СУБД, Компьютерная графика и анимация, Системы автоматизированного проектирования (САПР), Архиваторы.

В связи с информационным бумом возникла необходимость в создании систем, обеспечивающих доступ к очень большому объёму сложно структурированных данных. При обработке математических моделей, текстов или изображений соответствующие данные можно полностью загружать в оперативную память компьютера, преобразуя из файла определённой структуры в структуры данных языка программирования. Проблемы, возникающие при таком преобразовании, сильно зависят от конкретных данных и решаются за счёт использования в приложениях средств работы с файлами, которые в готовом виде есть в любом языке. Обычно существует лишь одно представление текстовых, графических и им подобных данных, что говорит об относительной простоте их структуры.

Современные же информационные системы, использующиеся на крупных предприятиях, имеют дело с гигабайтными объёмами данных. Это не позволяет размещать их в постоянной и, тем более, в оперативной памяти каждого компьютера, на котором они нужны. Кроме того, эти данные являются разнородными, сильно связаны между собой и требуют разнообразных способов своего извлечения и представления пользователю (см. рис.). При работе со сложно структурированными данными также часто возникают проблемы их дублирования и самосогласованного изменения, а также низкой скорости доступа к данным. Подобные проблемы с большим трудом решаются встраиваемыми в приложения надстройками над файловой системой. Чтобы не повторять одни и те же способы хранения, выбора и модификации сложных данных в каждой библиотеке языков программирования (или, тем более, в каждом приложении), возникли СУБД.

СУБД являются посредниками между логической структурой данных, необходимых разным приложениям, и физическими хранилищами данных (обычно это файловая система персонального компьютера или сервера, хотя последнее время хранилища могут распределяться между многими серверами). Физическая структура данных (в частности, файловая) должна быть скрыта от программистов. СУБД должны хранить логическую структуру (метаданные), предотвращая несогласованные изменения данных, нарушающие эту структуру.

Таким образом, любая СУБД должна обеспечивать следующее:

-компактное хранение данных (без дублирования);

-оптимизацию доступа к данным;

-логическую целостность (согласованность) данных;

-универсальный интерфейс (язык или протокол), позволяющий задавать структуру данных, изменять и извлекать их неизвестному заранее алгоритму.

Компьютерная графика - это область информатики, занимающаяся проблемами получения различных изображений (рисунков, чертежей, мультипликации) на компьютере. Работа с компьютерной графикой - одно из самых популярных направлений использования персонального компьютера, причем занимаются этой работой не только профессиональные художники и дизайнеры. Различают три вида компьютерной графики. Это растровая графика, векторная графика и фрактальная графика.

Сравнение растровой и векторной графики.

Способ представления изображения:

- Растровое изображение строится из множества пикселей.

- Векторное изображение описывается в виде последовательности команд.

Представление объектов реального мира:

- Растровые рисунки эффективно используются для представления реальных образов.

- Векторная графика не позволяет получать изображения фотографического качества.

Качество редактирования изображения:

- При масштабировании и вращении растровых картинок возникают искажения.

- Векторные изображения могут быть легко преобразованы без потери качества.

Особенности печати изображения:

- Растровые рисунки могут быть легко напечатаны на принтерах.

- Векторные рисунки иногда не печатаются или выглядят на бумаге не так, как хотелось бы.

Фрактальная графика.

Программные средства для работы с фрактальной графикой предназначены для автоматической генерации изображений путем математических расчетов. Создание фрактальной художественной композиции состоит не в рисовании или оформлении, а в программировании. Фрактальная графика, как и векторная - вычисляемая, но отличается от неё тем, что никакие объекты в памяти компьютера не хранятся. Изображение строится по уравнению (или по системе уравнений), поэтому ничего, кроме формулы, хранить не надо. Изменив коэффициенты в уравнении, можно получить совершенно другую картину. Способность фрактальной графики моделировать образы живой природы вычислительным путем часто используют для автоматической генерации необычных иллюстраций.

САПР — организационно-техническая система, входящая в структуру проектной организации и осуществляющая проектирование при помощи комплекса средств автоматизированного проектирования (КСАП).

Составными структурными частями САПР, жестко связанными с организационной структурой проектной организации, являются подсистемы, в которых при помощи специализированных комплексов средств решается функционально законченная последовательность задач САПР.

По назначению подсистемы разделяют на проектирующие и обслуживающие.

Проектирующие подсистемы имеют объектную ориентацию и реализуют определенный этап (стадию) проектирования или группу непосредственно связанных проектных задач.

Примеры проектирующих подсистем:

- подсистема эскизного проектирования;

- подсистема проектирования корпусных деталей;

- подсистема проектирования технологических процессов механической обработки.

Обслуживающие подсистемы имеют общесистемное применение и обеспечивают поддержку функционирования проектирующих подсистем, а также оформление, передачу и выдачу полученных в них результатов. Примеры обслуживающих подсистем:

- автоматизированный банк данных;

- подсистема документирования;

- подсистема графического ввода/вывода.

Системное единство САПР обеспечивается наличием комплекса взаимосвязанных моделей, определяющих объект проектирования в целом, а также комплексом системных интерфейсов, обеспечивающих указанную взаимосвязь.

Архиватор — программа, осуществляющая сжатие и/или упаковку одного и более файлов в архив или серию архивов для удобства переноса или хранения, а также распаковку архивов.

Простейшие архиваторы просто последовательно объединяют (упаковывают) содержимое файлов в архив. Архив должен также содержать информацию об именах и длине оригинальных файлов для их восстановления, поэтому большинство архиваторов также сохраняют метаданные файлов, предоставляемые операционной системой, такие, как время создания и права доступа. Многие архиваторы используют сжатие без потерь для уменьшения размера архива

Характеристики архиваторов:

По степени сжатия.

По скорости сжатия.

Эти характеристики — обратно зависимые величины. То есть, чем больше скорость сжатия, тем меньше степень сжатия, и наоборот.