).
Сокращение   этого   наименования   привело   к   появлению   термина  бит,   ставшего   названием   разряда
двоичного числа. Веса разрядов в двоичной системе изменяются по степеням двойки. Поскольку вес
каждого разряда умножается либо на 0, либо на 1, то в результате значение числа определяется как
сумма соответствующих значений степеней двойки. Если какойлибо разряд двоичного числа равен 1,
то   он   называется   значащим   разрядом.   Запись   числа   в   двоичном   виде   намного   длиннее   записи   в
десятичной системе счисления.
Арифметические действия, выполняемые в двоичной системе, подчиняются тем же правилам,
что и в десятичной системе. Только в двоичной системе перенос единиц в старший разряд возникает
чаще, чем в десятичной. Вот как выглядит таблица сложения в двоичной системе:

0 + 0 = 0
1 + 0 = 1
0 + 1 = 1
1 + 1 = 0 (перенос в старший разряд)

Таблица умножения для двоичных чисел еще проще:
0 * 0 = 0
0 * 1 = 0
1 * 0 = 0
1 * 1 = 1
2.4. Восьмеричная и Шестнадцатеричная системы счисления
В восьмеричной (octal) системе счисления используются восемь различных цифр 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6,
7. Основание системы  8. При записи отрицательных чисел перед последовательностью цифр ставят знак   минус.   Сложение,   вычитание,   умножение   и   деление   чисел,   представленных   в   восьмеричной
системе,  выполняются  весьма  просто подобно тому, как это делают в общеизвестной десятичной
системе счисления. В различных языках программирования запись восьмеричных чисел начинается с 0,
например, запись 011 означает число 9.
В  шестнадцатеричной  (hexadecimal) системе счисления применяется десять различных цифр и
шесть   первых   букв   латинского   алфавита.   При   записи   отрицательных   чисел   слева   от
последовательности цифр ставят знак минус. Для того чтобы при написании компьютерных программ
отличить числа, записанные в шестнадцатеричной системе, от других, перед числом ставят 0x. То есть
0x11 и 11  это разные числа. В других случаях можно указать основание системы счисления нижним
индексом.
Шестнадцатеричная  система счисления широко используется  при задании  различных оттенков
цвета   при   кодировании   графической   информации   (модель   RGB).   Так,   в   редакторе   гипертекста
Netscape   Composer   можно   задавать   цвета   для   фона   или   текста   как   в   десятичной,   так   и
шестнадцатеричной системах счисления.
2.5. Перевод чисел из одной системы счисления в другую
Наиболее   часто   встречающиеся   системы   счисления      это   двоичная,   шестнадцатеричная   и
десятичная. Как же связаны между собой представления  числа в различных системах  счисления?
Рассмотрим различные способы перевода чисел из одной системы счисления в другую на конкретных
примерах.
Пусть требуется перевести число 567 из десятичной в двоичную систему. Сначала определим
максимальную степень двойки, такую, чтобы два в этой степени было меньше или равно исходному
числу. В нашем случае это 9, т. к. 29=512, а 210=1024, что больше начального числа. Таким образом, мы
получим   число   разрядов   результата.   Оно   равно   9+1=10.   Поэтому   результат   будет   иметь   вид
1ххххххххх, где вместо х могут стоять любые двоичные цифры. Найдем вторую цифру результата.
Возведем двойку в степень 9 и вычтем из исходного числа: 56729=55. Остаток сравним с числом
28=256.   Так   как   55   меньше   256,   то   девятый   разряд   будет   нулем,   т. е.   результат   примет   вид
10хххххххх. Рассмотрим восьмой разряд. Так как 27=128>55, то и он будет нулевым.
Седьмой   разряд   также   оказывается   нулевым.   Искомая   двоичная   запись   числа   принимает   вид
1000хххххх. 25=32<55, поэтому шестой разряд равен 1 (результат 10001ххххх). Для остатка 5532=23
справедливо   неравенство   24=16<23,   что   означает   равенство   единице   пятого   разряда.   Действуя
аналогично,   получаем   в   результате   число   1000110111.   Мы   разложили   данное   число   по   степеням
двойки:
567=1*29+0*28+0*27+0*26+1*25+1*24+0*23+1*22 +1*21+1*20
При другом способе перевода чисел используется операция деления в столбик. Рассмотрим то же
самое   число   567.   Разделив   его   на   2,   получим   частное   283   и   остаток   1.   Проведем   ту   же   самую
операцию с числом 283. Получим частное 141, остаток 1. Опять делим полученное частное на 2, и так
до  тех   пор,  пока   частное  не   станет  меньше   делителя.   Теперь   для   того,   чтобы   получить   число   в
двоичной системе счисления, достаточно записать последнее частное, то есть 1, и приписать к нему в
обратном порядке все полученные в процессе деления остатки. Результат,   естественно,   не   изменился:   567   в   двоичной   системе   счисления   записывается   как
1000110111.
Эти   два  способа  применимы   при  переводе  числа   из   десятичной  системы   в  систему   с  любым
основанием.   Для   закрепления   навыков   рассмотрим   перевод   числа   567   в   систему   счисления   с
основанием 16.
Сначала осуществим разложение данного числа по степеням основания. Искомое число будет
состоять   из   трех   цифр,   т. к.   162=256 < 567 < 163=4096.   Определим   цифру   старшего   разряда.
2*162=512<567<3*162=768, следовательно искомое число имеет вид 2хх, где вместо х могут стоять
любые шестнадцатеричные цифры. Остается распределить по следующим разрядам число 55 (567
512). 3*16=48<55<4*16=64, значит во втором разряде находится цифра 3. Последняя цифра равна 7
(5548). Искомое шестнадцатеричное число равно 237.
Второй способ состоит в осуществлении последовательного деления в столбик, с единственным
отличием в том, что делить надо не на 2, а на 16, и процесс деления заканчивается, когда частное
становится строго меньше 16.
Конечно, не надо забывать и о том, что для записи числа в шестнадцатеричной системе счисления,
необходимо заменить 10 на A, 11 на B и так далее.
Операция перевода в десятичную систему выглядит гораздо проще, так как любое десятичное
число можно представить в виде x = a0*pn  + a1*pn1  + ... + an1*p1  + an*p0, где a0  ... an   это цифры
данного числа в системе счисления с основанием p.
Пример
Переведем число 4A3F в десятичную систему. По определению, 4A3F= 4*163+A*162+3*16+F. Заменив
A на 10, а F на 15, получим 4*163+10*162+3*16+15= 19007
Пожалуй,   проще   всего   осуществляется   перевод   чисел   из   двоичной   системы   в   системы   с
основанием, равным степеням двойки (8 и 16), и наоборот. Для того чтобы целое двоичное число
записать в системе счисления с основанием 2n, нужно
 данное двоичное число разбить справа налево на группы по nцифр в каждой;
 если в последней левой группе окажется меньше n разрядов, то дополнить ее нулями до
нужного числа разрядов;
 рассмотреть   каждую   группу,   как   nразрядное   двоичное   число,   и   заменить   ее
соответствующей цифрой в системе счисления с основанием 2n.
Двоичношестнадцатеричная таблица
Двоичношестнадцатеричная таблица
0
2ная 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111
16ная
7
2ная 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111
16ная
F
A
D
B
C
E
1
4
2
3
5
6
8
9
Двоичновосьмеричная таблица
2ная 000 001 010 011 100 101 110 111
8ная 0
7
1
2
3
4
5
6 3. Кодирование данных
Для   автоматизации   работы   с   данными,   относящимися   к   различным   типам,   очень   важно
унифицировать их форму представления — для этого обычно используется прием кодирования, то
есть выражение данных одного типа через данные другого типа. Естественные человеческие языки —
это не что иное, как системы  кодирования  понятий для выражения  мыслей  посредством  речи. К
языкам близко примыкают азбуки (системы кодирования компонентов языка с помощью графических
символов). История знает интересные, хотя и безуспешные попытки создания «универсальных» языков
и   азбук.   Повидимому,   безуспешность   попыток   их   внедрения   связана   с   тем,   что   национальные   и
социальные   образования   естественным   образом   понимают,   что   изменение   системы   кодирования
общественных данных непременно приводит к изменению общественных методов (то есть норм права
и морали), а это может быть связано с социальными потрясениями.
Та   же   проблема   универсального   средства   кодирования   достаточно   успешно   реализуется   в
отдельных отраслях техники, науки и культуры. В качестве примеров можно привести систему записи
математических выражений, телеграфную азбуку, морскую флажковую азбуку, систему Брайля для
слепых и многое другое.
Своя   система   существует   и   в   вычислительной   технике   —   она   называется  двоичным
кодированием  и основана на представлении данных последовательностью всего двух знаков: 0 и 1.
Эти знаки называются двоичными цифрами, по английски — binary digit или, сокращенно, bit {бит).
Одним битом могут быть выражены два понятия: 0 или 1 (да или нет, черное или белое, истина
или ложь и т. п.). Если количество битов увеличить до двух, то уже можно выразить четыре различных
понятия:
00     01       10       11
Тремя битами можно закодировать восемь различных значений: 000   001     010    011     100     101
110    111
Увеличивая на единицу количество разрядов в системе двоичного кодирования, мы увеличиваем в
два   раза   количество   значений,   которое   может   быть   выражено   в   данной   системе,   то   есть   общая
формула имеет вид:
N=2m,         где:
N — количество независимых кодируемых значений; т — разрядность двоичного кодирования,
принятая в данной системе.
3.1. Кодирование целых и действительных чисел
Целые числа кодируются двоичным кодом достаточно просто — достаточно взять целое число и делить
его пополам до тех пор, пока в остатке не образуется ноль или единица. Совокупность остатков от каждого
деления, записанная справа налево вместе с последним остатком, и образует двоичный аналог десятичного
числа.
19:2 = 9+1 9:2=4+1   4 : 2 = 2+ 0   2:2 = 1 Таким образом,
1910 = 10112. Для кодирования целых чисел от 0 до 255 достаточно иметь 8 разрядов двоичного  кода (8 бит).
Шестнадцать бит позволяют закодировать целые числа от 0 до 65535, а 24 бита — уже более 16,5 миллионов
разных значений.
Для   кодирования   действительных   чисел   используют   80разрядное   кодирование.  При   этом   число
предварительно преобразуется в нормализованную форму.
3,1415926 = 0,31415926* 101
300 000 = 0,3*106
123 456 789 = 0,123456789 • 1010
Первая часть числа называется  мантиссой,  а вторая —  характеристикой.  Большую  часть из 80 бит
отводят для хранения мантиссы (вместе со знаком) и некоторое  фиксированное количество разрядов
отводят для хранения характеристики (тоже со знаком).
3.2. Кодирование текстовых данных
Если каждому символу алфавита сопоставить определенное целое число (например, порядковый номер), то
с помощью двоичного кода можно кодировать и текстовую
информацию. Восьми двоичных разрядов достаточно для кодирования 256 различных символов.
Этого хватит, чтобы выразить различными комбинациями восьми битов все символы английского и
русского языков, как строчные, так и прописные, а также  знаки препинания, символы основных
арифметических действий и некоторые общепринятые специальные  символы,  например  символ
«§».
Технически   это   выглядит   очень   просто,   однако   всегда   существовали   достаточно  веские
организационные сложности. В первые годы развития вычислительной техники они были связаны с
отсутствием   необходимых   стандартов,   а   в   настоящее   время  вызваны,   наоборот,   изобилием
одновременно   действующих   и   противоречивых   стандартов.   Для   того   чтобы   весь   мир   одинаково
кодировал текстовые данные, нужны единые  таблицы кодирования, а это пока невозможно изза
противоречий между символами национальных алфавитов, а также противоречий корпоративного
характера.
Для   английского   языка,   захватившего   дефакто   нишу   международного   средства   общения,
противоречия   уже   сняты.   Институт   стандартизации   США  (ANSI  —  American  National  Standard
Institute)  ввел   в   действие   систему   кодирования  ASCII  (American  Standard  Code  for  Information
Interchange — стандартный код информационного обмена США). В системе ASCII закреплены две
таблицы кодирования — базовая и расширенная. Базовая таблица закрепляет значения кодов от
0 до 127, а расширенная относится к символам с номерами от 128 до 255.
Первые 32 кода базовой таблицы, начиная с нулевого, отданы производителям аппаратных
средств   (в   первую   очередь   производителям   компьютеров   и   печатающих   устройств).   В   этой
области размещаются так называемые  управляющие коды,  которым не соответствуют никакие
символы языков, и, соответственно, эти коды не выводятся ни на экран, ни на устройства печати,
но ими можно управлять тем, как производится вывод прочих данных.
Начиная   с   кода   32   по   код   127   размещены   коды   символов   английского   алфавита,  знаков
препинания, цифр, арифметических  действий и некоторых вспомогательных  символов.   Базовая
таблица кодировки ASCII приведена в таблице 1.1. Аналогичные системы кодирования текстовых данных были разработаны и в других  странах.
Так, например, в СССР в этой области действовала система кодирования  КОИ7  (код обмена
информацией,   семизначный).  Однако   поддержка   производителей  оборудования   и   программ
вывела   американский   код  ASCII  на   уровень   международного   стандарта,   и   национальным
системам кодирования пришлось «отступить» во вторую, расширенную часть системы кодирования,
определяющую значения кодов со 128 по 255. Отсутствие единого стандарта в этой области привело
к множественности одновременно действующих кодировок. Только в России можно указать три
действующих стандарта кодировки и еще два устаревших.
Так, например, кодировка символов русского языка, известная как кодировка  Windows
1251,  была   введена   «извне»   —   компанией  Microsoft,  но,   учитывая   широкое  распространение
операционных систем и других продуктов этой компании в России,  она   глубоко   закрепилась   и
нашла   широкое   распространение   (таблица   1.2).   Эта  кодировка   используется   на   большинстве
локальных компьютеров, работающих на платформе Windows.
Другая   распространенная   кодировка   носит   название   КОИ8  (код   обмена   информацией,
восьмизначный)  —   ее   происхождение   относится   ко   временам   действия   Совета  Экономической
Взаимопомощи   государств   Восточной   Европы   (таблица   1.3).   Сегодня   кодировка   КОИ8   имеет
широкое распространение в компьютерных сетях на территории России и в российском секторе
Интернета.
Международный стандарт, в котором предусмотрена кодировка символов русского алфавита,
носит название кодировки /50  (International  Standard  Organization  — Международный институт
стандартизации). На практике данная кодировка используется редко (таблица 1.4).
На компьютерах, работающих в операционных системах  MSDOS,  могут действовать  еще две
кодировки   (кодировка  ГОСТ     и  кодировка  ГОСТальтернативная).  Первая  из них считалась
устаревшей   даже   в   первые   годы   появления   персональной   вычислительной   техники,   но   вторая
используется и по сей день (см. таблицу 1.5).
В связи с изобилием систем кодирования текстовых данных, действующих в России, возникает задача   межсистемного   преобразования   данных   —   это   одна   из   распространенных   задач
информатики. 3.3. Универсальная система кодирования текстовых данных
Если   проанализировать   организационные   трудности,   связанные   с   созданием   единой  системы
кодирования текстовых данных, то можно прийти к выводу, что они вызваны ограниченным набором
кодов (256). В то же время очевидно, что если, например, кодировать символы не восьмиразрядными
двоичными числами, а числами с большим количеством разрядов, то и диапазон возможных значений
кодов станет намного больше. Такая система, основанная на 16разрядном кодировании символов,
получила   название  универсальной  —  UNICODE.  Шестнадцать   разрядов   позволяют   обеспечить
уникальные коды для 65 536 различных символов — этого поля достаточно для размещения в одной
таблице символов большинства языков планеты.
Несмотря   на   тривиальную   очевидность   такого   подхода,   простой   механический  переход на
данную систему долгое время сдерживался изза недостаточных ресурсов  средств вычислительной
техники (в системе кодирования  UNICODE  все текстовые  документы  автоматически  становятся
вдвое длиннее). Во второй половине 90х годов технические средства достигли необходимого уровня
обеспеченности ресурсами, и сегодня мы наблюдаем постепенный перевод документов и программных средств  на   универсальную   систему   кодирования.   Для   индивидуальных   пользователей   это  еще
больше добавило забот по согласованию документов, выполненных в разных системах кодирования,
с программными средствами, но это надо понимать как трудности переходного периода.
3.4. Кодирование графических данных
Если рассмотреть с помощью увеличительного стекла чернобелое графическое изображение,
напечатанное в газете или книге, то можно увидеть, что оно состоит из мельчайших точек, образующих
характерный узор, называемый растром (рис. 1.3).
Поскольку   линейные   координаты   и   индивидуальные   свойства   каждой   точки   (яркость)  можно
выразить   с   помощью   целых   чисел,   то   можно   сказать,   что   растровое   кодирование   позволяет
использовать   двоичный   код   для   представления   графических   данных.   Общепринятым   на
сегодняшний день считается представление чернобелых иллюстраций в виде комбинации точек с
256 градациями серого цвета, и, таким  образом, для кодирования яркости любой точки обычно
достаточно восьмиразрядного двоичного числа.
Для   кодирования   цветных   графических   изображений   применяется  принцип   декомпозиции
произвольного цвета на основные составляющие. В качестве таких составляющих используют три
основные цвета: красный  (Red,  R), зеленый  (Green,  G)  и  синий  (Blue, В).  На практике считается
(хотя   теоретически   это   не   совсем   так),   что  любой   цвет,   видимый   человеческим   глазом,   можно
получить путем механического  смешения этих трех основных цветов. Такая система кодирования
называется системой RGB по первым буквам названий основных цветов.
Если   для   кодирования   яркости   каждой   из   основных   составляющих   использовать   по   256
значений   (восемь   двоичных   разрядов),   как   это   принято   для   полутоновых   чернобелых
изображений, то на кодирование цвета одной точки надо затратить 24 разряда. При этом система
кодирования обеспечивает однозначное определение 16,5 млн различных цветов, что на самом деле
близко   к   чувствительности   человеческого   глаза.   Режим   представления   цветной   графики   с
использованием 24 двоичных разрядов называется полноцветным (True Color).
Каждому из основных цветов можно поставить в соответствие дополнительный  цвет, то есть
цвет, дополняющий основной цвет до белого. Нетрудно заметить, что для любого из основных цветов
дополнительным   будет   цвет,   образованный   суммой  пары   остальных   основных   цветов.
Соответственно, дополнительными цветами являются: голубой (Cyan, С), пурпурный (Magenta, М) и
желтый   (Yellow,  Y).  Принцип  декомпозиции   произвольного   цвета   на   составляющие   компоненты
можно применять не только для основных цветов, но и для дополнительных, то есть любой цвет
можно   представить   в   виде   суммы   голубой,   пурпурной   и   желтой   составляющей.  Такой   метод
кодирования цвета принят в полиграфии, но в полиграфии используется  еще и четвертая краска —
черная  (Black,   К).  Поэтому   данная   система   кодирования  обозначается  четырьмя буквами  CMYK
(черный   цвет   обозначается   буквой  К,  потому,  что   буква  В  уже   занята   синим   цветом),   и   для
представления цветной графики в этой системе надо иметь 32 двоичных разряда. Такой режим тоже
называется полноцветным (True Color).
Если уменьшить количество двоичных разрядов, используемых для кодирования цвета каждой
точки,   то   можно   сократить   объем   данных,   но   при   этом   диапазон   кодируемых   цветов   заметно
сокращается.   Кодирование   цветной   графики   16разрядными   двоичными   числами   называется
режимом High Color.
При кодировании информации о цвете с помощью восьми бит данных можно передать только 256 цветовых оттенков. Такой метод кодирования цвета называется индексным. Смысл названия в
том, что, поскольку 256 значений совершенно недостаточно, чтобы передать весь диапазон цветов,
доступный человеческому глазу,  код каждой точки растра выражает не цвет сам по себе, а только
его   номер  (индекс)  в некоей  справочной  таблице,  называемой  палитрой.  Разумеется,  эта палитра
должна  прикладываться   к   графическим   данным   —   без   нее   нельзя   воспользоваться   методами
воспроизведения информации на экране или бумаге (то есть, воспользоваться, конечно, можно, но изза
неполноты   данных   полученная   информация   не   будет   адекватной:   листва   на   деревьях   может
оказаться красной, а небо — зеленым).
3.5. Кодирование звуковой информации
Приемы   и   методы   работы   со   звуковой   информацией   пришли   в   вычислительную  технику
наиболее   поздно.   К   тому   же,   в   отличие   от   числовых,   текстовых   и   графических   данных,   у
звукозаписей не было столь же длительной и проверенной истории  кодирования. В итоге методы
кодирования   звуковой   информации   двоичным   кодом  далеки   от   стандартизации.   Множество
отдельных компаний разработали свои  корпоративные  стандарты,  но если  говорить обобщенно, то
можно выделить два основных направления.
Метод FM {Frequency Modulation) основан на том, что теоретически любой сложный звук можно
разложить на последовательность простейших гармонических сигналов  разных  частот, каждый  из
которых представляет собой правильную синусоиду, а следовательно, может быть описан числовыми
параметрами,   то   есть   кодом.   В   природе  звуковые   сигналы   имеют   непрерывный   спектр,   то   есть
являются аналоговыми. Их разложение в гармонические ряды и представление в виде дискретных
цифровых  сигналов выполняют специальные устройства —  аналоговоцифровые преобразователи
{АЦП).  Обратное преобразование для воспроизведения звука, закодированного числовым кодом,
выполняют  цифроаналоговые   преобразователи   {ЦАП).  При   таких   преобразованиях   неизбежны
потери   информации,   связанные   с   методом   кодирования,   поэтому   качество   звукозаписи   обычно
получается   не   вполне   удовлетворительным   и   соответствует   качеству   звучания   простейших
электромузыкальных  инструментов  с окрасом, характерным  для электронной  музыки. В то же
время,  данный   метод   кодирования   обеспечивает   весьма   компактный   код,   и   потому   он   нашел
применение   еще   в   те   годы,   когда   ресурсы   средств   вычислительной   техники   были   явно
недостаточны.
Метод   табличноволнового  {WaveTable)  синтеза   лучше   соответствует   современному  уровню
развития техники. Если говорить упрощенно, то можно сказать, что гдето в заранее подготовленных
таблицах хранятся образцы звуков для множества различных музыкальных инструментов (хотя не
только   для   них).   В   технике   такие   образцы  называют  сэмплами.  Числовые   коды   выражают   тип
инструмента, номер его модели, высоту тона, продолжительность и интенсивность звука, динамику
его   изменения,  некоторые   параметры   среды,   в   которой   происходит   звучание,   а   также   прочие
параметры,   характеризующие   особенности   звука.   Поскольку   в   качестве   образцов   используются
«реальные»   звуки,   то   качество   звука,   полученного   в   результате   синтеза,   получается   очень
высоким и приближается к качеству звучания реальных музыкальных инструментов.

file_name: Конфигурация ПК_Системы счисления_кодирование.doc

intro:
На схеме двойные стрелки соответствуют движению данных (информация в ЭВМ называется данными). Человек вводит данные в компьютер через устройства ввода-вывода, эти данные могут храниться в устройствах хранения информации и обрабатываться в устройствах обработки информации. Полученные результаты также могут запоминаться в устройствах хранения информации и выдаваться человеку с помощью устройств ввода-вывода. Управляющие устройства управляют всем этим процессом, что изображено на схеме одинарными стрелками.
Так, в общих чертах, работают все ЭВМ, начиная с простейших калькуляторов и кончая суперкомпьютерами.

информатика

group: Дисциплины

title: Лекция "Базовая конфигурация Пк"


extracted_text:
Интересные факты о России

Город   Калининград   до   1946   года   назывался
Кёнигсберг,   что   в   переводе   с   немецкого   означает
«королевская   гора».   Соседние   народы   обычно
называли крепость на свой манер, сохраняя корень
«король», а в русских летописях неоднократно встречается название
Королевец.   По   забавному   совпадению,   ещё   один   Калининград,
расположенный   в   Московской   области,   в   1996   году   был
переименован в Королёв — правда, не в честь абстрактного короля,
а в честь знаменитого космического конструктора Сергея Королёва.
Вступив   на   российский   престол   в   1881   году,
император Александр III вскоре принял «Манифест о
незыблемости   самодержавия».   Его   первая   строчка
заканчивалась   фразой:   «а   на   Нас   возложить
Священный   долг   Самодержавнаго   Правления».
Поскольку народу его чаще всего зачитывали вслух, в неуклюжей
фразе   люди   слышали   слово   «ананас»,   и   в   массах   документ   стал
известен как «ананасный манифест».
После подавления польского восстания и взятия
Варшавы   Екатерина   II   произвела   Суворова   в
фельдмаршалы,   хотя   в   русской   армии   девять
генералов   имели   более   высокий   ранг,   и   обычно
никто   не   повышался   в   звании   через   головы
старших. Узнав об этом, Суворов с детской непосредственностью
расставил  стулья  и стал  прыгать  через  них.  При этом  с  каждым
прыжком он называл фамилию генерала, приговаривая: «Такогото
перескочил». Списки   географических   объектов   России   обычно
замыкает река Яя, но с 2013 года у неё появился
тёзкаостров площадью 500 квадратных метров. Его
случайно обнаружили в архипелаге Новосибирских
островов   с   вертолёта.   Сначала   географическому
объекту   хотели   дать   имя   Баунти,   так   как
очертаниями   он   похож   на   остров   из   рекламы   шоколада.   Однако
когда   стали   выяснять,   кто   именно   первым   его   заметил,   все
наперебой заговорили: «Я, я, я!», поэтому остров и получил имя Яя.
        В 1908 году Лев Толстой получил письмо от
индийского   революционного   деятеля   Таракната
Даса,   ищущего   поддержки   идее   независимости
Индии.   В   ответ   Толстой   написал   «Письмо   к
индусу», опубликованное в журнале Free Hindustan,
в   котором   высказал   мнение,   что   обретение
независимости   от   Англии   возможно   только   ненасильственными
методами. Идеи непротивления злу насилием, изложенные в этой
работе и в другой статье писателя «Царство Божие внутри вас»,
оказали   сильное   влияние   на   молодого   Махатму   Ганди,   который
впоследствии   возглавил   националистическое   движение   Индии   и
добился её мирного отделения от Англии в 1947г.
Вицеадмирал   Степан   Макаров   вскоре   после
назначения   командующим   тихоокеанским
флотом   в   1904   году   погиб   вместе   с
подорвавшимся   на   мине   броненосцем
«Петропавловск»   во   время   русскояпонской
войны.   Через   девять   лет   в   Кронштадте   был
открыт памятник Макарову, а пьдесталом ему
послужила   160тонная   гранитная   скала,   которую   подняли   со   дна
Выборгского залива. Примечательно то, что эту скалу веком раньше
везла   баржа   для   памятника   Павлу   I,   но   не   выдержала   веса   и
затонула.

file_name: Интересные факты о России.docx

intro: Материал можно использовать при проведении декад по истории, при проведении конкурсов или викторин по истории. Возможно использование при оформлении кабинета, уголка по истории, как дополнительный материал при работе на уроках истории. содержатся интересные сведения о выдающихся людях, полководцах, событиях из истории России.

доп. образование детей

group: Другое

title: Интересные факты о России