Файловая системы, её организация и назначение.

Вариант 7

Теоретические вопросы:

1. Файловая системы, её организация и назначение.

2. Пакет Excel – описать вкладку «Формулы» и «Данные»

Практические задания:

3. Выполнить перевод чисел

26.512₁₀ =?₂ 1000001001,111₂ =?₁₀

4. Составить рекламный буклет в редакторе Word

«Подготовка к Олимпиаде «Бразилия 2016»»

5. Работа с таблицами и графиками в пакете Excel

a. Построить в разных системах координат при хÎ[-1,8; 1,8] графики функций:

b. Построить в одной системе координат при хÎ[0; 3] графики функций:

c. Построить поверхность при х, у Î[-1; 1]

6. Сделать презентацию в Power Point

«Навигаторы системы GLONASS»

Файловая системы, её организация и назначение.

Файловая система – это способ организации данных на носителях информации. Файловая система определяет, где и каким образом на носителе будут записаны файлы, и представляет операционной системе доступ к этим файлам. Любая файловая система предназначена для хранения информации о физическом размещении частей файла.

От файловой системы требуется четкое выполнение следующих действий:

- Определение физического расположения частей файла;

- Определение наличия свободного места и выделение его для вновь создаваемых файлов.

Все современные дисковые операционные системы обеспечивают создание файловой системы, предназначенной для хранения данных на дисках и обеспечения доступа к ним. Принцип организации файловой системы — табличный. Поверхность жесткого диска рассматривается как трехмерная матрица, измерениями которой являются номера поверхности, цилиндра и сектора. Под цилиндром понимается совокупность всех дорожек, принадлежащих разным поверхностям и находящихся на равном удалении от оси вращения. Данные о том, в каком месте диска записан тот или иной файл, хранятся в системной области диска. Формат служебных данных определяется конкретной файловой системой. Нарушение целостности служебных сведений приводит к невозможности воспользоваться данными, записанными на диске. Поэтому к системной области предъявляются особые требования по надежности.

Целостность, непротиворечивость и надежность этих данных регулярно контролируется средствами операционной системы.

Наименьшей физической единицей хранения данных является сектор. Размер сектора равен 512 байт. Теоретически возможна самостоятельная адресация для каждого сектора. Но для дисков большого объема такой подход неэффективен, а для некоторых файловых систем – и просто невозможен. В связи с этим группы секторов объединяются в кластеры. Кластер является наименьшей единицей адресации при обращении к данным. Размер кластера, в отличие от размера сектора, строго не фиксирован. Обычно он зависит от емкости диска. Поскольку используется двоичная система счисления, то размеры кластеров кратны степени двойки.

Пользователь может образно представить себе жесткий диск как блокнот в клеточку. Одина клеточка на странице – это один кластер. Файловая система – это содержание блокнота, а файл – слово.

Для жестких дисков в ПК в данный момент наиболее распространены две файловые системы: FAT и NTFS.

Структура FAT (Таблица размещения файлов) была разработана в 1977 году. Использовалась в качестве основной файловой системы в ОС DOS и Microsoft Windows (до версии Windows ME).

Существует четыре версии FAT – FAT12, FAT16, FAT32, ехFAT. Они отличаются количеством бит, отведенных для хранения номера кластера.

FAT12 применяется в основном для дискет, FAT16 – для дисков малого объема, FAT32, ехFAT – для флэш-накопителей.

В зависимости от требований, предъявляемых к накопителю данных, может использоваться одна из нескольких файловых систем. Основное отличие между файловыми системами заключается в максимально допустимом размере файла.

В компьютерах используются пять типов файловых систем.

FAT16 ( устарела ) была разработана в 1983 году и могла корректно работать только с файлами размером до 2Гб. Допускалось использование накопителей данных емкостью не более 4 Гб и хранение не более 65 536 файлов. Индекс 16 в названии показывает, что для номера кластера используется 16 бит.

Преимущества:

- Файловая система поддерживается OC MS-Dos, W-95 (98, NT,2000), а также некоторыми ОС UNIX;

- Существует большое число программ, позволяющих исправлять ошибки в этой файловой системе и восстанавливать данные;

- При возникновении проблем с загрузкой с HDD система может быть загружена с системной дискеты;

- Файловая система достаточно эффективна для томов объемом менее 256 Мб.

Недостатки:

- Не поддерживается резервная копия загрузочного сектора;

- Не поддерживается встроенная защита файлов и их сжатие.

FAT32. В связи с тем, что объемы данных, которые хранились на жестком диске, постоянно росли, в 1997 году была введена файловая система FAT32. Она использует 32-разрядную адресацию кластеров и поддерживает файлы размером не более 4Гб, жесткие диски емкостью приблизительно до 8 Тб и позволяет хранить около 270 млн файлов. Также эта система может поддерживать длинные имена файлов. Помимо Windows 95 и выше данную файловую систему могут использовать также и другие ОС, например Мас OS X от Apple.

В настоящее время средний размер файла значительно увеличился (например объем видеофильма много больше 4Гб), поэтому FAT32 имеет смысл использовать только на сменных накопителях (флешках или внешних жестких дисках).

Преимущества:

- Выделение дискового пространства выполняется более эффективно, особенно для дисков большого объема;

- Корневой каталог представляет собой обычную цепочку кластеров и может находиться в любом месте диска, благодаря этому не накладываются никакие ограничения на число элементов в корневом каталоге;

- За счет использования кластеров меньшего размера занятое дисковое пространство на 10-15 % меньше чем под FAT16.

- Является более надежной файловой системой, в частности, она поддерживает возможность перемещения корневого каталога и использование резервной копии FAT.

Недостатки:

- Размер тома под Win2000 ограничен 32Гб;

- Тома недоступны из других ОС – только из Win95 и Win98;

- Не поддерживается резервная копия загрузочного сектора;

- Не поддерживается встроенная защита файлов и их сжатие.

NTFS ( Файловая система новой технологии ) – стандартная файловая система для семейства ОС Windows NT.

Основные особенности: встроенные возможности разграничивать доступ к данным для различных пользователей и групп пользователей, а также назначать квоты (ограничения на максимальный объем дискового пространства, занимаемый теми или иными пользователями), использовать системы журналирования для повышения надежности файловой системы.

Она может управлять файлами с размером в 16Тб и поддерживает жесткие диски емкостью до 256 Тб. Файловая система позволяет хранить практически неограниченное количество файлов – более 4 млрд. На случай если будут использоваться файлы больших размеров и жесткие диски большей емкости, функции NTFS можно расширить. Еще одним преимуществом системы является журналирование. С помощью данной технологии все изменения файлов NTFS записывает вначале в отдельную область на жестком диске. Это позволяет избежать потери данных в процессе их сохранения, например при возникновении перебоя в подаче электроэнергии.

Преимущества:

- Возможность восстановления. Эта возможность встроена в файловую систему. NTFS и гарантирует сохранность данных за счет того, что используются протокол и некоторые алгоритмы восстановления информации;

- Сжатие информации. Такие сжатые файлы могут использоваться Windows-приложениями без предварительной распаковки, которая происходит автоматически при чтении из файла. При закрытии и сохранении файл снова упаковывается;

- Защита файлов и каталогов. Только на томах NTFS возможно задание атрибутов доступа к файлам и папкам;

- Файловая система поддерживает резервную копию загрузочного сектора – она располагается в конце тома;

- NTFS поддерживает систему шифрования EFS, обеспечивающую защиту от неавторизованного доступа к содержимому файлов.

Недостатки:

- NTFS-тома недоступны в MS-Dos, W-95 и W-98;

- Для томов небольшого объема, содержащих много файлов небольшого размера, возможно снижение производительности по сравнению с FAT.

exFAT. Была создана для карт памяти, чтобы обеспечить возможность сохранения файлов большого размера.

NSF+. Стандартная файловая система в ОС Мас OS. Как и NTFS, она подходит для работы с очень большими файлами и жесткими дисками. Это журналируемая файловая система.

Операционные системы MS-DOS, OS/2, Windows 95 и другие используют файловую систему на основе таблиц размещения файлов (FAT -таблицы), состоящих из 16-разрядных полей. Такая файловая система называется FAT16. Она позволяет разместить в FAT -таблицах не более 65536 записей (2¹⁶) о местоположении единиц хранения данных. Для дисков объемом от 1 до 2 Гбайт длина кластера составляет 32 Кбайт (64 сектора). Это не вполне рациональный расход рабочего пространства, поскольку любой файл (даже очень маленький) полностью оккупирует весь кластер, которому соответствует только одна адресная запись в таблице размещения файлов. Даже если файл достаточно велик и располагается в нескольких кластерах, все равно в его конце образуется некий остаток, нерационально расходующий целый кластер.

Для жестких дисков, объем которых приближается к 2 Гбайт, потери, связанные с неэффективностью этой файловой системы, весьма значительны и могут составлять от 25% до 40% полной емкости диска, в зависимости от среднего размера хранящихся файлов. С дисками же размером более 2 Гбайт файловая система FAT16 вообще работать не может.

Начиная с Windows 98 операционные системы семейства Windows (Windows 98, Windows Me, Windows 2000, WindowsХР) поддерживают более совершенную версию файловой системы на основе FAT -таблиц — FAT32 с 32-разрядными полями в таблице размещения файлов. Для дисков размером до 8 Гбайт эта система обеспечивает размер кластера 4 Кбайт (8 секторов).

Операционные системы Windows NT и Windows ХР способны поддерживать совершенно другую файловую систему — NTFS. В ней хранение файлов организовано иначе — служебная информация хранится в Главной таблице файлов (MFT). В системе NTFS размер кластера не зависит от размера диска, и, потенциально, для очень больших дисков эта система должна работать эффективнее, чем FAT32. Однако с учетом типичных характеристик современных компьютеров можно говорить о том, что в настоящее время эффективность FAT32 и NTFS примерно одинакова.

Все файловые системы построены на принципе: один кластер – один файл. Т.е один кластер хранит данные только одного файла. Основное отличие для обычного пользователя между этими системами – размер кластера.

Как программы получают доступ к данным. Все программы, которые хотят получить доступ к жесткому диску, вначале посылают Windows запрос, содержащий путь размещения файла. Затем ОС направляет его таблице файловой системы. В этой таблице содержится физический адрес файла, по которому его можно найти на жестком диске. С помощью данного адреса файловая система отыскивает нужный файл и передает операционной системе. Windows соотносит полученный файл с соответствующим запросом и посылает его программе, которая направила запрос. После этого программа открывает файл. При каждом последующем изменении файла, программа инициирует новый запрос.

Таким образом, файловая система - это набор спецификаций и соответствующее им программное обеспечение, которые отвечают за создание, уничтожение, организацию, чтение, запись, модификацию и перемещение файловой информации, а также за управление доступом к файлам и за управлением ресурсами, которые используются файлами.

2. Пакет Excel – описать вкладку «Формулы» и «Данные»

Вкладка Формулы документа Excel 2007, содержит инструменты для ввода и редактирования формул.

Группа Библиотека функций. С помощью команд, “населяющих” эту группу, вы можете “сконструировать” произвольную функцию, допускаемую правилами Excel 2007.

Пиктограмма Вставить функцию. Для вставки функции на лист щелкните мышью на этой пиктограмме. После этого появляется уже знакомое нам диалоговое окно мастера функций. команда Вставить функцию позволяет найти ее при помощи ключевых слов.

Пиктограмма Автосумма. Если щелкнуть левой кнопкой мыши на этой пиктограмме, на открытый лист вставляется функция СУММА. Если же щелкнуть на стрелочке, которая находится правее этой пиктограммы, отображается меню, содержащее функции СУММА, СРЕДНЕЕ, ЧИСЛО, МАКСИМУМ И МИНИМУМ.

Пиктограмма Недавно использовались. После щелчка левой кнопкой мыши на этой пиктограмме вы получите доступ к последним десяти использовавшимся функциям.

Пиктограмма Финансовые. Щелкните левой кнопкой мыши на этой пиктограмме, после чего вы получите доступ к набору финансовых функций, без которых немыслимы сложные экономические расчеты.

Пиктограмма Логические. После щелчка левой кнопкой мыши на этой пиктограмме вы получите доступ к набору логических функций. Функции из категории Логические используются для проверки аргументов на соответствие определенному значению или условию. Например, если сумма заказа меньше $50, то добавляется цена доставки $4.99, а если больше, то стоимость доставки не взимается. В данном примере целесообразно использовать функцию ЕСЛИ.

Пиктограмма Текстовые. Щелкните левой кнопкой мыши на этой пиктограмме, и перед вами откроется доступ к обширному массиву функций работы с текстом. В категории Текстовые содержатся функции, которые работают с текстом в качестве значений аргументов. С помощью них можно решать такие задачи, как преобразование текста в нижний регистр (СТРОЧН) или замена части текста на другое значение (ЗАМЕНИТЬ).

ДАТА И ВРЕМЯ

Категория Дата и время содержит функции для работы с датами и временем в формулах. Например, функция СЕГОДНЯ возвращает текущую дату, а функция ТДАТА дополнительно к дате еще и время.

ССЫЛКИ И МАССИВЫ

В категории Ссылки и массивы содержатся функции, которые предназначены для просмотра и поиска информации. Например, Вы можете добавить гиперссылку (ГИПЕРССЫЛКА) в ячейку или вернуть значение, которое расположено на пересечении заданных строки и столбца (ИНДЕКС).

МАТЕМАТИЧЕСКИЕ

Категория Математические включает в себя функции для обработки числовых аргументов, выполняющие различные математические и тригонометрические вычисления. Например, вы можете округлить значение (ОКРУГЛ), найти значение Пи (ПИ), произведение (ПРОИЗВЕД), промежуточные итоги (ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ.ИТОГИ) и многое другое.

ДРУГИЕ ФУНКЦИИ

Раздел Другие функции содержит дополнительные категории библиотеки функций, такие как Статистические, Инженерные, Аналитические, Проверка свойств и значений, а также функции, оставленные для поддержки совместимости с предыдущими версиями Excel.

Вкладка Данные

состоит из групп инструментов для различных операций с данными:

- получить внешние данные (импорт данных из различных приложений);

- подключения (интерактивный сбор данных);

- сортировка и фильтр (расширенные возможности сортировки и отбора данных);

- работа с данными (проверка, объединение данных, подбор заданных параметров, удаление повторяющихся значений);

- структура (группировка и подведение итогов).

Группа Подключения. С помощью команды Подключения этой группы можно импортировать данные в таблицу из разных внешних источников, например из Интернета или из другого файла. В этой группе указаны все подключения, которые используются (если такие есть) в таблице. Здесь же вы сможете изменить их свойства.

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

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

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

Основное отличие фильтра от упорядочивания - это то, что во время фильтрации записи, не удовлетворяющие условиям отбора, временно скрываются (но не удаляются), в то время, как при сортировке показываются все записи списка, меняется лишь их порядок. Фильтры бывают двух типов: обычный фильтр (его еще называют автофильтр) и расширенный фильтр. Для применения автофильтра нажмите ту же кнопку, что и при сортировке - "Сортировка и фильтр" и выберите пункт "Фильтр".

Работа с данными.

- Текст по столбцам. Эта кнопка поможет вам разделить информацию в столбце.

- Удалить дубликаты. Эта функция уберет из таблицы одинаковые строки.

- Проверка данных. Эта команда позволит вам ставить свои условия тем, кто будет вводить данные в таблицу. Это возможность приложения Excel, которая позволяет определять, какие данные можно вводить в ячейку, а какие нет. Проверку данных можно настроить таким образом, чтобы запретить пользователям вводить данные, которые являются недопустимыми. При желании можно разрешить пользователям ввод недопустимых данных в ячейку, но при этом выводить предупреждение. В средствах проверки предусмотрена возможность настройки сообщений, содержащих сведения о том, какие элементы можно вводить в эту ячейку, а также инструкции по исправлению возможных ошибок.

- Консолидация. Эта команда позволяет объединить диапазоны ячеек и просто ячейки в один большой новый диапазон.

- Анализ «что если». Дает возможность подбирать данные.