Відповіді 1-й семестр

1. Поняття інформації, повідомлення і шуму. Основні властивості інформації

Відповідь

Інформація – це дані та відомості, представлені в різних формах. Інформація передається за допомогою повідомлень.

Повідомлення – це послідовність сигналів різної природи: звуків, символів, зображень, жестів тощо.

Основними властивостями інформації є її корисність, повнота та достовірність.

Певне повідомлення може містити деяку корисну і некорисну інформацію. Ту частину повідомлення, яка не несе корисної інформації, називають шумом.

2. Кодування повідомлень, двійкове кодування повідомлень. Одиниці вимірювання інформації в комп’ютері.

Відповідь

Під час кодування повідомлення відбувається зміна вигляду повідомлення без зміни його змісту. Кодування повідомлень — це їх подання в певній формі за допомогою системи символів. У комп'ютерних системах загальноприйнятим є метод кодування інформаційних повідомлень за допомогою лише двох символів, які називають двійковими цифрами й умовно позначають як «0» та «1». Послідовність двійкових цифр називають двійковим кодом. Кожна цифра, або розряд, у двійковому коді, називається бітом, а послідовність із восьми бітів — байтом. Біт — один розряд двійкового коду.

3. Символи та їх кодування. Таблиці кодування.

Відповідь

Для опрацювання текстових повідомлень з використанням комп’ютера символи повідомлення кодують числами. Для кодування тексту використовують таблиці кодів символів, у яких для кожного символа, що може бути використаний у текстовому повідомленні, ставиться у відповідність деяке число. У 1963 р. у США було розроблено набір таких кодів символів для передавання повідомлень телетайпом. Пізніше він став стандартом для використання в комп’ютерній техніці й отримав назву таблиці кодів символів ASCII. Таблиця кодів символів А8СІІ містить коди літер лише англійського алфавіту. Для кодування літер інших алфавітів було розроблено інакші таблиці кодів символів. Наприклад, таблиці КОІ8-Н (КОІ - код обміну інформацією) і Windows-1251 містять без змін усі коди таблиці А8СІІ, а також - коди літер кирилиці. Цим літерам ставляться у відповідність натуральні числа від 128 до 255. Таблиця кодів символів Windows-1251 є стандартом для кодування літер кирилиці в операційній системі Windows. У ній, наприклад, літері «а» українського алфавіту ставиться у відповідність число 224, літері «і» -число 179, літері «ґ»- число 180 та ін.Наразі у новітніх операційних системах використовується таблиця кодів Юнікод.

4. Інформаційна система. Структура інформаційної системи.

Відповідь

Інформаційна система це система, яка здійснює або в якій відбуваються інформаційні процеси. Нагадаємо, що до інформаційних процесів належать пошук, збирання, зберігання, передавання, опрацювання інформації тощо. В інформаційній системі можуть відбуватися один, два чи кілька процесів. Інформаційні системи ми спостерігаємо щодня, їх прикладів можна навести дуже багато. Телебачення - забезпечує насамперед поширення інформації; Мережа мобільного зв'язку - допомагає передати інформацію; Комп'ютер - здійснює майже всі інформаційні процеси як система, призначеня спеціально для роботи з інформацією; Людина - ми всі є найдосконалішими інформаційними система з усіх вимог. Структуру інформаційної системи складає сукупність окремих її частин - підсистем. Підсистема - це частина системи, яка виділена за певною ознакою. Тому структура будь-якої інформаційної системи може бути представлена як сукупність підсистем, що забезпечують інформаційне, технічне, математичне, програмне, організаційне і правове забезпечення

5. Архітектура комп’ютера за Джоном фон Нейманомі принципи функціонування комп’ютера.

Відповідь

Архітектура комп’ютера — це будова та принципи взаємодії всіх частин комп’ютера. Використовуючи ідеї Беббіджа, у 1946 році американський математик Джон фон Нейман сформулював загальні принципи, щодо побудови комп’ютера, аби він був універсальним та ефективним пристроєм для виконання обчислень та логічних операцій. Фон Нейман виділив п’ять базових елементів комп’ютера: -арифметико-логічний пристрій -керуючий пристрій, який організовує виконання програми -запам’ятовуючий пристрій -пристрої для введення інформації -притрої для виведення інформації

6. Апаратне забезпечення комп’ютера. Процесор. Пам’ять комп’ютера (внутрішня/зовнішня).

Відповідь

До апаратного забезпечення належать пристрої, що утворить конфігурацію комп'ютера. Процесор - основна мікросхема, що виконує арифметичні і логічні операції - мозок комп'ютера. До внутрішньої пам’яті відноситься постійна, опе­ративна і кеш-пам’ять. Постійна пам’ять ви­готовляється у вигляді спеціальної мікросхеми, яку розміщують на сис­темній платі Постійна пам’ять - ця пам’ять невелика за ємністю (кілька сотень кілобайтів) і містить програму тестування пристроїв комп’ютера при ввімкненні - РО8Т. Оперативна пам’ять - скорочено позначають ОЗП - опера­тивний запам’ятовуючий пристрій або КЛМ. Вона розділена на окремі комірки, кожна з яких має унікальне ім’я (адресу). Процесор у будь-який момент часу мо­же звернутися до будь-якої комірки оперативної пам’яті для зчитування або запису даних. Для підвищення швидкості обміну даними між процесором і оператив­ною пам’яттю використовують кеш-пам’ять. Вона має значно більшу швидкість обміну даними з процесором порівняно з оперативною пам’ят­тю.Зовнішня пам’ять призначена для довготривалого зберігання даних. Кожний вид зовнішньої пам’яті характеризується:а)носієм даних;б)пристроєм для зчитування і запису; в)способом запису. Пристрої зовнішньої пам’яті відносяться до пристроїв, що здійснюють як уведення, так і виведення даних.

7. Апаратне забезпечення комп’ютера. Пристрої введення/виведення.

Відповідь

Апаратне забезпечення – система взаємозв’язаних технічних пристроїв, що виконують введення, зберігання, обробку і виведення інформації. Пристрій введення — пристрій для внесення даних до комп’ютера під час його роботи. До пристроїв введення належать миша та клавіатура. Саме клавіатура є основним пристроєм введення символів та команд у комп’ютер. Мишу здебільшого використовують для введення команд. Щоб користувач міг побачити результати роботи комп’ютера, їх потрібно подати у вигляді візуальної та звукової інформації. Для цього призначені пристрої виведення, серед яких найпоширеніші — монітор, звукові колонки та принтер. Монітор - На екрані монітора з’являється інформація про роботу, яку виконує комп’ютер. Можна сказати, що монітор — це пристрій для виведення інформації. Принтер дає змогу віддрукувати результати роботи комп’ютера на папері. Сьогодні найпоширенішими є принтери двох типів: струменеві (як правило, їх використовують для кольорового друку) та лазерні (використовують для чорно-білого друку).

8. Поняття операційної системи. Функції операційної системи.

Відповідь

Операційна система (ОС) є однією з найважливіших складових програмного забезпечення. ОС — це комплект програм, які забезпечують керування апаратними та програмними ресурсами комп'ютера, планування ефективного використання її ресурсів і розв'язування задач за завданням користувача. Основне завдання ОС — динамічний розподіл ресурсів і управління ними відповідно до вимог задач, що розв'язуються. ОС є посередником між користувачем і комп'ютером, здійснюючи аналіз запитів користувача і забезпечуючи їх виконання. Функціями ОС є: • організація роботи файлової системи з метою збереження даних; • контроль за станом апаратного забезпечення; • підтримка модульного принципу побудови комп'ютера, що дозволяє розширювати набір зовнішніх пристроїв, підключених до комп'ютера; • організація взаємодії між центральними та зовнішніми пристроями; • розподіл ресурсів між користувачами та програмами; • керування процесом виконання програм; • забезпечення інтерфейсу з користувачем.

9. Файлова система. Основні функції файлової системи.

Відповідь

Файлова система — спосіб організації даних, який використовується операційною системою для збереження інформації у вигляді файлів на носіях інформації. Цим поняттям позначають сукупність файлів та директорій, які розміщуються на логічному або фізичному пристрої. Створення файлової системи відбувається в процесі форматування. Файлова система виконує такі функції: 1. іменування файлів; 2. програмний інтерфейс роботи з файлами для програм; 3. відображення логічної моделі файлової системи на фізичну організацію сховища даних; 4. організація стійкості файлової системи до збоїв живлення, помилок апаратних і програмних засобів; 5. зміст параметрів файлу, необхідних для правильного його взаємодії з іншими об'єктами системи (ядро, програми та ін.)

10. Поняття файлу, каталогу (папки), шляху до файлу, ім’я файлу, повне ім’я файлу.

Відповідь

Файл - це певна кількість інформації (програма або дані), що має ім'я і зберігається в довготривалій (зовнішньої) пам'яті. Для того, щоб знайти файл в ієрархічній файловій структурі необхідно вказати шлях до файлу. У шлях до файлу входять записувані через роздільник "\" логічне ім'я диска і послідовність імен вкладених один в одного каталогів, в останньому з яких знаходиться даний потрібний файл. Папка - це об'єкт Windows, призначене для об'єднання файлів і папок в групи. Каталог (зміст диска) являє собою лінійну послідовність імен файлів. Назва файлу складається з двох частин, розділених крапкою: власне ім'я та розширення, що визначає його тип (програма, дані і т. д.). Власне ім'я файлу дає користувач, а тип файлу зазвичай задається програмою автоматично при його створенні.

11.Робота з групою об’єктів. Шаблони(маски) імен файлів.

Відповідь

Робота з групами об'єктів

Як відомо, більшість операцій програма Word виконує над вибраними об'єктами. Якщо в документі кілька чи навіть багато фігур, можна виділити всі потрібні та працювати з ними як з одним об'єктом (переміщувати, форматувати, копіювати тощо). Однак достатньо клацнути мишею десь в іншому місці, й увесь процес вибирання фігур доведеться повторювати. Уникнути такої проблеми дає змогу групування. У результаті застосування цієї операції до кількох вибраних фігур утворюється один великий об'єкт, який після виконання всіх потрібних дій можна знову розділити на складові — розгрупувати.

Групування — це процес створення з кількох об'єктів одного нового, в якому початкові об'єкти є його складовими.

Поняття шаблону (маски) імені

Під час роботи з групами файлів і папок часто застосовують шаблони (маски) імен. Вони використовуються для пошуку потрібних файлів і папок, коли відома тільки частина їх імені, або для виділення групи файлів і папок для подальших операцій над цією групою. Для запису шаблонів імен використовуються спеціальні символи — зірочка (*) і знак питання (?).

Зірочка * позначає будь-яку кількість довільних символів, а знак питання ? — один довільний символ.

12. Сервісне програмне забезпечення.

Відповідь

Сервісне програмне забезпечення - це сукупність програмних продуктів, що надають користувачеві додаткові послуги в роботі з комп'ютером і розширюють можливості операційних систем.

За функціональним можливостям сервісні засоби можна підрозділити на кошти: • поліпшують користувальницький інтерфейс; • захищають дані від руйнування і несанкціонованого доступу; • відновлюють дані; • прискорюють обмін даними між диском і ОЗУ: • архівації-розархівації; • антивірусні засоби.

За способом організації і реалізації сервісні засоби можуть бути представлені: оболонками, утилітами і автономними програмами. Різниця між оболонками і утилітами найчастіше виражається лише в універсальності перших і спеціалізації других. Оболонки є як би настройками над операційною системою. Всі оболонки забезпечують ту чи іншу ступінь захисту від помилок користувача, що зменшує ймовірність випадкового знищення слайдів. Серед наявних оболонок для сімейства MS-DOS найбільш популярна оболонка Norton Commander. Утиліти й автономні програми мають вузькоспеціалізоване призначення та виконують кожна свою функцію. Але утиліти, на відміну від автономних програм, виконуються в середовищі відповідних оболонок. При цьому вони конкурують у своїх функціях з програмами ОС і іншими утилітами. Тому класифікація сервісних засобів але їх функцій і способам реалізації є досить розмитою і вельми умовною. Утиліти надають користувачеві додаткові послуги (не потребують розробки спеціальних програм) в основному але обслуговуванню дисків і файлової системи. Ці утиліти найчастіше дозволяють виконувати наступні функції: • обслуговування дисків (форматування, забезпечення схоронності інформації, можливості її відновлення у разі збою і т. д.); • обслуговування файлів і каталогів (аналогічно оболонкам); • створення і оновлення архівів; • надання інформації про ресурси комп'ютера, про дисковий простір, про розподіл ОЗУ між програмами; • друк текстових та інших файлів у різних режимах і форматах; • захист від комп'ютерних вірусів. Програмні засоби антивірусного захисту забезпечують діагностику (виявлення) і лікування (нейтралізацію) вірусів.Терміном «вірус» позначається програма, здатна розмножуватися, проникаючи в інші програми, здійснюючи при цьому різні небажані дії. З утиліт, які отримали найбільшу популярність, можна назвати багатофункціональний комплекс Norton Utilities.

13. Службові програми ОС Windows.

Відповідь

У Windows є програми, які виконують роботи по обслуговуванню файлів, каталогів і дисків. Такі програми називаються службовими.

Якщо виконати команду Пуск ® Программы ® Стандартные ® Служебные, на екрані з’явиться список службових програм: Дефрагментація диску, Проверка диска, Форматирование диска.

Дефрагментація диску. Запис файлу на диск ведеться кластерами. В залежності від об’єму файл може займати від одного до десятків і більше кластерів. Після кількох операцій запису нових і знищення старих файлів послідовність кластерів, в яких вони розміщені, стає фрагментованою. Тобто кластери кожного файлу будуть розташовані на різних ділянках диску. Диск не втрачає працездатності, але в значній мірі збільшується кількість переміщень магнітних головок, що сповільнює роботу з диском викликає зайве спрацювання механізмів дисководу. Справі можна зарадити, якщо періодично для жорстких і гнучких дисків виконувати операцію дефрагментації.

Архівація файлів

Комп'ютер – складна машина, і при роботі на ньому можуть тра­питись різні неприємності. Може вийти з ладу вінчестер, пошкодитися дискета, програми і дані може зіпсувати вірус, нарешті, користувач може випад­ково ЗНИЩИТИ файл або цілий каталог.

Запобігти неприємностям можна, створивши архівні копії важливої інформації і регулярно поновлювати ці копії. Тут відразу виникає пробле­ма об'єму і кількості дискет для створення архіву.

Справі може допомогти така процедура: інформацію для зберігання стискати, щоб займала менший об'єм, а при потребі розгортати до нор­мальних розмірів. При такій методиці кількість дискет, необхідних для створення архівів, зменшується у кілька разів.

Принципи стискання інформації. Практично принцип стискання інформації файлів в усіх архіваторах подібний: знаходження фрагментів, що повторюються, і заміна їх більш короткими. Завдання архіватора – знайти ці фрагменти і записати замість них іншу інформацію, за допомогою якої можна було б "згадати", де, хто і за ким відповідний фрагмент стоїть.

Архівний файл – це файл, у якому в стислому вигляді розміщені для зберігання від одного до кількох файлів.

Щоб "стиснути" в архівний файл групу документів, потрібно їх виді­лити і виконати попередні дії. У полі "Архив" буде пропонува­тися ім'я папки, в якій вони знаходяться, з типом .RAR. При потребі можна вказати інше ім'я архівного файла.

Із архівного файлу при необхідності можна добути в первісному вигляді вихідні файли. Архівний файл має заголовок, який дозволяє взнати назву розміщених у ньому файлів.

14. Прикладне програмне забезпечення. Офісні пакети. Типові компоненти для офісних пакетів. Приклади офісних пакетів.

Відповідь

У сфері програмного забезпечення персональних комп'ютерів (від кишенькового до настільного) існує поняття «Офісний пакет» (англ. Office suite), що означає набір застосунків, націлених на роботу з електронною документацією. Компоненти офісних пакетів розповсюджуються, як правило, разом, мають схожий інтерфейс і мають добре розвинену схему взаємодії один з одним.

Відомі офісні пакети

Довгий час практично синонімом поняття офісний пакет був Microsoft Office, його успіх у споживачів не малою мірою забезпечив і загальний успіх операційної системи Windows. Однак, існували альтернативні пропозиції офісних пакетів, наприклад WordPerfect (його сучасний наступник Corel WordPerfect Office), IBM Lotus SmartSuite чи Ability Office.

На платформі Mac Apple випустив свій власний пакет iWork.

Співтовариство відкритого програмного забезпечення GNU/Linux розробляє офісні проекти, як Gnome Office та KOffice.

Відрита платформа і формат OpenDocument підтримується такими вільними пакетами як OpenOffice.org та IBM Lotus Symphony, доступними на багатьох операційних системах.

Розвиток служб інтернету привів до нової хвилі повноцінних офісних пакетів, які являють собою переважно онлайнові веб-служби, такі як Zoho Office Suite чи Google Docs.

В даний час стають популярними мобильні офісні пакети: Polaris Office, Kingsoft Office, Quickoffice і мобільні версії десктопних пакетів.

15. Поняття про комп’ютерну графіку, історія її виникнення. Види комп’ютерної графіки. Класифікація комп’ютерної графіки.

Відповідь

Історія розвитку комп’ютерної графіки

Комп’ютерна графіка – це застосування обчислювальної техніки для створення графічних зображень, їх відображення різними засобами і маніпулювання ними.

Отже, комп’ютерним (цифровим) може бути назване зображення, створене за допомогою комп’ютерної програми.

Спочатку програмісти навчились отримувати рисунки в режимі символьної печаті. На паперових листах за допомогою символів (зірочок, точок, хрестиків, букв і ін.) отримували рисунки, які нагадували мозаїку. Так друкувались графіки функцій, зображення течій рідин і газів, електричних і магнітних полів і т.д. За допомогою символьної печаті програмісти ухитрялися отримувати навіть художні зображення.

Потім з’явилися спеціальні пристосування для графічного виведення на папір – графопобудовувачі (плотери). За допомогою такого пристосування на лист паперу чорнильним пером наносяться графічні зображення: графіки, діаграми, технічні креслення і інше.

Проте, справжня революція в комп’ютерній графіці відбулася з появою графічних дисплеїв. На екрані графічного дисплею стало можливим отримувати рисунки, креслення в такому вигляді, як на папері за допомогою олівців, фарб, креслярських інструментів.

Зв’язок традиційної і комп’ютерної графіки, з однієї сторони, визначає застосування розмножувальної техніки, з іншої – можна знайти ще одне пояснення виникненню терміну «графіка», яке застосовується до роботи художника-комп’юторщика. Слово графіка означає зображення лініями, штрихами, точками. Всі графічні комп’ютерні програми принципово розділяються на два типи: векторні (зображення будуються лініями) і растрові (зображення п’ятном із точок). Отже, яким б складним не казалось зображення, створене в комп’ютері, по своїй сутності, будь-яке з них відноситься до графіки.

Види комп’ютерної графіки

Для роботи з комп’ютерною графікою існує багато класів програмного забезпечення, проте розрізняють всього три види комп’ютерної графіки:

1) растрова,

2) векторна,

3) фрактальна.

Ці види відрізняються принципами формування зображення під час відображення на екрані монітора чи під час друкування на папері.

Правомірна і інша класифікація комп’ютерної графіки:

1) двомірна,

2) трьохмірна.

Двомірна графіка – це зображення, яке має два вимірювання, тобто яке лежить на площині. Цей вид графіки є основою комп’ютерної графіки, в тому числі і трьохмірної.

Трьохмірна (3D) графіка – це побудова на комп’ютері, за допомогою спеціальних програм, просторової моделі, яка складається з простих і складних геометричних форм, присвоєння цій моделі фактури (т.т. особливість побудови та оздоблення поверхні будь-якого предмета), кольору, ступені прозорості і матовості, надання їй і умовній камері руху у віртуальному (т.т. можливому) просторі, розміщення в цьому просторі джерел світла і, нарешті, прорахунок вибудованої сцени. Цей вид комп’ютерної графіки застосовується під час створення комп’ютерних ігор, реклами і т.д.

16. Растрова графіка.Поняття растру,лініатури (lpi).Переваги й недоліки растрової графіки.

Відповідь

Ра́строва гра́фіка (англ. Raster graphics) є частиною комп'ютерної графіки, яка має справу зі створенням, обробкою та зберіганням растрових зображень. Растрове зображення є масивом кольорових точок (пікселів). Обробка растрової графіки здійснюється растровими графічними редакторами. Растрові зображення зберігаються у різних графічних форматах.

Інколи говорять про растрову графіку, маючи на увазі зображення представлене у растровому форматі. астрове зображення — зображення, яке являє собою сітку, зазвичай прямокутну, пікселів відображенних на моніторі, папері та інших відображаючих пристроях і матеріалах.

Характеристиками растрового зображення є:

- Кількість пікселів — зазвичай вказують кількість пікселів по ширині і висоті (наприклад, 1024 × 768, 1920 × 1080) - Кількість використовуваних кольорів або глибина кольору (обсяг пам'яті в бітах, що використовуються для одного пікселя); - Колірний простір — RGB, CMYK, XYZ, YCbCr та ін; - Роздільна здатність — довідкова величина, яка вказує на рекомендований розмір зображення.

Растрові зображення редагують за допомогою растрових графічних редакторів. Створюються растрові зображення фотоапаратами, сканерами, безпосередньо в растровому редакторі, також шляхом експорту (растеризацією) з векторного редактора або у вигляді знімків екрану.

Переваги

- Растрова графіка дозволяє створити практично будь-яке зображення, незалежно від складності, на відміну від векторної, де неможливо точно передати ефект переходу від одного кольору до іншого без втрат у розмірі файлу.

- Поширеність — растрова графіка використовується зараз практично скрізь: від маленьких значків до плакатів.

- Висока швидкість обробки складних зображень, якщо не потрібно масштабування.

- Растрове представлення зображення природне для більшості пристроїв введення-виведення графічної інформації (за винятком векторних пристроїв виводу), таких як монітори, матричні та струменеві принтери, цифрові фотоапарати, сканери, а також стільникові телефони.

- Простота автоматизованого вводу (оцифрування) зображень, фотографій, слайдів, рисунків за допомогою сканерів, відеокамер, цифрових фотоапаратів;

- Фотореалістичність. Можна отримувати різні ефекти, такі як туман, розмитість, тонко регулювати кольори, створювати глибину предметів.

Недоліки

- Великий розмір файлів у простих зображень. Тому, що розмір файлу є пропорційним до площі зображення, роздільності і типу зображення, і, переважно, при хорошій якості є великим. - Неможливість ідеального масштабування. Растрове зображення має визначену роздільність і глибину представлення кольорів. Ці параметри можна змінювати лише у визначених межах і, як правило, із втратою якості. - Неможливість виведення на друк на векторний графічний пристрій. - Складність управління окремими фрагментами зображення.

Через ці недоліки для зберігання простих малюнків рекомендують замість, навіть стиснутої, растрової графіки використовувати векторну графіку.

18.Векторна графіка. Основний елемент зображення у векторній графіці. Переваги векторної графіки.

Відповідь

Ве́кторна гра́фіка (також геометричне моделювання або об'єктно-орієнтована графіка) — створення зображення в комп'ютерній графіці з сукупності геометричних примітивів — (точок, ліній, кривих, полігонів), тобто об'єктів, які можна описати математичними виразами.[1]

Векторна графіка для опису зображення використовує вектори, на відміну від растрової графіки, яка описує зображення як масив пікселів (точок). Переваги векторного способу

-Розмір файла, який займає описова частина, не залежить від реальної величини об'єкта, що дозволяє, використовуючи мінімальну кількість інформації, описати достатньо великий об'єкт файлом мінімального розміру. -У зв'язку з тим, що інформація про об'єкт зберігається в описовій формі, можна нескінченно збільшити графічний примітив, наприклад, дугу кола, і вона залишиться гладкою. З іншого боку, якщо крива представлена у вигляді ламаної лінії, збільшення покаже, що крива не є гладкою. -Параметри об'єктів зберігаються і можуть бути легко змінені. Також це означає, що переміщення, масштабування, обертання та інше, не погіршує якості малюнка. Більш того, зазвичай вказують розміри в апаратно-незалежних одиницях (англ. device-independent unit), які ведуть до найкращої растеризації на растрових приладах. -При збільшенні або зменшенні об'єктів товщина ліній може бути задана постійною величиною, незалежно від реального контуру.

Недоліки векторної графіки

-Не кожен об'єкт може бути легко зображений у векторному вигляді — для того, щоб зображення було подібним до оригіналу може знадобитися дуже велика кількість об'єктів з високою складністю, що негативно впливає на кількість пам'яті, яку займатиме зображення та час для його відтворення.

19.Фрактальна графіка. Поняття фракталу. Найпростіший елемент фрактальної графіки. Спосіб створення фрактальної художньої композиції.

Відповідь

Фрактальна графіка — технологія створення зображень на основі фракталів. Фрактальна графіка базується на фрактальній геометрії.

Найвідомішими фрактальними об'єктами є дерева: від кожної гілки відходять менші, схожі на неї, від них — ще менші. За окремою гілкою математичними методами можна відслідкувати властивості всього дерева. Фрактальні властивості мають такі природні об'єкти, як: сніжинка, що при збільшенні виявляється фракталом; за фрактальними алгоритмами ростуть кристали та рослини. Фрактальне зображення, котре складається з подібних між собою елементів. Побудова відбувається шляхом автоматичної генерації зображень за формулами.

Фрактал — це об'єкт, окремі елементи якого успадковують якості батьківських структур. Слово фрактал утворене від латинського лат. fractus і в перекладі означає складається з фрагментів. Воно було запропоноване Бенуа Мандельбротом в 1975 році для позначення нерегулярних, проте слабоподібних структур, якими він займався.

Народження фрактальної геометрії прийнято пов'язувати з виходом в 1977 році книги Мандельброта «en:The Fractal Geometry of Nature». У його роботах використані наукові результати інших учених, що працювали в 1875–1925 роках в тій же області (Анрі Пуанкаре, Фату П'єр, Жюліа Гастон Моріс, Георг Кантор, Фелікс Гаусдорф). Але тільки у наш час вдалося об'єднати їх роботи в єдину систему. Самоподібність – одна з основних властивостей фракталів. Об'єкт називають самоподібним, коли збільшені частини об'єкту схожі на сам об'єкт і один до одного.

Поява нових елементів меншого розміру відбувається за простим алгоритмом. Очевидно, що описати подібні об'єкти можна всього лише декількома математичними рівняннями!

Трикутники можна добудовувати аналогічним чином до нескінченності. Ми можемо отримати об'єкт будь-якого рівня складності, використовуючи простий алгоритм. При цьому нічого, крім самих рівнянь, які займають декілька байт, у пам'яті комп'ютера зберігати не треба! Уся інформація, необхідна для відтворення цього фрактала, займає всього лише десятки байт! Звичайно, виникло питання — а чи можна стиснути будь-яку інформацію, підібравши необхідний фрактальний алгоритм? Принципово можна, і на заході активно ведуться роботи в цьому напрямку. Таким чином, фрактали є цікавим об'єктом для вивчення за двома основними причинами:

-фрактали є одними з найкращих моделей живої природи; -їх дослідження відкриває нові перспективи для стиснення інформації.

20. Тривимірна графіка. Області застосування тривимірної графіки. Недоліки тривимірної графіки.

Відповідь

Тривимірна графіка призначена для імітації фотографування або відеозйомки тривимірних образів об'єктів, які можуть бути попередньо підготовані у пам'яті комп'ютера.

При використанні засобів тривимірної графіки синтез зображень виконується за алгоритмом, що містить:

-попередня підготовка; -створення геометричної моделі сцени; -налаштування освітлення та зйомочних камер; -підготовка та призначення матеріалів; -візуалізація сцени. Області застосування тривимірної графіки Комп'ютерне проектування:

-швидке вирішення задач проектування інтер'єрів; -вбудовування вигаданої сцени у зображення реального світу. Тривимірна графіка звільнює від необхідності створення макета і забезпечує гнучкі можливості синтезу зображення сцени для любої погоди і під любим кутом зору; -вбудовування зображення реального об'єкта у тривимірну сцену як складової (віртуальна галерея);

Автоматизоване проектування:

-синтез зовнішнього вигляду складних деталей, що виготовляються методами штампування токарних та фрезерних операцій, візуальний вигляд автомобілів, літаків, пароплавів. -cтворення тривимірних образів деталей та конструкцій, хоча й є складною задачею, але простішою, ніж створення масштабних або повнорозмірних макетів.

Комп'ютерні ігри:

-найпопулярніша ділянка використання тривимірної графіки. По мірі удосконалення програмних засобів моделювання, зросту продуктивності та збільшення ресурсів пам'яті комп'ютерів віртуальні світи стають більш складними й подібними до реальності.

Комбіновані зйомки:

-тривимірну графіку застосовують там, де зробити реальні фотографії просто неможливо, або потребує великих витрат (внутрішність працюючого двигуна, науково-фантастичні сюжети, нереальні світи, відеомонтаж, реклама тощо). Практично застосовується у книжковій та журнальній графіці і є популяризацією науки, реклами, художньої творчості.

Комп'ютерна мультиплікація:

-спрощує роботу розробників у сотні та тисячі разів.

Недоліки тривимірної графіки

-підвищені вимоги до апаратної частини комп'ютера (об'єм оперативної пам'яті, наявність вільного місця на твердому диску, швидкодія комп'ютера); -велика підготовча робота по створенню моделей всіх об'єктів сцени та призначенню їм матеріалів; -обмежена свобода у формуванні зображення (потрібно враховувати об'єм об'єктів); -жорсткий контроль за взаємним розташуванням відносно базису (об'єкт може втілюватись у інший об'єкт); необхідність додаткових зусиль для надання синтезованому зображенню реалістичності. -часто результати візуалізації виглядають дуже правильно, чітко, що позбавляє сцену життєвості. У складі програм тривимірної графіки міститься набір фільтрів, що дозволяють імітувати глибину різкості зображень, зернистість віртуальної фотоплівки, змазування контуру при русі у момент зйомки.