Інформатика 9 клас Коршунова 2022

Ольга Коршунова, Ігор Завадський Вале Зоряна Стасюк , Валентина Потієнко

Інформатика

2022

Коршунова О.В., Завадський І.О., Стасюк З.Р., Потієнко В.О.

9

ІНФОРМАТИКА

9 ųŴũź

Коршунова О.В., Завадський І.О., Стасюк З.Р., Потієнко В.О.

Інформатика

«Інформатика» підручник для 9 класу закладів загальної середньої освіти

Видавничий дім «Освіта»

для вчителя Авторська концепція підручника

Календарне планування

http://bit.do/fSTZ2

http://bit.do/fSTZ4

Вітаємо! Як ти вважаєш, що важливіше — відповідь чи запитання? Давай поміркуємо!

Чи розумна людина — дізнаєшся з її відповідей. Чи мудра людина — дізнаєшся з її запитань. Наґіб Махфуз (Naguib Mahfouz) Лауреат Нобелівської Премії

Питання — це спосіб отримання інформації і водночас траєкторія думок людини. За допомогою питань ми прокладаємо собі міст у невідоме та невизначене. А оскільки невизначеність і невідомість — це характерна риса сучасного світу, що стрімко змінюється, вміння ставити питання є дуже актуальним і його потрібно розвивати. Джерелом усіх питань є подив, цікавість та допитливість. Ми ставимо питання і шукаємо рішення і таким чином вирішуємо проблеми, навчаємося, розширюємо власні погляди і пізнаємо світ. Вміння ставити запитання допоможе кожному у професійній сфері і повсякденному житті, розвине креативність та критичність мислення. Перед тобою перші сторінки підручника з інформатики для учнів 9 класу. Він допоможе тобі опанувати не тільки програму з інформатики, а й навчить вчитися та самостійно здобувати інформацію. Кожний параграф у нашому підручнику розпочинається із проблемного питання, відповісти на яке ти зможеш, опрацювавши зміст параграфу. А як саме працювати із матеріалами підручника? Спробуй виконати запропоновані завдання, під час пошуку рішень став питання та знаходь на них відповіді в різних джерелах: у спілкуванні зі своїми однокласниками, у рубриці «Запитання-відповіді», у мережі Інтернет тощо. Але... «Question everything!» («Усе став під сумнів!»), як чудово сказав Альберт Ейнштейн, перевіряй джерела інформації та свої міркування. Перевірити ж власні навчальні досягнення ти зможеш, виконавши завдання із рубрики «Перевір себе». Бажаємо цікавого та результативного навчального року! Автори P.S. А ти вже можеш відповісти на питання, яке поставлене на початку цієї передмови?

Зміст Розділ І. ПРОГРАМНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ТА ІНФОРМАЦІЙНА БЕЗПЕКА § 1. § 2. § 3. § 4.

О пераційні системи, їхні різновиди. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 Інсталяції

та деінсталяції програмного забезпечення. . . . . . . 23 С тиснення та архівування даних. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 І нформаційна безпека . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

Розділ ІІ. Опрацювання табличних даних § 5. С ортування. Прості та розширені фільтри. . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 § 6. А бсолютні та мішані посилання. Логічні, математичні та статистичні функції. . . . . . . . . . . . . . . . 81 § 7. Діаграми. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104 Розділ ІІІ. БАЗИ ДАНИХ. СИСТЕМИ КЕРУВАННЯ БАЗАМИ ДАНИХ § 8. § 9. § 10. § 11. § 12.

Р озв’язування задач із фізики, хімії, математики. . . . . . . . . . . 113 О сновні поняття баз даних. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119 З найомство із системою керування базами даних. . . . . . . . . 127 О бмеження цілісності. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136 Вибір даних. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144

Розділ ІV. Алгоритми та програми § 13. § 14. § 15. § 16. § 17. § 18.

П оняття списку. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158 О перації з елементами списку. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165 Введення елементів списку. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172 Елемент керування ListBox. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179 О перації з рядками. Шифр Цезаря . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187 Впорядкування елементів списку. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196

Розділ V. 3D-графіка § 19. Т ривимірна графіка. Програми для роботи з тривимірною графікою. Основи створення тривимірної моделі. . . . . . . . . . 206 § 20. Е кструдування об’єктів. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221 § 21. Змінення форми об’єкта. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230 § 22. С творення анімації в середовищі Blender. . . . . . . . . . . . . . . . . 237 Тлумачний словник. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248

Розділ І ПРОГРАМНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ТА ІНФОРМАЦІЙНА БЕЗПЕКА

§ 1. Операційні системи, їхні різновиди § 2. Інсталяції та деінсталяції програмного забезпечення § 3. Стиснення та архівування даних § 4. Інформаційна безпека

Тематична робота

https://pidruchnyk.online/9/5

6

Розділ І. Програмне забезпечення та інформаційна безпека

§ 1. Операційні системи, їхні різновиди Чому програма може не працювати? Ознайомся із історією. Визнач проблему, поміркуй, як її вирішити.

Я мрію навчитися професійно фотографувати та обробляти світлини. Мама і тато дозволили мені придбати ліцензійну версію Photoshop. Так це чудово! Давай мерщій купувати та встановлювати!

Так, у нас проблема... Щось програма не встановлюється(((

Розділ І. Програмне забезпечення та інформаційна безпека

Зараз пошукаємо відповідь у мережі Інтернет.

Скільки незнайомих слів: «інсталяція», «деінсталятор», «операційна система». А яка в тебе операційна система? Чи можна в ній встановити цю версію програми? А яку версію програми ти купив? Вона сумісна із твоєю операційною системою? Не поспішай))) Давай у всьому розберемося покроково!

7

8

Розділ І. Програмне забезпечення та інформаційна безпека

Завдання № 1 Розглянь подану схему. Поясни, як пов’язані апаратне забезпечення комп’ютера та його програмне забезпечення. Схема роботи користувача з програмним забезпеченням і апаратною складовою комп’ютера Користувач (англ. user)

Програмне забезпечення (англ. software)

Апаратна складова (англ. hardware) Операційна система

Службові програми Системи програмування Прикладні програми Електронні таблиці Графічні редактори Музичні редактори Текстові редактори

Завдання № 2 Об’єднайтесь у пари. Розгляньте графічні позначки програм. Вкажіть місце кожної програми у схемі, її назву і призначення.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

Програмне забезпечення Системне програмне забезпечення Операційні системи Утиліти1

1

Системи програмування

Прикладне програмне забезпечення

Прикладні програми загального призначення Прикладні програми спеціального призначення

� — невеличка програма, що допомагає керувати файлами або отри Утиліта мувати інформацію про комп’ютер, діагностувати й усувати проблеми.

Розділ І. Програмне забезпечення та інформаційна безпека

• Назвіть програми однакові за призначенням. Поміркуйте, чим вони

відрізняються.

Завдання № 3 Розглянь подане вікно, дай відповіді на запитання.

• Я ка операційна система встановлена на комп’ютері?

• Який процесор встановлений на комп’ютері?

• Який обсяг оперативної пам’яті має комп’ютер?

• Які ще відомості про програмне забезпечення можна дізнатися з даного діалогового вікна?

Завдання № 4 Об’єднайтесь у пари. Ознайомтеся із фрагментом статті. Виконайте завдання. Історія розвитку операційних систем (ОС) для персональних комп’ютерів почалася в далекому 1981 році. Першою ОС стала MS-DOS (Microsoft Disk Operating System). DOS поставлялася тоді з новими комп'ютерами від IBM. Незважаючи на те, що DOS була випущена Microsoft, це не оригінальна розробка цієї компанії. До неї існувала ОС під назвою QDOS, створена компанією Seattle Computer Products. Під DOS було написано безліч програм, але зростаючі потреби і конкуренція вимагали нових рішень. Тому в кінці 80-х років і з’явилися Windows. Перші версії знаменитих «вікон» не справили великого фурору, незважаючи на те, що в них вже з’явилися багатозадачність (хоча й умовна: система не дозволяла запускати одночасно більше трьох програм) і графіка. Але в 1992 році, коли вийшла Windows 3.0, а потім версії 3.1 і 3.11, Microsoft уже сприймалася як компанія, яка розробляє системи для домашніх комп’ютерів.

9

10

Розділ І. Програмне забезпечення та інформаційна безпека

• З апишіть у зошит переваги першої версії Windows у порівнянні із MS-DOS. • Знайдіть в Інтернеті та поділіться один з одним цікавими фактами з біографії Білла Гейтса. Поміркуйте і назвіть, які людські якості Білла Гейтса допомогли йому започаткувати і розвинути одну з найвідоміших компаній зі створення програмного забезпечення. Завдання № 5 Ознайомся з інформацією, поданою у Вікіпедії. Випиши не зрозумілі для тебе поняття і спробуй знайти пояснення для них у мережі Інтернет.

Завдання № 6 Дізнайся з рубрики «Запитання-відповіді» про відмінність між 32- та 64-розрядними операційними системами та спробуй пояснити, чому 32-розрядна система дає можливість використовувати лише до 4 ГБ оперативної пам’яті. i

Адреса клітинки пам’яті з точки зору процесора є двійковим числом, як і всі інші дані. Спробуй порахувати, скільки може існувати 32-бітних адрес пам’яті.

Розділ І. Програмне забезпечення та інформаційна безпека

ЗАПИТАННЯ-ВІДПОВІДІ Як можна класифікувати програмне забезпечення комп’ютера? Програмне забезпечення можна поділити на три класи: системне, прикладне та інструментальне. Наведена класифікація є досить умовною. Інтеграція програмного забезпечення призвела до того, що практично будь-яка програма має риси кожного класу. Програмне забезпечення Системне

Прикладне

Інструментальне

керує апаратними засобами, створює платформу для роботи прикладних програм та забезпечує взаємодію з користувачами

призначене для виконання певних завдань, наприклад, створення текстів, рисунків, креслень, презентацій, виконання розрахунків, навігації Інтернетом тощо

використовується для проєктування, розробки, налагодження і тестування програм та інших завдань, пов’язаних зі створенням програмного забезпечення

програми для роботи з текстом, графікою, презентаціями тощо

засоби проєктування систем

операційні системи драйвери утиліти

середовища розробки пакети програм, такі як Microsoft Office системи керування підприємствами

системи, що забезпечують колективну розробку

Що таке операційна система? Операційна система (ОС) — це програма, яка створює середовище для виконання на комп’ютері всіх інших програм, розподіляє між ними апаратні ресурси та надає користувачам можливість керувати програмами і комп’ютером. Користувач

Програма

Операційна система

Апаратне забезпечення

11

12

Розділ І. Програмне забезпечення та інформаційна безпека

Які існують операційні системи? Сьогодні існує велика кількість ОС, і постійно з’являються нові, такі, що враховують недоліки і розширюють можливості попередніх. Є ОС для персональних комп’ютерів, робочих станцій, серверів тощо. Основні характеристики ОС: • розрядність (кількість бітів, які одночасно може оброб­ ляти процесор); • багатозадачність (можливість одночасного виконання кількох програм; • можливість одночасної роботи кількох користувачів; • тип файлової системи; • підтримка роботи в мережі; • ступінь захисту; • можливість установки на різних платформах; • підтримка одночасної роботи декількох процесорів. Для роботи ОС необхідні певні ресурси: обсяг оперативної пам’яті, простір на постійному носії, процесор певного типу та певного рівня продуктивності. Тому важливо знати, для якої платформи (типу комп’ютера) призначена та або інша ОС. Можливість установки на різних платформах є важливим критерієм при виборі ОС. З усіх ОС найбільш популярними (на час написання підручника) є Windows, Mac OS, Linux та Android.

Детальніше про кожну з них.

Windows Розробником системи є компанія Microsoft. Основною перевагою ОС Windows є її універсальність. Вона підходить для всього: від роботи з текстовими документами до ігор останнього покоління з найпотужнішою графікою.

Windows 1.0, найперша версія ОС, була створена в листопаді 1985 року. Після неї було розроблено велику кількість оновлень і версій ОС. Ось найбільш відомі з них:

Розділ І. Програмне забезпечення та інформаційна безпека

Windows 3.1 (1992 р.); Windows 95 (1995 р.); Windows XP (2001 р.);

Windows 7 (2009 р.); Windows 8 (2012 р.); Windows 10 (2015 р.).

Windows 10 Порівняно з попередницею, Windows 8, у цій системі є значні нововведення: голосова помічниця Cortana, функція створення кількох робочих столів, оновлений інтерфейс та ін. Так, наприклад, для геймерів розроблена внутрішня система стріму, яка дає змогу вести прямі трансляції ігор, не встановлюючи при цьому ніяких додаткових програм. Деякі нововведення вплинули на систему безпеки. Останнім часом набуває популярності біометрична система захисту пристрою, яка позбавляє необхідності запам'ятовувати довгі і складні паролі. Розпізнавання власника відбувається за відбитками пальців або райдужної оболонки ока. Активація Windows 10 також відрізняється від активації ранніх версій цієї ОС наявністю цифрової ліцензії, яка не вимагає введення ключа продукту.

Linux Linux — це вільно розповсюджувана версія UNIX-систем, яку розробив Лінус Торвальдс в Університеті Гельсінкі (Фінляндія). У програмному забезпеченні вихідні коди є відкритими, будь-хто може їх використовувати і змінювати, але при цьому зобов'язаний залишити відкритим і свій код, доданий до того чи іншого модуля системи. Усі компоненти системи поширюються з ліцензією на вільне копіювання й установку для необмеженого числа користувачів. Таким чином, система Linux була створена за допомогою багатьох програмістів і ентузіастів UNIX-систем, які спілкуються між собою через мережу Інтернет. До даного проєкту добровільно долучилися ті, хто має достатньо практики з удосконалення роботи системи. Більшість програм Linux розроблені в рамках проєкту GNU з Free Software Foundation (Кембридж, штат Массачусетс, США). Але до її розробки доклали зусиль і багато програмістів з усього світу.

Mac OS Mac OS є операційною системою на комп'ютерах Mac компанії Apple.

IOS є різновидом операційної системи від Apple, працює на iPhone і на планшетних комп'ютерах iPad. Mac OS вважається однією з найбільш простих для користувача операційних систем. Система нагадує Linux, проте виглядає привабливіше. Програма Siri (голосовий помічник) допомагає вам самостійно вибрати музику та

13

14

Розділ І. Програмне забезпечення та інформаційна безпека

багато іншого. OS має стандартний браузер Safari, який із кожним оновленням стає цікавішим, має здатність запам'ятовувати ваші пошукові запити, що дозволяє видавати найбільш точні результати. Найпопулярнішою ОС для персональних комп’ютерів на сьогоднішній день залишається Windows, що зумовлено, зокрема, ціновою політикою. Пристрої, що працюють на платформі Mac OS, коштують набагато дорожче, але відрізняються низкою унікальних технічних можливостей, недоступних для користувачів Windows. Операційна система Linux більше схожа на початкові версії двох перерахованих вище моделей і тому багато в чому поступається їм. Але якщо комп'ютер потрібен виключно для офісних робіт, можна заощадити трохи грошей: купити ПК без операційної системи і встановити на нього безкоштовну ОС Linux. Які операційні системи встановлюють на мобільних пристроях? У той час як ноутбуки працюють під керуванням тих самих ОС, що і настільні ПК, ОС для смартфонів та планшетів слід віднести до окремої категорії. Найбільш відомими сьогодні є вільнопоширювані Android та iOS. Також існує операційна система Windows Phone та телефони на її базі, хоча їхня популярність наразі є невисокою. Також є спеціалізовані ОС для нетбуків — дешевих ноутбуків з обмеженими можливостями, адже вимогам ОС для ПК такі пристрої не задовольняють. Наприклад, на комп’ютерах, відомих як Chromebook, компанія Google встановлює операційну систему Chrome OS. Її інтерфейс складається тільки з веббраузера Chrome. Ця ОС базується на ядрі Linux, але при цьому на робочому столі розташовано значки програм Google. Компанія Google позиціонує Chrome як хмарну операційну систему. Переваги хмарної ОС: • Доступ до програм та даних із будь-якого комп’ютера.

• Невисокі системні вимоги.

• Тільки ліцензійне ПЗ. Недоліки: • Необхідність підключення до мережі Інтернет.

• Відсутність у користувача контролю над власними даними.

• Повна залежність від постачальника хмарних сервісів.

Розділ І. Програмне забезпечення та інформаційна безпека

У чому полягає відмінність між Android та iOS? Операційна система iOS є власністю компанії Apple і встановлюється на смартфонах виробництва цієї ж компанії. ОС Android базується на модифікованому ядрі Linux, розроблена альянсом компаній Open Headset Alliance за спонсорства компанії Google і, як і Linux, є системою з відкритим вихідним кодом. Тому її широко використовують найрізноманітніші виробники мобільних пристроїв. Телефон на Android можна купити значно дешевше, ніж iPhone. ОС iOS відрізняється зручним інтерфейсом і мінімальним втручанням користувача в роботу. Усе зроблено просто, що і є причиною популярності Apple. Android надає користувачу більшу свободу в настроюванні й відкриту файлову систему, що дає змогу синхронізувати телефон із комп'ютером та іншими пристроями без додаткового програмного забезпечення. Яка операційна система є найкращою? Немає такого поняття, як «найкраща операційна система». Вибір ОС пов'язаний насамперед із такими факторами: • з ручність інтерфейсу ОС; • т ип вашого пристрою і характеристики його апаратної складової; • п рограмне забезпечення, яке ви плануєте використовувати; • ф інансові можливості. Наприклад, комп'ютери Apple Mac максимально прості у використанні завдяки ОС Mac.

15

16

Розділ І. Програмне забезпечення та інформаційна безпека

Якщо у вас є старий комп'ютер (до 2005 р.), то найкраща ОС для нього — Windows XP або Linux Ubuntu. Ці системи не дуже вимогливі до продуктивності обладнання. Якщо ж ви купляєте новий ПК, то можете заплатити за нього трохи більше й отримати його відразу зі встановленою ОС Windows 10, або трохи менше — тоді ПК буде без операційної системи, і вам доведеться встановлювати на ньому ОС самостійно. Це може бути, наприклад, безкоштовна ОС Linux. Чим відрізняються Windows 64-bit від Windows 32-bit? Майже всі сучасні процесори є 64-бітними, тобто можуть виконувати операції над 64-розрядними двійковими числами. Однак далеко не всі програми використовують цю властивість процесорів. Переважна більшість програм, розроблених до 2012–2015 років, розраховані на 32-розрядні операції. Однак навіть якщо певна прикладна програма є 64-бітною, цього замало, адже для повноцінного використання можливостей сучасних процесорів 64-бітною має бути ще й операційна система. З точки зору користувача, головна відмінність 32-бітної ОС від 64-бітної полягає в тому, що перша може працювати з оперативною пам’яттю обсягом лише до 4 ГБ. Тому, якщо на комп’ютері встановлено більше 4 ГБ оперативної пам’яті, на 32-розрядній ОС комп’ютер буде працювати не на повну потужність, певна частина пам’яті залишиться невикористаною.

64-бітна ОС Windows може підтримувати до 512 ГБ оперативної пам’яті (залежно від версії системи). Відповідно, цю пам’ять можуть використовувати і прикладні програми, що дасть їм можливість працювати швидше. Крім того, обробка за одиницю часу 64 бітів даних замість 32 також, безумовно, прискорює роботу програм. Які ще є новинки на ринку ОС?

• SteamOS — операційна система, яка розробляється корпорацією Valve спеціально для Steam (сервіс відомого розробника відео­ ігор, який надає послуги цифрової дистрибуції, багатокористувацьких ігор і спілкування гравців). Розробники стверджують, що в SteamOS значно поліпшена продуктивність обробки графіки. Ведуться роботи над обробкою звуку, а також зменшенням затримки при використанні засобів введення на рівні операційної системи.

• 24 червня 2021 року Microsoft провела захід What’s next for Windows, на якому анонсувала наступне покоління ОС — Windows 11. Операційна система отримала нове меню «Пуск» і панель завдань, редизайн вікон, панель із віджетами, оновлений Microsoft Store з підтримкою Android-програм та ін.

Розділ І. Програмне забезпечення та інформаційна безпека

Нова функція Snap Layouts дозволяє швидко розподіляти відкриті вікна за областями екрану, а Snap Group — об’єднувати програми в групи і запам’ятовувати розташування їхніх вікон на екрані. Користувачі зможуть створювати і налаштовувати кілька робочих столів і швидко переміщатися між ними, а при підключенні зовнішніх моніторів Windows 11 буде запам’ятовувати розташування вікон і в наступні рази відкривати їх на «потрібному» екрані. Також Windows 11 підтримує Android-програми. Їх можна закріп­ лювати на панелі завдань і працювати в таких самих вікнах, як і з Windows-програмами.

Windows 11 працюватиме виключно на 64-бітних процесорах. У мінімальних системних вимогах — 4 ГБ ОЗУ і відеокарта з підтримкою DirectX 12. Які є складові операційної системи? Ядро — центральна частина операційної системи, що керує процесом виконання програм та їх доступом до ресурсів комп’ютера. Функції: жодна програма не може виконуватися без ядра ОС, оскільки саме воно вказує процесору, коли яку програму слід запустити; визначає, якій програмі та до якого ресурсу можна надати доступ. Драйвер — програмний модуль, що використовується іншими програмами для керування роботою пристроїв. Функції: програма перетворює стандартні команди операційної системи на специфічні команди конкретної моделі пристроїв.

17

18

Розділ І. Програмне забезпечення та інформаційна безпека

Файлова система — набір правил, що визначає спосіб організації, зберігання та іменування даних, розташованих на запам’ятовуючих пристроях. Файл — найменша неподільна одиниця даних на запам’ятовую­ чому пристрої, яка має власне ім’я та з якою метою користувач може виконувати операції. Каталог — це елемент файлової системи, який має власне ім’я та може містити файли й інші каталоги. Що таке ядро операційної системи? Ядро — основний компонент ОС, що контролює всі події, які відбуваються на комп’ютерному пристрої та розподіляє апаратні ресурси між виконуваними програмами. Відеопристрої

Сканер

Принтер

...

Драйвери пристроїв

ЯДРО ОС блок управління пам’яттю Системні утиліти

диспетчер процесів

блок управління файлами

Оболонка користувача

Ядро Linux — монолітне, воно складається з одно- Linux го файлу, а для розширення його функціональності можна використовувати модулі. Усі драйвери вбудовані в ядро, а більшість програм знаходяться в просторі користувача, в т. ч. графічна оболонка. Монолітна структура дає більше безпеки, оскільки якщо на етапі складання ядра відключити підтримку модулів, зловмисним програмам виконати свій код на рівні ядра буде неможливо. Останні новітні версії операційної системи Mac OS побудовані на ядрі операційної системи LINUX. У склад ядра Windows входять бібліотеки (DLL — від Windows англ. Dynamic-Link Library). Кожна бібліотека відповідає за свою функцію. Режим ядра можна адаптувати під роботу того чи іншого програмного забезпечення, через що може потерпати продуктивність роботи всієї системи. Виведенням на екран керує графічна підсистема ядра, що відповідає за всю роботу з графікою, в т. ч. і з оболонкою корситувача.

Розділ І. Програмне забезпечення та інформаційна безпека

Що означає дистрибутив? Дистрибутив (від анг. distribute переклад «поширювати») — це установчий пакет програми, який містить у собі всі потрібні компоненти. Поняття «дистрибутив» увійшло в наше життя порівняно недавно, приблизно під час зростання популярності вільних операційних систем сімейства Linux. Дистрибутивом називали скомпільований образ, що містить ядро, основні програми, оболонку робочого оточення й взагалі все, що було потрібно для установки працездатної системи. Наприклад, Linux — це ядро, на основі якого розроблено багато різних дистрибутивів даної ОС.

Debian Mandriva

Fedora

RedHat

Gentoo Linux Ubuntu

CentOS

Open Suse

До розробок різноманітних дистрибутивів Linux долучалися в різні часи і українські програмісти. Так, дистрибутив «KSI Linux 1.2» (90-ті роки) розроблявся в Україні Сергієм Кубушиним, який працював системним адміністратором найбільшого українського інтернет-провайдера Global Ukraine. Назва збірки є просто ініціалами автора — Кубушин Сергій Іванович. Дистрибутив «Black Cat» теж був розроблений в Україні. Його творцями були Леонід Кантер і Олександр Каневський. Їх основною метою було створення універсального дистрибутива, зручного для використання як сервера Internet/Intranet, так і в якості робочого місця або домашньої мультимедійної системи. Особлива увага при цьому приділялася підтримці російської й української мов. А ще у 2006 році компанія myLinux презентувала українську версію операційної системи Linux.

19

20

Розділ І. Програмне забезпечення та інформаційна безпека

«ОС myLinux є вітчизняним програмним продуктом, який може максимально задовольнити вимоги щодо надійності роботи, відповідності міжнародним відкритим і державним стандартам, підтримки української мови та безпеки інформації», — було заявлено на презентації продукту, але, як показало сьогодення, даному програмному продукту не вдалося стати популярним.

myLinux 3.1 OKO — дистрибутив захищеної операційної системи на базі ядра myLinux для автоматизованих систем класу АС1. Що означає Unix та Unix-подібна ОС? Перша система UNIX була розроблена в 1969 році в Bell Laboratories, колишній американській корпорації. UNIX — традиційно мережева операційна система, яка була призначена для програмістів. Саме тому система багатозадачна й розрахована на багато користувачів, здатна працювати на серверах, мобільних пристроях і різного роду робочих станціях. Незалежно від версії, спільними для UNIX рисами є: • використання простих текстових файлів для налаштування та керування системою; • широке застосування утиліт, що запускаються з командного рядка; • взаємодія з користувачем за допомогою віртуального пристрою — терміналу; • представлення фізичних та віртуальних пристроїв та деяких засобів міжпроцесової взаємодії у вигляді файлів; • використання конвеєрів із кількох програм, кожна з яких виконує одне завдання. Але сьогодні, коли говорять про операційну систему UNIX, найчастіше мають на увазі не конкретну ОС, а радше ціле сімейство UNIX-подібних операційних систем.

UNIX-подібна ОС — система, утворена під впливом UNIX. Слово UNIX використовується як знак відповідності та як торгова марка. UNIXподібними операційними системами є BSD и Mac OS. Linux — також

Розділ І. Програмне забезпечення та інформаційна безпека

iOS

Unix-подібна операційна система, яка основана на його принципах, але не використовує її код.

macOS

Перевір себе

Знання

Розуміння

Аналіз

ВЛАСНІ ДУМКИ

1. Н аведи приклади ОС, які не відносяться до сімейства Windows.

2. Назви основні відмінності Windows та Linux.

3. Дай відповідь на запитання на початку параграфа: «Чому можуть бути проблеми зі встановленням прикладної програми?»

4. Я к дізнатися, яка версія ОС встановлена на комп’ютері? Відшукай відповідь на питання в мережі Інтернет.

Дізнайся та запиши характеристики шкільного/домашнього комп’ютера. Проаналізуй, чи вдало підібрана встановлена на ньому ОС.

21

22

Розділ І. Програмне забезпечення та інформаційна безпека

5. З апропонуй ОС для комп’ютера із поданими параметрами. Обґрунтуй свою відповідь. А)

Процессор: AMD Athlon(tm) IIP340 Dual-Core Processor 2,20 GHz Встановлена пам’ять (ОЗУ):

4,00 ГБ

Б)

Класифікація ОС за основними ознаками Типи інтерфейсу користувача Кількість користувачів, що працюють одночасно Кількість завдань, виконуваних одночасно

Текстовий Графічний Однокорис­ тувацькі Багатокорис­ тувацькі

Однозадачні Багатозадачні

Кількість процесорів

Розрядність

Тип пристроїв

Тип використання ресурсів

Однопроцесорні Багатопроцесорні 32-розрядні 64-розрядні Для мейнфреймів, ПК, мобільних пристроїв тощо Локальні Мережеві

Розділ І. Програмне забезпечення та інформаційна безпека

23

§ 2. Інсталяції та деінсталяції програмного забезпечення Чому комп’ютер «не бачить» периферійний пристрій? Ознайомся з історією. Визнач проблему, поміркуй, як її вирішити.

Радісна новина: наша школа отримала новий комп’ютерний клас! Хто може мені допомогти підготувати його до роботи?

Нам залишилося підключити до ноутбука принтер.

І інтерактивну дошку до комп’ютера вчителя.

Також сканер до цього старенького комп’ютера, який залишився в нашому класі.

Усе під’єднав правильно, але чомусь нічого не відбувається?

І в мене таке враження, що я принтер І в мене теж навіть не під’єднав до чогось не комп’ютера. вистачає…

24

Розділ І. Програмне забезпечення та інформаційна безпека

Завдання № 1 Розглянь схему та малюнок. Поясни, як ти їх розумієш.

Драйвери

Пристрої

Комп’ютер

• О б’єднайтесь у групи і дайте від­повідь на запитання: 1) навіщо потрібно встановлювати драйвер; 2) чи для кожного комп’ютер­ного пристрою операційна система повинна мати драйвер?

Завдання № 2 Розглянь зображення фрагмента сторінки сайту, дай відповідь на запитання.

Завантаження драйверів NVIDIA Виберіть елементи зі списку нижче, щоб визначити відповідний для вашого продукту NVIDIA драйвер. Тип продукту: Серія продуктів:

TITAN NVIDIA TITAN Series

Сімейство продуктів:

NVIDIA TITAN RTX

Операційна система:

Windows 10 64-bit

Тип завантаження: Мова:

Драйвер Game Ready (GRD) English (India)

?

Розділ І. Програмне забезпечення та інформаційна безпека

• Я ку задачу може вирішити користувач, скориставшись пропозиціями на цьому сайті?

• Д о якої операційної системи пропонується дібрати драйвер?

• Д о якого пристрою добирається драйвер? Завдання № 3 Розглянь подане діалогове вікно та дай відповіді на запитання.

• Я ка назва діалогового вікна?

• Яку інформацію можна дізнатися в подібних вікнах?

• Які дії можна виконати в поданому діалоговому вікні?

25

26

Розділ І. Програмне забезпечення та інформаційна безпека

Завдання № 4

Виконай

Варіант А (якщо на комп’ютері встановлено ОС Windows): • Натисни комбінацію Win + R і введи в текстове поле команду dxdiag.

• Випиши, яка відеокарта встановлена на комп’ютері та обсяг пам’яті. Варіант Б (якщо на комп’ютері встановлено ОС Linux): • Введи команду Lspci | grep -i vga lspci -vvnn | grep VGA або Sudo lshw -class display • Випиши, яка відеокарта встановлена на комп’ютері та обсяг її пам’яті. Завдання № 5 1) Розглянь фрагмент вебсторінки та дай відповідь на запитання. Завантажити CCleaner

Українська

На цій сторінці ви можете безкоштовно завантажити різні версії популярної програми CCleaner українською мовою для операційних систем Windows, Mac OS і Android. Про програму CCleaner — програма для догляду за системою. Вона видаляє невикористовувані файли, дозволяючи ОС працювати швидше і звільняючи місце на жорстких дисках. Завантажити CCleaner для Windows Завантажити CCleaner для Apple Mac OS Завантажити CCleaner для Android

• Я кі можливості надає подана вебсторінка?

• Яке саме програмне забезпечення можна завантажити на цій сторінці?

• До якого класу можна віднести дану програму? Що саме вона виконує?

• Для яких операційних систем створено дану програму?

2) Опрацюй інформацію. На комп’ютер можна завантажити будь-який файл. Проте скачування файлів не завжди є законним чи безпечним. Завантажені файли можуть містити віруси або зловмисні програми, які завдають шкоди комп’ютеру і від яких складно позбутися. Визначити, чи безпечним є завантаження, тобі допоможуть такі поради:

Розділ І. Програмне забезпечення та інформаційна безпека

1. З авантажуй файли з надійних сайтів.

2. П еревіряй цифровий підпис (детальніше — у рубриці «Запитання-відповіді»).

3. З вертай увагу на файлові розширення. Віруси можуть міститися у виконуваних файлах. Як правило, розширеннями таких файлів є: .exe, .bat, .com, .dll, .cmd. Інколи зловмисники обманюють користувачів подвійними розширеннями. Наприклад, якщо розширенням файлу є jpg.exe, не завантажуйте такий файл, оскільки це не фотографія! Для перевірки файлу можна просканувати його одним із ресурсів, подібних до VirusTotal (достатньо скопіювати адресу ресурсу, з якого планується завантажити файл, вставити її у рядок на вкладці URL сайту VirusTotal.com та натиснути клавішу Enter).

3) Завантаж та інсталюй програму CCleaner.

• Перейди за посиланням https://ccleaner.org.ua/uk/download/. Перевір надійність цього ресурсу за допомогою сайту VirusTotal.com та завантаж безкоштовну версію програми CCleaner (з дозволу вчителя!).

• З найди офіційний сайт виробника цього програмного забезпечення.

• З найди відповідь на запитання: - Які умови використання даного ПЗ?

- Що означає графічна позначка завантаженого файлу?

- Чому після запуску файлу відкривається діалогове вікно, подібне до даного? Служба захисту користувачiв

Дозволити цій програмі вносити зміни на вашому пристрої? ССleaner Installer Перевірений видавець: Piriform Software Ltd Формат файлу: Жорсткий диск на цьому комп’ютері Розташування програми: ‘’D:\User\Desktop\ccsetup585.exe’’ Відобразити відомості про сертифікат цього видавця Змінювати, коли з’являються ці оповіщення Стисло Так

Ні

27

28

Розділ І. Програмне забезпечення та інформаційна безпека

• Я кий процес пропонується розпочати в наступному вікні? Що цей процес означає?

• Н авіщо потрібно ознайомлюватися з ліцензійною угодою та політикою конфіденційності під час інсталяції ПЗ?

• Який вибір пропонується зробити користувачу в діалоговому вікні «Налаштування»?

• Який процес є зворотним до процесу інсталяції?

• Які наслідки можуть бути, якщо не ознайомитися зі списком додаткових програм, які будуть встановлені на комп’ютер під час інсталяції пристрою чи іншої програми.

• Видали файл інсталяції.

Розділ І. Програмне забезпечення та інформаційна безпека

ЗАПИТАННЯ-ВІДПОВІДІ Що таке драйвер? Драйвер — комп’ютерна програма, за допомогою якої операційна система отримує доступ до певного пристрою та надає його іншим програмам. У загальному випадку для використання кожного пристрою, підключеного до комп’ютера, необхідний спеціальний драйвер. Найчастіше операційна система вже містить драйвери для ключових компонентів апаратного забезпечення, без яких система не зможе працювати. Однак для більш специфічних пристроїв (таких, як графічна плата, модем або принтер) можуть знадобитися спеціальні драйвери, які зазвичай надає виробник пристрою. Іншими словами, драйвери — це посередники між операційною системою і апаратними пристроями комп’ютера, що використовуються для обміну даних між ними. Як оновити драйвери на Windows 10, 8, 7? Драйвери створюються розробниками пристроїв, тому отримати їх можна на офіційних сайтах виробників або через Центр оновлення Windows. Оновлення відбуваються автоматично на регулярній основі, але це також можна робити і вручну. Інструкція, як оновити драйвери на Windows 10 вручну: 1. У поле пошуку на панелі завдань введіть «Диспетчер пристроїв» і відкрийте цей засіб.

2. Виберіть категорію пристроїв, у ній — потрібний пристрій та клацніть його значок правою кнопкою миші.

3. У меню виберіть «Оновити драйвер», а потім — «Автоматично шукати драйвери». У разі, якщо Windows не знаходить драйвер, спробуйте завантажити його з офіційного сайту розробника та встановити, дотримуючись наведених на сайті інструкцій. Як завантажити файл? Щоб зберегти файл або зображення на комп’ютері чи мобільному пристрої, завантажте його. За умовчанням файл буде збережено в папці «Завантаження».

1. Відкрийте браузер.

2. Відкрийте вебсторінку, з якої потрібно завантажити файл.

29

30

Розділ І. Програмне забезпечення та інформаційна безпека

3. З бережіть файл: натисніть посилання для завантаження або натисніть файл правою кнопкою миші та виберіть «Зберегти як». За потреби можна вказати місце для збереження файлу. i

Особливої уваги потребують файли з розширенням .exe, .dll, .bat: якщо ви вважаєте, що файл безпечний, натисніть «Зберегти». Якщо файл здається підозрілим, натисніть «Відхилити».

4. К оли файл завантажиться, ви побачите його внизу вікна вебпереглядача. Щоб відкрити файл, натисніть на його назву. Що таке інсталяція та деінсталяція? Будь-яке програмне забезпечення, що використовується в сучасних комп’ютерах, повинне взаємодіяти з ОС. Тому, перш ніж використовувати програму, її параметри мають бути узгоджені з ОС. Таке узгодження називається інсталяцією, або встановленням програми. Під час інсталяції відбувається копіювання всіх або окремих складових програми на жорсткий диск. Більшість сучасних програмних продуктів мають власну програму інсталяції. Після запуску інсталяції деякі програми пропонують ознайомитися з Ліцензійною угодою, що регламентує використання цієї програми. У разі прийняття умов інсталювання програми буде продовжено й вам буде запропоновано виконувати підказки, які ви будете бачити на екрані. Після введення всієї інформації почнеться процес копіювання файлів на жорсткий диск, після цього програма інсталяції створить програмну групу в головному меню та зареєструє встановлені компоненти. Після інсталяції може виникнути потреба в перезавантаженні комп’ютера. Команда для запуску програми буде включена: • для Windows — до меню Пуск Усі програми; • для Linux Ubuntu — до Панелі запуску та до Центру програмного забезпечення. Якщо ви не використовуєте програмний продукт, його можна деінсталювати (видалити). Під час деінсталяції також вносяться зміни до системних файлів, тому не можна просто вилучити файли (папки) програми з комп’ютера. Потрібно скористатися програмою деінсталяції конкретної програми або системною утилітою для видалення програм: • для Windows — у вікні Програми та компоненти (Пуск Панель керування Програми та компоненти);

Розділ І. Програмне забезпечення та інформаційна безпека

• д ля Linux Ubuntu — у вікні Центру програмного забезпечення (Панель запуску Центр програмного забезпечення). Як перевірити цифровий підпис файлу? Цифровий підпис — криптографічний (зашифрований стійким алгоритмом) набір даних, який гарантує відсутність модифікацій у файлі. Для перевірки цифрового підпису потрібно вибрати команду «Властивості» із контекстного меню файлу (ОС Windows).

31

32

Розділ І. Програмне забезпечення та інформаційна безпека

Найчастіше підписують електронним цифровим підписом файли програм, зокрема інсталяторів. Також досить часто цифровий підпис можна зустріти у динамічних бібліотеках (файли з розширенням .dll ), драйверах. Системні файли ОС Windows і майже всі драйвери мають цифровий підпис (інсталяцію непідписаних драйверів ОС Windows блокує). Це дає ОС можливість захищати ключові системні файли від небажаних модифікацій. Перш за все це стосується драйверів. Вони працюють на рівні ядра, що дає їм безмежні можливості, але в той же час збій у драйвері може призвести до повної зупинки роботи ОС (у результаті якої відображається так званий «синій екран смерті»). У Windows 10 є вбудований інструмент, який можна використовувати для швидкого пошуку змінених файлів і непідписаних драйверів. Щоб перевірити всі цифрові підписи системних файлів і драйверів у Windows 10, виконайте такі дії: 1. Натисніть клавіші Win + R. 2. У діалоговому вікні «Виконати» введіть команду sigverif, натисніть Enter, а потім — кнопку «Почати».

3. Після перевірки буде створено файл журналу C:\Users\Public\ Documents\sigverif.txt Приклад журналу:

Які бувають ліцензії на програмне забезпечення? Ліцензія на програмне забезпечення — правовий документ, що визначає правила використання та поширення програм. На комп'ютерні програми поширюється дія Закону України «Про авторське право і суміжні права» і їх використання можливе лише за умови дотримання вимог цього закону, а також вимог ліцензії, з якою користувач погоджується, установлюючи програму на свій комп'ютер.

Розділ І. Програмне забезпечення та інформаційна безпека

Є кілька видів ліцензій на комп'ютерні програми: 1) Комерційна ліцензія передбачає, що користувач оплачує вартість використання даної програми на одному чи кількох зазначених в ліцензії комп'ютерах, серед них розрізняють: • « коробкові» — ці версії ліцензії продаються зазвичай для одного екземпляра програми, містять носій, на якому записана програма, та інструкцію до її використання разом із ключем для встановлення; • ОEМ (англ. Original equipment manufacturer — оригінальний виробник обладнання) — ліцензія, що надається на один екземпляр програми разом із певним комп'ютерним обладнанням, наприклад з ноутбуком; підтвердженням ліцензії є спеціальна наклейка; • корпоративна ліцензія — ліцензія на кілька копій програми для використання, наприклад на комп'ютерах навчальних закладів.

2) Пробна або trial (випробування) ліцензія на комерційне ПЗ, яка надається для пробного використання програми протягом певного часу (зазвичай близько місяця) або на певну кількість запусків програм. При цьому можуть працювати не всі функції програми.

3) Ліцензія на вільне використання або freeware (англ. freeware — вільний товар) — ліцензія, яка передбачає вільне використання програм без виплати винагороди автору, але не передбачає можливості внесення змін у програму.

4) Із відкритим вихідним кодом або open source — ліцензія на вільне програмне забезпечення, що передбачає не тільки безкоштовне використання програм, але й право на їхню модифікацію.

Перевір себе

Знання

Розуміння

Аналіз

Створення

ВЛАСНІ ДУМКИ

1. Назви типи ліцензій на програмне забезпечення, які ти знаєш.

2. П оясни, навіщо потрібен драйвер пристрою.

3. Поясни, як ти розумієш процес інсталяції та деінсталяції програм.

4. Поясни, яку інформацію ти отримав/ла із наведених знімків екрана (с. 34, А, Б) і як ти її розумієш.

5. З апропонуй різні варіанти вирішення проблеми, що описана на початку параграфа.

6. Склади поради щодо дотримання інформаційної безпеки на кожному етапі інсталяції ПЗ (с. 34, В).

33

34

Розділ І. Програмне забезпечення та інформаційна безпека

А)

Системні повідомлення ядра Linux версії 3.0, що завантажується на архітектурі x86 Тип

Ядро операційної системи

Автор(и)

Лінус Торвальдс

Розробники Лінус Торвальдс (засновник) та велика спільнота Стабільний випуск

5.7 (1 червня, 2020; 17 місяців тому)

Мова програмування

C, Асемблер

Ліцензія GNU General Public License лише версії 2 плюс різні ліцензовані блоби Вебсайт

Б)

www.kernel.org

CCleaner 5.24.5841 з українським інтерфейсом на Windows Тип

дискова утиліта

Розробник

Piriform

Перший випуск

23 вересня 2003; 18 років тому

Стабільний випуск Windows: 5.67.7763 Mac: 1.17.603 (Windows: 28 травня 2020; 17 місяців тому Mac: 22 серпня 2019; 2 роки тому)

В)

Платформа

x86 / x64

Операційна система

Windows XP—10, Mac OS X 10.6—10.11, Android

Мова програмування

C++

Доступні мови

багатомовна (47 мов)

Українська

так

Стан розробки

активний розвиток

Ліцензія

вільна

Розділ І. Програмне забезпечення та інформаційна безпека

§ 3. Стиснення та архівування даних Як та навіщо стискаються дані?

Хто мені пояснить: я зробила світлини через камеру свого смартфона, він робить якісні кадри розміром 4000х3000 пікселів. Я вже надрукувала ці світлини і вони вийшли якісними. Потім переслала їх своїй подрузі, але вони чомусь неякісні((( А як саме ти переслала світлини?

Через Viber

Завдання № 1

Ну тоді проблема зрозуміла...

Виконай дії:

1. Ознайомся із алгоритмом № 1.

2. У робочому зошиті створи таблицю 1 за зразком та запропонуй двійковий код для кожної команди. Таблиця 1

Увімкни світлодіод

Перейди ліворуч

Перейди праворуч

Перейди вниз

3. Дай відповіді на запитання: • Скільки біт знадобилося для кодування однієї команди? Чому саме така кількість?

35

36

Розділ І. Програмне забезпечення та інформаційна безпека

Задача:

Позиція виконавця

Було

Стало

Позиція виконавця

4. Полічи інформаційний обсяг запису даного алгоритму у двійковому коді.

5. Порівняй алгоритм № 1 із алгоритмом № 2.

6. У робочому зошиті створи таблицю 2 за зразком та запропонуй двійковий код для кожної команди алгоритму № 2.

7. Дай відповідь на запитання: • С кільки біт знадобилось для кодування однієї команди?

8. Полічи інформаційний обсяг алгоритму № 2. Порівняй інформаційний обсяг алгоритму № 1 та алгоритму № 2. Зроби висновки.

Алгоритм № 1 1. Увімкни світлодіод 2. Перейди праворуч 3. Перейди праворуч 4. Увімкни світлодіод 5. Перейди праворуч 6. Перейди вниз 7. Увімкни світлодіод 8. Перейди ліворуч 9. Перейди ліворуч 10. Увімкни світлодіод 11. Перейди ліворуч 12. Перейди вниз 13. Увімкни світлодіод 14. Перейди праворуч 15. Перейди праворуч 16. Увімкни світлодіод 17. Перейди праворуч 18. Перейди вниз 19. Увімкни світлодіод 20. Перейди ліворуч 21. Перейди ліворуч 22. Увімкни світлодіод 23. Перейди ліворуч 24. Перейди вниз Алгоритм № 2 Повтори 2 рази 1. Увімкни світлодіод 2. Перейди праворуч 3. Перейди праворуч 4. Увімкни світлодіод 5. Перейди праворуч 6. Перейди вниз 7. Увімкни світлодіод 8. Перейди ліворуч 9. Перейди ліворуч 10. Увімкни світлодіод 11. Перейди ліворуч 12. Перейди вниз

Розділ І. Програмне забезпечення та інформаційна безпека Таблиця 2

Увімкни світлодіод

Перейди ліворуч

Перейди праворуч

Перейди вниз

Повтори 2 рази

Завдання № 2 Ознайомся в рубриці «Запитання-відповіді» із методом стиснення даних RLE та поясни, як із ряда 1 було отримано ряд 2? Ряд 1 Ряд 2 2 Закодуємо?

У середовищі Makecode допиши поданий код, так щоб micro:bit демонстрував послідовне ввімкнення світло­ діодів у відповідності до описаної у завданні 1 задачі.

Завдання № 3 Розшифруй повідомлення:

А) з2омагазин Б) Ж у2жить у Жені Жук у жмені. «10Ж»! В) 5 а баю бай, 5а баю бай 5а баю бай, 5а засинай

37

38

Розділ І. Програмне забезпечення та інформаційна безпека

• Д ай відповідь на запитання: Яке повідомлення (зашифроване чи розшифроване) довше?

• С клади словесний алгоритм стиснення повідомлень даним методом. Завдання № 4 Ознайомся із двома ко­до­вими таблицями. Ворона проворонила вороненя. символ

Код символу

Словникова одиниця

Код символу

в

0000

ворон

000

о

0001

а

001

р

0011

про

011

а

0010

еня

100

н

0100

ил

111

п

0101

и

0110

л

0111

е

1000

• З апиши два варіанти повідомлення «Ворона проворонила вороненя», спираючись на подані в таб­ лиці коди.

я

1100

• Визнач коефіцієнт стиснення.

Завдання № 5 Дізнайся в мережі Інтернет, що об’єднує зображені програми і чим вони різняться.

Linux

macOS

Android

iOS

Ark

Stuffit Expander

RAR

iZip Pro

FileRoller

BetterZip

WinZip

WinZip

• Доповни цей список. Завдання № 6 Розглянь подані вікна. Виконай завдання та дай відповіді на запитання.

Розділ І. Програмне забезпечення та інформаційна безпека

• П орівняй довжину двійкового коду повідомлення до та після стиснення. Спробуй описати алгоритм стиснення, який тут застосовувався.

• Визнач формат даних в архіві та заархівованого файлу.

• Я кий процес почнеться, якщо натиснути на файл в архіві два рази лівою клавішею миші?

• Які дії можна виконати з поданим архівом?

• Який коефіцієнт стиснення отримано в результаті архівування файлу?

39

40

Розділ І. Програмне забезпечення та інформаційна безпека

ЗАПИТАННЯ-ВІДПОВІДІ Навіщо стискати інформацію? Сьогодні стиснення інформації є досить важливою процедурою, без якої дані просто не вмістилися б на наявних носіях. Навіть якщо будь-який користувач може придбати сучасний накопичувач даних, варто зазначити, що з кожним роком обсяг інформації зростає. Всього 10 років тому обсяг стандартного відеофільму не перевищував 700 МБ. Сьогодні обсяг фільмів у HD-якості може досягати декількох десятків гігабайт. У яких випадках виникає необхідність стиснення даних?

• Пересилання даних електронною поштою. Часто бувають ситуації, коли потрібно переслати великі файли. Завдяки стисненню можна істотно зменшити їх розмір. Особливо це важливо для пересилання інформації через мобільні пристрої.

• Публікація на інтернет-сайтах і порталах. Процедура стиснення проводиться для зменшення обсягу документів, які використовуються для публікації на різних інтернет-ресурсах. Це дозволяє значно заощадити трафік.

• Економія вільного місця на диску. Коли немає можливості додати в систему нові пристрої для зберігання інформації, можна використати процедуру стиснення для економії вільного простору на диску.

• У багатьох інших випадках. За якими критеріями оцінюють процеси та результати стиснення даних? Стиснення інформації — процес, що має досить давню історію, набагато давнішу, ніж історія розвитку обчислювальної техніки. Під час цього процесу форма подання інформації стає компактнішою. Основ­ними технічними характеристиками процесів стиснення і результатів їх роботи є: • ступінь стиснення (різниця між нестиснутими та стиснутими даними); Коефіцієнт стиснення визначається як відношення обсягу вихідних даних до обсягу стиснутих. Його можна обчислити за формулою:

k=

So Sc

Розділ І. Програмне забезпечення та інформаційна безпека

де k — коефіцієнт стиснення; So — обсяг вихідних даних; Sc — обсяг стиснутих даних. Таким чином, що вище коефіцієнт стиснення, то ефективнішим вважається алгоритм, за яким виконують стиснення.

• ш видкість стиснення; • якість стиснення (величина, яка показує, наскільки стиснуті дані можна стиснути ще більше в результаті застосування цього ж або іншого алгоритму). Існує два основних типи стиснення даних: з втратами (lossy) і без втрат (lossless). Стиснення без втрат простіше для розуміння. Його основною властивістю є те, що зі стиснутих даних можна відновити точну копію початкових даних. І навпаки — стиснення з втратами не гарантує можливості відновити ті самі вихідні дані. Це здається недоліком, але для певних типів даних, таких як зображення і звук, відмінність між відновленими і вихідними даними може бути несуттєвою. У загальному випадку алгоритми стиснення з втратами забезпечують вищий коефіцієнт стиснення, ніж алгоритми стиснення без втрат (в іншому випадку їх не варто було б використовувати взагалі). Для прикладу можна порівняти призначений для зберігання зображень формат із втратами JPEG з форматом без втрат GIF. Безліч форматів потокового аудіо і відео, які використовуються в мережі Інтернет для завантаження мультимедійних даних, є алгоритмами стиснення з втратами. Які існують алгоритми стиснення даних без втрат? Без втрат Алгоритм RLE (кодування повторень)

R R R R B B B B R R R G G G G G G B B B B 4 R

4 B

3R

4 R 4 B

3R

6G 6G 4 B

Графічні формати: PCX, BMP, TGA, PSD

4 B

41

42

Розділ І. Програмне забезпечення та інформаційна безпека

Метод стиснення RLE (Run-length encoding) або кодування повторень — це, напевно, найбільш простий алгоритм стиснення даних, у якому символи, що повторюються, замінюються на один символ і число його повторів. Наприклад, рядок «aaaabbbccd» пісПерелік форматів стисля кодування повторень перетворюнення без втрат: ється на рядок «4a3b2c1d», тобто, замість 10 символів, ми отримуємо 8.

1. Універсальні: Основним недоліком цього алгорит1.1. Zip; му є його вкрай низька ефективність 1.2. 7-Zip; на послідовностях символів, які не 1.3. RAR; повторюються. Наприклад, якщо 1.4. GZip розглянути послідовність «АБАБАБ» 1.5. PAQ та ін.

(6 байт), то після застосування ал2. Аудіо: горитму RLE вона перетвориться в 2.1. F LAC (Free Lossless «1А1Б1А1Б1А1Б» (12 байт). Для виAudio Codec); рішення проблеми символів, які не 2.2. Monkey’s Audio (APE); повторюються, існують інші методи.

2.3. TTA (True Audio); Наприклад, в основу алгоритму Лем2.4. TTE; пеля-Зіва покладено принцип коду2.5. LA (LosslessAudio); вання лексичних одиниць групами 2.6. RealAudio Lossless; байт фіксованої довжини. Результат 2.7. WavPack та ін. кодування зводиться в таблицю, 3. Зображення: утворюючи так званий словник.

3.1. BMP; В основі алгоритму Хаффмана покла3.2. GIF; дено досить просту ідею: замість того, 3.3. PNG; щоб кодувати всі символи бітовими 3.4. TIFF; послідовностями однакової довжини, 3.5. JPEG 2000. раціональніше ті символи, що трапля4. Відео: ються частіше, кодувати коротшими 4.1. CorePNG; послідовностями бітів, а більш рідкісні 4.2. FFV1; символи — довшими. У результаті, як 4.3. H.264/MPEG-4 AVC. правило, повідомлення виходить коротшим, тобто стискається. Які існують методи стиснення даних із втратами? Перевага методів стиснення із втратами над методами стиснення без втрат полягає в тому, що перші істотно перевершують ступінь стиснення, задовольняючи поставлені вимоги. Методи стиснення із втратами часто використовуються для стиснення звуку або зображень (у такому випадку їх називають кодеками). Стиснутий таким методом файл може сильно відрізнятися від оригіналу, якщо

Розділ І. Програмне забезпечення та інформаційна безпека

порівнювати окремі біти, але практично не відрізняється для людського вуха або ока. Тобто такі методи враховують особливості будови органів чуттів людини. Наприклад, кодек MP3 — це кодек третього рівня, розроблений командою MPEG, ліцензований формат файлу для зберігання аудіоінформації. У форматі MP3 використовується алгоритм стиснення з втратами. Принцип стиснення полягає в зниженні точності деяких частин звукового потоку, яке вухо людини майже не сприймає. Даний метод називають кодуванням сприйняття. При цьому на першому етапі будується діаграма звуку у вигляді послідовності коротких проміжків часу, потім на ній видаляється інформація, непомітна людському вуху. Інформація, яка залишається, зберігається в компактному вигляді. Даний підхід схожий на метод стиснення зображень у форматі JPEG. Приклад відео з різнем ступенем стиснення: http://bit.do/fSPXV Сьогодні багато мультимедійного контенту пересилається через різноманітні месенджери, які для швидкості передавання даних автоматично їх стискають. Якщо користувач має бажання передати дані без стиснення, для цього потрібно або відповідно налаштувати месенджер, або скористатися командою «Відправити файл без стиснення» (мінус такого способу в тому, що отримувач не зможе попередньо переглянути надіслане йому зображення. Спершу йому потрібно скачати файл). Наприклад, стандартно вайбер відправляє фотографії та картинки у зниженій якості. Щоб зображення виглядали краще, користувачу потрібно натиснути «Додатково» та перейти у розділ «Параметри» — «Мультимедійні файли та пам’ять» — «Якість фото», в якому обрати замість «Хороша» значення «Відмінна». Що таке програми-архіватори? При збереженні, резервному копіюванні інформації тощо, якої б місткості не були ваші диски, завжди бажано стиснути файли так, щоб вони займали якомога менше місця. Найпростіше це зробити за допомогою програм-архіваторів. Архіватор — комп’ютерна програма, що здійснює стиснення даних в один файл архіву для легшого передавання або компактного його зберігання. Додаткові переваги архівування:

43

44

Розділ І. Програмне забезпечення та інформаційна безпека

- С творення одного файлу архіву замість декількох файлів даних. Це дуже зручно, зокрема, для електронного листування.

- М ожливість відновлення інформації з архіву після технічних проблем із пристроями, програмами, після вірусних атак (за умови, що вірус не зачепив власне архівний файл). Назви поширених програм для архівації: ARK, ZIP, WinZIP, PeaZip, 7-Zip (7z), TAR, GZIP, BZIP2, COMPRESS, ARJ, WinRAR. Які операції можна виконувати над архівами?

• c творення нового архіву; • д одавання файлів у архів; • в идобування файлів з архіву; • о новлення файлів в архіві; • с творення саморозпаковуваних архівів (англ. self-extract archive) тобто тих, що можуть розпаковуватися навіть без програм-архіваторів; • c творення багатотомного архіву; • з ахист архіву паролем від несанкціонованого доступу; • п ерегляд вмісту без попереднього видобування; • п ошук файлів і даних всередині архіву; • п еревірка на віруси в архіві до розпаковування; • в ибір і налаштування коефіцієнту стиснення. Які формати мають файли архівів?

RAR Формат Архіватор «Рідний» формат архіватора WinRAR, файлу архіву який, на жаль, не є безкоштовним. .arj ARJ Формат забезпечує високий коефіці.bz2 єнт, але не найкращу швидкість стисBZIP2 нення. Утім, в архіваторі WinRAR ці .gz GZIP параметри можна варіювати. .rar WinRAR ZIP .tar TAR Мабуть, найпоширеніший формат архівів. Його підтримує, зокрема, .z COMPRESS ОС Windows, тобто ZIP-архіви можZIP, PKZIP, на відкривати у Windows як звичай.zip WinZIP ні папки.

7z .7z 7-ZIP Сучасний формат, що підтримується безкоштовним архіватором 7-Zip. Для багатьох типів даних забезпечує найкраще співвідношення між коефіцієнтом і швидкістю стиснення.

Розділ І. Програмне забезпечення та інформаційна безпека

Як створити резервну копію файлів? Більшість ОС мають у своєму складі засоби створення резервних копій даних. Ці програми, зазвичай, здійснюють копіювання даних для відновлення ОС на тому самому або іншому диску, також створюють архіви файлів користувача. Для створення резервних копій файлів у ОС Windows необхідно: 1) Відкрити вікно налаштувань архівування і відновлення файлів (Пуск Панель керування Резервне копіювання та відновлення).

2) Вибрати посилання «Настроювання резервного копіювання» (для першого запуску резервного копіювання) або посилання «Змінити параметри для наступних».

3) Указати пристрій, на який буде записано архівний файл.

4) Указати перелік папок з файлами, що будуть включені до резервної копії.

5) Змінити, за потреби, розклад здійснення автоматичного резервного копіювання.

6) Розпочати процес створення архіву даних користувача вибором кнопки «Зберегти настройки та запустити резервне копіювання». Для створення резервних копій у ОС Linux слід відкрити вікно системних параметрів (Панель запуску Системні параметри) та в групі «Системна» запустити програму «Резервні копії». У вікні програми можна вибрати папки, що будуть включені до резервних копій, розміщення сховища для резервних копій, налаштувати параметри автоматичного резервування тощо. За допомогою кнопки «Відновлення» можна розпочати відновлення даних зі збереженої раніше резервної копії даних. Як створити резервну копію даних пристрою Android і відновити їх? Ви можете створювати резервні копії контенту, даних і налаштувань телефона в обліковому записі Google. Цю інформацію можна відновити на тому самому або іншому телефоні Android. Процес відновлення даних відрізняється залежно від телефона і версії Android. Не можна відновити резервну копію новішої версії Android на телефоні зі старішою версією. Ви можете налаштувати на телефоні автоматичне зберігання резервних копій даних. Один із алгоритмів увімкнення резервного копіювання: 1) На телефоні Android потрібно встановити додаток Google One. 2) Знайти розділ «Створіть резервну копію даних телефона» та натиснути «Докладніше» (обрати потрібні налаштування,

45

46

Розділ І. Програмне забезпечення та інформаційна безпека

за необхідності дозвольте сервісу «Резервна копія» з Google One створювати резервні копії зображень і відео через Google Фото).

3) Натиснути «Увімкнути». Резервне копіювання Google One може тривати до 24 годин. Коли дані буде збережено, під вибраними типами даних з’явиться статус «Увімкнено».

Перевір себе

Знання

Аналіз

Створення

Власні ДУМКИ

1. Назви відомі тобі архіватори та формати архівних файлів.

2. Наведи приклади ситуацій, у яких виникає необхідність стиснення даних.

3. Для чого потрібні резервні копії даних? Наведи приклади ситуацій, у яких резервна копія даних допоможе вирішити проблему.

4. Виконай. a) Створи папки «Тексти», «Зображення», «Аудіо»; b) знайди на комп’ютері або в Інтернеті файли текстів, зображень та аудіо і скопіюй їх у відповідні папки; c) стисни окремо кожну папку, проаналізуй результати стиснення даних, знайди коефіцієнти стиснення; d) стисни всі архіви, з’єднавши їх в один, проаналізуй результати стиснення даних, знайди коефіцієнт стиснення; e) р озархівуй загальний архів, до архіву «Зображення» додай ще два файли із зображеннями; f) зроби висновки щодо того, дані яких типів стискаються краще, а яких — гірше. Спробуй пояснити чому.

5. Поясни, яким чином можна стиснути дані.

6. У методі стиснення Хафмана частіші символи кодуються коротшими послідовностями бітів, а рідкісніші — довшими. Спробуй пояснити, чому не можна закодувати всі символи коротшими бітовими послідовностями, ніж у вихідних даних. Закодуємо?

Закодуй рядок даних «SSSSOOOEEERROOOAAYYYYYDDDDOEUU UUUWWWWJJJORRUUUUUUUUUUXXXKHHHHHHMMMMMMGGGL LLLLLLJJJJ» методом RLE.

Розділ І. Програмне забезпечення та інформаційна безпека

§ 4. Інформаційна безпека Чи може інформація бути небезпечною? Завдання № 1 Об’єднайтесь у групи та опрацюйте наступну інформацію: «Комп’ютерний вірус-вимагач Petya.A, схожий на WannaCry, атакував українські банки, державні та приватні компанії. У Національному банку України назвали це найбільшою хакерською атакою. Вірусу, зокрема, піддалися сайти Міністерства внутрішніх справ України, Секретаріату Кабінету Міністрів України, Державна фіскальна служба, Нова пошта, Укртелеком, Ощадбанк, Київенерго, заправки «Вог», мобільний оператор «Київстар», магазини «Епіцентр» та багато інших. В аеропорту «Бориспіль» перестало працювати табло, однак міністр інфраструктури запевнив, що попри атаку київські аеропорти та «Укрзалізниця» працюють у звичайному режимі. Вірус атакував також сайт Чорнобильської АЕС, через що співробітники станції перейшли на ручний моніторинг радіації. Кіберполіція повідомила про атаку щонайменше на 22 установи як у Києві, так і в інших містах України. За фактом кібератаки поліція відкрила кримінальне провадження за статтею 361 Кримінального кодексу України. У СБУ повідомили, що ураження вірусом Petya.A сталося після відкриття файлу в листі, надісланому на електронну пошту українським установам».

20:35, 27 June 2017

Рекомендації СБУ щодо вірусу: - не перезавантажуйте увімкнений комп’ютер, який нормально працює — вірус спрацьовує саме при перезавантаженні і зашифровує всі файли на комп’ютері; - збережіть найцінніші файли на окремий, не підключений до комп’ютера носій, в ідеалі — резервну копію разом з операційною системою; - перевірте, чи працюють антивірусні програми, за необхідності оновіть; - уважно ставтеся до всіх листів, не завантажуйте і не відкривайте вкладення з невідомих адрес.

47

48

Розділ І. Програмне забезпечення та інформаційна безпека 18:46, 27 June 2017

Державна фіскальна служба повідомила, що тимчасово призупинено з 18:00 год 27.06.2017 приймання електронних документів (звітності, податкових накладних та інших). «Усі електронні документи, що надійшли до ДФС до 18:00, будуть оброб­ лені днем прийняття», — додали в ДФС. Також заблоковано роботу відділень банків у пунктах пропуску на кордоні. Водночас у ДФС зазначають, що домовилися з «Укргазбанком» щодо гарантування приймання платежів у автономному режимі.

17:33, 27 June 2017

Секретар Ради Національної безпеки і оборони Олександр Турчинов заявив, що наразі фахівці з питань кібербезпеки працюють у режимі швидкого реагування. При цьому він акцентував, що всі держустанови, які виконували рекомендації Національного координаційного центру кібербезпеки та були включені до захищеного контуру (захищений вузол інтернет-доступу), не зазнали пошкоджень. За матеріалами сайту hromadske.ua

Обговоріть у групах: • Що таке вірусна атака? Що вам відомо про подібні випадки?

• Які можуть бути наслідки таких атак?

• Яких правил потрібно дотримуватися, щоб уникнути більшості неприємних наслідків і таких дій? Завдання № 2 Ознайомся з інформацією. За змістом повідомлення склади ланцюжки Подія—наслідок: А) З а результатами соціологічного дослідження цифрової грамотності населення України стало відомо, що 34 % українців ставали жертвами шахрайства протягом року. Найчастіше за все — це отримання шахрайських повідомлень. Найбільше постраждали 46,1 % осіб із вадами слуху та 49,5 % — молодь віком від 10 до 17 років. Б) З а даними дослідження Інституту соціології НАН України майже 28 % дітей готові переслати свої світлини незнайомим людям, 17 % дітей без сумнівів погоджуються повідомити особисту інформацію про себе і свою родину.

Розділ І. Програмне забезпечення та інформаційна безпека

В) За статистикою сайту «OLX» частка кібершахрайства в онлайн-шопінгу з використанням сайтів-підробок становить майже 0,4 % від усіх транзакцій. Загалом кількість осіб, які потрапили у 2020 році у фішингову пастку під час купівлі чи продажу товарів, за даними платформи складає приблизно 20 тис. З них 12 369 (62 %) не втратили гроші завдяки уважності, знанням правил та вчасному зверненню до служби підтримки OLX. Кількість тих користувачів, хто передав особисті дані шахраям та втратив гроші, приблизно 7 700 осіб.

• Назви, яка ще небезпека може очікувати користувачів мережі Інтернет і правила безпечного використання ресурсів мережі.

• Ознайомся з інформацією на сайті https://stop-sexting.in.ua/ • Ознайомся та пошир ці посилання серед своїх друзів: http://bit.do/fSNwT http://bit.do/fSNwY Завдання № 3 Розглянь подані вікна і підготуй коротку розповідь про те, які вбудовані функції ОС допомагають користувачу не втратити цілісність або взагалі наявність даних.

49

50

Розділ І. Програмне забезпечення та інформаційна безпека

• Обговоріть у групах, яка з ОС найбільш уразлива шкідливим ПЗ. Завдання № 4 Розглянь, які налаштування можна встановити у браузері Google Chrome. Поясни, які налаштування ти обереш і чому. айти можуть показувати спливаючі вікна С та використовувати переспрямування Заборонити сайтам надсилати спливаючі вік­ на або використовувати переспрямування Сайти можуть просити доступ до геоданих аборонити сайтам переглядати ваше З місцезнаходження Функції, яким потрібен доступ до геоданих, не працюватимуть

Сайти можуть просити доступ до камери Заборонити сайтам доступ до камери Функції, яким потрібна камера, не працюватимуть

• Опрацюй інформацію. Для забезпечення захисту від фішингу та шкідливого програмного забезпечення Google Chrome використовує такі технології: Безпечний перегляд. Завдяки технології безпечного перегляду при спробі переходу на вебсайт, який потенційно може створювати загрозу, користувач буде бачити повідомлення із попередженням.

Розділ І. Програмне забезпечення та інформаційна безпека

Тестування. Тестування дозволяє запобігти установці шкідливого програмного забезпечення на комп’ютер. Автоматичне оновлення. Для того щоб гарантувати захист за допомогою останніх доступних оновлень безпеки, браузер періодично виконує перевірку наявності оновлень. Корисні пора ди

При введенні конфіденційної інформації на сторінці браузера переконайся, що зліва від URL сайту в адресному рядку відображається позначка замка, яка означає, що сайт використовує SSL. SSL — криптографічний протокол, який забезпечує встановлення безпечного з’єднання між клієнтом і сервером. Детальніше: http://bit.do/fSSbM Завдання № 5 У налаштуваннях браузера Google Chrome було виконано перевірку Перевірка безпеки Виконати перевірбезпеки (Налаштування ку). Склади рекомендації користувачу цього комп’ютера у відповідності до поданих даних.

Щойно виконано перевірку безпеки Оновлення Chrome оновлено

Паролі 3 ненадійні паролі

Безпечний перегляд Безпечний перегляд вимкнено. Chrome радить увімкнути його

Розширення Вимкнено 1 потенційно шкідливе розширення. Його також можна видалити

Програмне забезпечення на пристрої Вебпереглядач Chrome не виявив шкідливого програмного забезпечення на вашому комп’ютері. Перевірено 3 години тому

51

52

Розділ І. Програмне забезпечення та інформаційна безпека

Завдання № 6 Порівняй пропозиції декількох антивірусних програм. Антивірусна програма № 1

Антивірусна програма № 2

Захисти себе від вірусів, програмвимагачів, шпигунських і інших шкідливих програм

Блокування загроз в режимі реального часу і лікування файлів

Блокуйте небезпечні посилання, завантаження і вкладення електрон­ ної пошти

Безпека покупок, перегляду вебсторінок і банківських операцій

Сканувати свій ПК на наявність проблем із продуктивністю.

Блокування набридливої реклами Захист домашньої мережі

Отримайте оновлення захисту в режимі реального часу

Захист конфіденційності

Блокуйте всі віддалені атаки за допомогою функції «Захист від віддаленого доступу»

Автоматичне створення і безпечне зберігання паролів

Забезпечте захист від зловмисників, використовуючи покращений брандмауер

Захист облікових записів інтернетслужб

Захист покупок і банківських операцій онлайн

Автоматичне оновлення програм і драйверів

Підвищіть безпеку платежів, уникаючи проблемних сайтів

Пошук та усунення несправностей програмного забезпечення

Блокуйте спам, шахрайські і фішингові листи

Сканування ПК і створення додаткового дискового простору

Цілодобова підтримка по телефону і в чаті

Анонімність перегляду вебсторінок

Антивірусна програма № 3 Вартовий (файловий монітор)

Антифішинг

Здійснює постійний моніторинг системи Блокує сайти, створені для крадіжки перна наявність загроз сональних даних

Розділ І. Програмне забезпечення та інформаційна безпека

Інспектор (поведінковий аналізатор)

Менеджер автозапуску

Слідкує за програмами, встановленими на комп’ютер, з метою виявлення шкідливої активності

Дозволяє переглянути список програм, які завантажуються автоматично із запуском операційної системи та вивантажити програми із автозапуску

Поштовий фільтр

Віртуальна клавіатура

Сканує пошту на наявність загроз

Збереже пароль від крадіжки зловмисниками

USB-захист

Оптимізатор

Унеможливлює проникнення вірусних загроз через змінні накопичувачі

Дозволяє виявити сміттєві файли системи та вивільнити місце на диску

Еврестичний аналізатор

Батьківський контроль

Аналізує код програмного забезпечення Надає ефективний інструмент контролю на предмет його збігів із вірусами батькам за активністю дитини за ПК

Брандмауер (мережевий екран)

Менеджер процесів

Налаштовує правила вхідних та вихідних з’єднань для програм, встановлених на ПК

Виконує функцію вбудованого диспетчера програм та процесів, дозволяє контролювати та управляти запущеними програмами/процесами

Антиспам

Приватність даних

Блокує проникнення спам-повідомлень на ПК користувача

Дозволяє очистити дані профілів користувача в браузерах та забезпечити таким чином приватність роботи в мережі

• Яку антивірусну програму з цього списку ти обереш і чому? Завдання № 7 Завітай на сайт української антивірусної компанії «Zillya» https://zillya.ua/ Ознайомся зі сторінкою «Про нас» та дай відповіді на запитання.

• Ч им займається компанія?

• Якими досягненнями пишається?

• Які ти ще знаєш антивірусні програми?

53

54

Розділ І. Програмне забезпечення та інформаційна безпека

ЗАПИТАННЯ-ВІДПОВІДІ Чому потрібно захищати інформацію? Багато рис інформаційного суспільства вже присутні в сучасному житті розвинених країн. Комп’ютери контролюють роботу атомних реакторів, розподіляють електроенергію, керують літаками і космічними кораблями, визначають надійність систем оборони країни і банківських систем, тобто використовуються у сферах суспільного життя, що забезпечують добробут і життя безлічі людей. Життєво важливою для суспільства стає проблема інформаційної безпеки діючих систем зберігання, передавання та опрацювання інформації.

У 2020 році Нацполіція викрила більше ніж 5 000 кіберзлочинів «Шахрайства з платіжними картками, крадіжки грошей з банківських рахунків, розповсюдження комп’ютерних вірусів, викрадення хакерами персональних даних громадян, онлайн-торгівля наркотиками, протидія піратству та поширенню протиправного контенту — це далеко не повний перелік завдань кіберполіції. Загалом минулого року було зареєстровано понад 5 000 кіберзлочинів». За матеріалами www.kmu.gov.ua

Інформаційна безпека — це процеси та методи, які розроблені та впроваджені для захисту друкованої, електронної чи будьякої іншої форми конфіденційної або приватної інформації або даних від несанкціонованого доступу, використання, зловживання, розкриття, знищення або модифікації. Про важливість цієї проблеми свідчать численні факти. З часів, коли мережа «Інтернет» стала доступна для більшості користува-

Розділ І. Програмне забезпечення та інформаційна безпека

чів комп’ютерів, понад 80 % комп’ютерних злочинів здійснюється саме через цю мережу. За даними сайту www.dw.com збитки, завдані хакерами у 2020 році, становлять понад 1 % світового ВВП, тобто трильйон доларів. Які принципи інформаційної безпеки? Основні складові інформаційної безпеки — це конфіденційність, цілісність та доступність.

• К онфіденційність. Дані повинні бути доступні тільки тим користувачам, яким надано доступ до них. Паролі, шифрування, автентифікація та захист від атак проникнення — методи, призначені для забезпечення конфіденційності.

• Ц ілісність. Це збереження даних у їх правильному стані та запобігання їх зміненню випадково чи зловмисно. Програмне забезпечення для перевірки версії даних та створення регулярних резервних копій допоможе відновити дані до стану цілісності, якщо це буде потрібно.

• Доступність. Це протилежне поняття до конфіденційності. Дані повинні бути доступні тим, кому дозволений доступ до них, і це означає, що мережеві та обчислювальні ресурси можуть це забезпечити. Резервне копіювання даних забезпечить відновлення цих даних після знищення або спотворення. Які дії можуть знищити особисті дані? Дані можуть бути втрачені внаслідок: • н есанкціонованого доступу до них кіберзлочинців; • н еобережних або некваліфікованих дій користувачів, які мають до них доступ; • р оботи шкідливого програмного забезпечення; • ф ізичної поломки носія даних або технічної аварії хмарних сервісів (якщо дані зберігалися у хмарі). Як захистити комп’ютер?

• Використовуй тільки ліцензійне програмне забезпечення.

• Н алаштуй систему для забезпечення резервного копіювання даних та регулярно проводь резервне копіювання даних для важливої інформації.

• С твори образ системи з усіма налаштуваннями.

• С лідкуй за оновленням ПЗ.

• Н е завантажуй сумнівних програм та перевіряй ПЗ, яке завантажуєш.

55

56

Розділ І. Програмне забезпечення та інформаційна безпека

• Встанови пароль на свій гаджет (комп’ютер, смартфон тощо).

• Встанови пароль на домашню мережу вай-фай.

• Встанови антивірусне програмне забезпечення та слідкуй за оновленням антивірусних баз.

• Н е надсилай через відкриту бездротову мережу персональні дані та паролі. Намагайтеся якомога менше ними користуватися.

• Н е відкривай листи в електронній пошті від сумнівних адресатів.

• Н е заходь на підозрілі сайти, звертай увагу на адресу в адресному рядку браузера. Які ознаки роботи інформаційної системи вказують на те, що у комп’ютері працює шкідливе програмне забезпечення?

• З ниження швидкодії комп’ютера (однією з ознак комп’ютерних вірусів є можливість розмноження шляхом приєднання своїх копій до інших програм, пересилання копій на інші носії та комп’ютери, заповнення своїми копіями оперативної пам’яті комп’ютера, що і призводить до уповільнення роботи комп’ютера).

• Ч асті зависання або збої у роботі комп’ютера.

• П римусове перевантаження ОС.

• Б локування запуску певних програм.

• Виведення звукових, текстових або мультимедійних повідомлень на екран комп’ютера.

• З нищення даних із постійної пам’яті комп’ютера. Але не всі дії шкідливих програм можна побачити відразу. Користувач тільки з часом може дізнатися, що відбулось знищення даних або навіть форматування диску, внесення змін у файлову структуру ОС, несанкціоноване пересилання даних (шпигунство) або ресурси ураженого комп’ютера було використано для здійснення колективних атак на інші комп’ютери в мережі. Які програми належать до шкідливих? Серед найпоширеніших видів — віруси, хробаки, троянські програми, програми-шпигуни та програми-вимагачі.

• К омп’ютерний вірус — це спеціально написана невелика за розмірами програма, яка може створювати свої копії, впроваджуючи їх у файли, оперативну пам’ять, завантажувальні області (тобто заражати їх), та виконувати різноманітні небажані дії із даними, порушувати роботу ОС або навіть пошкоджувати пристрої комп’ютера.

Розділ І. Програмне забезпечення та інформаційна безпека

• Т роянська програма — це різновид шпигунського ПЗ. Основна особливість троянських програм — це замаскований збір конфіденційної інформації і передача третій стороні. До такої інформації відносять реквізити банківських карт, паролі для платіжних систем, паспортні дані та інші відомості.

• Х робак — це програма, яка схожа на вірус. Вона здатна до самовідтворення і може призвести до негативних наслідків для системи. Головною особливістю комп’ютерного хробака є те, що він поширюється не тільки по всьому комп’ютеру, але й автоматично розсилає свої копії електронною поштою. На відміну від вірусу, хробак не цікавиться даними і не зачіпає файли: він розмножується, копіюючи самого себе та заповнюючи вільне місце на диску. У разі несвоєчасного виявлення хробака може вийти з ладу комп’ютерна мережа цілої організації. Крім того, черв’як може витягати багато трафіка в інтернеті.

• П рограми-шпигуни — це програми, які дозволяють стежити за діями користувача в мережі Інтернет і збирати його конфіденційні дані.

• П рограма вимагач — це вид шкідливого ПЗ, який використовується кіберзлочинцями для вимагання коштів у жертв. Зазвичай програма блокує екран пристрою жертви або шифрує дані на диску, відображаючи вимогу про викуп із реквізитами платежу. Але гарантій відновлення даних нема, навіть якщо сплатити кошти. Так, наприклад, було виявлено, що Petya — це не вірус-вимагач, а шкідливе програмне забезпечення. Дослідники дійшли висновку, що вірус Petya був розроблений, щоб виглядати як вірус-вимагач. Він не мав схеми пошуку інформації. Після перезавантаження комп’ютера жертви вірус Petya зашифровував головну файлову таблицю жорсткого диска, після чого з’являвся екран із вимогою сплатити викуп. Як розповсюджується шкідливе програмне забезпечення? Поширення шкідливого ПЗ відбувається переважно через електрон­ ні листи з посиланнями на нібито корисну інформацію. Як тільки користувач натискає на це посилання, його переспрямовують на підроблений вебсайт, який виглядає, як реальний. Далі, щоб отримати доступ до потрібної інформації або програми, користувачам пропонується завантажити деяке ПЗ. Якщо користувач завантажує його, комп’ютер заражається. Вебсайти та спливаючі вікна, які нібито пропонують безкоштовний контент, такий як безкоштовна музика чи фільми, є одними з основ­ них джерел кібератак. Ці небезпечні програми дозволяють шахраям

57

58

Розділ І. Програмне забезпечення та інформаційна безпека

відстежувати вашу діяльність у комп’ютері та вкрасти особисті облікові дані. Ця інформація може бути використана для цілого ряду дій, наслідки яких можуть бути шкідливими. Що таке DDoS-атака?

DDoS (англ. Distributed Denial of Service — розподілена атака типу «відмова в обслуговуванні») — це бомбардування сайту одночасними запитами даних. Зловмисник відправляє такі запити з декількох зламаних систем і таким чином намагається повністю зайняти інтернетканал і виснажити ресурси системи компанії-жертви. Кінцева мета полягає у виведенні з ладу систем такої компанії і блокуванні її бізнес-процесів. Брати участь в атаці можуть будь-які пристрої, які підключаються до Інтернету і вміють відправляти запити: смартфони, смарт-годинники, побутова техніка, хостингові сервери. Але знайти і організувати охочих провести атаку важко. Набагато простіше перетворити комп’ютери звичайних користувачів на «зомбі» і керувати ними дистанційно. Зазвичай це роблять за допомогою вірусів. Такі віруси не вимагають нічого від користувача і не видають себе, тому власник пристрою може навіть не підозрювати, що бере участь в атаці. Їх можуть вбудувати в програму для активації Windows, піратську копію гри або програми з торрентів, неофіційну (піратську) прошивку для смартфона.

DDoS атака

відвідувачі сайту сайт не доступний

Що таке ботнети? Ботнет — це мережа комп'ютерів, заражена шкідливим ПЗ. Кіберзлочинці використовують ботнет-мережі, які складаються з великої кількості комп'ютерів для різних шкідливих дій без відома користувачів. За допомогою ботнетів передається спам, встановлюються шпигунські програми або здійснюється крадіжка облікових даних користувачів та DDoS-атаки.

Розділ І. Програмне забезпечення та інформаційна безпека

Які є засоби боротьби або захисту від шкідливого ПЗ? Це антивірусні програми. Найпопулярніші з них: Avira Free Security Suite (www.avira.com) Простий і поширений антивірус, який ефективно захищає від шкідливого ПЗ. Однією з особливостей є підтримка технології хмарного сканування, що дозволяє захистити комп’ютер від найновіших загроз.

AVG Antivirus Free (www.avg.com) Серед основних переваг AVG Antivirus Free — простий і зрозумілий інтерфейс, автоматичне сканування програм і файлів при їх першому запуску, можливість налаштувати сканер за розкладом. AVG Antivirus Free характеризується відмінними показниками захисту комп’ютера і скромним споживанням системних ресурсів.

59

60

Розділ І. Програмне забезпечення та інформаційна безпека

Avast Free Antivirus (www.avast.ua) Безкоштовний універсальний софт, який проводить діагностику вірусів, блокує шкідливі та шпигунські програми ще до того, як вони заразять комп’ютер. Перевагами цього антивірусу є зручний дизайн, менеджер паролів, ігровий режим (при запуску ігор на комп’ютері Avast максимально звільнить усі системні ресурси і надасть їх грі).

Zillya (zillya.ua) Безкоштовна антивірусна програма українського виробництва з усіма необхідними опціями.

Zillya (zillya.ua) Сучасні ОС мають також вбудовані системи захисту від вірусів. Наприклад, Windows 10 містить програму захисту Антивірус для Microsoft Defender. Дізнайся більше за посиланням: http://bit.do/fSpwT

Розділ І. Програмне забезпечення та інформаційна безпека

Чи є віруси на Android, Mac OS, Linux та iOS? З самого початку розробки Windows безпека не ставилася на чільне місце, як, наприклад, в UNIX-подібних системах, та й популярність даної операційної системи також сприяла створенню великої кількості шкідливого програмного забезпечення саме для цієї операційної системи. Віруси для Mac також є, проте вони з’являються значно рідше, ніж для Windows і ймовірність зараження нижче, в зв’язку з використанням інших принципів при установці програм (більшість програм встановлюються через додаток Mac App Store). Крім цього, операційна система включає в себе такі технології як Gatekeeper і XProtect, перша з яких не дозволяє запускати на Mac програми, які не підписані належним чином, а друга — являє собою аналог антивіруса, перевіряючи, що запускаються на наявність вірусів. Це стосується й ОС Android, завантаження додатків з магазинів Google Play, Samsung, Opera і Amazon значно знижують ризики зараження вірусами. До речі, останні версії ОС Windows вже значно більш захищені. Так, вбудований захист Windows 10 у режимі S автоматично запобігає запуску вірусів та інших загроз. Крім того, пристрої під керуванням Windows 10 у S-режимі автоматично отримують оновлення системи безпеки. Що таке VPN? VPN або «віртуальна приватна мережа» — це сервіс, який захищає ваше з’єднання і конфіденційність в мережі «Інтернет». Він створює зашифрований тунель для даних, захищає ваші особисті дані, приховуючи IP-адресу, і дозволяє безпечно використовувати загальнодоступну мережу вай-фай. Особливо доречним є використання VPN під час користування відкритими публічними мережами вай-фай з мобільного телефона, оскільки кіберзлочинцям дуже просто відстежувати ваше підключення до публічних мереж. VPN гарантує, що навіть у випадку крадіжки ваших даних злочинець не зможе їх розшифрувати. Деякі VPN мають вбудований захист від кібератак і запобігають завантаженню шкідливих програм та трекерів з підозрілих сайтів на ваш пристрій без вашого відома. Деякі з них блокують рекламу та спливаючі вікна, завдяки чому досягається більш надійний захист і ви отримуєте можливість насолоджуватись переглядом відео, наприклад, в ютубі без набридливої реклами. Використання VPN є простим. Усе, що вам потрібно зробити, це завантажити програму, встановити її на своєму пристрої, обрати сервер та підключитися до нього.

61

62

Розділ І. Програмне забезпечення та інформаційна безпека

Що таке брандмауери? Брандмауер (Brandmauer) або Фаєрвол (Firewall) — це комп’ютерна програма, метою якої є захист комп’ютера від вірусів і хакерських атак. Брандмауер відстежує мережевий трафік, що надходить в ОС, та допомагає зупинити шкідливі програми, які намагаються отримати доступ до особистої інформації користувача. Якщо описати роботу брандмауера простими словами, то ця програма виступає своєрідним прикордонником, який стежить за всім, що є вхідними та вихідними даними для вашого комп’ютера. Крім того, в його «обов’язки» входить перевірка пакетів даних на відповідність необхідним параметрам. Таким чином, фаєрвол може допомогти зупинити роботу вже встановленого шкідливого ПЗ, наприклад, троянського коня та інших шпигунських програм. Але, на жаль, це тільки в теорії, оскільки подібні шкідливі ПЗ постійно удосконалюються та намагаються обманювати фаєрволи. Приклад налаштувань брандмауера в ОС Windows:

Кого називають «хакер»? Спочатку хакерами називали програмістів, які виправляли помилки в кодах, щоб допомогти автору програми. Однак серед них були й ті, хто вносив виправлення, щоб нашкодити й отримати вигоду, в результаті чого за хакерами закріпився образ комп'ютерних зловмисників.

Розділ І. Програмне забезпечення та інформаційна безпека

Яка існує відповідальність за порушення інформаційної безпеки? Кримінальним кодексом України передбачено кримінальну відповідальність за несанкціоноване втручання в роботу комп’ютерів, автоматизованих систем та комп’ютерних мереж, несанкціонований збут та розповсюдження інформації, створення шкідливих програм (з метою їх збуту та розповсюдження), порушення таємниць листування, телефонних розмов та іншої кореспонденції, що передається засобами зв’язку.

Перевір себе

Знання

Розуміння

Створення

Власні ДУМКИ

1. Н аведи приклади загроз, які можуть нашкодити цифровим даним.

2. Наведи приклади порушень правил інформаційної безпеки.

3. П оясни, як можна захистити доступ до комп’ютера, даних, зробити безпечним використання ресурсів мережі «Інтернет»?

4. Перевір налаштування брандмауера та браузера на твоєму комп’ютері. Створи презентацію, у якій запропонуй заходи для безпеки твого комп’ютера.

5. О б’єднайтесь у групи і виконайте дії: a) складіть список антивірусних програм у кількості, яка дорівнює кількості груп; b) оберіть по одній назві для кожної групи; c) складіть критерії оцінювання даного ПЗ; d) знайдіть інформацію про обрані програми в мережі Інтернет і презентуйте її (кожна група представляє обрану назву антивірусної програми).

6. П ідготуй проєкт на одну з обраних тем: «Чому стають кібер­ злочинцями?», «Як не стати жертвою кібершахрайства?», «Найгучніші вірусні атаки в світі».

7. Підготуй повідомлення: чим відрізняються протоколи HTTP та HTTPS. Поясни, що означають повідомлення в адресному рядку браузера: https://phet.colorado.edu/uk/ https://expired.badssl.com/ Не конфіденційний https://nosiki.cv.ua/

63

Розділ ІІ Опрацювання табличних даних

§ 5. С ортування. Прості та розширені Тематична робота фільтри. § 6. Абсолютні та мішані посилання. Логічні, математичні та статистичні функції. § 7. Розв’язування задач із фізики, хімії, математики https://pidruchnyk.online/9/5 § 8. Діаграми У поданому розділі більшість завдань та алгоритмів дій користувача подано на прикладі Google таблиць і тільки деякі доповнені прикладами з інтерфейсом Microsoft Excel.

Розділ ІІ. Опрацювання табличних даних

§ 5. Сортування. Прості та розширені фільтри Як ефективно опрацьовувати однотипні дані?

Я не можу, мені вчитель фізичної культури доручив скласти рейтинги найкращих спортсменів нашого класу, а я так і не зміг з цим впоратися((

Назаре, пішли зі мною на спортивні змагання із волейболу?

Чому?

Та подивись на купу цих папірців... Я намагався їх розкладати за групами - результати стрибків, бігу на короткі дистанції, метання диску і не зміг все одно звести все до купи.

Назаре! Ми живемо в епоху цифрових технологій. Зараз усе зробимо!

Завдання № 1 Подані відомості оформи в одну таблицю Excel. Горошкіна Марія Стрибки у довжину (см) — 160 Біг на 100 м (сек) — 20 Метання диску (см) — 550

Сокол Андрій Стрибки у довжину (см) — 160 Біг на 100 м (сек) — 16 Метання диску (см) — 602

65

66

Розділ ІІ. Опрацювання табличних даних

Зарудний Андрій Стрибки у довжину (см) — 173 Біг на 100 м (сек) — 17 Метання диску (см) — 580

Ситник Слава Стрибки у довжину (см) — 168 Біг на 100 м (сек) — 20 Метання диску (см) — 650

Дерев’янко Павло Стрибки у довжину (см) — 165 Біг на 100 м (сек) — 18 Метання диску (см) — 540

Мороз Дарина Стрибки у довжину (см) — 180 Біг на 100 м (сек) — 17 Метання диску (см) — 600

Кожух Олексій Стрибки у довжину (см) — 172 Біг на 100 м (сек) — 18 Метання диску (см) — 550

Голуб Софія Стрибки у довжину (см) — 162 Біг на 100 м (сек) — 19 Метання диску (см) — 555

• С кільки рядків у створеній таблиці? Які дані подані в кожному ряду?

• Скільки стовпців у створеній таблиці? Які дані подані в кожному стовпці?

• Який об’єкт електронної таблиці представляє однотипні об’єкти? Назви тип об’єктів у кожному стовпці або рядку. Завдання № 2

Ознайомся із алгоритмами*.

Алгоритм № 1 1. О бери діапазон клітинок електронної таблиці, які необхідно відсортувати.

2. Обери послідовно пункти меню «Дані» — «Відсортувати діапазон за стовпцем <напрям сортування>».

* Алгоритми дій користувача подано на прикладі Google таблиць.

Розділ ІІ. Опрацювання табличних даних !

Увага! Напрям Від «А» до «Я» - сортування за зростанням, а Від «Я» до «А» - сортування за спаданням

Алгоритм № 2 1. О бери діапазон клітинок електронної таблиці, який необхідно відсортувати.

2. Відкрий контекстне меню.

3. Послідовно обери пункти меню «Переглянути інші дії з клітинками» — «Сортувати діапазон».

4. О бери налаштування (стовпець, за яким відбуватиметься сортування; напрям сортування) 5. Натисни кнопку «Сортувати»

67

68

Розділ ІІ. Опрацювання табличних даних

Завдання № 3 Порівняй результати двох сортувань. Варіант № 1 БУЛО

СТАЛО

Розділ ІІ. Опрацювання табличних даних

Варіант № 2 БУЛО

СТАЛО

• Ч ому різняться результати?

• Опиши, як саме комп’ютер здійснє багаторівневе сортування?

69

70

Розділ ІІ. Опрацювання табличних даних

• З апропонуй свій підхід для визначення переможця змагань. Продемонструй свій підхід вибору переможця змагань виконавши відповідні дії в електронній таблиці. Ознайомся з діями, які запропонували виконати для визначення переможця журі конкурсу.

1 Прізвище та ім’я

Стрибки у довжину

Мороз Дарина

180

17

600

Зарудний Андрій

173

17

580

Кожух Олексій

172

18

550

Ситник Слава

168

20

650

Дерев’янко Павло

165

18

540

Голуб Софія

162

19

555

Горошкіна Марія

160

20

550

Сокол Андрій

160

16

602

Біг на 100 м (сек) Метання диску (см)

2 Прізвище та ім’я

Стрибки у довжину

Мороз Дарина

1

17

600

Зарудний Андрій

2

17

580

Кожух Олексій

3

18

550

Ситник Слава

4

20

650

Дерев’янко Павло

5

18

540

Голуб Софія

6

19

555

Горошкіна Марія

7

20

550

Сокол Андрій

8

16

602

3 Прізвище та ім’я

Стрибки у довжину

Біг на 100 м (сек) Метання диску (см)

Біг на 100 м (сек) Метання диску (см)

Ситник Слава

4

20

650

Горошкіна Марія

7

20

550

Голуб Софія

6

19

555

Кожух Олексій

3

18

550

Дерев’янко Павло

5

18

540

Мороз Дарина

1

17

600

Зарудний Андрій

2

17

580

Сокол Андрій

8

16

602

Розділ ІІ. Опрацювання табличних даних 4 Прізвище та ім’я

Стрибки у довжину

Біг на 100 м (сек) Метання диску (см)

Ситник Слава

4

1

650

Горошкіна Марія

7

2

550

Голуб Софія

6

3

555

Кожух Олексій

3

4

550

Дерев’янко Павло

5

5

540

Мороз Дарина

1

6

600

Зарудний Андрій

2

7

580

Сокол Андрій

8

8

602

5 Прізвище та ім’я

Стрибки у довжину

Біг на 100 м (сек) Метання диску (см)

Ситник Слава

4

1

650

Сокол Андрій

8

8

602

Мороз Дарина

1

6

600

Зарудний Андрій

2

7

580

Голуб Софія

6

3

555

Горошкіна Марія

7

2

550

Кожух Олексій

3

4

550

Дерев’янко Павло

5

5

540

6 Прізвище та ім’я

Стрибки у довжину

Біг на 100 м (сек) Метання диску (см)

Ситник Слава

4

1

1

Сокол Андрій

8

8

2

Мороз Дарина

1

6

3

Зарудний Андрій

2

7

4

Голуб Софія

6

3

5

Горошкіна Марія

7

2

6

Кожух Олексій

3

4

7

Дерев’янко Павло

5

5

8

71

72

Розділ ІІ. Опрацювання табличних даних 7

Прізвище та ім’я

Стрибки Біг на у довжину 100 м (сек)

Метання диску (см)

Сумарний результат

Ситник Слава

4

1

1

6

Сокол Андрій

8

8

2

18

Мороз Дарина

1

6

3

10

Зарудний Андрій

2

7

4

13

Голуб Софія

6

3

5

14

Горошкіна Марія

7

2

6

15

Кожух Олексій

3

4

7

14

Дерев’янко Павло

5

5

8

18

Місце

Якою буде остання дія? Завдання № 4 Розглянь подані зображення. Поясни, чим операція «сортування» відрізняється від операції «фільтрування»

Розділ ІІ. Опрацювання табличних даних

• Я ким буде результат виконання дії для поданих у попередньому завданні даних? (стор. 70 таблиця 1) • Наведи приклади використання поданих нижче умов фільтрування даних.

• Поясни, як працює поданий фільтр.

• Н аведи приклади процесів фільтрації у житті.

• Об’єднайтесь у пари, створіть 4 копії таблиць учнів (стор. 70 таблиця 1), а в них відберіть такі дані: - учні, які пробігли 100 метрів менше ніж за 18 секунд; - учні, які стрибнули далі ніж 1 метр 60 см; - учні, які пробігли менше ніж за 18 секунд і стрибнули більше ніж на 1 метр 60 см; - учні, які пробігли менше ніж за 18 секунд або стрибнули більше ніж на 1 метр 60 см.

73

74

Розділ ІІ. Опрацювання табличних даних

ЗАПИТАННЯ-ВІДПОВІДІ Навіщо вміти опрацьовувати дані за допомогою електронних таблиць? Фактично в кожній сфері діяльності, в першу чергу, в економіці, бухгалтерській та банківській справі, широко застосовується подання даних за допомогою таблиць. Електронна таблиця — це комп’ютерна програма, що дозволяє зберігати та обробляти інформацію в табличній формі. Такі прикладні програми називаються ще табличними редакторами (процесорами). Можливості електронних таблиць: • створення й редагування електронних таблиць; • створення багатотабличних документів; • оформлення і друк електронних таблиць; • побудова діаграм, їх модифікація і вирішення економічних завдань графічними методами; • створення багатотабличних документів, об’єднаних формулами; • робота з електронними таблицями як з базами даних: сортування таблиць, вибірка даних за запитами; • створення підсумкових і зведених таблиць; • використання при побудові таблиць інформації із зовнішніх баз даних; • створення слайд-шоу; • рішення оптимізаційних завдань; • вирішення економічних завдань типу «якщо — то» шляхом підбору параметрів; • розробка макрокоманд, настройка середовища під потреби користувача і т.п. Дані, що входять у таблиці, можна копіювати, видаляти, сортувати (тобто розташовувати клітини, а також рядки і стовпці з них в певному порядку); виконувати дії над усією таблицею або її частиною, і роздруковувати частково або повністю на папір; зміна даних, які пов’язані миттєво призводить до змін у всьому документі. Які табличні процесори сьогодні найбільш популярні? Як вже розглядалося раніше вибір програмного забезпечення пов’я­ заний із операційною системою, технічними характеристиками комп’ю­тера та задачами, які потрібно вирішувати. Важливим також аргументом на користь вибору ПЗ є його вартість. Для школярів та їх задач найбільш популярними сьогодні є електрон­ ні таблиці Microsoft Office, LibreOffice Calc та OpenOffice Calc. І так як останнім часом усе частіше застосовується дистанційне навчання, то популярності набирають і Google таблиці.

Розділ ІІ. Опрацювання табличних даних

Популярності Google таблиць також сприяють їх переваги перед іншим подібним ПЗ, а саме: • більше можливостей імпорту та експорту даних із різних файлів; • автоматичне збереження створених аркушів у хмарі; • можливість збереження та редагування файлів без підключення до мережі Інтернет; • внесення коментарів, правок в режимі онлайн, якщо надається дозвіл іншим; • безліч додаткових інструментів; • можливість створення анкет та опитувальників з автоматичним внесенням даних до таблиці та інше. Що таке сортування даних? Сортування в табличному процесорі — це вбудована функція, за допомогою якої можна розташувати рядки таблиці в зручному порядку для їх подальшого аналізу. Можна відсортувати дані в алфавітному порядку, а також за зростанням або спаданням значень, числових даних або дат. Що таке багаторівневе сортування? Інколи рядки таблиці потрібно впорядкувати за значеннями кількох стовпців відразу. Наприклад, є таблиця з даними про всіх учнів школи, а ми хочемо розташувати в алфавітному порядку прізвища учнів кожного класу окремо. Тоді таблицю потрібно відсортувати: 1) за класами; 2) за прізвищами учнів усередині кожного класу. Це завдання можна виконати за допомогою однієї операції багаторівневого сортування. Клас

Прізвище

Клас

Прізвище

9А

Арбузов Микола

9А

Арбузов Микола

9Б

Амосов Петро

9А

Беззубий Іван

9А

Беззубий Іван

9А

Дорошенко Петро

9А

Дорошенко Петро

9Б

Амосов Петро

9Б

Березюк Дарина Гусь Микита

9Б

Березюк Дарина Гусь Микита

9Б

9Б

75

76

Розділ ІІ. Опрацювання табличних даних

Що таке фільтрація даних? Фільтрація — це відбір тих рядків таблиці, значення у яких задовольняють певним умовам. У табличному процесорі фільтри бувають двох типів: прості (для простих умов) та розширені (для складніших умов). Алгоритм створення простого фільтру.

1. Зробити поточною будь-яку клітинку електронної таблиці.

2. Увімкнути режим фільтрування.

або

3. Обрати умову фільтрування.

Прості фільтри бувають такими: • Текстові (наприклад, чи містить текст клітинки певний рядок); • Числові (більше, менше, дорівнює, не дорівнює тощо); • Фільтри за датою (чи належить дата в клітинці певному часовому проміжку). Приклад №1 Прізвище та ім’я Стрибки у довжину (см) Стан виконання нормативу Ситник Слава Горошкіна Марія Голуб Софія Кожух Олексій Дерев’янко Павло Мороз Дарина Зарудний Андрій Сокол Андрій

168 160 162 172 165 180 173 160

норма нижче норми нижче норми норма нижче норми норма норма нижче норми

Розділ ІІ. Опрацювання табличних даних Прізвище та ім’я Стрибки у довжину (см) Стан виконання нормативу Ситник Слава Кожух Олексій Мороз Дарина Зарудний Андрій

168 172 180 173

норма норма норма норма

Позначка, яка вказує, що даних цього стовпця застосовано фільтр Приклад №2 Прізвище та ім’я Стрибки у довжину (см) Стан виконання нормативу Ситник Слава Горошкіна Марія Голуб Софія Кожух Олексій Дерев’янко Павло Мороз Дарина Зарудний Андрій Сокол Андрій

168 160 162 172 165 180 173 160

норма нижче норми нижче норми норма нижче норми норма норма нижче норми

Прізвище та ім’я Стрибки у довжину (см) Стан виконання нормативу Ситник Слава Кожух Олексій Мороз Дарина Зарудний Андрій

168 172 180 173

норма норма норма норма

Фільтрацію можна здійснювати послідовно для кількох стовпців електронної таблиці. Тоді кожний наступний фільтр буде застосований уже тільки для тих рядків таблиці, які відображаються після застосування всіх попередніх фільтрів.

77

78

Розділ ІІ. Опрацювання табличних даних

Що таке розширений фільтр і коли його використовують? Якщо в умові відбору рядків таблиці фігурує сполучник «або», то за допомогою простих фільтрів її реалізувати неможливо. Тоді стане в пригоді розширений фільтр. На жаль, такої функції в Google таблицях поки ще немає. У Microsoft Excel застосувати розширений фільтр можна за допомогою кнопки «Додатково» в області «Сортування й фільтр».

Щоб застосувати розширений фільтр, необхідно побудувати додаткову таблицю з критеріями відбору, яку ще називають діапазоном умов. Діапазон умов створюють так: • у перший рядок копіюють назви стовпців, за якими відбуватиметься фільтрація; • умови, з’єднані сполучником “і”, записують в одному рядку; • умови, з’єднані сполучником “або”, записують в різних рядках. Наприклад, ось діапазон умов для відбору Біг на Метання учнів, які пробігли менше ніж за 17 секунд або 100 м (сек) диска (см) пробігли менше ніж за 20 секунд і при цьому <17 метнули диск більше ніж на 550 сантиметрів: <20

>550

Після того, як діапазон умов сформовано, потрібно натиснути кнопку «Додатково» і у вікні «Розширений фільтр» вказати діапазон, де розміщено фільтровану таблицю (Вихідний діапазон) та діапазон умов.

Розділ ІІ. Опрацювання табличних даних

Перевір себе

Знання

Аналіз

Створення

Власні ДУМКИ

1. Вкажи, для вирішення яких завдань можна використати табличний процесор: А) ведення домашньої бухгалтерії; Б) написання електронного листа другу; В) побудови графічного плану своєї квартири; Г) ведення електронного класного журналу.

2. Наведи приклади задач, які можна зручно вирішити за допомого вбудованих в Excel функцій сортування та фільтрування даних.

3. Розглянь таблицю, до якої було застосовано багаторівневе сортування. Дай відповіді на питання: • Відомості про які об’єкти містяться в таблиці?

• Дані якого типу містяться в кожному стовпці? Назва тістечка Вартість

Вага

Кошик

27 грн

200

Ягідне

27 грн

Бісквітне

35 грн

Шоколадне

40 грн

Бізе

40 грн

180 200 180 120

• Я кі критерії вибору тістечка були у Вінні Пуха?

4. Завантаж файл «Застосовуємо.xlsx» та виконай завдання на кожному аркуші 5. Склади таблицю відповідно до зразка:

http://bit.do/fSPUn

79

80

Розділ ІІ. Опрацювання табличних даних

• Визнач трійку учнів, які: - мають найкращі успіхи в математиці; - мають найкращі усіпхи у вивченні фізики, хімії та біології.

• Знайди середній бал кожного учня.

• Склади рейтинг навчальних досягнень усіх учнів 9 класів та у кожному класі окремо.

6.

Cтвори подану таблицю.

Виконай дії: • Відсортуй фільми від найменшої ціни за один сеанс до найбільшої.

• Відсортуй фільми за кінотеатрами, а в кожному кінотеатрі — за часом показу, від найранішого до найпізнішого.

• Відбери: - сеанси, квитки на які коштують менше 170 грн; - фільми фентезі; - мультфільми, квитки на які коштують менше 150 грн; - фільми, квитки на які або коштують менше 150 грн, або продаються в кількості більше 50.

7. Аргументуй, чому структуровані у вигляді таблиць дані більш зручні для опрацювання. Закодуємо?

клади алгоритм сортування даних у лінійній таблиці. ЗапроС грамуй у будь-якому середовищі програмування та презентуй своє рішення.

Розділ ІІ. Опрацювання табличних даних

§ 6. Абсолютні та мішані посилання. Логічні, математичні та статистичні функції Як правильно встановлювати зв’язки між даними?

Мені тато доручив побудувати математичну модель в електронній таблиці. Він купує техніку для свого офісу і у нього є фіксована сума, за межі якої не можна вийти. Я побудую електронну таблицю, щоб йому допомогти!

Чим це ти таким цікавим тут зайнятий?

Так, давай подивимось, як ти всі дані структурував.

Я вирішив курс долара винести в окрему клітинку, оскільки він щодня змінюється і зручно буде його редагувати тільки в одній клітинці, а не в усіх.

6 7 8

Я і сам поки що не розумію…

#ЗНАЧЕННЯ ######## #ЗНАЧЕННЯ ######## #ЗНАЧЕННЯ ######## #ЗНАЧЕННЯ ######## #ЗНАЧЕННЯ ######## ########

Для першої комірки, в яку я вводжу формулу, все обчислюється правильно, потім я протягую і в мене ось така картина…

Ндаа... Цікаво, будемо розбиратися.

Так, це ти гарно придумав! Але чому у тебе в комірках ці решітки?

81

82

Розділ ІІ. Опрацювання табличних даних

Завдання № 1 Виконай дії, проаналізуй результати та зроби висновки.* 8. Виділи клітинку В1 та протяг1. У клітинку А1 введи число 1. ни маркер заповнення 2. У клітинку А2 введи число 2. до 3. Виділи клітинки А1 та A2 та проклітинки J1. тягни маркер заповнення 9. Виділи клітинку В1 та протягни маркер заповнення до клітинки А10. до 4. У клітинку В1 введи формулу клітинки В10. =А1+1.

10. Перейди на вкладку Форму5. Виділи клітинку В1 та протягни ли і увімкни режим «Показати маркер заповнення формули». Пункт меню «Видо клігляд» — «Показати» — «Фортинки J1. мули». Ознайомся із результа6. Ознайомся із результатами та тами. вилучи дані із діапазону С1: J1.

7. Відредагуй формулу у клітинці В1, записавши її у вигляді =$А1+1. Дай відповіді на запитання: Завдання № 2

• Ч ому формули =A1+1 та =$A1+1 під час копіювання дають різні результати?

• Що означає символ $ у формулах?

Створи таблицю у відповідності до зразка. Додай формули, яких не вистачає. Усі формули, окрім загальної суми, повинні вводитися тільки один раз і далі копіюватися за допомогою маркера заповнення.

• Д обери кількість обладнання за зазначеними цінами і курсом долара так, щоб загальна сума дорівнювала приблизно 1000 грн, але не перевищувала цю величину. Порівняй свої результати з результатами однокласників. Чи однакові у вас рішення?

• Зміни кількість обладнання, якщо умови закупівлі ті самі, а курс долара підвищився на 10 %. * Пункти меню вказані на прикладі Google таблиць.

Розділ ІІ. Опрацювання табличних даних

Завдання № 3 Розглянь подане вікно, дай відповіді на запитання.

• Я кі категорії функцій є в табличному процесорі?

• Чим вони відрізняються?

• Як дізнатися правила введення аргументів обраної функції?

• Яку інформацію містить довідка до формули?

83

84

Розділ ІІ. Опрацювання табличних даних

Завдання № 4 Розглянь життєві задачі. Які математичні/статистичні або логічні функції в Ехсеl допомогли б їх вирішити? А) М енеджеру в супермаркеті необхідно обчислити мінімальну, максимальну і середню вартість покупки. Б) Ф ірма отримала дані про те, що попит на планшети ціною вище 100$ недостатній, і вирішила зробити знижку 10 % на такі моделі. Нам потрібно обчислити знижку і ціни з урахуванням знижки.

http://bit.do/fSTZi

•

Дізнайся про застосування цих функцій у розділі «Запитання-відповіді» та розв’яжи ці задачі в електронній таблиці, скориставшись файлом-заготовкою Функції.xlsx. Вхідні дані для різних задач розміщено на різних аркушах цього файлу.

Завдання № 5 Тепер припустимо, що менеджеру мережі магазинів, який слідкує за ціновою політикою, потрібно, щоб ціни менше 2000 грн виділялися жовтою заливкою. Дізнайся з рубрики «Запитання-відповіді», як розв’язати цю задачу автоматизовано, і зроби це у файлі від поперед­ нього завдання.

Розділ ІІ. Опрацювання табличних даних

Завдання № 6 Об’єднайтесь у пари, розв’яжіть завдання. У клітинку А1 введено число 5, а у клітинку А2 — число 9. У клітинці А3 відображається число 7. Які формули можуть бути введені в клітинку А3? А) =IF(A1<A2;(A1+A2)/2;A2) B) =IF(A1>A2;A1;(A1+A2)/2) 5 C) =IF(A1>A2;A1;A2) 9 7 D) =IF(A1>A2;A2;A1^2-2*A2) Завдання № 7 Об’єднайтесь у пари, розв’яжіть завдання спочатку усно, а потім — в електронній таблиці.

1) Б анк надає депозити для населення під 21 % річних. Інформація про розмір вкладу клієнта з 2016 по 2020 рр. відображена в таблиці. Яка формула може бути введена в клітинку С3?

А) =В3+$B$1·B3 B) =В3+B$1·B3 C) =В3+$B1·B3

85

86

Розділ ІІ. Опрацювання табличних даних

ЗАПИТАННЯ-ВІДПОВІДІ Що таке посилання на клітинку?

Оператор

=А1 + В1

Посилання на клітинку — це вказівка на адресу клітинки у формулі. Наприклад: =А2 (формула з посиланням на кліПосилання тинку з адресою А2); на клітинку =А2+В2 (формула, що містить посилання на клітинки з адресами А2 та В2).

Посилання на клітинку

Що таке абсолютні та відносні посилання в Excel? Відносні посилання — це посилання, які при копіюванні формул змінюються відповідним чином (адреса аргументу «зсувається» на ту саму кількість клітинок по горизонталі і вертикалі, на яку переміщено формулу). Наприклад, якщо до клітинки С3 записали формулу =А3+В3 і скопіювали цю формулу до клітинок D3, E3, F3, G3, то можна побачити, як із кожним переміщенням змінюється формула.

Формули Дані

Абсолютні посилання — це посилання, які при копіюванні формул не змінюються. Такі посилання використовують, коли зміна адреси у посиланнях на клітинку небажана. Абсолютні посилання відрізняються від відносних наявністю знаку $ перед назвою стовпця і номером рядка. Розглянь, наприклад, результат таких дій: формула =$A$3+$B$3, введена в клітинку С3, була скопійована спочатку в діапазон D3:G3, потім — у C4:G4.

Розділ ІІ. Опрацювання табличних даних

Формули Дані Мішані посилання — це посилання, в яких під час копіювання формул не змінюється лише назва стовпця або номер рядка. У мішаних посиланнях знак $ використовують або безпосередньо перед назвою стовпця, або перед номером рядка, який потрібно залишити без змін. Формули Дані Посилання Відносні А1 Абсолютні $А$4 Мішані $А4

або А$4

Приклад копіювання формул:

=A1+B$1 =A2+B$1 =A3+B$1 =A4+B$1 =A5+B$1 =A6+B$1 =A7+B$1

=B1+C$1

=C1+D$1

=D1+E$1

=A1+B$1

Для створення абсолютних посилань також можна надавати ім’я клітинці.

=E1+F$1 =E4+F$1

=B3+C$1

87

88

Розділ ІІ. Опрацювання табличних даних

Правила складання імен: • в імені не можна використовувати пропуски; • ім’я не може розпочинатися із цифри; • ім’я не може збігатися з адресами клітинок. Імена клітинок не можна повторювати в одній таблиці. Для перевірки списку імен, які вже використанні, потрібно натиснути F3.

Як у табличному процесорі вводити формули? За допомогою табличного процесора можна виконувати різноманітні обчислення в електронних таблицях. Усі обчислення виконуються згідно з формулами, які вводить користувач. У формулах можна використовувати числові значення, адреси клітинок, вбудовані функції і знаки арифметичних операцій: +, -, *, /, ^, %. Введення формули починається зі знака «=», після якого вводиться сама формула, а завершується натисканням клавіші «Enter». Після цього в клітинці з’являється результат або повідомлення про помилку, якщо формула введена неправильно. Редагувати формулу можна в самій клітинці або в рядку формул. Майстер функцій

Рядок формул

Клітинка із введеною формулою

Розділ ІІ. Опрацювання табличних даних

Що таке функції в табличному процесорі та як їх використовувати? Як і в математиці, у табличному процесорі функція виконує певну обчислювальну задачу. Функція завжди є частиною якоїсь формули. Вона має ім'я і список аргументів у круглих дужках. Аргументами можуть бути числові та текстові константи, клітинки, діапазони клітинок.

або

Ввести функції у формулу можна вручну або з використанням майстра функцій. Для роботи з майстром функцій (див. приклад вікна на стор. 90 «Вставлення функції») слід натиснути кнопку «Майстер функцій»* зліва від рядка формул. При цьому відкривається діалогове вікно «Вставлення функції», в якому можна вибрати категорію функцій (статистичні, математичні, фінансові), а нижче — саму функцію. Потім слід натиснути кнопку «OK» і в діалоговому вікні «Аргументи функції» вказати аргументи функції. Після натискання кнопки «Готово» формула вставляється в активну клітинку. У Google таблицях можна увімкнути режим підказок.

*Для таблиць Excel

89

90

Розділ ІІ. Опрацювання табличних даних

Пошук необхідної формули за описом

Вибір категорії

Перелік функцій, що входять до даної категорії

Довідка із прикладами застосування функції

Опис порядку подання аргументів функції

У новіших версіях Excel можна додати функцію, скориставшись вкладкою «Формули».

Розділ ІІ. Опрацювання табличних даних

Як правильно вводити функції для обчислення суми найбільшого, найменшого та середнього значення, кількості клітинок із даними, найбільший та найменший аргумент у списку? Прості математичні та статистичні формули

SUM SUM(Number1; Number2;) — повертає суму числових аргументів. Ім’я аргументу Опис аргументів функції Number1 (обов’язковий) Перший аргумент може бути константою (8), посиланням на клітинку (А3) або на діапазон клітинок (B2:B8).

Number2-255 (необов’язковий) Другий аргумент може містити такі самі значення: константа, посилання на клітинку або діапазон. Можна вказати до 255 аргументів.

AVERAGE AVERAGE(Number1; Number2;) — повертає середнє арифметичне значення аргументів, які можуть бути числами, іменами або посиланнями на клітинки з числами. Ім’я аргументу Опис аргументів функції Number1 (обов’язковий) Перший аргумент може бути константою (8), посиланням на клітинку (А3) або на діапазон клітинок (B2:B8).

Number2-255 (необов’язковий) Додаткові аргументи, для яких потрібно обчислити середнє значення. Можна вказати до 255 аргументів.

COUNT COUNT(Value1; Value2;) — повертає кількість клітинок діапазону, в яких містяться числа. Ім’я аргументу Опис аргументів функції Value1 (обов’язковий)

91

92

Розділ ІІ. Опрацювання табличних даних

Посилання на окремі клітинки або діапазон клітинок (B2:B8), у якому потрібно обчислити кількість клітинок, які містять числа.

Value2-255 (необов’язковий) Додаткові посилання на клітинки та діапазони, можна вказати до 255 посилань. Увага! Враховуються лише аргументи, які є числами, датами або текстовим поданням чисел. Аргументи, які є значеннями помилок або текстом, який не можна перетворити в числа, пропускаються.

MAX MAX(Number1; Number2;) — повертає найбільше значення з набору значень. Ім’я аргументу Опис аргументів функції Number1 (обов’язковий) Перший аргумент може бути константою (8), посиланням на клітинку (А3) або на діапазон клітинок (B2:B8).

Number2-255 (необов’язковий) Додаткові посилання на клітинки та діапазони, можна вказати до 255 посилань.

MIN MIN(Number1; Number2;) — повертає найменше значення з набору значень. Ім’я аргументу Опис аргументів функції Number1 (обов’язковий) Перший аргумент може бути константою (8), посиланням на клітинку (А3) або на діапазон клітинок (B2:B8).

Number2-255 (необов’язковий) Додаткові посилання на клітинки та діапазони, можна вказати до 255 посилань.

Розділ ІІ. Опрацювання табличних даних

Які бувають помилки при введенні формул?

• # #### — числова величина не вміщається в клітинці; • #DIV/0! — спроба ділення на нуль; • #NAME? — неможливо розпізнати, що використано у формулі. Наприклад, використано неповну адресу клітинки; • #VALUE — формула повертає величину, що не відповідає значенню формули або функції. Ця помилка також виникає у випадку посилання на текст замість числа; • #REF! — використано недопустиме посилання на клітинку. Крім того, помилкою є циклічні посилання, тобто посилання у формулі на клітинку, яка використовується для обчислення самої цієї формули. Призводить до повідомлення про помилку («Виявлене циклічне посилання»). Дані в клітинці з такими посиланнями обнуляються. Роботу формули заблоковано, тобто при зміні даних перерахунку величини функції проведено не буде. Для розв’язання яких задач використовують логічну функцію IF? Логічну функцію IF використовують для перевірки умов. Зіставляються числа і/або текст, функції, формули тощо. Коли значення відповідають заданим параметрам, обчислюється один вираз. Не відповідають — інший. Синтаксис функції: =IF (логічний_вираз; значення_якщо умова істинна; значення_якщо умова хибна). Логічний_вираз — ЩО саме перевіряється (умова). Значення_якщо умова істинна — ЩО з'явиться у клітинці, якщо значення відповідають заданій умові (умова істинна). Значення_якщо умова хибна — ЩО з'явиться у клітинці, якщо значення НЕ відповідають заданій умові (умова хибна).

так

Перевірка умови

Чило, текст або формула, які потрібно ввести у клітинку, якщо умова істинна

ні

Чило, текст або формула, які потрібно ввести у клітинку, якщо умова хибна

93

94

Розділ ІІ. Опрацювання табличних даних

Приклад №1 Задача:

Визначити виконання нормативу по стрибках у довжину (нормою є довжина стрибка більше 165 сантиметрів). Приклад введення формули за допомогою Майстра функцій Microsoft Excel.

Результат

Приклад введення логічної формули If у Google таблицях:

Розділ ІІ. Опрацювання табличних даних

Приклад №2 Задача:

(в умові використовуються текстові дані)

У створену таблицю автоматично внести показник нормативу по стрибках у довжину. Норматив для дівчат — потрібно стрибнути більше ніж на 160 самнтиметрів, а для хлопці більше ніж на 165 сантиметрів.

Результат

ФУНКЦІЯ IF ІЗ ДЕКІЛЬКОМА УМОВАМИ Часто на практиці однієї умови для логічної функції мало. Коли потрібно врахувати кілька варіантів прийняття рішень, можна вкладати оператори ЯКЩО один в одного.

95

96

Розділ ІІ. Опрацювання табличних даних

Потрібно визначити агрегатний стан води залежно від її температури. Агрегатні стани води

Тверда

Рідка

Газоподібна

Запис формули: =IF(A2<1;«твердий»; IF(A2<100; «рідкий»;«газоподібний»)).

Як перевірити складені умови? Якщо умова формулюється з використанням сполучників «і» чи «або», для її запису використовують функції AND (і) чи OR (або). Приклад використання функції AND.

Розділ ІІ. Опрацювання табличних даних

Задача:

Визначити, чи всі три числа однакові?

Результат

Задача: Визначити, чи є серед трьох чисел два однакових числа? Приклад використання функції OR.

Запис формули: =IF(OR(I3=J3;J3=K3;K3=I3);»так»;»ні»

97

98

Розділ ІІ. Опрацювання табличних даних

Що таке умовне форматування? За допомогою умовного форматування можна наочно досліджувати й аналізувати дані, виявляти критичні проблеми, визначати закономірності й тенденції. Воно дає можливість форматувати клітинки автоматично на підставі їхніх значень. Наприклад, ви можете задати умовне форматування таким чином, щоб усі клітинки з від’ємними значеннями зафарбовувати в червоний колір. Коли ви вводите або міняєте значення в клітинці, табличний процесор перевіряє його і порівнює з умовами, заданими в правилах. Якщо умови виконуються (значення від’ємне), клітинки зафарбуються, якщо ні — залишаться без змін. Приклад 1 Зображені дані виділені кольорами за принципом: заливка з темно-жовтим текстом для клітинок, що містять значення 95; зелена заливка з темно-зеленим текстом для клітинок зі значеннями більше 95; світло-червона заливка з темно-червоним текстом для клітинок, що містять дані менше 95.

Приклад 2 Умовне форматування позначками (автоматично відбувається аналіз даних та ставиться відповідна умовна позначка).

Розділ ІІ. Опрацювання табличних даних

Також умовне форматування — це простий спосіб визначити клітинки з помилковими записами або значеннями певного типу. Які є види умовного форматування? Усі сценарії умовного форматування поділені на такі категорії: - Правило виділення клітинок.

- Правило відбору перших і останніх значень.

- Гістограми.

- Кольорові шкали.

- Набори піктограм. Правила виділення клітинок застосовують до тих клітинок, які порівнюються з певним значенням.

Більше... Якщо значення клітинки, до якої застосовується правило виділення, більше заданої величини, то починає діяти зазначений формат. Менше... Форматує клітинки, у яких значення менше заданого порогу. Між... Форматування застосовується, якщо вміст клітинки знаходиться в заданих межах. Дорівнює... Якщо значення або текст в клітинці збігається з умовою.

99

100

Розділ ІІ. Опрацювання табличних даних

Текст, який містить... Якщо збігається тільки частина тексту (слово, код, комбінація символів та ін.). Дата... Можливість форматувати періоди часу наприклад, сьогодні, вчора, останні 7 днів, наступний місяць та ін. Повторювані значення... Виділяються клітинки з однаковим вмістом. Відмінний спосіб знайти дублікати (повтори). У налаштуваннях можна вибрати і зворотний варіант — виділити тільки унікальні значення. Правила відбору перших і останніх значень виділяють найбільші або найменші значення. Допомагають аналізувати дані, показуючи пріоритети і «слабкі місця».

10 перших елементів... Форматується певна кількість найбільших значень. Кількість вказують в діалоговому вікні (можна задати 5, 20 та ін.). Перші 10 %... Виділяються 10 % максимальних значень. Частку можна змінити.

10 останніх елементів... Форматується певна кількість найменших значень. Останні 10 %... Найменші 10 % або інша частка від усіх елементів. Більше середнього... Форматує всі значення, які більші за середнє арифметичне.

Розділ ІІ. Опрацювання табличних даних

Менше середнього... Менше за середнє арифметичне. Гістограми дають можливість у кожну клітинку з числом додати стовпець лінійної гістограми, розмір якого визначається відносно максимального значення у виділеному діапазоні.

Це допомагає візуалізувати невеликий набір даних без використання окремих діаграм.

Кольорові шкали визначають максимальне і мінімальне значення в діапазоні і форматують кожну клітинку за кольором, який відповідає положенню значення між мінімальним та максимальним, зображуючи щось на зразок теплової карти. Набори піктограм — кожній клітинці присвоюється позначка відповідно до обраного стилю.

101

102

Розділ ІІ. Опрацювання табличних даних

Перевір себе

Знання

Аналіз

Створення

ВЛАСНІ ДУМКИ

1. Наведи приклади абсолютних, відносних та мішаних посилань.

2. Поясни різницю між абсолютними, відносними та мішаними посиланнями.

3. Наведи приклади відомих тобі математичних, статистичних та логічних функцій табличного процесора.

4.

найди значення функції y=2x+5, якщо З значення x змі­нюєть­ся на відрізку [-10;10] з кроком 1.

5.

авантаж файл «Застосовуємо2.xlsx» та З http://bit.do/fSPUs виконай завдання.

6.

знайомся з інформацією і створи подану послідовність О чисел в електронній таблиці (вводити потрібно два перших числа і одну формулу, яку потім слід скопіювати): У своїй видатній «Книзі абака» (Liber abaci) Леонардо Пізанський , більше відомий як Фібоначчі, наводить послідовність чисел, кожне з яких дорівнює сумі двох попередніх. Така послідовність отримала назву числа Фібоначчі.

0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89, 144, 233, 377, 610, 987 і т. д.

7.

клади таблицю відповідно до зразка, виконай необхідні С обчислення та встанови умовне форматування умовними позначками для виставлених суддями балів.

Прізвище та ім’я

Оцінки суддів 1 2 3 4 5 суддя суддя суддя суддя суддя

Голуб Софія

8

9

7

8

7

Кожух Олексій

7

8

7

6

7

Дерев’янко Павло

10

9

10

10

10

Мороз Дарина

6

7

6

6

8

Зарудний Андрій

7

9

8

9

7

Сокол Андрій

8

9

9

9

7

Найвищий Найнижчий Сума бал бал балів

Розділ ІІ. Опрацювання табличних даних

8.

твори таблицю множення за зразком. Достатньо ввесС ти одну формулу з мішаними посиланнями в клітинку B2, а потім скопіювати її в діапазон B2:K11. Подумай, яка це має бути формула.

9.

Розв’яжи подані задачі.

А) Менеджер із закупівель відстежує позиції, які потребують поповнення. Для цього він дивиться в останню колонку, де розраховується товарний запас у тижнях. Якщо товарний запас менший трьох одиниць, потрібно готувати замовлення. Якщо менший двох — виникає ризик дефіциту і замовлення потрібно розміщувати терміново. Якщо в таблиці десятки позицій, на перегляд кожного рядка піде багато часу, тому потрібно встановити умовне форматування: значення нижче порогових підсвічуються кольором. Наприклад: жовтий — увага, закінчується; червоний — товар відсутній. Товар

Середні продажі в шт./за тижд.

Залишок

Б) Знайди значення функції для діапазону х від -10 до 10.

Товарний запас на кількість тижнів x ≤ –4;

0, F (x) =

(x + 4) , 100 1, 2

–4 < x ≤ б; x > б.

103

104

Розділ ІІ. Опрацювання табличних даних

§ 7. Діаграми Як ефективніше подати дані?

Я от замислився, чому потрібно вчити дорожні знаки, які намальовані позначками? Невже не можна було зробити зручні написи?

Я думаю, що тут є декілька причин. От сам поміркуй…

Завдання № 1 Визнач, який спосіб подання даних більш ефективний для вирішення цього завдання. Обґрунтуй свою думку. Необхідно дізнатися, чи є залежність між температурою повітря і захворюваністю?

Розділ ІІ. Опрацювання табличних даних

№1

№2

Завдання № 2 Опрацюй інформацію.

Чи підтверджується ця інформація твоїм власним досвідом? Завдання № 2 Опрацюй інформацію. Дай відповідь на питання, яке було поставлено хлопцем в історії на початку параграфа.

105

106

Розділ ІІ. Опрацювання табличних даних майже

50%

мозку задіяно у процесах візуального опрацювання інформації

70%

усіх сенсорних нейронів знаходяться в очах

Ми можемо сприймати візуальну сцену менш ніж за 1/10 секунди Щоб зрозуміти значення символу, людині потрібно 150 мс + 100 мс

Завдання № 3 Встанови відповідність між типом графіка та задачею.

Назва й зображення графіка або діаграми

Задача Частка хлопців та дівчат у школі

Точкова

Зміна температури про­тягом місяця та порівняння температури у січні 2020 та 2021 року

Графік

Кількість учнів у класах школи Співвідношення кількості опадів та врожайності (дані за декілька років)

Лінійчата

Результати опитування Стовпчаста

Завдання № 4 Користуючись алгоритмом вибору типу діаграми, наведеним у рубриці «Запитання-відповіді», для кожного наведеного варіанта даних добери найбільш доречний тип діаграми і побудуй її. а)

Час 16:00 17:00 18:00 19:00

Споживання електроенергії, квт 195 220 245 251

б)

Секторна

Модель Lanos Renault Traffic Mercedes-Benz S213 Peugeot 308

Потужність двигуна, к.с.

86 115 194 125

Розділ ІІ. Опрацювання табличних даних

в)

Зріст, см 180 170 181 165

Вага, кг 92 78 90 75

г)

Складові продукту Білки Жири Вуглеводи Вода

Вага, г 9,3 2,7 5,8 120

Завдання № 5 Об’єднайтесь у групи. Оберіть одне із питань для дослідження або придумайте своє, проведіть опитуваня однокласників та презентуйте отриманні дані.

1. Звідки ти одержуєш інформацію про шкідливий та небезпечний вплив наркотиків? а) не одержав зовсім; б) від батьків; в) у школі; г) з теле- і радіопередач; д) з газет, журналів, е) співробітників поліції.

2. І нформацію з яких джерел ти вважаєш найбільш цікавою та правдивою? а) отриману від батьків; б) від учителів; в) з теле- і радіопередач; г) з газет, журналів; д) від друзів; е) співробітників міліції.

3. Щ о з переліченого досить часто 4. Після уроків ти відвідуєш: має місце у нашій школі: а) факультативні заняття; б) курси; а) образи особистості; в) спортивні секції; б) бійки; г) гуртки; в) злодійство; д) нічим не займаєшся. г) паління в будівлі школи; д) вимагання грошей; е) вживання наркотиків; є) вживання алкоголю; ж) інші антигромадські вчинки (указати). Завдання № 6 Об’єднайтесь у пари. Підготуйте повідомлення на тему «Де в реальному житті ви зустрічаєте дані, подані у вигляді діаграм?»

107

108

Розділ ІІ. Опрацювання табличних даних

ЗАПИТАННЯ-ВІДПОВІДІ Чому візуалізація така важлива? Візуалізація даних допомагає сприймати та запам’ятовувати інформацію. Наш мозок влаштований таким чином, що візуальні образи він сприймає набагато краще, ніж текстовий, цифровий або табличний контент. Тому часто ми можемо не помічати важливу інформацію в текстах великого обсягу.

Люди пам’ятають

Візуалізація даних завжди була потужним засобом для привернення уваги людей. Факти, цифри та експертний аналіз мають велику силу переконання. Ось декілька причин подавати дані у графічному вигляді.

• Легкість сприйняття людиною. Люди схильні сприймати інформацію, подану візуальним способом. Вони люблять цифри, факти і статистику. У користувачів Інтернету мало часу, щоб читати великі аналітичні матеріали. Тому сучасні ЗМІ почали активно залучати візуалізацію даних. Її використовують, щоб цікаво подавати (доповнювати) великі матеріали, оскільки візуалізація дає можливість подавати просто складне.

• «Вірусний» потенціал. Під цим терміном розуміють схильність аудиторії ділитися на своїх сторінках у соцмережах певними типами контенту.

• Демонстрація експертності. Структурована та унаочнена демонструє експертність людини у своїй галузі. Але зауваж! Як і всі інструменти, візуалізацію потрібно застосовувати в свій час і в своєму місці. В іншому випадку інформація може сприйматися ще гірше, а то й зовсім некоректно.

Розділ ІІ. Опрацювання табличних даних

Від чого залежить успішність візуалізації даних?

60 % успіху візуалізації залежить від вибору типу діаграми, 30 % — від правильності її побудови та 10 % — від правильного оформлення. Як правильно обрати тип діаграми? Діаграма дає можливість висловити ідею, яку несуть дані, найбільш повно й точно, тому дуже важливо вибрати відповідний тип діаграми. Для вибору типу діаграми рекомендуємо дотримуватися такого алгоритму: так

Обидві зображувані величини числові?

Величини неперервні? так графік

ні точкова діаграма

Як створити діаграму? Створення діаграми в табличному процесорі починається із введення на аркуші вихідних даних для діаграми. Для побудови діаграми виконайте дії: 1. Виділіть клітинки з даними, які потрібно використати в діаграмі.

2. На вкладці «Вставлення» у групі «Діаграми» оберіть тип діаграми, а потім — підтип.

ні Частка значень у загальній сумі важлива? так гістограма

ні секторна діаграма

109

110

Розділ ІІ. Опрацювання табличних даних

3. З а умовчанням діаграма розташовується на тому ж аркуші, що й дані. Якщо діаграму потрібно розташувати на окремому аркуші, відкрий контекстне меню діаграми та обери «Перемістити діаграму».

4. Для додавання діаграми у Google таблицях потрібно виділити дані та обрати пункт меню «Вставити» — «Діаграми». З яких елементів складається діаграма? Діаграма складається з багатьох елементів. Деякі з цих елементів відображаються за умовчанням, інші можна додавати за потреби.

1

6

4 2

3 7

4 5

Вигляд елементів діаграми можна змінювати, переміщюючи їх на інше місце на діаграмі, змінюючи розмір або формат. Також можна видаляти непотрібні елементи з діаграми.

Розділ ІІ. Опрацювання табличних даних 1

Область діаграми. Уся діаграма разом з усіма її елементами.

2

бласть побудови. На плоских діаграмах — обмежена осями О область, яка містить ряди даних. На об'ємних діаграмах — обмежена осями область, яка містить ряди даних, імена категорій, підписи та назви осей.

3

очки даних рядів даних — значення даних, які зображуються Т стовпцями, смугами, лініями, секторами або іншими символами — так званими маркерами даних. Ряди даних — пов’язані одна з одною точки даних, нанесені на діаграму. Кожний ряд даних на всіх діаграмах, крім секторних, має власний колір або інший спосіб позначення. На секторній діаграмі є один ряд даних, кожна точка якого (сектор) зображується окремим кольором.

4

оризонтальна вісь (вісь категорій) і вертикальна вісь (вісь Г значень), уздовж яких відкладаються значення на діаграмі.

5

егенда діаграми — область, у якій подано кольори або інші Л способи позначення, що відповідають рядам даних або категоріям на діаграмі.

6

Назви діаграми та осей, які можна використати на діаграмі.

7

Підпис даних позначає окрему точку в ряді даних.

Чи можна редагувати створену діаграму? Завершивши побудову діаграм, її можна змінити в будь-який момент. Якщо виділити діаграму, то з’являється додаткова вкладка «Конструктор», інструменти якої дають широкі можливості редагування діаграм.

111

112

Розділ ІІ. Опрацювання табличних даних

Чи можна змінити тип створеної діаграми? Так, для цього потрібно відкрити контекстне меню діаграми і обрати команду «змінити тип діаграми».

Перевір себе

Знання

Аналіз

Створення

ВЛАСНІ ДУМКИ

1. Назви основні типи діаграм, які можна побудувати в табличному процесорі.

2. Назви переваги візуалізації даних.

3. Наведи приклади даних, які доцільно подавати у вигляді діаграм.

4. Наведи приклади даних для кожного з основних типів діаграм.

5.

6.

авантаж файл «Застосовуємо3.xlsx» З та виконай завдання на кожному аркуші. http://bit.do/fSPVW Візуалізуй дані. А) Загальні запаси води на планеті — 1800 млн км3. На світовий океан припадає 98 %. Прісна вода становить 2 %, з них тільки 1% перебуває в рідкому стані. Б) 1 літр бензину в 2010 р . коштував 9 грн. У 2011 р . він подорожчав на 13 %. В) За весну Петренко схуд на 25 %, потім за літо додав у вазі 20 %, за осінь схуд на 10 %, а за зиму додав 20 %.

Розділ ІІ. Опрацювання табличних даних

§ 8. Розв’язування задач із фізики, хімії, математики Який обчислювальний інструмент доцільніше обрати? На початку XXI століття комп'ютери стали настільки потужними, що з'явилася реальна можливість використовувати їх в наукових дослідженнях, а саме для обчислювання складних математичних задач ядерної фізики, балістики, прикладної небесної механіки. Основою обчислювального експерименту є математичне моделювання, теоретичною базою — прикладна математика, а технічною — комп’ютери. Обчислювальний експеримент — це експеримент над математичною моделлю об'єкта на комп’ютері, який полягає в тому, що за одними параметрами моделі обчислюються інші її параметри і на цій основі робляться висновки про властивості явища, об’єкта який досліджується. Основні етапи обчислювального експерименту: • проведення натурного експерименту; • побудова математичної моделі; • вибір і застосування чисельного методу для знаходження рішення; • опрацювання результатів обчислень; • порівняння з результатами натурного експерименту; • прийняття рішення про продовження натурних експериментів; • продовження натурного експерименту для отримання даних, необхідних для уточнення моделі; • накопичення експериментальних даних; • побудова математичної моделі; • автоматична побудова програмної реалізації математичної моделі; • автоматизоване знаходження чисельного рішення; • автоматизоване перетворення обчислювальних результатів в форму, зручну для аналізу; • прийняття рішення про продовження натурних експериментів. Електронні таблиці для рішення наукових задач обирають як інструмент у тих випадках, коли на рівні моделі задача зводиться до структурування даних у вигляді таблиці, обчислювати масиви даних можна встановивши математичні зв’язки або є необхідність підбору даних, що відповідають умовам задачі.

113

114

Розділ ІІ. Опрацювання табличних даних

Завдання № 1 Об’єднайтесь у пари. Сформулюйте висловлювання за його початком. Моделювання — це метод пізнання… Модель — це об’єкт, який використовують в якості... Розрізняють ____________ і ___________ моделі. Матеріальні моделі — це... Інформаційні моделі — це... Основними видами інформаційних моделей є: _________, _________, __________. Математична модель — це модель, побудована з використанням...

• Наведіть приклад знакової інформаційної моделі. Завдання № 2 Ознайомся із словесною моделлю та побудуй математичну. Скільки кубічних метрів повітря очистить від автомобільних викидних газів N каштанів, посаджених вздовж дороги, якщо одне дерево очищує зону довжиною 100 м, шириною 20 м, висотою 10 м без шкоди для себе.

• Склади електронну таблицю та знайди відповіді для даних:

N 25 1200 80

Завдання № 3 Об’єднайтесь у пари. Оберіть по одній задачі та розв’яжіть її за допомогою електронної таблиці. Презентуйте математичну модель та свої рішення в електронних таблицях. Обґрунтуйте доцільність рішення задач за допомогою електронної таблиці. А) У явіть, що вам деяка фірма пропонує свої послуги. Щодня ви можете брати у фірмі по одній 100 гривень. Але за перший день ви зобов’язані заплатити фірмі 1 грн, за другий — 2 грн, за третій — 3 грн і т.п. Скільки грошей ви будете винні фірмі через N днів? Б) В Україну щороку ввозиться 300 млн штук батарейок. Одна батарейка отруює 400 л води. Який об’єм води отруює населення України, не утилізуючи використані батарейки? В) Звичайна лампа розжарювання на 100 Ват за годину роботи використовує 100 Ват електроенергії. Скільки електроенергії використає ця лампочка за N днів безперервної роботи по 12 годин у день? Г) Якщо нещільно закрити кран, то за годину з нього викапає півлітрова банка води. Скільки води викапає за N діб? Д) Гусінь метелика капусниці з’їдає за місяць 10 кг капусти. Синиця з’їдає кожного дня 100 гусениць. Скільки капусти спасає за 30 днів сім’я синиць, яка складається з самки, самця і 4 пташенят, якщо пташеня з’їдає гусениць у 2 рази менше, ніж доросла синиця?

Розділ ІІ. Опрацювання табличних даних

115

Завдання № 4 Розв’яжи задачу та побудуй графік залежності шляху та швидкості від часу. Поїзд їхав 2 години зі швидкістю 50 км/год, потім 0,5 години не рухався, потім їхав 1 год зі швидкістю 100 км/год. Дано: v1 = 50 км/год t1 = 2 год v1 = 0 t1 = 0,5 год v1 = 100 км/год t1 = 1 год Графіки l(t) v(t) — ?

Розв’язання Графік залежності шляху від часу являє собою ламану, оскільки на кожному з етапів руху швидкість поїзда стала. Кожний відрізок ламаної можна побудувати за двома точками. Наприклад, за перші 2 години поїзд проїхав 100 км, тому якщо вимірювати час у годинах, а відстань у кілометрах, координати кінців відповідного відрізка (0; 0) і (2; 100) (рис. 21).

Завдання № 5 Опрацюй приклад рішення задачі. Які маси солі та води потрібно взяти для приготування 500 г 20 % розчину солі. Рішення: Для задач знаходження масової частки є два варіанти вхідних даних 1 варіант. Дано масу розчинної речовини і маса розчинника, а масу розчину та масову частку потрібно знайти.

2 варіант. Дано масу розчину і масову частку, потрібно знайти масу розчинної речовини та масу розчинника. Масова частка розчиненої речовини — це величина, що дорівнює відношенню маси розчиненої речовини до маси розчину. m (речовини) w (речовини) = m (розчину)

Формула для обчислення масової частки у відсотках: w (речовини) =

m (речовини) . 100% m (розчину)

Маса розчинної речовини Маса розчинної речовини 100

Маса Маса Масова розчинника розчину частка -

500

20

Маса Маса Масова розчинника розчину частка 400

-

-

116

Розділ ІІ. Опрацювання табличних даних Маса розчинної речовини

Маса Маса Масова розчинника розчину частка

-

-

Маса розчинної речовини =IF(AND(I4=″-″;J4=″-″); L4*K4/100;IF(I4=″-″; L4*K4/100; ″-″))

500

20

Маса розчинника

Маса розчину

Масова частка

=IF(J4=″-″;K4-17; ″-″) =IF(K4=″-″;J4+14; ″-″) =IF(AND(L4=″-″;K4=″-″); I4/K4*100;IF(L4=″-″; I4/K4*100; ″-″))

Розв’яжи 1. У 135 грамах води розчинили 15 грамів солі. Яка масова частка (%) розчиненої речовини в розчині?

2. У 350 грамах води розчинили 50 грамів нітрату калію KNO3. Обчисліть масову частку нітрату калію в отриманому розчині.

3. Порцію сірчаної кислоти H2SO4 масою 25 грамів розчинили в 125 грамах води. Яка масова частка сірчаної кислоти в розчині?

4. Визначити масову частку розчиненої речовини в розчині отриманого розчиненням 10 грамів NaOH в 30 мл води (щільність води прийняти 1 г/мл).

5. У 150 грамах води розчинили 50 грамів фосфорної кислоти. Знайти масову частку кислоти в отриманому розчині. Завдання № 6

Розв’яжи

Точка рухається вздовж осі Ox із початковою швидкістю 3 м/сек. Прискорення в (м/с2) задано формулою:

ax (τ) =

0,2τ,

якщо 0 ≤ τ < 5;

1 + 0,3 (τ – 5),

якщо 5 ≤ τ < 8;

3,4 – 0,4 (τ – 8),

якщо 8 ≤ τ < 12;

Побудуйте графіки залежностей Vx(τ) та x(τ), якщо початкова координата х0 = 1 м. Визначте координату та швидкість точки в момент τ ‘ = 9,4 сек, а також середню швидкість за другу секунду руху. Завдання № 7 Об’єднайтесь у пари. Розгляньте копію екрана.

1) Дайте відповідь на запитання: • Що таке експортування та імпортування даних?

• Наведіть приклади задач, які потребують експорту або імпорту даних.

• У які формати можна експортувати дані з електронної таблиці Ехсеl?

Розділ ІІ. Опрацювання табличних даних

Перевір себе

Знання

Аналіз

Створення

ВЛАСНІ ДУМКИ

1. Назви обчислювальні можливості електронних таблиць 2. Назви етапи розв’язування задач за допомогою електронних таблиць.

3. Наведи приклади задач із фізики або хімії, які зручно розв’язувати за допомогою електронних таблиць.

4.

озв’яжи задачу. Р Цукрова тростина містить 9 % цукру. Скільки тростини необхідно для отримання 1 кг цукру, 50 кг, 1000 кг.

1) Ознайомся. У світовому масштабі цукрова тростина (Saccharum officinarum L.) є основною рослиною — джерелом цукру в світі. На сьогоднішній день світове виробництво цієї рослини становить 1450 мільйонів тонн із 22 мільйонів гектарів землі.

2) Додай до таблиці стовпець із розрахунками необхідної площі.

3) Отримані дані експортуй у pdf формат.

5. Обґрунтуй думку про те, що із зростанням обчислювальних можливостей комп’ютера відкрились нові перспективи для наукових досліджень.

117

118

Розділ ІІІ. Бази даних. Системи керування базами даних

Розділ III БАЗИ ДАНИХ. СИСТЕМИ КЕРУВАННЯ БАЗАМИ ДАНИХ

§ 9. О сновні поняття баз даних § 10. Знайомство із системою керування базами даних § 11. Обмеження цілісності § 12. Вибір даних

Тематична робота

https://pidruchnyk.online/9/5

Розділ ІІІ. Бази даних. Системи керування базами даних

§ 9. Основні поняття баз даних Чому для збереження табличних даних може бути недостатньо однієї електронної таблиці? Як ви вже знаєте, таблиця — це зручний спосіб зберігання відомостей про набори однотипних об’єктів. Кожен рядок у таблиці відповідає певному об’єкту, а стовпець — певній властивості об’єктів. А якщо таких наборів кілька? Очевидно, для їх зберігання потрібно кілька таблиць! І ці таблиці зазвичай будуть взаємопов’язані. Такі системи взаємопов’язаних таблиць називаються реляційними (табличними) базами даних. І їх ми вивчатимемо в курсі інформатики в 9 класі. Завдання № 1 1) Відомості про які об’єкти зберігаються в зображеній таблиці?

2) Наведи приклади об’єктів, їхніх властивостей та значень властивостей із зображеної таблиці. Номерний знак

Модель

Рік випуску

Маршрут

Довжина (км)

Кількість зупинок

AA3129KH

CityLAZ-12

2010

9

7,3

18

AA1684PT

Богдан А144

2017

9

7,3

18

AI4124KK

CityLAZ-12

2012

9

7,3

18

AA3312TB

МАЗ 103

2001

9

7,3

18

AI2917KT

Богдан А144

2017

12

5,4

14

AA4409KH

CityLAZ-12

2012

12

5,4

14

Завдання № 2 У зображеній вище таблиці зберігаються відомості як про автобуси, так і про маршрути, якими ці автобуси курсують. Таке зберігання в одній таблиці інформації про різнотипні об’єкти має недоліки. Спробуй визначити, які саме, відповівши на запитання.

1) У скількох рядках містяться відомості про маршрут № 9 та про маршрут № 12?

119

120

Розділ ІІІ. Бази даних. Системи керування базами даних

2) П рипустимо, що маршрут № 9 продовжили. Тепер його довжина становить 9 км і він має 20 зупинок. Значення у скількох клітинках таблиці потрібно оновити, щоб відобразити ці зміни?

3) Припустимо, що відомості про маршрут № 9 у деяких рядках оновили, а в деяких — залишили старими. Поясни, чому в такому випадку відомості про маршрут № 9 буде втрачено.

4) Поясни, що означає принцип ненадлишковості даних і чому через надлишковість дані може бути втрачено. Можеш скористатися руб­ рикою «Запитання-відповіді». Завдання № 3 Для уникнення надлишковості таблицю потрібно поділити на дві: Автобуси та Маршрути. Номерний знак

Модель

Рік випуску

AA3129KH

CityLAZ-12

2010

AA1684PT

Богдан А144

2017

AI4124KK

CityLAZ-12

2012

9

7,3

18

AA3312TB

МАЗ 103

2001

12

5,4

14

AI2917KT

Богдан А144

2017

AA4409KH

CityLAZ-12

2012

Маршрут

Довжина (км)

Кількість зупинок

Однак тепер незрозуміло, який автобус яким маршрутом курсує. Нижче описано два способи, якими це можна вказати. Один із цих способів знач­ но кращий за інший. Обери кращий спосіб і поясни, які недоліки має гірший. Можеш скористатися рубрикою «Запитання-відповіді».

• До таблиці Автобуси додати стовпець Номер маршруту, де вказувати маршрут, яким курсує автобус.

• До таблиці Маршрути додати стовпець Номер автобуса, де вказувати номери автобусів, що курсують цим маршрутом. Завдання № 4 1) П оясни, що таке ключ таблиці.

2) Для кожної з наведених нижче таблиць вкажи, які стовпці можуть бути ключовими.

3) Ч ому стовпець Прізвище в таблиці Люди не можна вважати ключовим, хоча значення в ньому не повторюються?

Розділ ІІІ. Бази даних. Системи керування базами даних

Люди № паспорту

Прізвище

Ім’я

Рік народження

КМ 381421

Круглєня

Дмитро

2007

РТ 905129

Жук

Ольга

2006

РС 140418

Кашпур

Ольга

2006

НС 781392

Шпитько

Микита

2006

Ноутбуки Виробник

Модель

Процесор

Серійний номер

Asus

Asus Vivobook 15

AMD Ryzen 7

FNBL34-701835

Acer

Aspire 7

Intel Core i5

XD-05-41895632

Asus

E502M

Intel Byt-M 2Core

FMXD77-394777

HP

1U9R5EA

AMD Ryzen 5

31280540037

Автобуси Номерний знак

Маршрути Довжина (км)

Кількість зупинок

Модель

Рік випуску

AA3129KH

CityLAZ-12

2010

9

7,3

18

AA1684PT

Богдан А144

2017

12

5,4

14

AI4124KK

CityLAZ-12

2012

AA3312TB

МАЗ 103

2001

AI2917KT

Богдан А144

2017

AA4409KH

CityLAZ-12

2012

Номер

Завдання № 5 Для кожної пари зображених таблиць опиши зв’язок, який можна між ними організувати, а також поясни, як саме це зробити.

Вулиці

Будинки Номер

Кількість поверхів

Кількість квартир

вулиця

11

16

127

0,3

провулок

9

16

127

Шевченка

2,3

бульвар

8

9

104

Перемоги

12

проспект

8а

3

14

Назва

Довжина

Вереснева

1,1

Ремонтний

Тип

Планети Назва

Маса, кг

Супутники Радіус, км

Назва

Маса, кг

Радіус, км

Венера

4,869Е+24

6052

Місяць

7,347Е+22

1737

Земля

5,974Е+24

6371

Титан

1,345Е+23

2575

Марс

6,419Е+23

3376

Іо

8,921Е+22

1821

Юпітер

1,899Е+27

69911

Ганімед

1,482Е+23

2634

121

122

Розділ ІІІ. Бази даних. Системи керування базами даних

Ноутбуки Виробник

Модель

Процесори Екран

Виробник

Модель

Швидкість, Мгц

Apple

MacBook Air M1

13,3

Intel

i5

4100

Asus

M513IA-BQ533

15,6

Intel

i7

4700

Lenovo

IdeaPAD 3

15,6

AMD

Ryzen 9

3700

Dell

Latitude 5411

Apple

M1

3200

14

ЗАПИТАННЯ-ВІДПОВІДІ Чому зберігання даних у таблиці може бути надлишковим? Надлишковість означає багаторазове повторення тієї самої інформації. На малюнку наведено приклад таблиці, в якій відомості про номер квартири, її площу та поверх повторюються 3 рази. Номер квартири

Площа квартири

41

39

1 Огороднік

Юлія

ж

41

39

1 Огороднік

Євген

ч

41

39

1 Огороднік

Микола ч

87

77

9 Чубенко

Іван

ч

87

77

9 Чубенко

Інна

ж

Поверх

Прізвище

Ім’я

Стать

Найпоширенішою причиною надлишковості є подання в одній таблиці відомостей про різнорідні об’єкти. Наприклад, у зображеній вище таблиці подано відомості і про квартиру, і про її мешканців. Через це відомості про квартиру доводиться повторювати стільки разів, скільки в ній мешкає людей. Які недоліки має надлишкове зберігання даних? Основні недоліки надлишковості даних: • Витрачається зайва пам’ять для зберігання даних.

• У разі змінення даних доводиться вносити зміни багаторазово.

• Виникає можливість ситуації, коли про один той самий об’єкт будуть зберігатися суперечливі відомості. Наприклад, у зображеній таблиці квартира № 41 має площу і 39 кв. м, і 65 кв. м водночас, розташована водночас і на 1-му, і на 5-му поверсі.

Розділ ІІІ. Бази даних. Системи керування базами даних Номер квартири

Площа квартири

41

39

1 Огороднік

Юлія

ж

41

39

1 Огороднік

Євген

ч

41

39

1 Огороднік

Микола ч

87

77

9 Чубенко

Іван

ч

87

77

9 Чубенко

Інна

ж

Поверх

Прізвище

Ім’я

Стать

Отже, надлишковість призводить до суперечливості даних, а супе­ речливі дані — це втрачені дані. Адже із зображеної таблиці неможливо видобути інформацію про справжню площу квартири № 41 і поверх, на якому вона розташована. Цю інформацію втрачено. Як уникнути надлишкового зберігання даних? Найчастіше причиною надлишковості є зберігання відомостей про різнотипні об’єкти в одній таблиці. Тоді цю таблицю потрібно поділити. У кожній з отриманих у результаті таблиць мають зберігатися відомості лише про один тип об’єктів. Квартири та люди Номер квартири

Площа квартири

41

39

1 Огороднік

Юлія

ж

41

39

1 Огороднік

Євген

ч

41

39

1 Огороднік

Микола ч

87

77

9 Чубенко

Іван

ч

87

77

9 Чубенко

Інна

ж

Поверх

Прізвище

Ім’я

Квартири

Стать

Люди

Номер квартири

Площа квартири

Поверх

Прізвище

41

39

1

Огороднік

Юлія

ж

87

77

9

Огороднік

Євген

ч

Огороднік

Микола ч

Чубенко

Іван

Що таке база даних?

Ім’я

Стать

ч

База даних — це така структура Чубенко Інна ж даних, яка гарантує їхню узгодженість і мінімізує можливість втрат інформації. Щоб забезпечити ці властивості, проєктувальники баз даних керуються, як правило, принципом мінімальної надлишковості.

123

124

Розділ ІІІ. Бази даних. Системи керування базами даних

Які бази даних називаються реляційними? Реляційними називаються бази даних, у яких усі дані зберігаються в таблицях. Слово «реляційний» походить від англійського relation. Цей термін перекладається як «відношення» і позначає математичний об’єкт, який найзручніше зображувати у вигляді таблиці. Реляційна модель даних була запропонована в 1970 р. британським математиком Е. Коддом. У 1980-х роках бази даних реляційного типу стали домінуючими і залишаються такими дотепер.

Едгар Кодд

Які ще бувають різновиди баз даних, крім реляційних? У «дореляційну» епоху найбільш поширеними були ієрархічні та мережеві бази даних. Дані в цих базах зберігалися не в таблицях, а у вигляді інших структур, елементи яких вказували один на один. (Зауважте, що в таблицях ніяких «вказівників» немає.) Перевагою ієрархічних та мережевих систем була можливість забезпечувати швидший доступ до даних, а недоліком — складність роботи з ними. Зі зростанням потужності комп’ютерів ця перевага стала не дуже суттєвою, однак останнім часом, коли виникла потреба опрацьовувати величезні обсяги даних з Інтернету, питання швидкодії знову виходить на передній план і новітні нереляційні підходи до зберігання даних поступово завойовують своє «місце під сонцем». Як співвідносяться дані та елементи таблиць? У кожному рядку таблиці зберігаються відомості про певний об’єкт, а таблиця в цілому містить інформацію про набір однотипних об’єктів. Кожен стовпець відповідає певній властивості таких об’єктів, а клітинка — значенню властивості для конкретного об’єкта. Ноутбуки Виробник

Модель

Екран

Apple

MacBook Air M1

13,3

Asus

M513IA-BQ533

15,6

Lenovo

IdeaPAD 3

15,6

Dell

Latitude 5411

14

Розділ ІІІ. Бази даних. Системи керування базами даних

Що таке ключ таблиці? Ключем називається стовпець або набір стовпців таблиці, значення в яких є унікальними, а отже, можуть ідентифікувати об’єкти. Унікальність означає, що значення не можуть повторюватися (не лише для конкретного наповнення таблиці, а й для будь-якого можливого наповнення). Що означає зв’язок «один-до-багатьох» між таблицями? Між таблицями А та В існує зв’язок «один-до-багатьох», якщо: 1) к ожному об’єкту з таблиці А може відповідати будь-яка кількість об’єктів із таблиці В; 2) к ожному об’єкту з таблиці В може відповідати не більше одного об’єкта з таблиці А.

∞

1

A

B

Наприклад, у кожній квартирі може мешкати різна кількість людей, але кожна людина проживає лише в одній квартирі. Люди

∞

1

Квартири

Як створити зв’язок «один-до-багатьох»? Для цього потрібно в таблицю, що розташована з боку «багато», додати стовпець і записати в ньому значення ключів відповідних об’єктів іншої таблиці. Наприклад, у таблицю Люди додаємо стовпець Квартира і вказуємо в ньому номери квартир, де люди проживають. Ці номери мають бути значеннями з ключового стовпця таблиці Квартири. Прізвище

Ім’я

Стать

Номер квартири

Огороднік

Юлія

ж

41

Огороднік

Євген

ч

41

Огороднік

Микола

ч

41

Чубенко

Іван

ч

87

Чубенко

Інна

ж

87

Номер квартири

Площа квартири

Поверх

41

39

1

87

77

9

125

126

Розділ ІІІ. Бази даних. Системи керування базами даних

Перевір себе

Знання

Розуміння

Аналіз

ВЛАСНІ ДУМКИ

1. Я кі елементи таблиці відповідають поняттям «об’єкт», «властивість об’єкта», «значення властивості об’єкта»?

2. Ч ому саме той стовпець, дані у якому не повторюються, може бути ключовим?

3. П оясни, що означає фраза «таблиці А і В пов’язані зв’язком один-до-багатьох».

A

∞

1

B

4. Ч ому під час моделювання зображеного зв’язку «один-добагатьох» між таблицями А та В додатковий стовпець створюють саме в таблиці В, а не А?

5. М іж якими парами зображених таблиць можна створити зв’язки «один-до-багатьох»? Опиши ці зв’язки словами та поясни, чому їх можна охарактеризувати як «один-до-багатьох». Країни

Міста

Ріки

Назва

Площа

Назва

Населення

Назва

Довжина

Україна

603548

Київ

2954700

Дніпро

2285

Моря Назва

Площа

Чорне

422000

6. О чевидно, що одна людина може прочитати багато книжок. Однак зв’язок між таблицями Люди та Книжки не є зв’язком типу «один-до-багатьох». Поясни чому.

7. Я кий існує зв’язок між традиційним значенням слова «ключ» і значенням цього терміна в базах даних?

8. Поясни переваги баз даних над електронними таблицями.

Розділ ІІІ. Бази даних. Системи керування базами даних

§ 10. Знайомство із системою керування базами даних У чому основна відмінність системи керування базами даних від табличного процесора? На попередньому занятті ми з’ясували, коли необхідно зберігати дані в багатьох таблицях, тобто в табличній базі даних, а також спроєктували просту базу даних із двох таблиць. Сьогодні ми реалізуємо цей проєкт у спеціальній програмі, призначеній для роботи з такими структурами — системі керування базами даних (СКБД) Microsoft Access. Завдання № 1 Запусти СКБД Microsoft Access. Керуючись зображеною послідовністю дій, створи нову базу даних, а в ній — таблицю «Автобуси» з полями «Номерний знак», «Модель», «Рік випуску». Добери доречні типи даних для полів.

1 2 3 Введи назви та

вибери типи полів

5 6

4

127

128

Розділ ІІІ. Бази даних. Системи керування базами даних

Завдання № 2 Відкрий таблицю «Автобуси», двічі клацнувши її значок в області «Усі об’єкти Access». Введи в таблицю «Автобуси» відомості про 6 автобусів.

1

Завдання № 3

2

Скориставшись рубрикою «Запитання-відповіді» та самою СКБД, дай відповіді на запитання.

1. Я ким елементам таблиці відповідають поняття «поле» та «запис»?

2. Ч им відрізняється режим конструктора таблиці від режиму редагування даних?

3. Я к перейти в режими конструктора таблиці та редагування даних?

4. Я кі типи даних можна надати полям таблиці в Microsoft Access? Завдання № 4 1. К еруючись зображеною послідовністю дій, створи таблицю «Маршрути».

1

2 Щоб можна було вводити нецілі значення довжин маршрутів, для поля «Довжина» вибери тип даних «Число» і внизу, на вкладці «Властивості поля» для властивості «Розмір поля» вибери «Одинарне значення».

Розділ ІІІ. Бази даних. Системи керування базами даних

3 4

2. З адай для таблиці «Маршрути» ключ. Для цього у вікні конструктора виділи поле «Маршрут» і натисни кнопку «Ключове поле».

6

5 3. Закрий конструктор таблиці «Маршрути» і введи її ім’я.

7

8

10 11

129

130

Розділ ІІІ. Бази даних. Системи керування базами даних

4. З аповни таблицю «Маршрути» даними про 3 маршрути.

Завдання № 5 Керуючись зображеною послідовністю дій, перейди в режим конструктора таблиці «Автобуси» і додай до цієї таблиці стовпець «Номер маршруту».

1 Клацни таблицю

«Автобуси» правою кнопкою миші

2

3 Завдання № 6 Введи дані про те, які автобуси якими маршрутами курсують: • автобуси AA3129KH та AA1684PT — маршрутом № 9; • автобуси AІ4124KK та AA3312TB — маршрутом № 11; • автобуси AI2917KT та AA4409KH — маршрутом № 12.

Розділ ІІІ. Бази даних. Системи керування базами даних

ЗАПИТАННЯ-ВІДПОВІДІ Що таке система керування базами даних? Система керування базами даних (СКБД) — це програмне забезпечення, яке дає користувачам можливість створювати і змінювати бази даних, вводити в них і отримувати з них інформацію. Які є популярні СКБД? Є десятки широко відомих СКБД. Серед найпопулярніших реляційних СКБД варто виділити такі.

• Microsoft Access — одна з найпопулярніших у світі навчальних

СКБД. Крім засобів створення таблиць та маніпулювання даними, які є в усіх СКБД, містить також засоби розробки інтерфейсу користувача для роботи з базою даних. Таким чином, у MS Access можна створити не лише базу даних, а і повноцінний програмний проєкт для роботи з нею.

• Microsoft SQL Server — промислова СКБД від корпорації

Microsoft. Встановлюється на сервері і надає доступ до даних програмам, що можуть виконуватися як на тому ж сервері, так і на віддалених комп’ютерах. Забезпечує значно вищу ефективність у роботі з великими базами даних, ніж Microsoft Access.

• SQLite — «полегшена» СКБД, що завоювала популярність остан-

німи роками завдяки своїй простоті. Важливою перевагою цієї системи є те, що її не потрібно окремо встановлювати на комп’ютері, навіть якщо з нею працюють прикладні програми. Адже ядро цієї СКБД може вбудовуватися безпосередньо в програму, що її використовує.

• MySQL — вільнопоширювана СКБД, створена для прискорення

операцій із великими базами даних. Набула найбільшого застосування у вебпроєктах, оскільки є дуже зручною у взаємодії з мовою генерування вебсторінок PHP.

• Oracle — найпотужніша з альтернатив Microsoft SQL Server, на-

самперед для інших операційних систем, ніж Windows.

Зауваж, що в назвах багатьох СКБД трапляється абревіатура SQL, що розшифровується як Structured Query Language. Так називається найбільш поширена скриптова мова для роботи з реляційними базами даних.

131

132

Розділ ІІІ. Бази даних. Системи керування базами даних

Як створити та зберегти базу даних в Microsoft Access? Щоб створити нову базу відразу після запуску MS Access, потрібно на головній сторінці вибрати пункт «Пуста база даних». А щоб створити нову базу даних під час роботи з іншою базою, пункт «Пуста база даних» треба вибрати в меню «Файл». Щоб зберегти базу даних, використовують команду «Файл\Зберегти», однак при закритті будьякого об’єкта бази, наприклад таблиці, збереження виконується автоматично. Якою є структура вікна Microsoft Access? У вікні MS Access є дві області. Ліва область називається «Усі об’єкти Access». У ній відображається список усіх об’єктів, які є у відкритій базі даних, а в правій — вміст або структура вибраного в лівій області об’єкта. Наприклад, на рисунку в лівій області вибрано таблицю J, а в правій — відображено дані, що містяться в цій таблиці.

Розділ ІІІ. Бази даних. Системи керування базами даних

Що таке поля та записи? Стовпці таблиць у реляційних СКБД називаються полями, а рядки — записами. Як створити таблицю в Microsoft Access? Потрібно в меню «Створення» вибрати пункт «Конструктор таблиць». Тоді в правій області відобразиться вікно «Таблиця1», у якому можна визначити структуру новоствореної таблиці. Його також називають вікном конструктора. !

Не плутай вікно конструктора із вікном даних таблиці! У кожному рядку вікна конструктора відображаються не самі дані, а лише інформація про певний стовпець таблиці. У кожному рядку вікна даних міститься інформація про певний об’єкт, що зберігається в базі.

Вікно конструктора

Вікно даних

Як ввести чи змінити дані в таблиці Access? Для цього потрібно в області «Усі об’єкти Access» двічі клацнути значок таблиці. Тоді в правій області ця таблиця відкриється в режимі редагування даних. Дані можна змінювати в будь-якій клітинці. Для переходу в наступну клітинку натисни клавішу Enter. Також у сусідні клітинки можна переходити за допомогою клавіш керування курсором. Як видалити дані в таблиці Access? Щоб видалити значення в клітинці або частину цього значення, потрібно у вікні даних клацнути цю клітинку й виконати необхідну операцію за допомогою звичайних дій редагування, як у табличному процесорі. Однак видалити цілий запис (рядок) так не вийде. Для цього потрібно клацнути правою кнопкою миші заголовок рядка і з контекстного меню вибрати пункт «Видалити запис».

133

134

Розділ ІІІ. Бази даних. Системи керування базами даних

Як змінити структуру наявної таблиці в базі даних Access? Потрібно в лівій області клацнути значок таблиці правою кнопкою миші й вибрати пункт контекстного меню «Конструктор». Тоді на правій панелі відкриється вікно конструктора таблиці, де можна додати до неї поля, видалити їх або змінити їхні властивості. Як змінити значення властивостей поля таблиці? Потрібно виділити це поле у вікні конструктора таблиці і внизу цього вікна задати значення тих чи інших властивостей.

Наприклад, якщо поле числове, то для властивості «Розмір поля» можна вибрати такі значення: • Байт — ціле значення від 0 до 255.

• Ціле число — ціле значення від -32768 до 32767.

• Довге ціле число — ціле значення від -2147483648 до 2147483647.

• десятковий дріб в діапазоні від -3,4 · 1038 до 3,4 · 1038. А для поля типу «Короткий текст» властивість «Розмір поля» визначає максимальну довжину рядка в діапазоні від 1 до 255 символів. Якщо спробувати ввести в поле значення, яке не відповідає заданим властивостям, цю операцію буде заблоковано. Як зробити поле ключовим? Потрібно виділити це поле у вікні конструктора таблиці й натиснути кнопку «Ключове поле». Зауваж, що значення в ключовому полі не можуть повторюватися, а також не можуть бути порожніми. Якщо дані в полі, яке ти намагаєшся зробити ключовим, порушують ці вимоги, то буде відображено повідомлення про помилку.

Розділ ІІІ. Бази даних. Системи керування базами даних

Перевір себе

Знання

Розуміння

Аналіз

Створення

ВЛАСНІ ДУМКИ

1. Опиши алгоритми виконання в СКБД таких дій: • створити нову таблицю; • додати до таблиці запис; • додати до таблиці поле; • видалити з таблиці запис; • видалити з таблиці поле; • змінити ключ таблиці.

2. Переглянь відповідь на питання «Як змінити значення властивостей поля таблиці?» в рубриці «Запитання-відповіді» і спробуй пояснити, чому обмеження на значення типу «байт», «ціле число» та «довге ціле число» є саме такими. За якими формулами визначаються ці числа? Скільки байтів пам’яті може займати кожен із вказаних різновидів значень?

3. У вікні конструктора таблиця виглядає, як на рисунку нижче.

Якими даними може бути заповнена ця таблиця? а)

б) Іванчук Петренко

11 12

в)

Іванчук Петренко

11 11

11 12

11 11

г) Іванчук Іванчук

11 12

4. Створи базу даних, що міститиме відомості про учнів та класи твоєї школи. У ній мають зберігатися відомості про назви і, можливо, профіль класів, а також про прізвища, імена, дати народження і стать учнів. Введи інформацію про 2–3 класи та щонайменше про 6 учнів різних класів. Необхідно вказати, у якому класі вчиться кожен із учнів.

5. Чому клітинки в ключовому полі не можна залишати порожніми?

135

136

Розділ ІІІ. Бази даних. Системи керування базами даних

§ 11. Обмеження цілісності До яких наслідків може призвести порушення обмежень цілісності в базі даних? На минулому уроці ми реалізували проєкт бази даних автобусів і маршрутів у СКБД Microsoft Access. Однак створену базу даних не можна назвати готовою. Адже в ній можна вводити очевидно хибні дані, наприклад 2100 рік випуску автобуса. Щоб гарантувати відповідність бази реальним даним, у ній створюють спеціальні обмеження цілісності, які ми вивчатимемо сьогодні. Завдання № 1 Які твердження можуть бути обмеженнями цілісності в базі даних автобусів і маршрутів, що містить дві таблиці зображеної структури?

• Р ік випуску автобуса належить діапазону від 1900 до поточного року.

• Кількість зупинок повинна бути додатною.

• Кожне значення з поля «Маршрут» таблиці «Автобуси» має також

бути в полі «Номер» таблиці «Маршрути».

• Кожне значення поля «Номер» з таблиці «Маршрути» має також бути в полі «Маршрут» таблиці «Автобуси». Завдання № 2 Вкажи в таблицях зображеної бази даних 4 клітинки, дані в яких порушують обмеження цілісності, визначені в попередньому завданні.

Розділ ІІІ. Бази даних. Системи керування базами даних

Завдання № 3 Запусти СКБД Microsoft Access. Користуючись зображеною послідовністю дій та рубрикою «Запитання-відповіді», задай обмеження для значень поля «Рік випуску» в таблиці «Автобуси»: рік випуску автобуса має перебувати в межах від 2000 року до поточного року включно.

1

6

3

7

4

5 2

Спробуй ввести рік випуску якогось із автобусів, що не задовольняє створеному обмеженню. СКБД має відобразити повідомлення про помилку, проаналізуй його. Щоб скасувати введення неправильного значення, натисни клавішу Esc. Завдання № 4 Задай такі обмеження в таблиці маршрутів: • номер маршруту — від 1 до 500; • довжина маршруту — більше 0; • кількість зупинок на маршруті — більше 0. Спробуй ввести дані, що не задовольняють цим обмеженням і переконайся, що СКБД відображає повідомлення про помилку.

137

138

Розділ ІІІ. Бази даних. Системи керування базами даних

Завдання № 5 Досі ми створювали обмеження цілісності, що стосувалися однієї таблиці. Тепер створи обмеження, що пов’язує дані двох таблиць: кожне значення з поля «Маршрут» таблиці «Автобуси» має також бути в полі «Номер» таблиці «Маршрути». Скористайся зображенням послідовності дій, а також рубрикою «Запитання-відповіді».

1

2 3

4 5

7

6

Спробуйте ввести в поле «Маршрут» таблиці «Автобуси» значення, якого немає в полі «Номер» таблиці «Маршрути», переконайтеся, що СКБД видасть повідомлення про помилку та проаналізуйте його.

Розділ ІІІ. Бази даних. Системи керування базами даних

ЗАПИТАННЯ-ВІДПОВІДІ Що таке обмеження цілісності? Обмеження цілісності — це правило, якому мають задовольняти дані в базі, щоб не суперечити одне одному та предметній області, тобто бути цілісними. Як забезпечують підтримання обмежень цілісності? Обмеження цілісності створюють через зазначення певних властивостей полів таблиць, а їх підтримання забезпечує СКДБ. Якщо вводити або змінювати дані так, що обмеження цілісності порушуються, цю операцію СКДБ заблокує. Які є різновиди обмежень цілісності? Варто розрізняти обмеження двох типів, адже засоби їх створення різні: • обмеження, що стосуються полів однієї таблиці; • обмеження, що пов’язують певною умовою поля кількох таблиць. Серед обмежень першого типу ми вивчатимемо ті, що стосуються значень якогось одного поля, а серед обмежень другого типу — ті, що накладаються зв’язком «один-до-багатьох». Як створити обмеження на значення в певному полі? Потрібно виділити це поле у вікні конструктора й внизу, в області «Властивості поля», у рядку «Правило перевірки» записати правило, якому мають задовольняти дані. Наприклад, на рисунку зображено, як задати обмеження «Кількість зупинок має бути додатною» на значення поля «Кількість зупинок» у таблиці «Маршрути».

139

140

Розділ ІІІ. Бази даних. Системи керування базами даних

Розмір поля Формат Кількість знаків після коми Маска вводу Підпис Значення за промовчанням Правило перевірки Текст перевірки

Довге ціле число Автоматично 0 >0

Якщо потрібно ввести більш складне правило, наприклад вказати, що значення поля має перебувати в діапазоні від одного числа до іншого, можна скористатися Побудовником виразів — спеціальним вікном, що відкривається кнопкою , розташованою в рядку «Правило перевірки» справа. Так, у зображеному нижче вікні сконструйовано обмеження, яке означає, що значення певного поля має перебувати в діапазоні від -5 до 5 включно. Для його побудови виконано такі дії: • • • •

області «Елементи виразів» вибрати пункт «Оператори»; в в області «Категорії виразів» вибрати пункт «Порівняння»; в області «Значення виразів» вибрати оператор «Between»; доповнити вираз так, як показано у верхньому полі.

Як створити обмеження на значення в певному полі? Потрібно виділити це поле у вікні конструктора й внизу, в області «Властивості поля», у рядку «Правило перевірки» записати правило, якому мають задовольняти дані. Наприклад, на рисунку зображено, як задати обмеження «Кількість зупинок має бути додатною» на значення поля «Кількість зупинок» у таблиці «Маршрути».

Розділ ІІІ. Бази даних. Системи керування базами даних

Яке обмеження накладається зв’язком «один-до-багатьох» і як його створити? Нагадаємо, що для реалізації зв’язку «один-до-багатьох» в таблиці, яка розташована з боку «багато», створюють стовпець, значення в якому повторюють деякі зі значень ключового стовпця таблиці, яка розташована з боку «один». Наприклад, у таблиці «Люди» створюють стовпець «Квартира», де записують номери квартир (номер — це ключ таблиці «Квартири»). Обмеження полягає в тому, що не можна у стовпці «Квартира» таблиці «Люди» записувати номери неіснуючих квартир, тобто тих, яких немає в таблиці «Квартири». Інакше кажучи, у додатковий стовпець таблиці, що розташована з боку «багато», не можна вводити значень, яких немає в ключовому стовпці таблиці, що розташована з боку «один». Люди Прізвище

Ім’я

∞

1

Стать

Номер квартири

Огороднік

Юлія

ж

41

Огороднік

Євген

ч

41

Огороднік

Микола

ч

41

Чубенко

Іван

ч

87

Чубенко

Інна

ж

87

Квартири

Номер квартири

Площа квартири

Поверх

41

39

1

87

77

9

Щоб створити таке обмеження цілісності, потрібно: • вибрати стрічку «Знаряддя бази даних» і натиснути кнопку «Зв’язки» — з’явиться вікно «Зв’язки»; • з області «Усі об’єкти Access» у вікно «Зв’язки» перетягнути таблиці, що з’єднані зв’язком «один-до-багатьох»;

141

142

Розділ ІІІ. Бази даних. Системи керування базами даних

• у вікні «Зв’язки» ключ таблиці, що розташована з боку «один»,

потрібно перетягнути на додатковий стовпець таблиці, розташованої з боку «багато» — буде відображено вікно «Редагування зв’язків»; • у вікні «Редагування зв’язків» потрібно встановити прапорець «Забезпечення цілісності даних» і натиснути кнопку «OK». У результаті зв’язок «один-до-багатьох» відобразиться графічно. Зауважте, якщо не встановлювати прапорця «Забезпечення цілісності даних», то символи «1» і «∞» біля лінії зв’язку не відображатимуться й обмеження цілісності не підтримуватиметься.

1

∞ тягнемо

Розділ ІІІ. Бази даних. Системи керування базами даних

Перевір себе

Знання

Аналіз

Створення

ВЛАСНІ ДУМКИ

1. О пиши алгоритми створення в СКБД таких обмежень цілісності: • значення числового поля має бути більшим за певне число; • значення числового поля має належати певному діапазону; • значення у стовпці х таблиці А мають також належать ключовому стовпцю у таблиці B. 2. С хема бази даних у вікні «Зв’язки» виглядає, як на рисунку нижче.

1

∞

∞

1

Вкажи клітинки, значення в яких порушують обмеження цілісності.

3. До створеної на минулому уроці бази даних учнів та класів додай такі обмеження цілісності: • дати народження учнів мають бути такими, щоб їхній вік становив від 6 до 11 років; • не можна вказувати, що учень вчиться в неіснуючому класі, тобто такому, якого немає в таблиці «Класи».

4. К оли ми створювали обмеження цілісності, що накладається зв’язком «один-до-багатьох», то СКБД Microsoft Access на схемі зв’язків поставила символ «один» біля таблиці «Маршрути», а символ «∞» (багато) — біля таблиці «Автобуси». Як ти вважаєш, звідки СКБД «дізналася», що ці символи ставити треба саме в такому порядку, а не навпаки? Спробуй перетягнути поля у зворотному напрямі, тобто поле «Маршрут» таблиці «Автобуси» «Номер» з таблиці «Маршрути» на поле, а навпаки. Проаналізуй результат. Чи підтверджує він твою здогадку? Якщо ні, то спробуй пояснити принцип, за яким СКБД визначає множинність зв’язку, ще раз.

143

144

Розділ ІІІ. Бази даних. Системи керування базами даних

§ 12. Вибір даних Чи можна запит, що стосується багатьох таблиць, замінити кількома розширеними фільтрами, застосованими до кожної з цих таблиць? Ми вже вміємо створювати бази даних, вводити в них дані й певною мірою забезпечувати їх несуперечливість. Однак від баз даних не буде ніякої користі, якщо дані, які в них зберігаються, ніхто не отримуватиме. Щоб отримати дані з маленьких баз, таких як ми створювали, достатньо просто переглянути таблиці. Але бази, що використовуються в реальному житті, часто містять десятки таблиць і тисячі записів у кожній. Щоб знайти в такій базі потрібні дані, їх потрібно відібрати за певними критеріями. Є кілька засобів такого відбору: сортування та фільтрація подібні до однойменних засобів табличного процесора і застосовуються до однієї таблиці, а запити дають змогу відібрати дані за умовами, що стосуються кількох таблиць. Завдання № 1 Вкажи, за якими стовпцями і в якому порядку (за зростанням чи спаданням) могло бути відсортовано зображену таблицю.

Завдання № 2 Дізнайся з рубрики «Запитання-відповіді» про фільтри в Microsoft Access (вони дуже подібні до фільтрів у табличному процесорі), а також про оператор Like (Схоже). Вкажи, яким фільтрам відповідає наповнення зображеної таблиці.

Розділ ІІІ. Бази даних. Системи керування базами даних

а)

б)

в)

г)

Завдання № 3 1. З астосувавши розширений фільтр, вибери всі автобуси, які або випущені після 2015 року, або курсують маршрутом із номером >10.

2. З а допомогою розширеного фільтру вибери всі автобуси 9-го маршруту, номерний знак яких містить англійську літеру «K». Завдання № 4 Опиши словами, що знаходять зображені запити.

145

146

Розділ ІІІ. Бази даних. Системи керування базами даних

а)

б)

в)

г)

Завдання № 5 Уважно ознайомся з матеріалом рубрики «Запитання-відповіді», що стосується конструювання запитів. Проаналізуй наповнення таблиць A та B:

Розділ ІІІ. Бази даних. Системи керування базами даних

Запит:

І вкажи, які з наведених записів відображатимуться в результаті виконання цього запиту.

Завдання № 6 Якими даними могли бути заповнені таблиці автобусів та маршрутів, щоб виконання зображеного запиту дало зображений результат?

147

148

Розділ ІІІ. Бази даних. Системи керування базами даних

а)

б)

в)

Розділ ІІІ. Бази даних. Системи керування базами даних

Завдання № 7 Дізнайся з рубрики «Запитання-відповіді» про конструювання запитів, зокрема параметризованих. Сконструюй та виконай такі запити.

1. Визначити номерні знаки та моделі автобусів, на маршрутах яких більше 15 зупинок.

2. Визначити всю інформацію про автобуси, що курсують маршрутами, кількість зупинок на яких перевищує введену користувачем.

3. Визначити всю інформацію про маршрути довжиною більше 10 км, на яких курсують автобуси введеної користувачем моделі.

ЗАПИТАННЯ-ВІДПОВІДІ Як виконують та в яких задачах використовують сортування? Сортування, як ти вже знаєш, — це впорядкування об’єктів у порядку зростання або спадання значень певної властивості. У СКБД Microsoft Access сортування виконують майже так само, як і в табличному процесорі: • відкрий таблицю в режимі редагування даних; • виділи стовпець або стовпці, за значеннями яких потрібно відсортувати таблицю; • натисни кнопку або .

149

150

Розділ ІІІ. Бази даних. Системи керування базами даних !

Увага! На відміну від табличного процесора, в таблиці бази даних під час сортування переставляються цілі рядки, навіть якщо виділено не всю таблицю, а лише деякі стовпці. Про те, що таблицю відсортовано за певним стовпцем, свідчить позначка (за зростанням) чи (за спаданням) в заголовку стовпця. Щоб скасувати . сортування, натисни кнопку Якщо під час сортування виділено кілька стовпців, то таблиця спочатку сортується за найлівішим із виділених стовпців, а потім кожна група записів з однаковим значенням в найлівішому виділеному стовпці сортується за значеннями наступного стовпця тощо. Найпоширеніша задача, для розв’язання якої стане в пригоді сортування, — це пошук записів, що містять в певному полі найменше або найбільше значення серед усіх записів таблиці. Після сортування всі такі записи відображаються вгорі таблиці.

Для чого призначені та яку структуру мають фільтри в Microsoft Access? Призначення фільтрів — відбір записів однієї таблиці за певною умовою.

Як і в табличному процесорі, в MS Access є звичайні фільтри, що накладають умови на значення одного стовпця, і розширені фільтри, у яких умови відбору можуть формуватися за значеннями кількох стовпців.

• Звичайні фільтри створюють кнопками та .

• Розширений фільтр створюють за допомогою команди «Додатково \ Розширений фільтр/сортування». Як і в табличному процесорі, у розширеному фільтрі умови, що розташовані в одному рядку, з’єднуються сполучником «І», а в різних

Розділ ІІІ. Бази даних. Системи керування базами даних

рядках — сполучником «АБО». Крім того, в цьому фільтрі можна задавати сортування за певними стовпцями. Наприклад, на малюнку показано фільтр для відбору автобусів, які або курсують маршрутом із номером більше 10, або випущені після 2015 року. Також результати фільтрації сортуються в порядку зростання року випуску.

До фільтрації:

Після фільтрації:

151

152

Розділ ІІІ. Бази даних. Системи керування базами даних

Для чого призначений оператор Like (Схоже)? Цей оператор використовують, якщо умовою пошуку або фільтрації даних є входження певного рядка в більший рядок тексту. Після слова Like записують вираз із символами підстановки, у якому * означає довільну послідовність символів, а ? — один довільний символ. Наприклад, якщо потрібно відібрати автобуси, в назві моделей яких є слово «LAZ», можна застосувати такий розширений фільтр: В українській версії MS Access замість слова Like в конструкторі фільтра можна записувати його переклад Схоже. Що таке запит і як його сконструювати? Запит подібний до фільтру, але може бути застосований до кількох таблиць відразу. Щоб створити запит, потрібно: • вибрати команду «Створення\Макет запиту», у результаті виконання якої відкриється вікно конструктора запиту; • у верхню частину вікна конструктора з області «Усі об’єкти Access» перетягнути задіяні в запиті таблиці; • у нижній частині вікна конструктора вказати, за якою умовою відбиратимуться записи та які поля відображатимуться. Після створення запит можна запустити, вибравши на стрічці «Конструктор» команду «Запуск».

1 2 3

4

Розділ ІІІ. Бази даних. Системи керування базами даних

5 6 Рядки в нижній частині вікна конструктора мають таке призначення: Таблиці, які фігурують у запиті

Поля, які фігурують у запиті

Поля, значення яких сортуються Поля, які відображаються Частини умови, що приєднуються сполучником «і»

Частини умови, що приєднуються сполучником «або»

Наприклад, на рисунку вище зображено запит Визначити номерні знаки автобусів, у назві моделі яких є слово LAZ і які курсують маршрутами довжиною більше 6 км. !

Увага! Якщо в запиті фігурують кілька таблиць, вони мають бути з’єднані між собою у вікні «Зв’язки» (ці сполучення відображаються також у верхній частині вікна конструктора запиту). Тоді під час виконання запиту з’єднуватимуться записи з рівними значеннями зв’язаних полів, наприклад, автобуси приєднуватимуться саме до своїх маршрутів. Якщо таблиці, що фігурують в запиті, не з’єднані, то всі записи однієї таблиці з’єднаються з усіма записами іншої і в результатах запиту буде мало логіки.

Що таке параметризований запит і як його створити? У параметризованому запиті значення полів порівнюються не з константами (тобто фіксованими числами чи рядками), а з іншими значеннями, які вводить користувач. Замість такого значення слід записати в квадратних дужках запит на введення. Наприклад, на малюнку зображено запит Визначити номери маршрутів, довжина яких перевищує введену користувачем, а також моделі автобусів, що курсують цими маршрутами.

153

154

Розділ ІІІ. Бази даних. Системи керування базами даних

Під час виконання запиту буде відображено вікно, у яке користувач має ввести мінімальну довжину шуканого маршруту:

Як у запиті відобразити всі поля певної таблиці? Потрібно з таблиці у верхній частині вікна запиту перетягнути в рядок «Поле» нижньої частини не назву якогось поля, а символ «*». Наприклад, нижче зображено запит Визначити всю інформацію про маршрути, якими курсують автобуси 2010 року випуску.

Розділ ІІІ. Бази даних. Системи керування базами даних

Як зберегти запит і для чого це робити? Запити, особливо параметризовані, призначені для багаторазового виконання. Користувач може забажати виконати запит знову з іншими значеннями параметрів або після того, як дані в базі змінилися. Щоб зберегти запит, потрібно: • закрити вікно його конструктора; • підтвердити збереження змін; • у вікні «Зберегти як» ввести назву запиту і натиснути кнопку «OK».

Перевір себе

Знання

Розуміння

Аналіз

Створення

ВЛАСНІ ДУМКИ

1. Поясни відмінності між: • звичайними та розширеними фільтрами; • розширеними фільтрами та запитами; • звичайними та параметризованими запитами.

2. О пиши словами, що знаходять зображені запити для бази даних учнів та вчителів. а)

б)

155

156

Розділ ІІІ. Бази даних. Системи керування базами даних

в)

г)

3. Я кі із зображених фільтрів завжди відображають усі записи з таблиці автобусів, незалежно від її наповнення? Вкажи всі правильні відповіді. Їх може бути одна або більше. а)

б)

в)

г)

4. У базі даних учнів та класів створи такі запити: • визначити всю інформацію про класи, де вчиться учень із введеним користувачем прізвищем; • визначити прізвища учнів, які або народилися після 01.01.2010, або вчаться в будь-якому з 9-х класів.

5. Ч и можна запит, що стосується багатьох таблиць, замінити кількома розширеними фільтрами, застосованими до кожної з цих таблиць? Аргументуй відповідь.

Розділ ІV АЛГОРИТМИ ТА ПРОГРАМИ

§ 13. П оняття списку. § 14. Операції з елементами списку § 15. Введення елементів списку § 16. Елемент керування ListBox § 17. Операції з рядками. Шифр Цезаря § 18. Впорядкування елементів списку

Тематична робота

https://pidruchnyk.online/9/5

158

Розділ ІV. Алгоритми та програми

§ 13. Поняття списку Для чого у програмуванні потрібні списки? У табличному процесорі ми працювали з наборами елементів даних. Кожен елемент містився в окремій клітинці. У Python є подібна структура, що називається списком і дає можливість розглядати велику кількість різних значень як одне ціле. Списки — цей той тип даних, який використовують у Python найчастіше. Адже важко уявити серйозну програму, яка не оперує жодним набором елементів. У 7 класі ми використовували список кольорів, коли малювали веселку чи кольорового равлика, а у 8 класі в невеличкій програмі «Привітання» з графічним інтерфейсом можна було зі списку вибрати потрібне свято. Завдання № 1 Дано список слів: w=[“пізно.”, “Вчитися”, “ніколи”, “не”] З рубрики «Запитання-відповіді» дізнайся, як отримати доступ до кожного елемента списку. Доповни код, щоб вивести на екран відоме народне прислів’я про навчання print(w[__],w[__],w[__],w[__]) Завдання № 2 Реалізуйте код із Завдання №1 у програмному середовищі. Змініть один для одного по черзі елементи списку на інші слова з інших відомих вам крилатих висловів, подані у випадковому порядку. За допомогою команди print виведіть новий вислів. Завдання № 3 1) Створи список материків: continent=[“Австралія”,“Азія”,“Антарктида”,“Африка”,“Європа”,“ Південна Америка”,“Північна Америка”] Виведи цей список за допомогою однієї команди print.

2) Знайди в Інтернеті відомості про площі материків та створи другий список area цих площ.

Розділ ІV. Алгоритми та програми

159

3) З рубрики «Запитання-відповіді» дізнайся, як вивести список, по одному елементу в кожному рядку, та доповни відповідний код: for i in range(____ ): print(continent[___ ],“—”,area[___ ],“тис. кв. км”) Цей код має виводити інформацію про материки та їхні площі в такому форматі: 4) Реалізуй в програмному Австралія — 7 687 тис. кв. км середовищі отриманий код. Азія — 43 820 тис. кв. км Антарктида — 13 970 тис. кв. км Африка — 30 300 тис. кв. км Європа — 10 180 тис. кв. км Південна Америка — 18 280 тис. кв. км Північна Америка — 24 250 тис. кв. км

!

Увага! Щоб не рахувати кількість елементів, можна скористатися функцією визначення довжини списку:

len(ім’я списку):

Завдання № 4 Дізнайся з рубрики «Запитання-відповіді», як обчислити суму елементів числового списку, а також максимальне, мінімальне та середнє значення. Доповни код із попереднього завдання обчисленням мінімальної, максимальної, сумарної та середньої площі континентів. Завдання № 5 У списку можуть зберігатися різнотипні елементи. Враховуючи це, спробуй виконати завдання №3, використавши лише один список, у якому зберігатимуться і назви материків, і їхні площі. Можеш зберігати назви материків в елементах з парними індексами, а площі — з непарними. Або назви у першій половині списку, а площі — в другій. Подумай, у якому діапазоні має змінюватися лічильник циклу, що перебирає елементи списку, та за якими формулами обчислюватимуться їхні індекси.

ЗАПИТАННЯ-ВІДПОВІДІ Що таке список у Python? i

Список — це вбудований тип даних, який дає можливість зберігати впорядкований набір значень, що називаються елементами списку. Кожний елемент списку має свій порядковий номер, який називається індексом.

160

Розділ ІV. Алгоритми та програми

У Python, як і в багатьох інших мовах програмування, нумерація елементів списку починається з 0.

Якщо провести аналогію з рядком чи стовпцем даних у табличному процесорі, то значення в клітинках — це елементи списку, а адреси цих клітинок — індекси. Як створити список? У Python список записують як набір перелічених через кому елементів у квадратних дужках []. Його можна присвоювати змінній. Наприклад, n=[5,23,7,-8] або spysok=[1,-2,“hello”,0] Також для створення списку можна використовувати конструктор list(). Обидва наступні рядки коду створюють порожній список.

Spysok1=[] Spysok2=list() Звичайна змінна

Список

Ініціалізація звичайної змінної

Ініціалізація списку

A= 5

A=[5,6,7,-8]

B= ”hello”

B=[”one”,”two”,”three”]

Як вивести весь список? Відразу весь список можна вивести, вказавши в команді print його ім’я. print(ім’я списку)

Розділ ІV. Алгоритми та програми

Як отримати доступ до елемента в списку та вивести його на екран? Потрібно записати назву списку, а після неї — індекс елемента в квадратних дужках. i

Індекс першого елемента списку дорівнює 0. Індекс списку

Ім’я

Наприклад, в результаті виконання наведених нижче команд буде виведено число 23:

A=[5,23,7,-8] print(A[1]) Як вивести кожен елемент списку окремо з нового рядка? Якщо в команді print просто вказати ім’я списку, його елементи будуть виведені в одному рядку. А щоб вивести елементи списку «у стовпчик», скористайся циклом for:

Як знайти максимальне, мінімальне значення та суму елементів числового списку? Знаходження суми — sum(ім’я списку) Знаходження максимального значення — max(ім’я списку) Знаходження мінімального значення — min(ім’я списку) Як знайти середнє значення елементів списку? Щоб знайти середнє значення елементів списку, можна їхню суму поділити на кількість елементів списку, яка визначається за допомогою вбудованої функції len(iм’я списку).

161

162

Розділ ІV. Алгоритми та програми

Рекомендуємо!

Python IDLE — найпростіше середовище розробки програм, що встановлюється разом із Python, однак не найзручніше! Рекомендуємо онлайновий редактор replit! На лівій панелі можеш набрати код, натиснути кнопку Run — і результат його виконання відразу відобразиться на правій панелі.

https://repl.it/languages/python3

Перевір себе

Знання

Аналіз

Створення

Власні ДУМКИ

1. Яка команда виведе перший елемент списку? x = [1, 2, 3, 4, 5] а)

б)

в)

г)

print( [1] )

print( x[0] )

print( x[1] )

print( x )

д)

print( x(0) )

Розділ ІV. Алгоритми та програми

2. Що виведе зображений нижче фрагмент коду?

my_array = [2, 4, 6] for i in range (3) : print(my_array) а)

б)

[2, 4, 6]

0 1 2

в)

1 2 3

г)

[2, 4, 6] [2, 4, 6] [2, 4, 6]

д)

246

е)

2 4 6

3. Як створити числовий список?

4. Назви три функції для роботи зі списком та поясни їхнє призначення.

5. Вкажи фрагменти коду, за допомогою яких список seasons буде виведено у зображеному вигляді. зима весна seasons=[“зима”, “весна”, “літо”, “осінь”] літо осінь а) for i in range (4): print(seasons[i]) б) в)

print(seasons) for i in range (1,4): print(seasons[i])

6. У результаті використання програмного коду змінні x, y та z одержали такі значення:

x=–8, y=5, z=10 Проаналізуй елементи списку та вкажи функції, завдяки яким змінні могли одержати такі значення.

list=[2, 5, -8, -4, 10] (list) x= y= (list) z= (list)

163

164

Розділ ІV. Алгоритми та програми

7. Тобі добре відома гра «Камінь-ножиці-папір». У її комп’ютерному варіанті програма вибирає один предмет, користувач — інший, після чого програма має порівнювати вибір та виводити результат. У 8 класі ми вже програмували цю гру, а зараз зробимо це за допомогою списків. Ти побачиш, що код вийде компактнішим!

1) Створи список рядків “камінь”, “ножиці”, “папір”.

2) За допомогою модуля random реалізуй випадковий вибір індексу елемента цього списку, за яким отримай значення елемента — це і буде вибір з боку ПК.

3) За допомогою команди input реалізуй введення вибору користувача.

4) П орівняй вибір користувача та комп’ютера за допомогою операторів if та виведи на екран повідомлення про виграш, програш або нічию: • якщо вибрано камінь та ножиці, виграє камінь; • якщо вибрано камінь та папір, виграє папір; • якщо вибрано ножиці та папір, виграють ножиці; • якщо вибрано два однакових предмети, оголошується нічия.

8. Я кі переваги мають списки в порівнянні з числовим і текстовим типами даних?

Розділ ІV. Алгоритми та програми

§ 14. Операції з елементами списку Як зручніше опрацьовувати списки — в електронних таблицях чи за допомогою мови програмування? Минулого уроку ми навчилися створювати списки та виконувати деякі операції відразу над усіма їхніми елементами: знаходити суму елементів, а також їхнє максимальне, мінімальне та середнє значення. Однак часто ці та інші операції потрібно виконувати не з усіма елементами списку, а лише з тими, які задовольняють певну умову. Наприклад, уяви, що ти шукаєш найшвидший автобусний рейс з Житомира до Києва. Ти відкриваєш список рейсів з автовокзалу м. Житомир. Тоді тобі треба знайти рейс із мінімальним значенням параметра «час у дорозі», але не серед усіх рейсів, а лише серед тих, у яких пунктом призначення є Київ. Подібні задачі ми розглянемо сьогодні. Завдання № 1 Дано список курсу біткоїна до долара США по місяцях 2020 року.

rate=[7339.5, 9328.25, 8525.8, 6872.0, 8982.85, 9666.80, 9058.05, 11071.65, 10148.15, 10551.35, 19178.00, 28895.25]

Заповни пропуски у коді визначення кількості місяців, у яких курс перевищував 9000$, та прокоментуй кожен рядок коду. Можеш скористатися рубрикою «Запитання-відповіді».

k= for element in if element> k= print( )

: :

Завдання № 2 Реалізуй програмний код із Завдання № 1 у середовищі розробки програм. Перевір результат.

165

166

Розділ ІV. Алгоритми та програми

Завдання № 3 Заповни пропуски в коді, що виводить назви та кількість місяців, коли курс біткоїна перевищував 9000$. Зауваж, що потрібно перевірити значення кожного елемента списку rate для того, щоб вивести назву місяця зі списку month.

month=[“січень”, “лютий”, “березень”, “квітень”, “травень”, “червень”, “липень”, “серпень”, “вересень”, “жовтень”, “листопад”, “грудень”] Завдання № 5

k= for i in if

: :

> k= print(month , “-”, kurs print( , “місяців”)

, “$”)

Завдання № 4 Реалізуй в програмному середовищі допов­ нений тобою код із завдання № 3. Результат виконання програми має бути таким:

лютий — 9328.25 $ червень — 9666.8 $ липень — 9058.05 $ серпень — 11071.65 $ вересень — 10148.15 $ жовтень — 10551.35 $ листопад — 19178.0 $ грудень — 28895.25 $ Кількість місяців: 8

Тепер дізнаймося, яким був середній курс біткоїну в тих місяцях, коли він перевищував 9000$. Для цього потрібно спочатку визначити суму курсів у місяцях, що задовольняють умову. Кількість таких місяців було визначено в завданні № 2. Доповни самостійно код командами визначення суми та середнього курсу за ці місяці й перевір результат. Якщо ти правильно ввів початкові елементи списку, то середній курс має дорівнювати 13487,19$. Завдання № 6 Зробимо нашу програму більш універсальною: тепер вона має рахувати середній курс не протягом року, а за введений користувачем період, наприклад з 4 по 9 місяць. Крім того, межа, яку має перевищувати курс, тепер буде не фіксованою (9000$), а її вводитиме користувач.

1) Заповни пропуски в коді, який реалізує це завдання та прокоментуй кожен доповнений тобою рядок.

Розділ ІV. Алгоритми та програми

np=int(input(“Введіть номер початкового місяця”)) nk=int(input(“Введіть номер кінцевого місяця”)) z=float(input(“Введіть курс, більше якого проводити обчислення”)) k= suma= for i in range ( ): if >z: k=k+1 suma= print(month[ ], “-”, kurs [ ], “$”) if k!=0: , “м.-”, , “$”) print(“Середній курс за”, else: print( ’’’Відсутні дані у списку для обчислення середнього курсу з врахуванням введеного курсу >’’’, , “$”) 2) Подумай, чому в коді є перевірка, чи кількість місяців k не дорівнює 0. Завдання № 7 Перевір на практиці роботу коду, доповненого в завданні № 6. Якщо ти введеш такі дані: Введіть номер початкового місяця 1 Введіть номер кінцевого місяця 3 Введіть курс, більше якого проводити обчислення 8500 то маєш отримати результат: лютий — 9328.25$ березень — 8525.8$ Середній курс за 2 м. — 8927.02$ Завдання № 8 Зміни код із попереднього завдання так, щоб обчислювалася кількість місяців у 2020 році, у які курс зростав більше ніж на 5 000$ та кількість місяців, у яких відбувалося зростання більше ніж на введений користувачем відсоток зростання percent_growth. Заповни пропуски в коді.

167

168

Розділ ІV. Алгоритми та програми

percent_growth=int(input(“Введіть відсоток росту”)) k1=0 k2=0 print(’’’Перелік місяців, у яких курс зростав більше ніж на 5000–’’’) for i in range ( ): if >5000: k1=k1+1 print(month[i+1], “-”, kurs [i+1], “$”)

print(’’’Всього — ’’’, k1, “м.”) print( ’’’Перелік місяців, у яких курс зростав більше ніж на–’’’, percent_growth, “%”) for i in range ( ): if : k2=k2+1 print(month[i+1], “-”, kurs [i+1], “$”) print(’’’Всього — ’’’, k2, “м.”) Реалізуй цю програму на комп’ютері та перевір її роботу.

ЗАПИТАННЯ-ВІДПОВІДІ Який загальний вигляд коду для обчислення суми елементів списку, що задовольняють умову?

s=0 for лічильник in range (len(ім’я списку)): if умова: s=s+ім’я списку[лічильник] Як знайти кількість елементів списку, що задовольняють умову?

k=0 for лічильник in range (len(ім’я списку)): if умова: k=k+1

Розділ ІV. Алгоритми та програми

Як повідомлення, що виводиться командою print, записати в кількох рядках? Для цього потрібно початок та кінець повідомлення взяти у тричі записані одинарні лапки. Наприклад, print( ‘’’перше слово дорожче за друге’’’) Як створити список з багатьма однаковими елементами? Потрібно скористатися операцією *. Наприклад, за допомогою команди A=1000*[5] створюється список А, усіх елементів якого є 5, а їх кількість дорівнює 1000. Що таке біткоїн? Біткоїн — це найперша і найпопулярніша у світі криптовалюта, тобто електронний аналог грошей, які не випускаються жодною державою або якоюсь приватною особою. Ці гроші обертаються виключно в Інтернеті і можуть передаватися між електронними «гаманцями» — спеціальними вільнопоширюваними програмами чи файлами. Кожен гаманець захищений паролем, що відомий лише його власнику.

Перевір себе

Знання

Аналіз

Створення

Власні ДУМКИ

1. Доповни програму так, щоб у результаті було виведено 26 і 23.

list1=[1, 5, 2, 10, 8] list2=[2, 4, 9, 7, 1, 5, 1, 4] for i in range(5) : s1= list1[i] s2= list2[i] print(s1) print(s2)

169

170

Розділ ІV. Алгоритми та програми

2. Доповни код, що визначає середнє арифметичне елементів списку a, які кратні 3:

a=[9, 3, 5, -12, 10, 25] s=0 k=0 for i in range(len(a)) : : if s= #обчислення суми k= #обчислення кількості s_avg= #обчислення середнього арифметичного print(s_avg) 3. Які дії виконує наведена програма?

list1=[2, 13, 4, -5, 6, 17] k=0 s=0 for i in range(len(list)): if list[i]%2==0: k=k+1 if list[i]>0: s=s+list[i] 4. Проаналізуй наведені нижче фрагменти коду та вкажи той, у якому визначається загальна кількість додатних елементів у списках a і b:

k=0 for i in range(len(a)): if a[i]>0: k=k+1 if b[i]>0: k=k+1

k=0 for i in range(len(a)): if a[i]>0: k=k+1 if b[i]>0: k=k+1

k=0 for i in range(len(a)): if a[i]>0 or b[i]>0: k=k+1

k=0 for i in range(len(a)): if a[i]>0 and b[i]>0: k=k+1

Розділ ІV. Алгоритми та програми

5. О бери списки, у результаті опрацювання яких даною програмою буде отримано значення змінних k=3, s=-11.

k=0 s=0 for i in range(len(a)-1): if a[i]>a[i+1]: k=k+1 if a[i]<0: s=s+a[i] print(k,s)

a=[2, 4, 6, 1, 3, 5, -2, -4, -6] a=[1, 3, 5, -4, -6, -1, 0] a=[-1, 8, -4, -3, -2, 3, 2] a=[4, 11, -10, -1, 7, 2, -1] a=[1, -8, 4, 3, 12, -3, -2]

6. Я кі з наведених значень можуть бути виведені цією програмою (користувач може вводити будь-яке значення t)?

k=1000*[0] s=0 t=int(input()) for i in range(t): a[i]=i for i in range(t): if a[i]%5==0: s=s+a[i] print(s)

4 5 10 15 25

7. С творіть список, елементи якого містять кількість населення десяти найбільших міст України. Визначте кількість міст, у яких проживає більше 1 мільйона осіб, а також загальну кількість населення цих міст.

8. С пробуй реалізувати в електронній таблиці розглянуті сьогодні операції з елементами списків. Які переваги в опрацюванні списків має мова програмування порівняно з електрон­ ними таблицями?

171

172

Розділ ІV. Алгоритми та програми

§ 15. Введення елементів списку Як у Python перетворити список рядків на список чисел за допомогою одного рядка коду? На минулих уроках ми навчилися виконувати дії зі списками, створеними в програмному коді. А якщо ми хочемо, щоб значення елемента списку вводив користувач? Для цього є кілька способів. Наприклад, ці значення можна ввести і зчитати з консолі як звичайний текстовий рядок, а в графічному інтерфейсі елементи списку можна ввести та зчитати з текстового поля. Завдання № 1 Наведений нижче код дає користувачу можливість ввести послідовність чисел через кому, а потім перетворює отриманий рядок на числовий список.

1) Дізнайся з рубрики «Запитання-відповіді», як перетворити текстовий рядок на список і заповни пропуски в коді: ryadok=input( ’’’Введіть елемент списку в одному рядку через кому\n’’’) print(’Ви ввели —’, ryadok) spysok = ryadok, (’ ’) print(’Створено список, елементи якого є типу str: \n’, spysok) spysok_number = [int(i) for i in spysok] print(’Числовий список: \n’, spysok_number) 2) С пробуй описати послідовність дій, які виконуються в рядку spysok_number = [int(i) for i in spysok] Для цього дай відповіді на питання: • Що буде міститися у змінній spysok, якщо користувач ввів рядок 2,3,5,6?

• Яких значень набуває змінна i, якщо користувач ввів рядок 2,3,5,6?

• Для чого у коді використовується функція int()?

• Яких значень набуватиме вираз int(i), якщо користувач ввів рядок 7,8,9,10?

• Що буде міститися у змінній spysok_number, якщо користувач ввів рядок 7,8,9,10?

Розділ ІV. Алгоритми та програми

Завдання № 2 1) Р еалізуй на практиці код із завдання № 1. Запусти його, введи текст 1,2,3,4,5 і перевір, чи відображається такий результат: Введіть елементи списку в одному рядку через кому 1, 2, 3, 4, 5 Ви ввели — 1, 2, 3, 4, 5 Створено список, елементи якого є типу str: [’1’, ’2’, ’3’, ’4’, ’5’] Числовий список: [1, 2, 3, 4, 5] 2) Т и вже вмієш опрацьовувати числовий список, використовуючи функції max, min та sum. Доповни код, щоб в результаті його реалізації було виведено максимальне, мінімальне та середнє значення числового списку. Завдання № 3 Користувачу простіше буде вводити елементи списку не через кому, а через пропуск. Як ти думаєш, що потрібно змінити у коді з поперед­ нього завдання? Реалізуй в програмному середовищі змінений тобою код. Завдання № 4 Зміни код із попереднього завдання так, щоб користувач сам визначав, який символ буде розділювачем у рядку для елементів списку. Завдання № 5 Повторимо основні команди створення графічного інтерфейсу програми з 8 класу. Проаналізуй наведений нижче фрагмент програми, а також результат його виконання, і поясни призначення кожного рядка коду:

from tkinter import * window=Tk() text_pole=Entry(window, width=10) text_pole.pack() knopka=Button(text=’Обчислити’) knopka.pack() Якщо виникають складнощі, скористайся рубрикою «Запитання-відповіді».

173

174

Розділ ІV. Алгоритми та програми

Завдання № 6 Реалізуй у Python створення зображеного вище вікна програми з текстовим полем і кнопкою. Завдання № 7 1) З аповни пропуски в коді введення списку з текстового поля та виведення його у вікні консолі:

from tkinter import * window=Tk() def button_click(): #Зчитування рядка з текстового поля () string=text_box #Перетворення зчитаного рядка на список string_list=string (’ , ’) #Перетворення створеного списку на числовий number_list=[ (i) for in ] print(number_list) text_box=Entry(window, width=10) text_box.pack() btn1=Button(text=’Обчислити’, command=button_click) btn1.pack() 2) П оясни, які рядки коду виконуються в разі натискання кнопки ’Обчислити’. Завдання № 8 Реалізуй код із завдання № 7 на практиці. Перевір результат роботи програми:

====RESTART: F:/ >>> [9, 8, 7, 5]

Розділ ІV. Алгоритми та програми

ЗАПИТАННЯ-ВІДПОВІДІ Як перетворити рядок на список? Щоб перетворити рядок на список, потрібно до цього рядка застосувати метод split. Його аргументом є символ-роздільник, за яким рядок поділяється на підрядки. Ці підрядки стають елементами списку. Наприклад, ось як за допомогою методу split перетворити на список рядок ’24/09/2021’ :

data = ’24/09/2021’ spysok=data.split(’/’) Якщо дописати до вищенаведеного коду print(spysok), то отримаємо такий результат:

====RESTART: F:/ [’21’, ’09’, ’2021’] >>> Як реалізувати введення списку користувачем? Можна ввести рядок у якусь змінну з консолі, а потім перетворити значення цієї змінної на список:

data=input() spysok=data.split(’/’) Якщо не потрібно зберігати введений текст, можна обійтися лише одним рядком коду:

data=input() spysok=data.split(’/’)

spysok=input().split(’/’)

Якщо у методі split не вказувати ніякого аргументу, то роздільником вважатиметься символ пропуску. Це корисно, наприклад, тоді, коли потрібно перетворити речення на список слів:

s=’Я вивчаю програмування’ words=s.split()

175

176

Розділ ІV. Алгоритми та програми

Як перетворити список рядків на числовий список? Для перетворення елементів списку у цілочисловий тип даних можна скористатися класичним перебором елементів списку, який ми розглядали в попередньому параграфі за допомогою циклу for та функції перетворення на цілочисловий тип int() :

for i in range (len(string_list)): number_list[i]=int(string_list[i]) У Python існує і більш компактний спосіб такого перетворення:

spysok_number = [int(element) for element in spysok] Ім’я нового числового списку

Перетворення елементу

Для кожного елементу в списку

Запитання на повторення матеріалу 8 класу Як створюється вікно програми?

1. Підключається модуль tkinter.

2. За допомогою конструктора Tk створюється вікно.

from tkinter import * window = Tk() Як створити текстове поле у вікні? За допомогою конструктора Entry та методу pack(), що розташує створене поле у вікні:

text_pole=Entry(window,width=10) text_pole.pack() Як створити кнопку у вікні? За допомогою конструктора Button та методу pack().

btn1=Button(text=’Текст на кнопці’) btn1.pack()

Розділ ІV. Алгоритми та програми

Як опрацьовувати подію натискання кнопки?

1. Потрібно створити обробник події — функцію, яка виконуватиметься в разі натискання кнопки.

def button_click(): #Команди обробника 2. У конструкторі кнопки потрібно вказати параметр command, якому присвоїти ім’я функції-обробника події натискання кнопки.

btn1=Button(text=’Текст на кнопці’), command=button_click Як зчитати з текстового поля дані, введені користувачем? За допомогою методу get():

ryadok=text_pole.get()

Перевір себе

Знання

Аналіз

Створення

Власні ДУМКИ

1. Запиши одним рядком код перетворення списку чисел a на список b рядків, що подають ці числа в текстовому вигляді.

a=[1, 2, 3]

b=[’1’, ’2’, ’3’]

2. Проаналізуй кожен рядок коду та визнач, за допомогою якого з них можна створити список дійсних чисел, записаних у текстовому полі ent через пропуск.

a=[int(i) for i in ent.get().split()] a=[float(i) for i in ent.get().split(“ , ”)] a=[float(i) for i in ent.get().split()] a=[i for i in ent.get().split()] 3. Минулого уроку ми створювали список середнього курсу біткоїна за місяцями 2020 року безпосередньо в коді. Зроби цю програму більш універсальною, а саме:

177

178

Розділ ІV. Алгоритми та програми

• забезпеч введення списку курсу валюти з текстового поля, щоб

користувач мав можливість вводити послідовність чисел; • доповни код для виведення середнього значення введених чисел у написі; • доповни код для того, щоб вивести в написі кількість місяців, у яких відбувалося підвищення курсу у порівнянні з попереднім місяцем. Якщо не пам’ятаєш, як виводити в написі текст, скористайся рубрикою «Запитання-відповіді» з наступного розділу.

4. С твори програму із зображеним на малюнку інтерфейсом. У ній користувач вводить у текстове поле послідовність розділених пробілами чисел, натискає кнопку «Обчислити» — і програма виводить у написі праворуч послідовність різниць між сусідніми елементами введеного списку.

5. П орівняй введення списку за допомогою текстового поля в графічному інтерфейсі та введення списку за допомогою рядка в консольному режимі. Назви переваги та недоліки.

6. Порівняй два способи перетворення списку рядків на список чисел, наведені в рубриці «Запитання-відповіді». Який спосіб кращий? Аргументуй свою думку.

Розділ ІV. Алгоритми та програми

§ 16. Елемент керування ListBox Текстове поле — єдиний елемент керування для роботи зі списками? На минулому уроці ми навчилися вводити список за допомогою графічного інтерфейсу, однак виводили його все ще у вікні консолі. Проте є спеціальний елемент керування, що забезпечує виведення списків та вибір користувачем їх елементів. Його конструктор називається Listbox і ви ознайомилися з ним ще у 8 класі. Власне, «Listbox» перекладається як «поле списку» і сьогодні ми навчимося виводити списки за допомогою цього елемента керування. Завдання № 1 Користуючись рубрикою «Запитання-відповіді», заповни пропуски в коді створення поля списку, що зображене на малюнку.

from tkinter import * window=Tk() lbox=Listbox(height=4) lbox.place(x=20, y=20) lbox.insert(END, ) lbox.insert(END, ) lbox.insert(END, ) lbox.insert(END, ) Завдання № 2 У наступних кількох завданнях створимо програму, у графічному вікні якої буде виводитися: • список температур протягом 7 днів тижня; • максимальна та мінімальна температура; • список усіх теплих днів, коли температура перевищувала 0 градусів. Користуючись рубрикою «Запитання-відповіді», створи графічний інтерфейс програми «Метеорологічні дослідження». Задай розмір вікна програми 350x230 пікселів.

179

180

Розділ ІV. Алгоритми та програми

L1

L2 btn L_max L_min Lbox1 Lbox2

Завдання № 3 Щоб після кожного запуску програми не вводити значення температур вручну, заповнимо список температур випадковими числами у проміжку від -5 до 8. Для додавання елемента до списку використовують метод append. Користуючись рубрикою «Запитання-відповіді», дізнайся, як згенерувати випадкові числа на вказаному проміжку та заповни пропуск в коді створення списку із 7 випадкових температур : створення порожнього списку

a=[] for i in range(7): a.append(

)

додавання випадкового значення до списку

Завдання № 4 Створи обробник події натискання кнопки «Обчислити», після натискання якої має бути створено список a із 7 випадкових значень температур та відображено його в елементі керування Lbox1 за наведеним зразком. Користуючись рубрикою «Запитання-відповіді», додай до коду обробника події команду відображення списку в елементі керування Lbox1.

Розділ ІV. Алгоритми та програми

from random import * def btn_click(): a=[] for i in range(7): a.append(randint(-5,8))

btn=Button(text=“Обчислити”, command=btn_click) btn.place(x=“220”, y=“20”)

Завдання № 5 У програмі, створеній у попередньому завданні, натисни кнопку двічі. Зауваж, що після повторного натискання кнопки новостворений список відображається під попередніми значеннями, хоча мав би замінювати їх.

181

182

Розділ ІV. Алгоритми та програми

Щоб нові дані відображалися замість попередніх, попередні дані необхідно видалити. Тому щоразу після натискання кнопки поле Lbox1 має очищуватися. Дізнайся з рубрики «Запитання-відповіді», як це зробити, подумай, куди саме потрібно вставити відповідну команду в коді. Свою відповідь перевір на практиці. Завдання № 6 Тепер обчислимо мінімальне та максимальне значення температури та відобразимо його у відповідних написах. Нижче наведено код, що відображає максимальну температуру. Реалізуй його та створи за аналогією код, що відображає в написі мінімальну температуру.

L_max[‘text’]=“max=”+str(max(a)) Додай код для визначення та виведення максимальної та мінімальної температури до обробника події натискання кнопки.

Завдання № 7 Виведемо в полі списку Lbox2 номери днів, коли температура була більше 0 градусів, а також самі значення температури в ці дні. Запов­ ни пропуск у коді, який доповнює цикл в обробнику події натискання кнопки, та реалізуй його в Python:

if a[i]>0: Lbox2.insert(END,

)

Розділ ІV. Алгоритми та програми

Щоб дані з поля списку Lbox2 після повторного натискання кнопки перезаписувалися, а не виводилися під попередніми, необхідно викликати метод delete(0,END) для поля Lbox2. Подумай, де саме в обробнику події натискання кнопки можна додати виклик цього методу.

ЗАПИТАННЯ-ВІДПОВІДІ Як згенерувати ціле випадкове число у числовому проміжку від a до b? Потрібно викликати функцію randint(a,b), аргументами якої будуть межі числового проміжку a, b (випадкові числа генеруватимуться в проміжку від a до b включно). Ця функція належить модулю random. Тому на початку програми необхідно імпортувати модуль random. Наприклад,

from random import * print(randint(50,100))

78 >>>

Як створити елемент керування «поле списку»? Поле списку створюється за допомогою конструктора Listbox. Наприклад, • lbox — ім’я поля списку; • Listbox — конструктор поля списку; • height — кількість рядків у полі списку.

183

184

Розділ ІV. Алгоритми та програми

Як додати новий елемент до списку? За допомогою методу append(), аргументом якого є новий елемент. Наприклад,

a=[1, 2, 3, 4] a.append(7) print(a)

====RESTART: F [1, 2, 3, 4, 7] >>>

Як відобразити список у полі списку? Для виведення списку в елементі керування Listbox використовують такий код:

for i in range(len(a)): lbox.insert(END, a[i]) • a — ім’я списку; • lbox — ім’я елемента керування, у якому треба вивести список; • insert — метод додавання значення до списку; • END — параметр, який вказує на те, що елементи додаються в кі-

нець списку.

Як очистити поле списку? За допомогою методу delete(first, last) можна видалити елементи поля списку з індексами від first до last включно. Якщо замість first вказати 0, а замість last — END, то поле списку очиститься повністю. Наприклад, Lb.delete(0,END) — команда очищення поля списку Lb. Запитання на повторення матеріалу 8 класу. Як створити текстовий напис? Напис створюють за допомогою конструктора Label, а розміщують у вікні програми — за допомогою методу place.

napys=Label(text=“Кількість днів”) napys.place(x=“20”, y=“20”) Як змінити текст напису під час роботи програми? Для зміни тексту в елементі керування використовують таку команду: ім’я об’єкта[‘text’]=значення властивості

Розділ ІV. Алгоритми та програми

Наприклад,

Lbl[‘text’]=“Hello!” Як задати назву заголовка вікна програми? За допомогою методу title. Наприклад:

W1.title(“інформатика”) Тут W1 — ім’я вікна програми. Як вивести в одному рядку текст та числове значення? Потрібно числове значення або назву змінної числового типу, або числове значення виразу записати як аргумент функції перетворення на рядковий тип даних str та за допомогою оператора + з’єднати відповідні рядки. Наприклад,

a=[1, 2, 3, 4] print(‘Сума=’+str(sum(a)))

Перевір себе

Знання

Сума=10 >>>

Аналіз

Створення

оцінювання

1. Обери фрагмент коду, за допомогою якого в полі списку Lbox1 можна відобразити список а. а)

в)

for i in range(len(a)): Lbox1.insert(END,a[i]) for i in range(a): Lbox1.insert(a[i])

г)

б)

for i in range(len(a)): Lbox1.insert(END,a[i])

for i in range(len(a)): Lbox1.insert(a[i],END)

2. Проаналізуй фрагмент коду, що виводить дані в полі списку lb, як зображено на малюнку. Заповни пропуск у цьому коді.

for i in range(18): lb.insert( , i)

185

186

Розділ ІV. Алгоритми та програми

Нагадаємо, що метод lb.insert(n,x) вставляє у поле списку lb елемент x перед елементом з номером n, а метод lb.insert(END,x) вставляє елемент x у кінець списку.

3. Доповни створену на уроці програму так, щоб ще рахувалася кількість теплих днів k (коли температура була більше 0 градусів), та виведи це значення в написі «k=».

4. Порівняй два способи виведення елементів списку: у текстовому полі та в полі списку. Наведи приклади задач, коли доцільно використовувати кожен спосіб.

Розділ ІV. Алгоритми та програми

§ 17. Операції з рядками. Шифр Цезаря Як розшифрувати повідомлення, зашифроване шифром Цезаря, не знаючи ключа? На минулих уроках ми виконували різноманітні дії зі списками, що містять числа. Сьогодні ти будеш працювати з текстовими даними. Перетворившись на справжнього секретного агента, ти створиш програму для шифрування та розшифрування текстових повідомлень. Зараз одним із найпростіших вважається шифр Цезаря, однак за часів Давнього Риму цей шифр не міг розшифрувати ніхто. Цим шифром користувався Юлій Цезар для приватного листування. Зашифрувати повідомлення — це все одно, як замкнути його в скрині: прочитати його зможе лише той, хто має ключ. i

В ІТ ключем називають невеликий обсяг інформації, за допомогою якого шифрують та/або розшифровують повідомлення.

Завдання № 1 Принцип шифрування за допомогою шифру Цезаря: кожну літеру тексту замінити на ту, яка в алфавіті (або в кодовій таблиці символів) йде від неї на k літер далі. k — це ключ. Перехопивши повідомлення типу «тук шзфе хцфяёсвуёе», малограмотні вороги навіть не намагалися його прочитати, оскільки думали, що це повідомлення на невідомій мові.

3 X Y Z A B C D E F

A B C D E F G H I

187

188

Розділ ІV. Алгоритми та програми

1) Зашифруй шифром Цезаря слово шифрування. Ключ шифру: 2. літера шифр літера шифр літера шифр літера шифр !

а в и ї р т ь я

б г і й с у ю а

в ґ ї к т ф я б

г д й л у х

ґ е к м ф ц

д є л н х ч

е ж м о ц ш

є з н п ч щ

ж и о р ш ь

з і п с щ ю

на 2

За часів Юлія Цезаря не існувало кодових таблиць символів, тому для шифрування/дешифрування повідомлень можна було послугуватися лише латинським алфавітом. Але якщо до номерів останніх літер алфавіту додати ключ, то отримаємо числа, які перевищують кількість символів у алфавіті. Тому застосовувався принцип циклічності: вважалося, що літери алфавіту записані по колу й після Z знову йде A.

2) Зашифруй слово цезар, якщо ключ — 1. літера а б в г ґ д е є ж з код 1072 1073 1074 1075 1076 1077 1078 1079 1080 1081 літера и і ї й к л м н о п код 1082 1083 1084 1085 1086 1087 1088 1089 1090 1091 літера р с т у ф х ц ч ш щ код 1092 1093 1094 1095 1096 1097 1098 1099 1100 1101 літера ь ю я код 1102 1103 1104 Завдання № 2 Розшифруй слово ргцнг, якщо ключ — 3.

А

Б

В

Г

ґ

Д

Е

Є

Ж

З

И

І

Ї

Й

К

Л

М

Н

О

П

Р

С

Т

У

Ф

Х

Ц

Ч

Ш Щ

Ь

Ю

Я

Розділ ІV. Алгоритми та програми

Завдання № 3 Ознайомся в рубриці «Запитання-відповіді» з принципом зберігання текстових даних і визнач, що виведе така програма:

a=“йцуикенгшщзфівапролджєї” print(a[8]+a[3]+a[11]+a[16]) Завдання № 4 Дізнайся з рубрики «Запитання-відповіді», для чого призначено функцію chr() і спробуй визначити, що виведе такий код, не запускаючи його:

print(chr(1082)+chr(1086)+chr(1076)) Завдання № 5 Дізнайся з рубрики «Запитання-відповіді», для чого призначено функцію ord(), і спробуй визначити, що виведе такий код, не запускаючи його:

print(ord(‘м’)+ord(‘и’)+ord(‘р’)) Завдання № 6 Дізнайся з рубрики «Запитаннявідповіді» про перебір символів ряд­ка. Доповни код програми, у якій користувач вводить з клавіатури ключ і рядок s, а програма його шифрує і виводить закодований рядок sz.

key=int(input(‘Введіть ключ’)) s=input(‘Введіть рядок’) sz=‘ ’ for in : kod= (i)+key sz=sz+chr( ) print( )

Завдання № 7 Реалізуй задачу з завдання №6 у програмному середовищі. Перевір результат на прикладі:

Введіть ключ 6 Введіть рядок програмування хцфйцжтщижууs

189

190

Розділ ІV. Алгоритми та програми

Завдання № 8 На основі попередньої програму створи ще одну, яка виконуватиме протилежні дії: вона має розшифровувати закодований текст, що, як і ключ, вводиться з клавіатури. Перевір результат на прикладі:

Введіть ключ 5 Введіть закодований рядок пуйшзеттє кодування Завдання № 9 Створи відповідно до зразка графічний інтерфейс для програми шифрування/розшифрування. Надай елементам керування імена, що вказані у виносках.

Завдання № 10 Доповни код, у якому текстовий рядок і ключ вводяться не з клавіатури, а зчитуються з текстових полів Ent_key (у ньому введено ключ key) та Ent1 (у ньому введено рядок s).

key=int(Ent_key s=Ent1 () sz=‘ ’

())

Можеш скористатися рубрикою «Запитання-відповіді» з розділу «Введення елементів списку».

Розділ ІV. Алгоритми та програми

Завдання № 11 Дізнайся з рубрики «Запитання-відповіді», як відобразити текстовий рядок в елементі керування «Текстове поле», та заповни пропуск у, що відображає рядок s2 у текстовому полі Ent1.

Ent1.

(END, s2)

Завдання № 12 Користуючись кодом з попереднього завдання та з завдань №7 і №8, створи функції-обробники подій натискання кнопок «Шифрувати» та «Розшифрувати», які створені в інтерфейсі програми у Завданні №9. Щоб дані у текстовому полі перезаписувалися, а не дописувалися до попередніх значень, потрібно додати до обробника події команду очищення текстового поля під час кожного натискання кнопок:

Ent2.delete(0,END) Перевір результат виконання програми:

191

192

Розділ ІV. Алгоритми та програми

ЗАПИТАННЯ-ВІДПОВІДІ Чи можна отримати доступ до окремого символу в рядку ? Текстовий рядок — це список символів. Щоб отримати один символ рядка, необхідно вказати ім’я змінної, що містить рядок, а в квадратних дужках — індекс (порядковий номер) символу.

>>> a=“моя програма” >>> s=a[4] >>> print(s) п

Символи рядка нумеруються з нуля. Ось так, наприклад, у пам’яті комп’ютера буде записано рядок, який містить змінна а:

a=“моя програма”

тут i — це порядковий номер символу рядка а. Як отримати доступ до певного фрагмента (підрядка) заданого рядка? Отримати певний фрагмент рядка, який ще називають зрізом або підрядком, можна за допомогою такого оператора: S=text[I:J:K] — змінна для зберігання підрядка; S text — початковий рядок; I — індекс символу, з якого починається підрядок; J — індекс символу закінчення підрядка, що вже не включається до зрізу; • K — крок, з яким вибираються символи.

• • • •

Стандартне значення для параметра K — 1, тобто якщо третій параметр не вказано, то символи вибираються послідовно. Якщо параметр I не задано, то зріз формується від 0-го до J-1 -го символу включно. Якщо параметр J не задано, то зріз формується від I-го символу до кінця рядка. ====== Наприклад, a=’Інформатика’ Інф print(a[:3]) матика print(a[4:]) ор print(a[3:5]) >>>

Розділ ІV. Алгоритми та програми

Як послідовно перебрати всі символи рядка? Для перебору всіх символів рядка використовують цикл, що має такий вигляд:

for лічильник in ім’я рядка: тіло циклу Із символами, що перебираються, можна виконувати різноманітні дії. Наприклад, так виглядатиме цикл, який визначає, скільки разів у рядку х трапляється літера “а”: лічильник

ім’я рядка

for і in х: if i==“a”: k=k+1 !

тіло циклу

Увага! У наведеному циклі для доступу до символу рядка використовується лічильник i, а не вираз s[i].

Як ви вже знаєте з попередніх тем, кожен символ має числовий код. Коди ставляться у відповідність символам за допомогою кодової таблиці. У кириличних текстах Python-програм використовується таблиця Unicode. Ось фрагмент кодової таблиці Unicode, що містить символи українського алфавіту.

193

194

Розділ ІV. Алгоритми та програми

Для визначення символу Unicode за його кодом y використовують функцію chr(y), а для визначення коду символу x — функцію ord(x). Наприклад,

print(ord(‘a‘)) print(chr(97))

chr

====== 97 a >>>

символ

код ord

Як відобразити рядок у текстовому полі? Метод ent.insert(K,string) вставляє текст string у позицію K у текстовому полі ent. Якщо як параметр K вказати константу END, то рядок string буде дописано до тексту, що вже є в полі, справа. Наприклад, якщо поле ent було порожнім, то в результаті виконання коду ent.insert(END,s) у ньому відобразиться текстовий рядок s.

Перевір себе

Знання

Аналіз

Створення

ВЛАСНІ ДУМКИ

1. Вкажи значення індексів у команді формування рядка b, який у результаті одержав значення “паста”.

s=”програміст“ b=s[ ]+s[ ]+s[

]+s[

]+s[

]

2. Дізнайся з рубрики «Запитання-відповіді» про оператор формування фрагмента (зрізу) рядка. Дано рядки:

a=’структура’ b=’організований’ c=’алоритмізація’ d=’перерва’ Створи програму, що формує та виводить слово “реструктуризація”, використовуючи лише зрізи заданих рядків.

Розділ ІV. Алгоритми та програми

3. П роаналізуй наведені нижче фрагменти коду і визнач результат виконання команди print в кожному з них, не створюючи самих програм у Python.

s=”987654321“ s1=”abcdef“ s=s[3:6]+2*”0“+ s1[2:5]+s[:2]+s[7:] print(s)

a=”2468121418“ b=”КОДУВАННЯ“ a=a[:3]+a[4:] b=b[0]+a+b[6:] print(b)

4. Я к ми вже зазначали, шифр Цезаря дуже легко «зламати», тобто розшифрувати, не знаючи ключа. Для цього достатньо перебрати всі можливі значення ключа, яких може бути не більше, ніж символів у алфавіті. Створи програму, у якій користувач вводитиме зашифрований текст, а в циклі перебиратимуться значення ключа в діапазоні від 1 до 30 включно. Програма має виводити ці значення ключа, а також розшифроване повідомлення для кожного зі значень. Правильний ключ — той, для якого відображене повідомлення містить осмислений текст. Попроси когось із однокласників надіслати тобі зашифрований текст у месенджері, а ключ не повідомляти. Розшифруй цей текст. це цікаво

Наука про шифрування повідомлень називається криптографією, а про їхнє розшифрування без інформації про ключ — криптоаналізом. У щойно створеній програмі було виконано криптоаналіз шифру Цезаря. Як і в цій програмі, під час криптоаналізу завжди вважають, що алгоритм шифрування і зашифрований текст відомі, а ключ — ні.

5. Ч ому, на твою думку, за часів античності ніхто не міг зламати шифр Цезаря?

195

196

Розділ ІV. Алгоритми та програми

§ 18. Впорядкування елементів списку У яких життєвих задачах потрібно сортувати набори об’єктів? На минулих уроках ми виконували різні дії зі списками. Досить часто в програмуванні працювати зі списками ефективніше, коли вони відсортовані, тобто їхні елементи впорядковані за зростанням чи спаданням. Для сортування списків у більшості мов програмування, зокрема в Python, є стандартні (бібліотечні) методи, з якими ми познайомимося на цьому уроці. Використовувати такі методи просто, однак не дуже цікаво. Значно цікавіше розібратися «зсередини» за якими алгоритмами ці методи можуть працювати! І цим ми теж займемося сьогодні, розглянувши одним з найвідоміших і найпростіших алгоритмів сортування списків. Завдання № 1 Дізнайся з рубрики «Запитання-відповіді» про метод sort(). Що буде виведено в результаті виконання команди print(a.sort()), якщо спочатку цей список був таким: 4, -3, 12, 0, 5? Як будуть розташовані елементи списку а після виконання команди a.sort(reverse=True), якщо спочатку цей список був таким: 4, -3, 12, 0, 5? Завдання № 2 Створи за зразком інтерфейс для програми сортування списку. У програмі має бути: • текстове поле Ent1; • кнопка Btn з написом «Сортувати»; • поле списку Lbox1; • 2 написи, «Вхідний список:» і «Результат:».

Розділ ІV. Алгоритми та програми

Завдання № 3 Доповни код, за допомогою якого можна створити список дійсних чисел а з розташованих у текстовому полі Ent даних, записаних через пробіл.

a=[

for i in Ent.

.

]

Завдання № 4 Програма має працювати так: користувач вводить у текстове поле список чисел через пробіл, натискає кнопку — і цей список має відобразитися в полі списку у відсортованому вигляді. Заповни пропуск в коді обробника події натискання кнопки «Сортувати» та реалізуй його в програмному середовищі. Не забудь в конструкторі кнопки «Сортувати» присвоїти параметру command назву методу btn_ click.

def btn_click(): Lbox1.delet(0,END) a=Ent1.get().split() a=[float(i) for i in a] #Сортування списку а в порядку зростання for i in range (len(a)): Lbox1.insert(END,a[i]) Завдання № 5 Ми познайомилися зі стандартним методом sort(), а тепер розберемся, як він працює «зсередини», який алгоритм у ньому може бути реалізовано. Існують десятки алгоритмів сортування, більш чи менш швидких. Одним із найпростіших є метод «бульбашок». Принцип цього методу полягає у попарному порівнянні елементів та обміну їх місцями, доки більші елементи не перестануть «спливати» до кінця списку, а дрібніші залишатимуться «знизу». Нехай у нас є 3 позиції (змінні) a, b, c. Нам потрібно розмістити на цих позиціях три бульбашки в порядку зростання їхнього розміру. Припустимо, що спочатку вони розташовувалися в протилежному порядку:

197

198

Розділ ІV. Алгоритми та програми

було

має стати

Крок 1. П орівняємо дві перші бульбашки, а і b. Нам потрібно, щоб менша бульбашка була лівіше. Оскільки a>b, міняємо бульбашки місцями.

Головний принцип: менша бульбашка має бути лівіше. У «бульбашковому» методі спочатку порівнюються 1-й і 2-й елементи, потім 2-й і 3-й, потім — 3-й і 4-й тощо. У результаті найбільший елемент опиниться справа. Доповни словесний алгоритм наступних кроків. Крок 2. П орівнюємо бульбашки ___ і ___ . Якщо ______ , то_________ .

Розділ ІV. Алгоритми та програми

Крок 3. П овторюємо алгоритм спочатку і порівнюємо бульбашки ___ і ___. Якщо _______ , то ______________ .

Ми отримали бажаний результат! !

Увага! Коли найбільша бульбашка спливла справа, повторюємо весь процес, але цю найбільшу бульбашку вже не чіпаємо.

http://bit.do/fSPWC

Завдання Завдання№ №66 Ознайомся із застосування методу бульбашок до списку з 10 елементів, переглянувши відео

Проаналізуй відео і опиши процес «бульбашкового» сортування за зростанням. Під час перегляду відео став його на паузу і відповідай на запитання письмово в зошиті: • Яким був початковий список?

• Які елементи порівнюються? (Занотуй кожне порівняння).

• Доки повторюється процес попарного порівняння елементів?

• Що трапляється, коли всі пари елементів порівняно?

199

200

Розділ ІV. Алгоритми та програми

Завдання № 7 Заповни пропуски у тексті, що описує алгоритм сортування списку за зростанням методом бульбашок.

1. Порівнюється черговий елемент списку з ________________ .

2. Якщо ________________ елемент ________________ , то ________________ .

3. Після порівняння всіх пар ________________ елемент переміщується ________________ списку.

4. Процес повторюється від початку списку до ________________ ________________ елемента включно. Завдання № 8 Виконай покроково алгоритм сортування списку A=[9,5,4,8,3] методом «бульбашок» і занотуй послідовність змін вмісту списку за прикладом:

Завдання № 9 Користуючись рубрикою «Запитання-відповіді», вибери команду, за допомогою якої перший та останній елементи списку [2,6,7,4,3] поміняються місцями

a[0],a[4]=a[4],a[0]

a[2],a[3]=a[3],a[2]

a[1],a[5]=a[5],a[1]

a[0],a[5]=a[5],a[0]

Завдання № 10 1) З аповни пропуски в коді, що сортує список a методом «бульбашок». і-й елемент списку має порівнюватися з i+1-м і якщо і-й елемент більший, то елементи мінятимуться місцями.

2) Можна зауважити, що в коді лічильники j (зовнішнього) та i (внутрішнього) циклів змінюються в діапазонах, що залежать від довжини заданого списку. В даному випадку список містить 5 елементів. Які зміни в коді необхідно зробити для того, щоб програма діяла для списків із будь-якою кількістю елементів?

Розділ ІV. Алгоритми та програми

3) Ч ому в команді range у внутрішньому циклі записано формулу 5-j? Поясни словами, що вона означає.

for j in range(1,5): for i in range(5-j): #порівняння елементів if : #обмін елементів

Завдання № 11 Реалізуй сортування списку методом бульбашок у Python, визначивши вміст списку за допомогою оператора присвоювання. Виводь список командою print його після кожної ітерації зовнішнього циклу, який відповідає за один прохід по всьому списку. Завдання № 12 1) Додай до інтерфейсу програми з Завдання №3 ще одну кнопку для реалізації сортування методом бульбашок та ще одне поле списку для виведення результату і порівняння.

2) Скопіюй код обробника події натискання кнопки «Сортувати» та заміни його кодом із завдання №10. Модифікуй цей код так, щоб він сортував методом бульбашок стільки елементів, скільки буде у списку. Забезпеч виконання цього методу по натисканні кнопки «Сортувати бульбашкою». Порівняй сортування двома способами на кількох прикладах — результати мають збігатися.

201

202

Розділ ІV. Алгоритми та програми

ЗАПИТАННЯ-ВІДПОВІДІ Що таке сортування списку? Сортування списку — це розміщення його елементів у порядку їх зростання (від меншого до більшого) чи спадання (від більшого до меншого). Даний список

Список впорядковано за зростанням

Список впорядковано за спаданням

3

1

7

1

2

5

7

3

3

5

5

2

2

7

1

Сортування та впорядкування — це одне те саме. Для чого призначений метод sort()? Метод sort застосовується до списку (тобто його назву записують через крапку після імені списку). Якщо цей метод викликано без параметрів, він впорядковує елементи списку у порядку зростання. Для сортування списку в порядку спадання використовують параметр reverse (англ. «зворотний») зі значенням True. Наприклад, у результаті виконанні фрагменту програми a=[5,7,2,3,8] a.sort(reverse=True) print(a) буде одержано результат [8,7,5,3,2] Як поміняти місцями значення змінних a та b? Значення змінних a та b можна поміняти місцями, використовуючи третю змінну, наприклад c: с=a a=b b=c Цей спосіб ви мали вивчати в 7 класі. Але у Python існує значно простіший спосіб обміну значеннями змінних: a, b = b, a Обидва способи є рівносильними, тобто завжди дають однаковий результат.

Розділ ІV. Алгоритми та програми

У чому полягає бульбашковий метод сортування списку? Метод передбачає кілька проходів списком. А саме, кількість проходів дорівнює довжині списку, зменшеній на 1. На кожному проході послідовно порівнюють усі пари сусідніх елементів у ще не відсортованій частині списку. Якщо список сортують за зростанням і лівіший елемент більший за правіший, то ці елементи міняють місцями. У результаті першого проходу більший елемент «спливе» в кінці списку справа. На другому проході його вже не треба чіпати, а на передостанній справа позиції «спливе» другий за величиною елемент списку. Таким чином, відсортована частина списку складатиметься з двох елементів і буде розташована з його правого краю. З кожним проходом ця відсортована частина збільшуватиметься на один елемент, аж поки не охопить увесь список. Динамічну візуалізацію методу можна розглянути за посиланням: Також за посиланням можна спостерігати за сортуванням методом бульбашки списку, введеним власноруч через пропуск: bit.do/fSgh6 bit.do/fSghT Проаналізуємо метод бульбашок на прикладі сортування списку а=[6,5,7,3,1] за зростанням. Червоним овалом позначено порівняння сусідніх елементів та, якщо лівіший є більшим, то їх обмін місцями.

Розглянутий алгоритм можна реалізувати за допомогою вкладених циклів: • у зовнішньому циклі рахуватиметься кількість проходів; • у внутрішньому циклі порівнюватимуться сусідні елементи. Призначення лічильників зовнішнього та внутрішнього циклу буде таким: номер проходу — зовнішній цикл; індекс елемента, що порівнюється з наступним, — внутрішній цикл.

203

204

Розділ ІV. Алгоритми та програми

Діапазон зміни лічильника j зовнішнього циклу — від 1 до len(a)-1 включно, а внутрішнього циклу — від 0 до len(a)-j.

Перевір себе

Розуміння

Аналіз

Створення

ВЛАСНІ ДУМКИ

1. С кільки порівнянь елементів буде виконано під час сортування списку [4,1,2,3] за зростанням бульбашковим методом? А скільки обмінів елементів місцями?

2. Є певний список х. Проаналізуй наведений нижче фрагмент програми. Вкажи, яким буде індекс елементу, що матиме значення y після виконання зображеного коду.

for j in range(len(x)): for i in range(len(x)-j-1): if x[i]>x[i+1]: x[i], x[i+1]= x[i+1], x[i] y=max(x) 3. Скільки порівнянь елементів потрібно зробити під час сортування методом «бульбашок» n-елементного списку?

4. Доповни програму, створену в завданні 12, ще двома полями списку. У першому має відображатися введений користувачем список, відсортований за спаданням бібліотечним методом, а в другому — за спаданням методом бульбашок.

5. М етод сортування списку «бульбашками» є одним із найпростіших. Як ти думаєш, чи є він найшвидшим? Чи можеш запропонувати інший метод, який працюватиме швидше?

Розділ ІV. Алгоритми та програми

Розділ V 3D-графіка

§ 19. Т ривимірна графіка. Програми для роботи з тривимірною графікою. Основи створення тривимірної моделі § 20. Екструдування об’єктів Тематична робота § 21. Трансформація форми об’єкта § 22. Створення анімації в середовищі Blender

https://pidruchnyk.online/9/5

205

206

Розділ V. 3D-графіка

§ 19. Тривимірна графіка. Програми для роботи з тривимірною графікою. Основи створення тривимірної моделі Як створити об’ємне зображення? Завдання № 1 Розглянь світлини. Порівняй процеси, які на них зображені. Спробуй: 1) виокремити одне зображення, яке є зайвим серед інших; 2) виокремити два зображення, які відрізняються від двох інших. Обґрунтуй свої міркування.

• Назви номер світлини на яких подано інформаційну модель, матеріальну модель та об’єкт оригінал.

• Що є спільним на всіх поданих світлинах? Який процес передував процесу представленому на поданих світлинах?

1

2

3

4

Розділ V. 3D-графіка

Завдання № 2 Ознайомся з інформацією. Поміркуй, що тобі відомо на задану тему і чим ти можеш її доповнити.

Завдання фахівців 3D-моделювання — надати об’єм і форму будь-яким об’єктам реального світу (мости, будівлі, транспорт) або віртуальним (персонажам, об’єктам). Робота спеціаліста з 3D тісно пов’язана з художниками-фактурниками, 3D-загальнодоступниками, 3D-аніматорами та іншими професіями, пов’язаними з тривимірною графікою. Великі корпорації, такі як Facebook, Google, Amazon та Netflix, щорічно виділяють мільярди доларів на розвиток технологій віртуальної реальності та створення контенту, що підтримує 3D-графіку. Тому будь-яка професія, пов’язана з цими сферами, зараз на хвилі популярності.

• О б’єднайтесь у пари та складіть список мультфільмів та фільмів, у яких використано 3-d зображення.

• Назви, як 3-d графіка використовується у галузях людської діяльності: - Архітектура та ди- Міське планування зайн інтер'єрів - Промисловість - Медицина - Комп'ютерні ігри - Кінематограф Завдання № 3 Що спільного в побудові цих зображень?

207

208

Розділ V. 3D-графіка

Завдання № 4 Розглянь малюнок, поясни від чого залежить реалістичність зображення об’єкта.

Завдання № 5 1. Запусти Blender через меню «Пуск» або за допомогою його значка на Робочому столі. Після запуску Blender з’являється картинка-заставка. Її можна прибрати, натиснувши мишею в довільному від заставки місці або за допомогою клавіши Esc. 2. Якщо інтерфейс Blender англомов! Увага! ний, українізуй його. Як це зробити, опиЗавантажити останню версію сано в рубриці «Запитання-відповіді».

Blender можна за посиланням https://www.blender.org/download/

Розділ V. 3D-графіка !

Увага! Однак ми рекомендуємо скористатися версією Blender 2.79, яка знач­но менш вимоглива до обладнання. Її інсталяційний пакет можна завантажити за посиланням https://pidruchnyk.online/blender2.79.msi

Завдання № 6 Користуючись рубрікою Запитання-відповіді здійсни такі дії з елементами сцени: 1. П рибери зі сцени зображення лампи та камери.

2. С пробуй за допомогою коліщатка миші змінити розмір куба – ця дія називається масштабуванням.

3. Р озглянь сцену з усіх боків, переміщуючи мишу з натиснутим коліщатком, або мишею і клавішею Ctrl/Shift.

4. Виділи куб ПКМ.

5. П еремісти куб за допомогою миші із нажатою правою клавішею. Зафіксуй його в новому місці натиском ЛКМ.

6. П еремісти куб іншим способом: спочатку перемісти курсор (ЛКМ), далі натисни Shift + S і з випадаючого меню вибери відповідну команду. Завдання № 7 Об’єднайтесь у пари. Розгляньте модель сніговика, побудовану в Blender. Дайте відповідь на запитання.

• Якою фігурою є зображення голови сніговика?

• Зі скількох і яких фігур складається зображення тіла сніговика?

• За допомогою якої фігури побудовано зображення носа?

• За допомогою якої фігури побудовано зображення ока?

• Чи є фігури, які повторюються в зображенні сніговика?

• Фігури, що повторюються, необхідно вимальовувати окремо, чи достатньо скопіювати наявні і змінити копії? Завдання № 8 Створіть покроково зображення корпусу сніговика за зразком.

• створіть корпус сніговика з 3-х куль; • додайте зображення носа; • додайте зображення очей; • розфарбуйте об’єкти, з яких складається сніговик.

209

210

Розділ V. 3D-графіка

Щоб дізнатися, як виконувати кожну дію, скористайтеся рубрикою «Запитання-відповіді». Крок 1. Створіть зображення тулуба сніговика.

1. Звільніть простір сцени — видаліть куб: a. Виділіть куб правою кнопкою миші й натисніть клавішу Delete. b. З розкривного меню виберіть команду «Видалити» і натисніть Enter.

2. Створіть сферу: відкрийте вкладку «Створити» та виберіть UV-сферу.

3. Створіть копію сфери (клавіши Shift + D).

4. Перемістіть копію сфери вище та зменште її.

5. Для моделювання голови створіть ще одну копію, перемістіть і зменште її.

6. Змінюйте точки перегляду сніговика обертанням сцени та переміщуйте створені сфери, щоб розмістити їхні центри на одній вертикалі. Крок 2. Додайте сніговику ніс: 1. Для зручної роботи збільште масштаб сцени коліщатком миші.

2. Перемістіть курсор у місце розташування носа, клацнувши ліву кнопку миші.

3. Додайте конус для зображення носа: у вкладці «Створити» виберіть «Конус».

4. Відредагуйте вигляд конуса: a. Зменште масштаб сцени. b. Зменште розмір конуса, натиснувши клавішу S, а потім рухаючи мишу. c. О берніть зображення носа, натиснувши клавішу R, а потім рухаючи мишу.

5. Розгляньте зображення голови з різних ракурсів та, в разі потреби, виправте положення носа. Крок 3 Додайте сніговику очі: 1. Встановіть такий розмір сцени, щоб було зручно опрацьовувати розташування та розмір очей.

2. Перемістіть курсор у місце розташування ока.

3. Додайте багатогранник для зображення ока — фігуру створіть за допомогою інструмента Ікосфера.

Розділ V. 3D-графіка

4. Н алаштуйте кількість граней Ікосфери: в полі «Поділи» на лівій панелі внизу встановіть значення 1.

5. Н алаштуйте розмір та розташування ока.

6. С творіть копію зображення ока та перемістіть її в потрібне місце. За допомогою різних фігур ви створили зображення сніговика. Розгляньте його: а чи насправді сніговик має такий вигляд? Невже кулька із снігу має гострі кути? А колір носа-моркви має бути як у снігової кульки? Крок 4. Н адайте сніговику реалістичніший вигляд: розфарбуйте його та зробіть поверхні гладкішими.

1. Утримуючи клавішу Shift, виділіть 3 кулі та ніс.

2. Відкрийте панель «Засоби» і в області «Відтінено» натисніть кнопку «Згладжено».

3. Для зміни кольору перейдіть до вкладки «Матеріал» (справа від робочого поля).

4. Натисніть кнопку «Новий».

5. У вікні, що відкриється, виберіть відтінок кольору на кольоровому колі (сніг має відтінок білого — ближче до центру) та відрегулюйте його яскравість за допомогою повзунка. Щоб поверхня мала вигляд снігу, необхідно встановити велике значення коефіцієнту розсіяння та невелике значення коефіцієнту відбиття.

6. Аналогічно зафарбуйте зображення носа — морквяний відтінок кольору та очі — темно-сірий колір, як вуглинки.

7. Збережіть зображення у файлі.

ЗАПИТАННЯ-ВІДПОВІДІ Що є основою створення об’ємного зображення? Для створення враження об’єм­ності зображення використовують систему координат із трьома осями: Х, Y, Z. Площина ХY є двовимірною площиною, точка на якій позначається координатами (x, y), а для зміщення цієї точки по вертикалі користуються координатою z. Розташування такої точки буде описано трьома координатами (x, y, z). Точка у вертикально розташованій площині XZ має координати (x, z), зміщення цієї точки по горизонталі вліво-вправо визначається координатою у. Аналогічно точка у площині YZ має координати (y, z), а зміщення її вперед-назад додає третю координату х.

211

212

Розділ V. 3D-графіка

Рис. 2.1. Зображення точки в 3-вимірній системі координат це цікаво

Об’ємне зображення персонажів та сюжетів було вперше використано в мультфільмі «Історія іграшок», який вийшов на екрани в 1995 р. А прем’єра першого фільму з використанням окремих елементів тривимірної графіки «Світ майбутнього» (Future world) відбулася в 1976-му; перші редактори 3D-графіки з’явилися пізніше. Точки в тривимірному просторі (вершини) з’єднуються лініями (ребрами), а з кількох ліній можна побудувати багатокутник (грань, або полігон). Наприклад, зображена модель тварини складається з великої кількості чотирикутників.

Рис. 2.2. Полігональна структура моделі в 3D-редакторі

Розділ V. 3D-графіка

Якою є послідовність дій для побудови тривимірної моделі? Алгоритм створення тривимірного зображення 1. Моделювання — процес створення тривимірної моделі об’єкта.

2. Створення текстур для поверхонь моделей.

3. Налаштування сцени: вибір точок і способу освітлення, розташування камери.

4. Рендеринг (візуалізація) — побудова двовимірної проєкції моделі.

5. Доопрацювання вигляду зображення (за потреби). Які програмні засоби призначені для 3D-моделювання? Для 3D-моделювання користуються спеціальними програмними засобами — 3D-редакторами. Найбільш відомими є 3D Max, Maya, AutoCad, Cinema 4D, Компас 3D, Rhinoceros, а з відкритою ліцензією, безкоштовними — Blender, K-3D, Wings3D. 3D-редактор Blender є найпотужнішим із безкоштовних 3D-редакторів. Чи можливе додавання анімації до створених об’єктів? Так. 3D-редактори мають команди для додавання анімації та налаштування її параметрів. Чим растрова та векторна графіка відрізняється від тривимірної? Векторні та растрові зображення будують у двовимірному просторі і вони є плоскими. Тривимірна модель будується на основі стереометрії — геометрії у тривимірному просторі. Однак векторні й растрові зображення можуть бути елементами тривимірної моделі. Побудова такої моделі основана на векторній графіці, а для зафарбування граней використовується растрова графіка. Де використовують тривимірне моделювання?

• У медицині, наприклад, комп’ютерна томографія, МРТ-сканування.

• В архітектурі.

• К інематографі: поєднання відеозйомок з тривимірними фрагментами; анімаційні мультфільми.

• У відеоіграх та для імітації віртуальної реальності. Термінологічний словник

Тривимірна графіка (або 3D-графіка; від англ. 3 Dimensions) — розділ комп’ютерної графіки, який присвячено методам створення зображень або відео завдяки моделюванню об’ємних об’єктів на площині.

213

214

Розділ V. 3D-графіка

Тривимірний об’єкт — це набір з’єднаних поверхонь, які називаються гранями, або полігонами. Полігони з’єднуються ребрами (лініями) та вершинами (точками). Модель у 3D-графіці — зображення об’єкта в середовищі 3D-редактора в тривимірному координатному просторі. Це набір з’єднаних полігонів, які й визначають форму об’єкта. Сцена є простором, в якому створюють моделі. Вона містить модель, джерело світла, віртуальні камери. Текстури — візуальні властивості полігона, які визначають його колір та матеріал. Завдяки структурі полігонів ми бачимо дзеркальні поверхні, хутро тварини тощо. Джерело світла є об’єктом сцени і може мати вигляд точки або більшої області. Розташування джерела і, як наслідок, вимальовування освітлених на тіньових поверхонь впливає на реалістичність зображення. Рендеринг (від англ. Rendering — візуалізація, вимальовування) є процесом отримання тривимірної моделі на екрані за допомогою відповідного програмного забезпечення. Під час рендерингу векторна просторова модель перетворюється на двовимірний малюнок. Цей процес нагадує кінозйомку, яка відбувається з місця розташування віртуальної камери. Які українізувати інтерфейс Blender?

1. Відкрий меню «File\User Preferences».

2. Відкрий вкладку «Systems».

3. Внизу справа встанови прапорець «International Fonts» (якщо його не видно, розтягни вікно по вертикалі).

4. У списку «Language», що з’явиться, вибери українську мову.

5. Щоб підтвердити вибір, натисни кнопку «Interface», а потім — «Підказки».

6. Збережи параметри, натиснувши кнопку «Зберегти налаштування» у лівому нижньому куті вікна. Які області містить вікно програми Blender? Інтерфейс Blender складається з частин, які ще називають редакторами.

1. Зверху — меню із командами, що стосуються всього проєкту.

2. Центральна, найбільша, частина є робочим полем, в якому будують моделі. Вона називається сценою.

3. Область праворуч зверху містить деревоподібну структуру проєкту, елементами якої є задіяні об’єкти.

Розділ V. 3D-графіка

215

1 3 2

4

6 5 4. Праворуч знизу міститься вікно параметрів для перегляду та зміни значень параметрів вибраного об’єкта.

5. У нижній частині вікна знаходиться Головна панель редактора та шкала часу для створення анімації.

6. Зліва міститься панель вкладок. За допомогою вкладки «Створити» можна додавати до проєкту об’єкти. Які об’єкти є на робочому полі нового проєкту Blender? У робочому полі зображена сцена, що містить такі об’єкти: • лампа — точка, з якої відбувається освітлення моделі; • камера для вимальовування, тобто місце, з якого проводитиметься «зйомка» під час рендерингу; • куб — стандартний об’єкт, що є в новому проєкті; • курсор, у місце розташування якого додається новий об’єкт; • вісі координат, які в редакторі позначені різними кольорами: вісь X — червоним, Y — зеленим, Z — синім (стрілки на осях вказують додатній напрям); • двовимірна сітка на площині XY.

216

Розділ V. 3D-графіка

Як прибрати зі сцени камеру, лампу чи інший об’єкт? Лампа, камера та куб відображені як складові проєкту в його структурі — у верхньому вікні справа. Біля кожного об’єкта є зображення ока. Це зображення має два стани: око відкрите — об’єкт відображається на екрані, око закрите — об’єкт невидимий. Як додати до сцени об’єкт? Найлегше скористатися вкладкою «Створити» на лівій панелі.

!

Увага! Об’єкт додається в те місце, де розташовано курсор, а курсор переміщують клацанням лівої кнопки миші.

Чому на сцені є дві системи координат? Одна з них глобальна – єдина для всіх об’єктів сцени. Другу, локальну, має кожний об’єкт; точка з нульовими координатами є центром об’єкта. Які операції можна виконувати з об’єктами? Базовими операціями з об’єктами в Blender є переміщення, обертання та масштабування. Їх можна виконати за допомогою вкладки «Засоби» на панелі зліва або використовуючи гарячі клавіші, перелічені в таблиці нижче. Виділений об’єкт можна також перемістити в стандартні розташування, натиснувши клавіші Shift+S та вибравши одну з команд меню, що відкриється.

Розділ V. 3D-графіка

Які дії можна виконувати з об’єктом? Запитання щодо дій з об’єктом

Відповіді на запитання

Як виділити об’єкт?

Клацнути на об’єкті правою кнопкою миші. Об’єкт буде підсвічено помаранчевою рамкою.

Як виділити кілька об’єктів у Blender?

Клацнути правою кнопкою миші кожен об’єкт, утримуючи клавішу Shift.

Як виділити всі об’єкти?

Натиснути клавішу А. Щоб зняти все виділення, потрібно натиснути А ще раз.

Як змінити розмір об’єкта?

Натиснути клавішу S (від англ. Scaling — масштабування) і прокручувати коліщатко миші.

Як перемістити об’єкт?

Потрібно клацнути об’єкт правою кнопкою миші і, утримуючи її, перемістити об’єкт. Щоб зафіксувати об’єкт, слід клацнути ліву кнопку миші.

Як перемістити об’єкт вздовж осі?

Потрібно натиснути лівою кнопкою миші одну зі стрілок координатних осей об’єкта й потягнути об’єкт вздовж осі.

Як обертати об’єкт?

Перейти в режим повороту за допомогою клавіши R (від англ. Rotate — обертати) та обрати новий кут повороту, переміщуючи мишу.

Як отримати зображення в готовому вигляді, тобто виконати рендеринг?

У меню «Вимальовування» вибрати команду «Вималювати зображення» або натиснути клавішу F12. Щоб повернутися до режиму редагування, у меню «Вимальовування» слід вибрати команду «Показати/Сховати вимальовуване» або натиснути клавішу F11.

Запитання щодо маніпуляцій зі сценою

Відповіді на запитання

Як змінити ракурс огляду сцени?

Переміщенням миші з натиснутим коліщатком обертаємо сцену в довільному напрямку і маємо можливість розглянути сцену з усіх боків.

Як перемістити сцену вліво-вправо?

Прокручувати коліщатко миші, утримуючи клавішу Ctrl.

Як перемістити сцену вгору-вниз?

Прокручувати коліщатко миші, утримуючи клавішу Shift.

Як змінити масштаб перегляду сцени?

Прокручувати коліщатко миші.

217

218

Розділ V. 3D-графіка

Як створити копію об’єкта?

1. Н атисни клавіши Shift + D (від англ. Dublicfte — дублювати). Об’єкт буде виділено білим — це копія, яка повністю збігається з об’єктоморигіналом.

2. Зафіксуйте створення копії клавішею Enter. Надалі можна перемістити копію в довільне місце. Як змінити гостроту конусу чи кількість граней ікосфери? Для зміни розміру основи або вершини конуса встановіть нове значення радіуса в налаштуваннях об’єкта внизу на лівій панелі. Кількість граней ікосфери визначається параметром «Поділи» в цій же області. !

Увага! Такі параметри, як радіуси основ конусу, кількість граней ікосфери тощо можна змінювати лише під час створення об’єкта.

Як згладжують поверхні? Поверхні створених об’єктів складаються з граней, тому й не є гладкими. Щоб згладити їх, на панелі «Засоби» для параметра «Відтінення» можна вибрати значення «Згладжено». Як фарбують поверхні для надання їм реалістичного вигляду? Реалістичність об’єкта залежить від кольору та типу текстури, обраної для його частин — поверхонь. Наприклад, для зображення тварин поверхням необхідно надати вигляд хутра, а зображенню автомобіля надається блискуча текстура. Для такого опрацювання поверхонь

Розділ V. 3D-графіка

на правій панелі редактора є вкладка «Матеріал» (матеріалом ніби покривають поверхню об’єкта). На ній можна вибрати колір, а також підсвітити поверхню, зробити її прозорою, дзеркальною, або додати текстуру певного реального об’єкта: асфальту, трави, піску, води тощо. Основний колір поверхні вибирають за допомогою параметра «Розсіяння»: відтінок кольору вибирають з кола, а його яскравість налаштовують бігунком.

Як зберегти свою роботу у файлі? Відкрити меню «Файл» й вибрати команду «Зберегти», «Зберегти як» або «Експортувати». Зображення, створені редактором, зберігаються у файлах із розширенням .blend. Такі файли відкривають у Blender командою «Відкрити». Якщо необхідно зберегти готове зображення, виконують команду «Вимальовування» і в меню опрацювання зображень (нижній рядок під сценою) з’являється меню «Зображення», серед команд якого слід вибрати «Зберегти» або «Зберегти як». За замовчуванням готове зображення буде збережено у форматі .png.

219

220

Розділ V. 3D-графіка

Перевір себе

Розуміння

Аналіз

Створення

ВЛАСНІ ДУМКИ

1. О пиши кроки зі створення об’єкта на сцені.

2. Вкажи назви інструментів, за допомогою яких створені фігури на малюнку. В якому вікні налаштовують параметри інструментів?

3. Я кий параметр інструмента налаштовують, щоб надати поверхні гладкішого вигляду?

4. Р озглянь малюнок. Яку команду виконано для створення зображення? Чи можна впевнено стверджувати, що маленька сфера знаходиться точнісінько над великою? З якого ракурсу потрібно розглянути обидві сцени, щоб визначити розташування центрів сфер? Чому верхня сфера виглядає більш гладкою?

5. П обудуй два об’єкти за допомогою інструментів UV-Сфера та Ікосфера. Розглянь ці об’єкти в збільшеному вигляді та проаналізуй відмінності між ними.

6. Додай до зображення сніговика руки у вигляді невеликих кульок зі снігу.

7. Н амалюй сніговика на аркуші паперу та порівняй його із зображенням сніговика у Blender. Який малюнок більш реалістичний? Який з них тобі подобається більше? Чому?

Розділ V. 3D-графіка

§ 20. Екструдування об’єктів Як створювати складні геометричні обєкти? Для створення деяких зображень у Blender відсутні стандартні інструменти, однак є можливість трансформувати складові простого об’єкта, щоб отримати складніший. Всі об’єкти у Blender мають такі складові: вершини, ребра, грані. Переміщуючи та модифікуючи їх, можна отримати практично будь-які 3D-зображення. Завдання № 1 Уважно подивись на малюнок і поясни, які зміни відбулися з об’єктом. Чи є в Blender інструменти створення об’єктів, за допомогою яких можна відразу отримати кожну із зображених літер?

а)

б)

в)

г)

Завдання № 2 Ознайомся із означенням слова «модифікація» Модифікація (лат.): 1. видозміна предмета або явища, що характеризується появою в нього нових ознак, властивостей під час збереження сутності; зміна, перетворення; 2) предмет, явище, що зазнали такої видозміни і становлять різновид чогось; 3) біол.: зміна ознаки чи властивості організму, яка не передається нащадкам. (за Академічним тлумачним словником української мови, http://sum.in.ua). Поясни, як ти розумієш висловлювання: • модифікував велосипед; • модифікував програму; • модифікував форму намальованої фігури.

221

222

Розділ V. 3D-графіка

Завдання № 3 Об’єднайтесь у пари. Поміркуйте, як з намальованої у Blender поверхні (зліва) отримати зображення ящика (справа). Скориставшись цього рубрикою «Запитання-відповіді», дайте відповіді на запитання: • Яким інструментом створена поверхня на малюнку?

• Що виділено на поверхні жовтим кольором?

• Що потрібно зробити з виділенням, щоб отримати стінки ящика? Завдання № 4 Побудуй у редакторі Blender зображення ящика на кшталт того, що на малюнку. Скористайся рубрикою «Запитання-відповіді» та наведеним алгоритмом: 1. Створи об’єкт «сітка».

2. Перейди в режим редагування.

3. Виділи по два ряди вершин уздовж кожної грані. У даному випадку найкраще скористатися інструментом виділення прямокутної області (клавіша B), розгортаючи сцену належним чином для кожної грані.

4. Для екструдування натисни клавішу Е, за допомогою миші «витягни» виділені грані вгору й клацни ліву кнопку миші для завершення операції. Завдання № 5 Відкрий зображення сніговика, створене на попередньому уроці, та за допомогою покрокових підказок і рубрики «Запитання-відповіді» додай сніговику руки-гілки. Для цього слід виконати чотири кроки: • створення точки; • витягування з точки самої руки та пальців; • налаштування вигляду руки та її розташування на зображенні сніговика; • створення другої руки завдяки копіюванню та віддзеркаленню першої. Крок 1. Отримайте зображення точки.

1. В об’єктному режимі перейдіть на новий шар.

2. Н а новому шарі створіть зображення куба.

3. П ерейдіть у режим редагування.

4. П ерейдіть на вкладку «Засоби», виберіть команду «Об’єд­ нання», і з меню, що розкриється, — команду «До центра». Куб буде стиснуто в точку.

Розділ V. 3D-графіка

Крок 2. П обудуйте зображення руки з пальцями.

1. В режимі редагування витягніть із точки ребро. Для цього натисніть клавішу Е (екструдування), потягніть мишу та зафіксуйте результат, клацнувши її ліву кнопку.

2. П родовжуйте створення руки з останньої точки екструдуванням зі зміною напрямку (створіть вигин руки в лікті).

3. А налогічним чином створіть палець.

4. В иділіть вершину початку пальця і створіть другий палець. В Аналогічний спосіб створіть третій палець.

5. За допомогою модифікаторів «Оболонка» та «Поділ поверхні» додайте об’ємність побудованому зображенню руки.

Крок 3 Н алаштуйте зображення руки та з’єднайте його із зображенням сніговика.

1. Утримуючи клавішу Shift, відобразіть обидва шари: з рукою та сніговиком.

2. Відмасштабуйте руку так, щоб вона пасувала до сніговика (нагадуємо: об’єкти масштабують клавішею S).

3. Перемістіть руку до сніговика та оберніть її, якщо треба (нагадуємо: об’єкти обертають клавішею R).

4. Розфарбуйте зображення руки на власний розсуд (скористайтеся модифікатором «Матеріал»). !

Увага! Якщо в об’єктному режимі рука відображається у вигляді каркасу, більш «звичного» вигляду їй можна надати, якщо на нижній панелі натиснути кнопку «Відтінення» й вибрати з меню режим «Суцільний».

223

224

Розділ V. 3D-графіка

Крок 4 С творіть копію руки та з’єднайте її зі сніговиком.

1. С творіть копію побудованого зображення руки за допомогою клавіш Shift + D та перемістіть її в інше місце сцени.

2. С творіть дзеркальне відображення копії за допомогою клавіш Ctrl + M + Y: М вказує на команду віддзеркалення (від англ. Mirror), а Y вказує на вісь Y, тобто віддзеркалення відбудеться відносно площини XZ. 3. З’єднайте зображення віддзеркаленої руки зі сніговиком.

4. Відкоригуйте остаточний вигляд сніговика.

5. Збережіть роботу.

ЗАПИТАННЯ-ВІДПОВІДІ З чого складаються об’єкти? Поверхня 3D-об’єкта складається з багатокутників (граней), їхніх сторін (ребер) та вершин. Чим відрізняється об’єктний режим від режиму редагування та як ці режими вибирати? У Blender є два режими роботи із зображеннями: об’єктний і редагування. В об’єктному режимі об’єкти опрацьовують в цілому. Можна змінювати розмір об’єкта, його розташування, обертати об’єкт тощо.

Розділ V. 3D-графіка

Для зміни розташування, кількості та форми складових об’єкта необхідно вибрати режим редагування. У цьому режимі можна також вилучати, додавати нові вершини, вилучати та створювати нові ребра та грані. Як перемикають режими роботи в Blender? Для перемикання режимів користуються меню під сценою. У режимі редагування права частина Головної панелі (під сценою) набуває такого вигляду:

1 — вибір вершини; 2 — вибір ребра; 3 — вибір грані; 4 — вибір типу пропорційного редагування; 5 — вибір типу впливу на сусідні точки. Над малюнку нижче зображено два тори: верхній в об’єктному режиму, а нижній — у режимі редагування; видно всі його складові.

Як вибирають складові об’єкта для подальшої їх трансформації? У режимі редагування під сценою є група кнопок для вибору вершин, ребер чи граней. Щоб вибрати певну кількість складових об’єктів, потрібно обрати інструмент вибору, натиснувши його клавішу, та обвести потрібні складові, утримуючи ліву кнопку миші. Розмір області виділення змінюють колесиком миші. Зняти режим виділення

225

226

Розділ V. 3D-графіка

області можна клавішею Еsc. Щоб виділити все або скасувати всі виділення, користуються клавішею А. Гарячі клавіші та інструменти для виділення складових об’єкта в режимі редагування Клавіші

Назва інструмента

Призначення

С

Кругла область

Створює круглу область для виділення складових об’єкта.

В

Прямокутна область

Створює прямокутну область для виділення складових об’єкта.

K

Ніж

Виділяє складові вздовж проведеної ножем лінії.

Ctrl + E

Робота з ребрами

Виклик команд меню опрацювання ребер

Ctrl + F

Робота з гранями

Виклик команд меню опрацювання граней

Чи відрізняються команди для різних режимів? Кожний режим містить свої команди. Однак є і команди з однаковими назвами, що застосовуються до активних об’єктів: у об’єктному режимі, наприклад, масштабуванням змінюють розмір усього об’єкта, а в режимі редагування — тільки виділених складових об’єкта. Що таке екструдування та як його виконати? Екструдування (від англ. Extrude — витиснення, вичавлювання) — зміна форми об’єкта через отримання зі складових об’єкта інших складових. Наприклад, із плоскої сітки можна екструдувати паралелепіпед («цеглину»), з точки — ребро тощо. Екструдування виконують в режимі редагування та застосовують до виділених складових. Тому для екструдування потрібно насамперед вибрати певні вершини, ребра або грані. Потім слід натиснути клавішу Е та виконати екструдування, рухаючи мишу.

Розділ V. 3D-графіка

Чому для отримання з двовимірної поверхні тривимірного об’єкта використовують об’єкт «Сітка»? Поверхня містить одну грань, а сітка — багато граней, розташованих в одній площині. Якщо екструдувати деякі з цих граней та/або їхніх вершин, можна отримати різноманітні об’ємні об’єкти. Як звести всі вершини об’єкта в одну точку? Для цього потрібно в режимі редагування виділити вершини й вибрати на панелі «Засоби» в області «Вилучення» команду «Об’єднання». Відкриється меню, з якого можна вибрати точку об’єднання. Як використати роботу в Blender на різних шарах? У Blender усі об’єкти розміщуються на шарах. Шари в Blender створюють переважно для зручності, щоб уже побудовані об’єкти не заважали подальшій роботі. об’єкт 1 Особливо це стосується сцен, шар 1 об’єкт 2 які містять багато об’єктів. В об’єктному режимі на нижсцена шар 2 об’єкт 3 ній панелі відображається область з маленькими кваоб’єкт ... ... (шар) дратиками — маркерами, що об’єкт ... візуалізують шари. Виділений темним маркер відповідає активному шару, тобто шару, об’єкти з якого відображаються на сцені. Маркер із кружком позначає непорожній шар. Жовтий кружок позначає шар з виділеним об’єктом. Видимий шар з виділеним об’єктом

Видимий шар з невиділеним об’єктом Порожні шари

Невидимий шар з невиділеним об’єктом

Щоб створити новий шар, достатньо клацнути порожній маркер.

227

228

Розділ V. 3D-графіка

Як відобразити кілька шарів? Щоб відобразити кілька шарів, потрібно клацнути їхні маркери, утримуючи клавішу Shift. На сцені будуть показані об’єкти з усіх цих шарів. Що таке модифікатори в Blender і як їх використати? Модифікатори — це інструменти, які змінюють вигляд об’єкта в цілому. Застосувати модифікатори можна в об’єктному режимі за допомогою кнопки на панелі властивостей (ця панель відображається справа). Цією кнопкою відкривається вікно, у якому слід вибрати команду «Додати модифікатор». Кожний модифікатор містить свої параметри налаштування, з якими краще ознайомитися на практиці. Які з модифікаторів використовуються найчастіше?

1

2

Усього модифікаторів є кілька десятків. Найчастіше використовують такі модифікатори-генератори: • Булева змінна для вибору режиму з’єднання кількох об’єктів.

• Дзеркалення для створення симетричних об’єктів з більшими можливостями, ніж при застосуванні інструменту «Дзеркалення».

• Оболонка для нарощування об’ємної поверхні на каркасі.

• Поділ поверхні використовують для згладжування гострих кутів.

Розділ V. 3D-графіка

Чи можна до одного об’єкта застосовувати кілька модифікаторів? Можна, але трансформація об’єкта відбувається послідовно: спочатку до нього застосовується модифікатор, обраний першим, потім наступний тощо. Створюється стек модифікаторів («стек» можна уявляти як стос тарілок: остання тарілка, додана до стоcу, буде зверху, а перша — внизу).

Перевір себе 1.

2.

3.

4.

Розуміння

Аналіз

Створення

ВЛАСНІ ДУМКИ

к перейти на інший шар в Blender. Я Як визначити, які шари видимі? Як визначити, на якому шарі міститься виділений об’єкт? Які є складові об’єкта та способи їхнього виділення?

5. Для чого в Blender розрізняються режими об’єктний та редагування?

6. На малюнку показано куб (1) та дві його копії (2 і 3), які було трансформовано. Які команди могли бути застосовані для отримання зображень 2 та 3 із зображення 1? Перевір відповідь на практиці.

1 2 3

7. Використай засіб «Матеріал» для зафарбування однієї з побудованих в попередньому завданні фігур.

8. Побудуй зображення стола на чотирьох ніжках, скориставшись тим самим принципом, що і для побудови зображення ящика.

9. П орівняй можливості опрацювання об’єктів у Blender та в інших відомих тобі редакторах. Як ти вважаєш, чи зручним є механізм екструдування? Які його недоліки?

229

230

Розділ V. 3D-графіка

§ 21. Змінення форми об’єкта Чи будь-який об’єкт можна перетворити на будь-який інший? Створений на попередніх уроках сніговик достатньо реалістичний, однак чогось йому не вистачає. Зробимо сніговику капелюх! Причому не простий, а у вигляді циліндра, такого як носять із фраком. Циліндр — це складений об’єкт, який можна створити з кількох простих, застосовуючи різні операції в режимі редагування. Завдання № 1 Розглянь зображення капелюха справа. Які складові воно має? Які фігури найбільше підходять для створення цих складових? Що необхідно змінити в кожній з цих базових фігур для отримання бажаного вигляду тулії та крисів?

Завдання № 2 Об’єднайтесь у пари та побудуйте капелюх для сніговика за запропонованим алгоритмом. Крок 1. Н а новому шарі створіть циліндр, який потім перетвориться на тулію.

1. З авантажте файл із зображенням сніговика.

2. П ерейдіть на новий шар.

3. С творіть циліндр.

Розділ V. 3D-графіка

Крок 2. П еретворіть циліндр на тулію. Зауважте, що край тулії не є прямою лінією. Тулія вертикальна внизу, а потім розширюється. Щоб досягти такого ефекту, циліндр треба розрізати, а потім верхню частину розширити догори. !

Увага!

Розрізання — це умовна назва. Після цієї операції об’єкт не розпадається, але з’являється можливість редагувати його частини окремо.

1. П ерейдіть в режим редагування й зніміть виділення з циліндра.

2. Натисніть клавіші Ctrl+R та підведіть курсор до циліндра так, щоб з’явилася лінія його розрізу по горизонталі.

3. За допомогою колесика миші збільште кількість ліній розрізу до 6–8 і зафіксуйте їх, двічі клацнувши ліву кнопку.

4. Перейдіть у режим пропорційного редагування й виберіть спосіб впливу на сусідні точки «Гостро».

5. Виділіть верхню грань циліндра і збільште її за допомогою масштабування. Оскільки вибрано про­порційне редагування, то збільшуватися має і сусідній ряд вершин, але в меншій мірі, і наступний за ним тощо.

6. Перейдіть в об’єктний режим і розтягніть тулію по вертикалі.

231

232

Розділ V. 3D-графіка

Крок 3. Створіть зображення крисів капелюха з об’єкта «коло».

1. Н а новий шар додайте фігуру «коло».

2. Н алаштуйте взаємне розташування зображень тулії та кола: a) користуючись клавішами Shift+S, перемістіть курсор до центра тулії, а потім коло — до курсору; b) перейдіть в режим ортогонального перегляду збоку й перемістіть коло вздовж осі Z униз, вирівнявши його з нижнім краєм тулії.

3. П еретворіть коло на зображення крисів: a) перейдіть у режим ортогонального перегляду знизу; b) перейдіть у режим редагування та виділіть вершини кола; c) екструдуйте вершини (клавіша) Е, а потім масштабуйте їх усередину (клавіша S). Крок 4. Щоб надати капелюху пра­вдо­по­ дібнішого вигляду, застосуйте до тулії та до крисів модифікатори: • Потовщення (оскільки реальний капелюх має товщину); • Поділ поверхні (щоб зробити поверхні гладкішими); • Поділ ребром (тільки до тулії, щоб зробити її верхній край «гос­трим»). !

Увага! Порядок застосування модифікаторів важливий. Щоб досягти бажаного ефекту, модифікатор «Поділ ребром» має бути застосований до тулії першим. Ще не застосовані модифікатори можна переміщувати за допомогою кнопок .

Крок 5. Згрупуйте елементи капелюха та вдягніть його на сніговика.

1. О б’єднайте зображення тулії та крисів в один об’єкт: спочатку за допомогою клавіши Shift виділіть обидва зображення, а потім згрупуйте їх за допомогою клавіш Ctrl + G. 2. Виділіть всі шари, щоб переглянути всі об’єкти на сцені.

3. Відмасштабуйте зображення капелюха і перемістіть його до зображення сніговика.

4. Об’єднайте всі зображені об’єкти в один.

5. Збережіть зображення у файлі.

Розділ V. 3D-графіка

Завдання № 3 Зайди в одну з відомих тобі пошукових систем і переглянь історію розвитку друку за допомогою комп’ютерної техніки. Завдання № 4 Якщо є 3D-принтер, надрукуй на ньому об’єкт «Сніговик у капелюсі». Якщо немає, видрукуй модель на звичайному принтері.

ЗАПИТАННЯ-ВІДПОВІДІ Як і для чого розрізають 3D-об’єкти? Розрізання об’єкта — це поділ його на кілька частин, які потім можна поокремо деформувати, переміщувати тощо. Його виконують в об’єктному режимі в такому порядку: 1. Натиснути клавіші Ctrl + R та підвести курсор миші до об’єкта — на його зображенні з’явиться лінія розрізу.

2. З а допомогою коліщатка миші збільшити кількість розрізів.

3. К лацнути ліву кнопку миші, після чого можна буде перемістити всі розрізи разом узяті.

4. К лацнути ліву кнопку миші вдруге, щоб зафіксувати остаточне положення розрізів. Що таке режим ортогонального перегляду і як в нього перейти? Ортогональний перегляд — це перегляд сцени строго збоку або прямо зверху чи знизу. У цей режим переходять за допомогою клавіш на цифровій клавіатурі.

7 — вигляд зверху 2, 4, 8, 6 — покрокове обертання сцени в рызних напрямках 1 — вигляд збоку (по осі x)

9 — вигляд з протилежного боку 5 — ортогональний вигляд (без перспективи) 3 — вигляд збоку (по осі y)

233

234

Розділ V. 3D-графіка

Як збільшити товщину стінок об’єкта? Для потовщення поверхні використовують модифікатор «Потовщення» та задають значення його параметра «Товщина». Додатне значення цього параметра означає потовщення назовні, від’ємне — всередину. Як згладити поверхню об’єкта? Для згладжування користуються модифікатором «Поділ поверхні». Якщо параметру «Поділи\Вигляд» надати значення 3, то поверхня стане достатньо гладкою. Як зробити грані об’єкта гострими? Для цього слід застосувати модифікатор «Поділ ребром» і встановити прапорець «Гострі ребра». Що таке режим пропорційного редагування і як його використовують? У режимі пропорційного редагування переміщення певної вершини об’єкта «тягне» за собою сусідні вершини. Щоб його запровадити, у режимі редагування слід натиснути кнопку . Спосіб вигину граней під час пропорційного редагування вибирають за допомогою сусідньої кнопки . Як масштабувати об’єкт уздовж певної осі координат? Розмір об’єкта в цілому змінюють в об’єктному режимі, натиснувши клавішу S та перетягуючи мишу. Щоб розтягнути або стиснути об’єкт уздовж якоїсь осі, треба, крім клавіші S, натиснути клавішу осі: S + X, S + Y або S + Z. Зміну розміру завершують клацанням лівої кнопки миші. Як роздрукувати свою роботу? Для друку зображень на аркуші паперу користуються стандартними прийомами. Файл у графічному форматі можна відкрити відповідним переглядачем і запустити команду друку. Але у Blender є можливість друкувати зображення, які створювались у середовищі редактора, на 3D-принтері. Тривимірний друк — це метод створення об’ємного об’єкта на 3D-принтері за заданим 3D-кресленням. Є різні способи 3D-друку: на основі розпилення та вичавлювання, на основі склеювання тощо.

Розділ V. 3D-графіка

Є деякі особливості підготовчої роботи над моделлю Blender.

• Необхідно встановити одиниці виміру, оскільки 1 мм у Blender відповідає 1 м на 3D-принтері. Тому якщо видрукувати об’єкти «як є», то вони вийдуть гігантськими. Тому треба зробити так, щоб одиниця виміру у Blender відповідала 1 м звичайного лінійного виміру. Це можна зробити на панелі властивостей. Для цього слід натиснути кнопку , в розділі «Одиниці» вибрати «Метрична», а потім вибрати масштаб.

• Б ажано, щоб моделі не мали гострих виступаючих деталей і глибоких западин.

• Кількість граней, з яких складається модель, має бути менше 500 тис.

• Для подальшого друку необхідно налаштувати додатки у Blender: - вибери меню «Файл\Уподобання користувача\Додатки»; - відкрий вкладку «Додатки»; - перейди до змісту «Усе»; - встанови маркер біля налаштувань 3D Print Toolbox; - збережи налаштування командою «Збереження налаштувань». Потім слід експортувати роботу у файл для друку з розширенням .stl.

235

236

Розділ V. 3D-графіка

Перевір себе

Розуміння

Аналіз

Створення

ВЛАСНІ ДУМКИ

1. Встанови відповідність між клавішами та режимами перегляду.

7

вигляд зверху

5

ортогональний вигляд

2, 4, 6, 8

покрокове обертання сцени

1

вигляд збоку по осі х

3

вигляд збоку по осі у

9

вигляд з протилежного боку

2. Щ о трапиться, якщо екструдувати множину вершин, але не переміщувати їх?

3. П роаналізуй, які частини кубу потрібно екструдувати для отри­ мання з нього показаного зображення. Спробуй відтворити цей процес.

4. Використай правильно модифікатор та отримай із зображення куба сферу.

5. Н амалюй коло і перетвори його на ручку відра (на голові сніговика може бути як капелюх, так і відро).

6. П орівняй можливості екструдування вершин та граней. Чи можна замінити одну складову на іншу? В яких випадках це більш зручно, а в яких неможливо?

Розділ V. 3D-графіка

§ 22. Створення анімації в середовищі Blender Як «оживити» картинку? Як прикрасити зображення сніговика, створене на попередніх уроках? Можна створити полотно білого кольору, наче снігова поверхня, на якій стоїть сніговик. Або розмістити сніговика у вирі сніжинок. Оберемо останнє. Завдання № 1 Щоб створити враження снігопаду, необхідно змоделювати зображення сніжинки, «розмножити» його та додати анімаційні ефекти. Стандартних інструментів для створення сніжинки зображеної форми немає. Спробуй описати алгоритм креслення сніжинки за допомогою стандартних фігур і їх трансформації відомими тобі інструментами Завдання № 2 Об’єднайтесь у пари та побудуйте зображення сніжинки за запропонованим алгоритмом. Крок 1. Створіть заготовку сніжинки у вигляді шестикутника-зірочки.

1. Відкрийте файл із зображенням сніговика та перейдіть на новий шар.

2. Виберіть об’єктний режим, додайте коло й виберіть на лівій панелі кількість вершин 6.

3. П ерейдіть в ортогональний режим перегляду сцени згори за допомогою клавіш 7 і 5.

4. П ерейдіть у режим редагування (шестикутник має бути виділеним).

5. Е кструдуйте вершини клавішами Alt + E, у меню, що відкриється, виберіть «Тільки вершини» і, не переміщуючи вершини, відразу натисніть S (масштабування).

237

238

Розділ V. 3D-графіка

6. М асштабуйте вершини до центра — на зображенні з’являться ребра від вершин шестикутника до центра. Клацніть ліву кнопку миші, щоб завершити масштабування. Крок 2. П одовжіть ребра каркасу сніжинки за межі шестикутника.

1. Виділить зовнішні вершини шестикутника. a. Виділіть усі вершини, скориставшись круглою рамкою виділення, що створюється клавішею С. b. Зніміть виділення з внутрішніх вершин. Для цього зменште рамку виділення, щоб охопити тільки внутрішні вершини, і клацніть колесико миші.

2. Е кструдуйте тільки вершини за допомогою клавіш Alt + E, як ви робили в п. 5 на кроці 1, і масштабуйте їх назовні шестикутника.

3. Я кщо назовні, крім вершин, екструдувались ребра і грані, виділіть та видалить їх.

Крок 3. С творіть «вусики» до ребер сніжинки.

1. Т им же способом, як і на кроці 2.1, виділіть лише зовнішні вершини витягнутих ребер, ще раз екструдуйте їх і масштабуйте назовні (а).

2. Змістіть виділені вершини на невеликий кут за допомогою клавіші R та миші; підтвердьте положення новоутворених ребер, клацнувши ліву кнопку миші (б).

3. Знову виділить вершини в основах вусиків (в), масштабуйте та обертайте їх в інший бік — так ви отримаєте другі пари вусиків (г).

Розділ V. 3D-графіка

а)

б)

в)

г)

Крок 4. Н адайте зображенню сніжинки реалістичного вигляду: збільште її товщину та зафарбуйте кольором.

1. З німіть всі виділення клавішею A. 2. С творіть для сніжинки модифікатор «Оболонка».

239

240

Розділ V. 3D-графіка

3. З більште значення параметр «Згладжування» для цього модифікатора.

4. Не виходячи з режиму редагування, за допомогою клавіш Ctrl + A та миші відрегулюйте товщину оболонки.

5. Застосуйте модифікатор.

6. Зафарбуйте сніжинку, обравши матеріал світло-блакитного кольору. Завдання № 3 Створіть імітацію снігопаду за допомогою модифікатора «Система частинок».

1. Для полегшення подальшої роботи надайте зображенню сніжинки ім’я.

2. Для створення системи частинок на новому шарі створіть об’єктоснову інструментом «Сітка».

3. Виділіть обидва шари (із зображенням сніговика та сіткою) за допомогою клавіши Shift.

4. С ітку розмістіть над сніговиком та збільште її розмір.

5. Виділить сітку та застосуйте до неї модифікатор «Система частинок» за допомогою кнопки . Створимо систему частинок типу «Випромінювання».

6. Н атисніть кнопку «Новий» — відкриється панель параметрів системи частинок. В області «Вимальовування» (остання область внизу, до якої потрібно прокрутити) відкрийте вкладку «Об’єкт» і для «Дубль-об’єкта» виберіть сніжинку — саме цей об’єкт і буде випромінюватися.

7. З апустіть анімацію клавішами Alt + A. Можливі різноманітні недоліки: сніжинки завеликі, падають надто швидко, снігопад швидко припиняється тощо. Щоб усунути їх, налаштуйте параметри анімації, скориставшись рубрикою «Запитання-відповіді».

8. П ісля налаштування анімації зніміть виділення сітки та сніжинки клавішею А.

9. З бережіть свою роботу. Завдання № 4 Користуючись наведеним у рубриці «Запитання-відповіді» алгоритмом, додайте до моделі сніговика текстовий напис. Надайте літерам об’єм і зафарбуйте їх, вибравши колір на власний розсуд.

Розділ V. 3D-графіка

Завдання № 5 Зробіть так, щоб створений текстовий напис плавно рухався від лівого до правого краю сцени. Можете вигнути траєкторію руху дугою.

1. Для визначення траєкторії руху на вкладці «Створити» в розділі «Крива» виберіть інструмент «Шлях». На сцені з’явиться відрізок — це і є шлях, яким рухатиметься об’єкт.

2. Відредагуйте шлях. В об’єктному режимі можете перемістити шлях або змінити його розмір за допомогою масштабування, а в режимі редагування можете вигнути шлях, перемістивши окремі точки на ньому, екструдувавши з кінців шляху нові вершини тощо.

3. Виділіть об’єкт, який рухатиметься, а потім, утримуючи клавішу Shift, виділіть шлях.

4. Н атисніть клавіші Ctrl + P і з розкривного меню виберіть команду «Слідувати шляхом». З’явиться прив’язка анімованого об’єкта до шляху у вигляді пунктирної лінії.

5. Щ об об’єкт рухався точно заданим шляхом, а не на відстані від нього, слід перемістити його до початку шляху так, щоб прив’язка була якомога коротшою.

6. З апустіть та перегляньте анімацію. Виконайте додаткові налаштування, якщо потрібно.

ЗАПИТАННЯ-ВІДПОВІДІ Як у Blender побудувати багатокутник? Для побудови правильного багатокутника використовують інструмент «Коло» з вибором кількості вершин. Наприклад, у разі вибору 4 буде зображено квадрат. Цю кількість вибирають на лівій панелі в області «Додати коло». !

Увага! Кількість вершин можна вибрати лише під час побудови кола. Після виконання певної дії з об’єктом, наприклад, переміщення або переходу в режим редагування, змінити кількість вершин буде вже неможливо.

Як скасувати виділення вершин у певній області? Створивши рамку виділення, слід клацнути колесико миші. Виділення елементів всередині рамки буде знято.

241

242

Розділ V. 3D-графіка

Яке призначення модифікатора «Оболонка»? Які його параметри можна налаштувати? Цей модифікатор розширює об’єкт, створюючи навколо фігури оболонку з вершин та граней. Щоб змінити товщину оболонки, потрібно в режимі редагування натиснути клавіші Ctrl + A та рухати мишею. Параметр «Згладжування» дає можливість згладити кути оболонки, однак повністю скруглити оболонку фігури можна за допомогою модифікатора «Поділ поверхні». Як надати ім’я виділеному об’єкту? На дереві об’єктів у верхній частині панелі справа назва виділеного об’єкта підсвічена. Двічі клацнувши цю назву, її можна змінити. Як діє анімація у Blender? Анімація у Blender є покадровою, тобто рух об’єктів імітується завдяки зміні певної кількості зображень протягом певного відрізку часу. Анімація запускається клавішами Alt+A, а її відтворенням керують за допомогою панелі під сценою, яка подібна до панелі керування будь-якого програвача. Поточний кадр

Номери кадрів

Початковий та кінцевий кадри анімації

Керування показом

Номер поточного кадру

Для чого призначений і як використовується засіб «Система частинок»? Завдяки цьому засобу створюється велика кількість копій об’єкта без використання команди копіювання. Ці копії є власне частинками, а крім них є ще об’єкт-основа. Існує два різновиди системи частинок: • волосся — для імітації частинок, які прикріплені до об’єкта-основи (використовується для створення трави, хутра); • в ипромінювач — для імітації руху частинок, які неначе випромінюються з об’єкта-основи.

Розділ V. 3D-графіка

Як налаштувати анімацію випромінювання частинок? Основні параметри випромінювача частинок є такими: • розмір частинок визначається в області «Вимальовування» на вкладці «Об’єкт» параметром «Розмір»; • ч астота вильоту частинок визначається в області «Фізика» на вкладці «Ньютонова» параметром «Квант часу»; • н а вкладці «Випромінювання» є такі параметри: Кількість частинок протягом всієї анімації

Тривалість існування однієї частинки

Рівень випадковості тривалості існування частинки Номери кадрів, на яких починається та завершується випромінювання

Елементи об’єкта-основи, з яких випромінюються частинки

Як створити анімацію руху? Потрібно створити спеціальну криву — шлях, а потім прив’язати об’єкт, що рухатиметься, до цього шляху. Як створити шлях? Слід перейти в об’єктний режим і скористатися інструментом «Шлях» (вкладка «Створити» — розділ «Крива»). Шлях буде намальовано у вигляді відрізка. Однак на цьому відрізку є кілька вершин, які можна перемістити в режимі редагування, отримавши в такий спосіб ламану. Також можна екструдувати додаткові вершини з кінців відрізка. Власне траєкторія, якою рухатиметься об’єкт, позначається чорною кривою зі стрілками, а ламана визначає спосіб вигину цієї траєкторії.

243

244

Розділ V. 3D-графіка

Після повернення в об’єктний режим шлях буде виглядати як плавна крива.

Як прив’язати об’єкт до шляху?

1. У тримуючи клавішу Shift, виділіть разом об’єкт, який рухатиметься, і шлях. !

Увага! Порядок виділення важливий: спочатку об’єкт, що рухається, потім — шлях.

2. З меню, що під сценою, виберіть команду «Об’єкт\Приріднення\ Слідувати шляхом» або натисніть клавіші Ctrl + P і в розкривному меню оберіть команду «Слідувати шляхом». Між об’єктом та шляхом з’явиться пунктирна лінія — прив’язка.

3. Запустіть анімацію клавішами Alt + A або за допомогою кнопок плеєра під сценою. Анімація здійснюється безперервно: з першого кадру до останнього і знову з першого. Цими ж клавішами або кнопками анімацію можна зупинити. Під час руху довжина прив’язки не змінюватиметься, тобто об’єкт рухатиметься на відстані від шляху. Щоб він рухався точно вказаним шляхом, центр об’єкта слід перемістити до початку шляху.

Розділ V. 3D-графіка

Як додати до сцени текст? Для додавання текстового напису скористайся таким алгоритмом: 1) в об’єктному режимі вибери інструмент «Створити\Текст» –на сцені відобразиться напис Text; 2) перейди в режим редагування — з’явиться можливість змінювати текст; 3) зміни стандартний напис на бажаний; 4) в об’єктному режимі налаштуй напрям, розмір, властивості поверхні та інші параметри тексту, так само, як і будь-якого 3D-об’єкта. Як налаштувати стиль написання, параметри абзацу та інші специфічні властивості тексту? Крім застосування модифікаторів, вибору матеріалу тощо, для тексту можна налаштувати параметри, не властиві іншим об’єктам, за допомогою кнопки «F» на правій панелі. Зокрема, можна вибрати різні способи заповнення літер: «Спереду», «Позаду», або в з обох боків — «Обидва», а при виборі значення «Немає» отримують тільки контури літер.

245

246

Розділ V. 3D-графіка

Перевір себе

Розуміння

Аналіз

Створення

ВЛАСНІ ДУМКИ

1. З авдяки чому створюють систему частинок у Blender?

2. Які складові обов’язково є в системі частинок?

3. П роаналізуй, з якими складовими об’єкта «сітка» необхідно працювати, щоб отримати кожне з цих зображень?

4. Р озглянь текстові об’єкти на малюнках. Спробуй визначити, за допомогою яких операцій можна отримати: • об’єкт 2 з об’єкта 1; • об’єкт 3 з об’єкта 1; • об’єкт 5 з об’єкта 4; • об’єкт 5 з об’єкта 2. Перевір свої відповіді на практиці.

Розділ V. 3D-графіка

1)

2)

3)

4)

5) 5. С твори зображення, проаналізовані в завданні 3.

6. Знайди параметр, завдяки якому сніжинки під час польоту обертатимуться, та застосуй його.

7. Я к ти вважаєш, наскільки зручно використовувати анімаційні ефекти редактора Blender для створення мультфільму?

8. Порівняй розміри файлів із зображеннями до анімації та з анімаційними ефектами. Поясни, чому між ними є відмінність.

247

248

Тлумачний словник BIOS Basic Input/Output System (базова система вводу/виводу). Набір підпрограм, що працюють безпосередньо з апаратними засобами комп’ютера і забезпечують передачу інформації між окремими елементами системи — пам’яттю, дисковими пристроями, відеоадаптером і т. п.

Boot sector — завантажувальний сектор. Перший сектор на логічному диску, що містить код, який необхідний для завантаження даних з цього диску, а також специфічну інформацію і рядки повідомлень про помилки.

Browser (браузер). Клієнтське програмне забезпечення для навігації та доступу до інформації в Інтернеті. Браузер інтерпретує HTML-код і відображає інформацію на дисплеї.

Bus (шина). Набір апаратних каналів передачі даних між компонентами комп’ютерної системи.

Cluster (кластер). Певна кількість секторів, які згруповані командою format. Кількість секторів, що включаються в кластер, залежить від розміру логічного диска. Кластер є мінімальною одиницею дискового простору, що виділяється файлу при його запису на диск.

Codec (кодек). Технологія компресії/декомпресії даних, вживана при обробці оцифрованого відео і стереозвуку.

Cookie (файл «cookie»). Невеликі текстові файли, які зберігаються в браузері комп’ютера або мобільного телефону після відвідування веб-сайтів. Файли cookie широко застосовуються для підтримки роботи веб-сайтів, а також для надання певної інформації власникам веб-сайту, наприклад можуть включати в себе інформацію про уподобання користувачів в Інтернеті.

FAT file system — файлова система FAT. Файлова система, заснована на підтримуваної операційною системою таблиці розміщення файлів (File Allocation Table, FAT), яка дозволяє відслідковувати стан різних ділянок дискового простору.

FAT32. Удосконалена файлова система FAT, підтримуюча великі жорсткі диски і більш ефективно використовує дисковий простір.

Internet Protocol (IP). Частина TCP / IP, що відповідає за адресацію і відправку TCP-пакетів по мережі.

Internet Protocol Control Protocol (IPCP). Протокол, використовуваний для налаштування, включення або відключення модулів IP на обох сторонах каналу.

Password — пароль. Унікальна рядок символів, необхідна при реєстрації або спробі доступу до захищених ресурсів або сервісів.

Protocol — протокол. Набір правил і угод, за якими два комп’ютери обмінюються повідомленнями по мережі. Мережне програмне забезпечення зазвичай реалізує багаторівневу структуру протоколів, де кожен протокол більш високого рівня базується на протоколі попереднього, більш низького рівня. Разом з Windows постачаються NetBEUI, TCP / IP і IPX / SPX-сумісні протоколи.

USB. Universal Serial Bus. Двосторонній послідовний інтерфейс, що допускає динамічне підключення до комп’ютера периферійних пристроїв (ігрових контролерів, сканерів, клавіатур та інших пристроїв введення-виведення). Абсолютна адреса (absolute address, physіcal address). Адреса у вигляді цифрового коду, що однозначно ідентифікує реально існуючу в обчислювальній

Тлумачний словник системі байт, комірку пам’яті або пристрій. Абсолютна адреса або вказується як незмінна адреса в машинній команді, або обчислюється, виходячи з логічної адреси, і не може бути далі уточнена програмними засобами. Адреса. Номер байта в оперативній або іншій пам’яті комп’ютера. Адреса змінної — адреса першого байта ділянки пам’яті, що займається змінною. Активізація (actіvatіon) — приведення об’єкта в стан готовності до дії або використання. Наприклад, активізація екранних об’єктів (панелей, меню, вікон, кнопок та ін.) дозволяє користувачеві почати діалог із системою. Активна програма (actіve program) — програма, якій передано управління центральним процесором. Активний файл (actіve fіle) — те саме, що відкритий файл. Алгоритм — чітко задана послідовність кроків, які мають бути виконані для розв’язання завдання. Адміністратори — люди, які мають найвищий рівень доступу на всьому форумі. Вони можуть змінювати будь-які налаштування форуму, змінювати рівні користувачів, забороняти певним учасникам відвідувати форум, створювати групи користувачів, призначати модераторів та інше. Також вони мають повні права модераторів у всіх форумах. Алфавіт. Фіксований для даної мови набір основних символів, тобто «букв алфавіту», з яких повинен складатися будь-який текст на цій мові. Ніякі інші символи в тексті не допускаються Анімація. Технологія мультимедіа; відтворення послідовності картинок, що створює враження зображення, яке рухається. Ефект зображення, що рухається, виникає при частоті зміни відеокадрів більше 16 кадрів у секунду. Аргумент. Параметр (константа, змінна або вираз), який передає викликана програма функції, процедурі або методу. Аргумент у виклику підпрограми — вираз, який відповідає параметрові, означеному в заголовку підпрограми. Якщо параметр є ім’ям змінної, то аргумент задає значення, що присвоюється параметрові-значенню перед виконанням виклику, або змінну, що ставиться у відповідність параметрові-змінній. Якщо параметр є ім’ям підпрограми, то аргумент задає підпрограму, яка при виконанні виклику «підставляється на місце» параметра. У сучасних мовах програмування параметр може бути ім’ям типу — тоді аргумент задає тип. Арифметико-логічний пристрій (АЛП). Частина процесора, що здійснює виконання операцій, передбачених даним комп’ютером. Архітектура комп’ютера. Логічна організація, структура й ресурси комп’ютера. Визначає принципи дії, інформаційні зв’язки й взаємне з’єднання основних логічних вузлів комп’ютера. Архіватор. Це програма, що здійснює упакування одного і більш файлів в архів або серію архівів, для зручності переносу або збереження, а також розпакування архівів. Архітектура фон Неймана. Архітектура комп’ютера, що має один арифметико-логічний пристрій, через який проходить потік даних, і один пристрій управління, через який проходить потік команд.

249

250

Тлумачний словник Атрибут (attrіbute). Ознака або властивість, що характеризують об’єкт. Наприклад, атрибутами виведених на екран символів є шрифт, колір, розмір і т.п. База даних. Один або кілька файлів даних, призначених для зберігання, зміни й обробки великих обсягів взаємозалежної інформації. База знань. (knowledge base) сукупність знань, які відносяться до певної предметної сфери і формально представлені так, щоб на їх основі можна було здійснювати твердження. Байт (byte). 1. Фрагмент двійкового коду, що складається із 8 сусідніх двійкових цифр. 2. Одиниця виміру кількості інформації, рівна кількості інформації, яка міститься у 8 двійкових розрядах. 3. В обчислювальній техніці байт являє собою об’єднання з 8 сусідніх двійкових розрядів, якими комп’ютер може оперувати як одним цілим. 1 байт = 8 біт. Бібліотека підпрограм. Файл, у якому в системі програмування зберігаються «стандартні» підпрограми. Бібліотека стандартних підпрограм − сукупність підпрограм, які складені на одній з мов програмування і задовольняють однаковим вимогам щодо структури, організації їхніх входів і виходів, опису підпрограм. Блок програми, програмний блок (program block, block). Відносно незалежний фрагмент програми, обмежений особливими символами (операторними дужками). У мовах програмування високого рівня Б. п. може містити опис міток, констант, типів, змінних, процедур і функцій, а також оператори й вкладені блоки. Імена, оголошені в Б. п., локалізовані в ньому самому й у всіх, вкладених у нього блоках. Передбачається, що оперативна пам’ять для об’єктів, описаних у Б. п., виділяється динамічно на період його виконання й звільняється по завершенні блоку. Б. п., у якому відсутнього опису, є складений оператор. Блокова структура програми (program block structure) — організація програми у вигляді послідовності суміжних або вкладених блоків програми. Б. с. п. дозволяє заощаджувати оперативну пам’ять і реалізована в багатьох мовах програмування. Блок-схема. Форма вираження алгоритмів. Послідовність дій задається стрілками. Буфер. Спеціальна ділянка пам’яті програми, яка надається кожній файловій змінній при її зв’язуванні. З її використанням зменшується загальна кількість фізичних обмінів даними між пам’яттю програми та зовнішніми носіями, що сприяє більш ефективному виконанню програми. Вбудована процедура. Стандартна процедура (buіld-іn procedure, standard procedure) — процедура, дії якої визначені мовою програмування. Наприклад, процедури введення-виведення мови Паскаль: Read, Readln, wrіte, Wrіteln. Реалізація В. п. забезпечується відповідною системою програмування, що робить В. п. однаково доступною для всіх програм на цій мові. Її застосування не вимагає опису процедури в програмі, тому виклик В. п. автоматично розпізнається й компілюється транслятором. Вбудована функція. Стандартна функція (buіlt-іn functіon, standard functіon) — функція, реалізація якої забезпечується відповідною системою програмування. Наприклад, математичні функції cos, sіn, ехр і т.п. Їхнє застосування не вимагає

Тлумачний словник опису функції в програмі, тому що виклик В. ф. автоматично розпізнається й компілюється транслятором. Практично в кожній мові програмування визначений широкий набір математичних В. ф., В. ф. обробки рядків і інших В. ф. перетворення даних. Введення даних (data іnput). 1. Процес запису даних у пам’ять комп’ютера за допомогою пристрою введення. 2. Процес передачі даних із зовнішнього запам’ятовувального пристрою в оперативну пам’ять. Величина (дані). Об’єкт, із яким асоціюється певна множина значень. Величина (з точки зору програмування) — це дані, якими оперує програма і яким потрібно відвести місце в пам’яті комп’ютера. Величина (з точки зору алгоритмізації) — це дані, які обробляються алгоритмом. У програмуванні розрізняють: постійні величини або константи (значення не змінюється в ході виконання програми) і змінні величини (набувають різних значень під час обчислень). Постійні величини, як правило, зазначаються в описі. Величини (дані) характеризуються: ім’ям, типом, значенням. Виведення даних (data output, output). Процес передачі даних з основної пам’яті комп’ютера на екран дисплея, папір або інший подібний носій, а також на зовнішні запам’ятовувальні пристрої. Виконання програми (program run, computer run, run). Робота комп’ютера по заданій програмі. Випадкове число — число вибране довільно із діапазону чисел. Вираз (expressіon). 1. запис правила для обчислення деякого значення. Будується з констант, змінних і покажчиків функцій, об’єднаних знаками операцій; 2. синтаксична конструкція мови програмування високого рівня, що має вигляд формульного запису послідовності операцій над даними (операндами). Виконуючи цю послідовність операцій, процесор виробляє значення В. Залежно від типу значення В. можуть бути арифметичними, логічними й ін. Правила запису В. встановлюються конкретною мовою програмування; 3. запис, що задає застосування операцій до операндів — значень простіших виразів. Застосування операцій утворює процес обчислення значення виразу. Результатом цього процесу є значення виразу. У загальному розумінні це запис у деякій системі позначень, тобто мові. Вихідні дані (output data). Дані, що надходять із ЕОМ на пристрої виведення в результаті виконання програми. Відношення — одна з операцій порівняння, позначених знаками =, <>, <=, >, >=. Віртуальна пам’ять (vіrtual storage, vіrtual memory) — 1. Механізм управління пам’яттю обчислювальної системи, що дозволяє програмі використовувати пам’ять, розмір якої більший розміру реальної оперативної пам’яті, наявної в комп’ютера. Поняття «В. п.» містить у собі як керуючі пам’яттю апаратні й програмні засоби, так і спосіб управління пам’яттю. 2. Пам’ять віртуальної машини. Вкладений цикл. Цикл, що міститься всередині іншого циклу. Властивості алгоритмів. Визначеність, дискретність, масовість, результативність, зрозумілість.

251

252

Тлумачний словник Вхідні дані (іnput data) — дані, що вводяться в обчислювальну систему через пристрої введення. Графічний редактор — програма або комплекс програм, що дозволяють створювати й редагувати зображення на екрані комп’ютера: малювати лінії, розфарбовувати області екрана, створювати написи різними шрифтами, обробляти зображення, отримані за допомогою сканерів. Деякі редактори забезпечують можливість одержання зображень тривимірних об’єктів, їх перетинів і розворотів. Дефрагментація. Це оптимізація дискового простору, упорядкування кластерів, які належать одному файлу. Динамічна змінна. Змінна, пам’ять для якої виділяється під час роботи програми. У динамічної змінної немає ім’я, тому звернутися до неї можна тільки за допомогою вказівника. Динамічна пам’ять — спосіб розподілу ОЗП між завданнями. Дискретність алгоритму — процес, що визначається алгоритмом, можна розчленувати (розділити) на окремі елементарні етапи (кроки), кожен з яких називається кроком алгоритмічного процесу чи алгоритму. Дійсне число − тип даних, що містить числа, записані з десятковою крапкою й (або) з десятковим порядком. Драйвери. Програми, що розширюють можливості операційної системи по управлінню пристроями введення-виведення, оперативною пам’яттю й т.п.; за допомогою драйверів можливе підключення до комп’ютера нових пристроїв або нестандартне використання наявних пристроїв. Екземпляр класу (class іnstance, іnstance). Термін об’єктно-орієнтованого програмування, яким позначається конкретний об’єкт, створений конструктором деякого класу. Е. к. має властивості, які зберігають дані, властиві саме цьому об’єкту і методами, які визначені в класі або успадковані від батьківських класів. Завантаження. Запис програми в оперативну пам’ять. Виконується за спеціальною програмою — завантажником, що входить до складу операційної системи. Завантаження програми (program loadіng). Зчитування програми із зовнішнього запам’ятовувального пристрою в оперативну пам’ять, настроювання адрес і, можливо, запуск. 3. п. виконується під управлінням завантажника — спеціальної програми, що звичайно входить до складу операційної системи. Задача. Питання чи вимога щось зробити (обчислити, намалювати). Запис. Структурований неоднорідний набір елементів, який можна розглядати як єдине ціле. Кожний елемент називають полем запису, він має ім’я та тип. Для доступу до даних, збережених в конкретному полі запису, зазначають ім’я змінної, що зберігає запис, потім через крапку йде ім’я поля. Змінна (varіable) — 1. елемент даних у програмі, якому привласнене ім’я. З. розрізняються за іменем й можуть приймати різні значення, тобто, не є постійними. Значення З. може бути отримано й змінено програмою. Тип даних,

Тлумачний словник до якого можуть належати значення З. Встановлюється описом змінної. Залежно від типу прийнятих значень З. можуть бути цілими, дійсними, логічними й т.п.; 2. величина, значення якої може мінятися в процесі виконання програми; 3. це область пам’яті, у якій перебувають дані, якими оперує програма. Коли програма маніпулює з даними, вона, фактично, оперує вмістом комірок пам’яті, тобто змінними. Зовнішня пам’ять (backіng storage, external memory). 1. пам’ять, до вмісту якої можна звернутися тільки за допомогою операцій введеннявиведення. З. п. реалізується набором зовнішніх запам’ятовувальних пристроїв обчислювальної системи. До даних, що зберігаються у З. п., центральний процесор безпосередньо звертатися не може. Для цього вони повинні бути попередньо зчитані в оперативну пам’ять; 2. сукупність запам’ятовувальних пристроїв для тривалого зберігання даних. Інсталяція. Процес установки програмного забезпечення на комп’ютер користувача. Виконується особливою програмою (пакетним менеджером), що є присутнім в операційній системі, або ж певним засобом установки, який входить до складу самого програмного забезпечення. Інтерфейс. Прості та зручні засоби взаємозв’язку між користувачем та програмою. Інформаційна модель. Модель, що описує інформаційні процеси, або модель, що містить інформацію про властивості й стан об’єктів, процесів, явищ. Комп’ютерна модель. Це модель, реалізована за допомогою програмних засобів. Комп’ютерна мережа — це сукупність комп’ютерів і периферійного обладнання, об’єднаних між собою каналами передачі даних. Криптографія. Наука про способи перетворення інформації (шифрування) з метою її захисту Обчислювальна мережа. Складний комплекс взаємозалежних програмних і апаратних компонентів, що узгоджено функціонують. Об’єкт (object) (Заг.) Те, на що спрямовується творча праця людини (об’єкт дослідження, будівельний об’єкт, промисловий об’єкт). Частина миру, яка виділяється як єдине ціле протягом відчутного відрізка часу. Предмет або явище, що існують в реальній дійсності. Щось, що має чітко окреслені границі. Відчутна сутність, що має чітко визначувану поведінку. (Прогр.) Форма подання даних (і операцій роботи з ними). Звичайно окремий предмет, поняття, пристрій або процес, який може бути вибраний з деякої сукупності і описаний засобами конкретної мови програмування з метою подальших маніпуляцій з ним. Таким чином об’єкт, це програмний модуль, який: а) об’єднує у собі дані (властивості) й операції їхньої обробки (методи); б) має властивості успадкування, інкапсуляції й поліморфізму; в) включає засоби взаємодії з іншими об’єктами, побудовані на посиланні повідомлень один одному, а також обробки відповідним чином отриманих повідомлень. У об’єктно-орієнтованому програмуванні об’єкт є самодостатньою сутністю, тобто компонентом системи, представленим власною пам’яттю і набором операцій для обробки її елементів. У будь-якій програмі

253

254

Тлумачний словник можна виділити наступні основні класи дій над об’єктами: а) конкретне уявлення (опис); б) генерація (створення об’єкта або його компонентів); в) модифікація (зміна стану об’єкта); г) доступ (звернення до атрибутів об’єкта і їх аналіз); д) уявлення і вивід (перетворення інформації про об’єкт і його стан у форму, найбільш зручну для сприйняття людиною або програмою для подальшої роботи з об’єктом). Звичайно об’єкт є конкретним представником визначеного класу і зветься екземпляром класу та інкапсулює певний стан або поведінку. На концептуальному рівні об’єкти виступають як сукупність зобов’язань. На рівні визначення специфікацій об’єкти розуміються як набір методів, які можуть викликатися іншими об’єктами або цим же об’єктом. На рівні реалізації об’єкти розглядаються як сукупність програмного коду й даних. Онлайн (on-line, online). 1. Інтерактивний, діалоговий режим роботи з системою в мережі. У даному режимі користувач посилає запити системі (комп’ютеру в мережі, серверу, веб-серверу) і по цій же лінії отримує назад підготовлені для нього фрагменти інформації. 2. Постійно включений або підключений (звичайно зовнішній пристрій). Термін підкреслює неавтономний режим його роботи. Наприклад, принтер, що працює в онлайновому режимі або online UPS, — постійно включене джерело безперебійного живлення. 3. Сеанс роботи в мережі, у тому числі в Інтернеті. Стан при підключенні до Мережі, що характеризує двосторонній обмін даними між користувачем і відповідним інтернет-сервісом. Використовується як прикметник і описує різноманітну діяльність користувачів в Інтернеті, наприклад, online chat (онлайнове спілкування в Інтернеті), online shopping (онлайнове придбання товарів), online games (онлайнові ігри), online searching (онлайновий пошук), online communities (онлайнове співтовариство) і так далі. Крім того, означає режим підключення користувача до мережі або системи дещо більшої, ніж та, котру він використовував до поточного підключення. Операційна система (operating system, OS) Сукупність системних програмних засобів, які забезпечують середовище для виконання комп’ютерних програм, надаючи їм за допомогою набору системних викликів доступ до пристроїв комп’ютера. Серед численних функцій ОС — керування апаратними ресурсами обчислювальної системи, а також забезпечення взаємодії програмних процесів з апаратурою, іншими процесами і користувачем. Операційна система виконує наступні дії: керує пам’яттю і диспетчеризацією завдань, обробляє переривання, керує вводом-виводом, забезпечує дружній графічний інтерфейс користувача, керує файловою системою і взаємодією процесів, забезпечує захист даних та ін. Полігон (polygon) 1. (Матем.) (від полі... і греч. gonia — кут) Те ж, що й багатокутник. 2. (Матем.) Векторне представлення замкнутих областей, що описується послідовним перерахуванням вершин або математичними функціями. 3. (ВС) Ділянка суші або моря, обладнана для учбової стрілянини, випробувань зброї, бойової і деяких інших видів техніки. Наприклад, полігон для випробування антен. 4. (Буд.) Відкритий майданчик з устаткуванням для виготовлення елементів збірних будівельних конструкцій і деталей (переважно — залізобетонних). 5. (ГІС) Клас просторових об’єктів покриття (coverage), який використовується для представлення областей (areas). Полігон визначається набором

Тлумачний словник дуг, які складають його межі, і точками усередині його меж для ідентифікації. Полігони мають атрибути, які описують географічні просторові об’єкти, що представляються ними. 6. (ММ) Примітив в КГА. Елементарний багатокутник (звичайно трикутник), використовуваний для розбиття об’єктів 3D-сцени. Продуктивність графічних прискорювачів часто виражається в полігонах за секунду (polygons per second, pps). Порт (port) 1. (МПД) Абстракція, використовувана транспортними протоколами Інтернету для позначення численних одночасних з’єднань із єдиним хостом-адресатом. Унікальний номер, використовуваний для ідентифікації пристрою вводу-виводу або його регістрів. Логічний номер, що ідентифікує тип з’єднання, який запрошується віддаленим комп’ютером в Інтернеті. Протокол HTTP звичайно використовує порт 80. 2. (ПК) Гніздо або рознім. Точка підключення зовнішнього пристрою (принтера, сканера та ін.) до внутрішньої шини процесора. Пристрій, за допомогою якого комп’ютер з’єднують з периферійними пристроями для обміну даними. Таким чином, програма або пристрій можуть посилати дані в порти або отримувати їх з портів для обробки. На ПК існують послідовні (консольні) та паралельні порти для з’єднання з модемами, маршрутизаторами й принтерами. Є фізичним інтерфейсом комп’ютера, мультиплексора і тому подібного для підключення терміналу, модему або іншого пристрою. 3. Одна або більше адрес пам’яті, що використовуються для приймання і передавання інформації. 4. (Windows 2000) Окремий канал пристрою, який може підтримувати одне з’єднання «точка-точка». Для однопортових пристроїв типу модемів поняття «пристрій» і «порт» не розрізняються. Для багатопортових пристроїв порт — це частина пристрою, за допомогою якого може бути встановлене окреме з’єднання «точка-точка». Наприклад, адаптер ISDN має два В-канали (Binary-канали), кожен з яких сполучає адаптер ISDN з під’єднуваним пристроєм. Тому кожен В-канал — порт, оскільки з’єднання «точка-точка» може бути встановлене роздільно по кожному з них. порт вводу-виводу (I/O port, input/output port) Регістр, через який в периферійний пристрій передаються команди та дані, а також приймається інформація, що поступає з пристрою. порт ігровий (game port) Рознім, що дозволяє під’єднувати до комп’ютера джойстик, педаль керування або інший ігровий пристрій. Даний роз’єм може знаходитися також на звуковій платі. Програма. План дiй, який пiдлягає виконанню певним виконавцем. Програмування. Розробка програм для різних обчислювальних і керуючих пристроїв. Програміст. Висококваліфікований спеціаліст, який створює комп’ютерні програми. Протокол передачі даних (protocol). Набір правил, яким слідують ком­ п’ютери й програми при обміні інформацією. Існує маса різних протоколів, які керують всіма аспектами зв’язку й передачі даних, — від апаратного до прикладного рівня, але всі вони схожі в тому, що задають правила, які роблять зв’язок можливим.

255

256

Тлумачний словник Прототип [дослідний зразок] (prototype) 1. Первинна (початкова) версія програмної системи, яка використовується для демонстрації концепцій, закладених в системі, перевірки варіантів вимог, оцінювання працездатності, а також пошуку проблем, які можуть виникати як у ході розробки, так і при експлуатації системи. 2. Закінчена (повна) версія проекту. З іншого погляду — це може бути попередній вид, форма, сутність або компонент продукту, що служить моделлю для наступних етапів розробки або для її завершення. Ця модель (фізична, електронна, цифрова, аналітична або деяка інша) може бути використана для таких (або інших) цілей: а) оцінки можливостей нових або ще невідомих технологій; б) оцінки або зниження можливих ризиків при подальшій розробці; в) перевірки або підтвердження закладених вимог; г) демонстрації найважливіших можливостей (critical features); д) визначення можливостей продукту; е) визначення процесу; ж) висвітлювання фізичних принципів та ін. Прототипування (prototyping). Процес створення початкової версії програмної системи. Модель. Сукупність найважливіших властивостей об’єкта, процесу, явища, яка визначається метою її створення і може мати різні форми вираження. Моделювання. Процес створення і дослідження моделі. Матеріальна модель. Реальна, фізично існуюча модель, тобто така, яку можна побачити та поторкати. Макрос. Записана під певним іменем послідовність дій (або команд). Записаний макрос можна викликати із основного меню при допомозі кнопки на панелі інструментів або на робочій області, а також комбінації клавіш. Макрос, як правило, записується на мові програмування Visual Basic for Applications. Текст макроса можна викликати для редагування. Нематеріальна модель. Описує властивості оригінала, тобто є сукупністю певної інформації. Штучний інтелект (ШІ). Дисципліна, що вивчає можливість створення програм для вирішення завдань, які вимагають певних інтелектуальних зусиль при виконанні їх людиною. Прикладами областей використання ШІ є: ігри, навчання, розуміння природних мов, формування планів, розуміння мови, доказ теорем і візуальне сприйняття.