44. Области применения компьютерной графики.

Сформулируем точнее основные области применения компьютерной графики:

• Графический интерфейс пользователя. Призван облегчить взаимодействие человека и компьютера. Основные примеры: семейство MS Windows, Mac OS, X-Windows для UNIX-подобных систем.

• Создание иллюстративного материала, то есть изображений для последующего использования в печатной продукции либо в электронных документах. Такие задачи решаются при помощи графических редакторов различной сложности, в основном — растровых. Простейшие редакторы позволяют рисовать графические примитивы (круг, квадрат, линия, точка и т.д.), закрашивать области определенным цветом или шаблоном. Профессиональные пакеты предоставляют гораздо более широкие возможности. Приведем лишь некоторые: работа с несколькими плоскостями изображения, преобразование цветовой гаммы, создание сложных визуальных эффектов (размывание, затенение, эффект мазков и т.п.). Несколько особняком в этой группе стоят векторные графические редакторы. Отметим, что подобные редакторы используются, в основном, для создания различных схем и не слишком применимы при работе с фотоизображениями и любыми другими изображениями сложных предметов (людей, животных, растений). Основные примеры: “MS Paint” (простейший редактор); “Corel PhotoPaint”, “Adobe PhotoShop” (профессиональные растровые редакторы); “Corel Draw”, “MS Draw” (векторные редакторы различной сложности).

• Автоматизированное проектирование двумерных и условно двумерных объектов. В основном речь идет об электросхемотехнике, но существуют также подобные программы для проектирования различных коммуникаций и сооружений, для которых достаточно лишь плана, то есть вида сверху. В смысле использования графических возможностей компьютера эти программы подобны векторным графическим редакторам, но отличаются определенной специализацией, поскольку им приходится отображать ограниченный набор предметов и проводить достаточно специфические преобразования. И вообще, графика в таких системах — функция вторичная, а первичным является проектирование по заданным параметрам. Наиболее известный пример — пакет для проектирования и подготовки к производству печатных плат “PCAD”.

• Создание плоских анимационных роликов — «движущихся картинок». Программы для их создания являются логическим продолжением обычных графических редакторов. Особенно хочется отметить, что использование векторной графики способно значительно сэкономить затраченные усилия, поскольку в этом случае можно описать не только движение объекта от кадра к кадру (это несложно сделать и при использовании растровой графики), но и его трансформацию. Примеры: “Autodesk Animator” (растровый), “Corel Move” (векторный).

• Трехмерная (3D1) анимация. Ни о какой растровой графике речь уже не идет, любой объект имеет точное описание. Отсюда — практически неограниченные возможности построения изображений и манипуляции ими. Имеется возможность работы с поверхностями различной структуры (текстурирование, градиентная закраска); можно создать практически любое освещение и спецэффекты (туман, зеркальная поверхность и т.п.). Единственным сдерживающим фактором является быстродействие вычислительной техники, поскольку все алгоритмы для работы с 3D графикой используют большой объем сложных расчетов. В связи с этим существует два несколько различных подхода к использованию 3D анимации. В первом из них во главу угла ставится качество и правдоподобность изображения. При этом на создание одного кадра изображения может потребоваться от нескольких секунд до нескольких часов. Конечным результатом такой работы обычно является растровый анимационный файл, который потом может воспроизводиться в реальном времени при достаточно невысоких требованиях к аппаратуре. Другой подход заключается в обсчете и выводе изображения в режиме реального времени. Поскольку для относительно плавного движения необходимо создание не менее десяти-пятнадцати кадров в секунду, а требования к оборудованию не должны быть слишком высоки (речь идет в основном о компьютерных играх), качеством и точностью здесь приходится жертвовать, упрощая вычисления (например, заменяя арифметику с плавающей точкой целочисленной), схематизируя освещение и закраску и опуская незначительные детали. Основные примеры: “3D Studio” (первый подход); практически все игры типа 3D-action, например “Quake” (второй подход).

• Автоматизированное проектирование 3D объектов — архитектура, автомобиле-, корабле- и самолетостроение и многое другое. Использует в основном те же алгоритмы, что и 3D анимация, причем зачастую оба подхода. Подобные программы значительно облегчают труд проектировщиков, позволяя не израсходовав ни грамма материалов и ни копейки денег (если не считать тех миллионов, которые идут на оплату техники, программ, высококвалифицированных специалистов и, наконец, электроэнергии) посмотреть на проектируемый объект с любой стороны, получить изображение фотографического качества при любом освещении и в любом окружении, «на лету» подправить какие-то детали и практически сразу увидеть результат. Разумеется, возможности систем автоматизированного проектирования этим не ограничиваются, но описание таких функции, как автоматический контроль за соблюдением определенных параметров объекта (геометрических, стоимостных и т.п.) выходит за рамки данной работы. В качестве примера приведем одну из самых современных программ для проектирования автомобилей — “AutoStudio” от “Alias/wavefront”.

45. Общая характеристика операционной системы Linux. Основные команды для работы с папками, файлами, устройствами.

Linux - общее название UNIX-подобных операционных систем на основе одноимённого ядра и собранных для него библиотек и системных программ, разработанных в рамках проекта GNU.

Linux - свободно распространяемое ядро Unix-подобной системы, написанное Linus Torvalds при помощи большого числа добровольцев по всей Сети. Linux обладает всеми свойствами современной Unix-системы, включая настоящую многозадачность, развитую подсистему управления памятью и сетевую подсистему. Ядро Linux, поставляемое вместе с свободно распространяемыми прикладными и системными программами образует полнофункциональную универсальную операционную систему. Большую часть базовых системных компонент Linux унаследовал от проекта GNU, целью которого является создание свободной микроядерной операционной системы с лицом Unix. На сегодняшний день существует множество различных поставок Linux, дистрибутивов, которые можно разделить на дистрибутивы общего назначения и специализированные. К специализированным дистрибутивам относятся такие как LinuxRouter - урезанная поставка Linux для создания дешевого маршрутизатора на базе старого PC и др. Несмотря на различия в дистрибутивах общего назначения, все они образуют лицо ОС Linux такой, какой ее знают большинство пользователей ОС. В отличие от ядра, дистрибутивы могут содержать коммерческие компоненты, и потому их свободное распространение может быть ограниченно. В таком случае авторы дистрибутива делают доступными все свободные компоненты. Обычно под словосочетанием "ОС Linux" понимают дистрибутивы Linux общего назначения.

Обзор возможностей Linux:

Переносимость Большая часть ядра Linux написана на языке Си, благодаря чему система достаточно легко переносится на различные аппаратные архитектуры. Разработчики Linux стараются соблюдать стандарты POSIX и Open Group, обеспечивая тем самым переносимость ПО с другими Unix-платформами.

Сетевая подсистема. TCP/IP стек в Linux соответствует всем стандартам и по многим своим возможностям превосходит реализацию TCP/IP в других ОС. Поддержка TCP/IP включает в себя продвинутую маршрутизацию , пакетную фильтрацию, поддержку "прозрачного" прокси

Файловая система. Основной файловой системой Linux является его собственная журналируемая ext3fs. Официальное ядро содержит поддержку более 20 различных файловых систем, включая FAT (FAT/VFAT/FAT32), ISO9660 (CDROM), HPFS (OS/2), NTFS (WindowsNT), SysV (SCO Unix и др.), UFS (BSD и др.).

Прикладное ПО

Средства разработки приложений

Большинство средств разработки для Linux сегодня были созданы в рамках проекта GNU. Они включает в себя универсальный переносимый компилятор, GDB - Gnu Debuger - отладчик, GNU C Library и др. Компилятор GCC создавался максимально переносимым, благодаря чему он поддерживает около 100 различных аппаратных платформ. Язык описания платформы хорошо документирован, благодаря чему перенос GCC на новую архитектуру не составляет особой проблемы.

ПО для серверов Internet/Intranet

Стандартно в поставку Linux входят: Apache - самый популярный в Internet http-сервер; Sendmail - программа передачи электронной почты (Mail Transfer Agent), ftp, pop3/imap, news серверы, сервер доменых имен, uucp over tcpip, squid (кеширующий http/ftp прокси), средства динамической маршрутизации и др.

Офисные пакеты

Наиболее популярным является кросплатформенный офисный пакет OpenOffice.org.

Пример часто используемых команд в Linux

Команды chown и chgrp

Эти команды служат для смены владельца файла и группы файла. Выполнять смену владельца может только суперпользователь, смену группы может выполнить сам владелец файла или суперпользователь. Для того, чтобы иметь право сменить группу, владелец должен дополнительно быть членом той группы, которой он хочет дать права на данный файл.

Команда mkdir

Команда mkdir позволяет создать подкаталог в текущем каталоге.

Команда cat

Команда cat часто используется для создания файлов (хотя можно воспользоваться и командой touch). По команде cat на стандартный вывод (т. е. на экран) выводится содержимое указанного файла (или нескольких файлов, если их имена последовательно задать в качестве аргументов команды).

Команда cp

Хотя для копирования файлов иногда пользуются командой cat, но в Linux существует для этого специальная команда

Команда mv

Если вам необходимо не скопировать, а переместить файл из одного каталога в другой, вы можете воспользоваться командой mv.

Команды rm и rmdir

Для удаления ненужных файлов и каталогов в Linux служат команды rm (удаляет файлы) и rmdir (удаляет пустой каталог) .

Команды more и less

для просмотра содержимого файлов (конечно, текстовых) используются команды more и less (или текстовые редакторы).

Команда-фильтр more выводит содержимое файла на экран отдельными страницами, размером как раз в целый экран. Для того, чтобы увидеть следующую страницу, надо нажать на клавишу пробела

Команда find и символы шаблонов для имен файлов

Еще одной часто используемой командой для работы с файлами в Linux является команда поиска нужного файла find. Команда find может искать файлы по имени, размеру, дате создания или модификации и некоторым другим критериям.

47. Операционная система Windows. Основные преимущества перед другими