ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 31.03.2021
Просмотров: 6779
Скачиваний: 51
146
Для выделения фрагмента текста необходимо активизировать пиктограмму с помощью
мыши или клавиши
Пробел.
Переместите указатель мыши в один из углов выбираемого прямо-
угольного контура, нажмите кнопку К, не отпуская ее, переместите указатель в противоположный
угол, отпустите кнопку. Весь контур будет окружен штриховой линией. Для выделения отдельно-
го символа 'необходимо активизировать пиктограмму, переместить указатель мыши в один из уг-
лов выбираемого прямоугольного контура, нажать кнопку и, не отпуская ее, переместить указа-
тель в противоположный угол. Выбранный объект не будет окружен рамкой из квадратов, однако
на нем будут выделены все узловые точки. Выбор нескольких символов осуществляется анало-
гично при нажатой клавише Shift.
Прежде чем начать оформление ранее введенного текста, его необходимо выделить одним
из выше описанных способов.
5.4. ДЕЛОВАЯ ГРАФИКА
Одним из первых приложений компьютерной графики стало отображение данных эконо-
мических расчетов.
Графические представления расчетных и статистических данных удобно представлять в
виде схем, диаграмм, гистограмм и графиков. Различают следующие их виды:
гистограмма
- группа
столбцов, пропорциональных по высоте определенным числовым
значениям;
круговая диаграмма
- секторы круга, углы которых пропорциональны элементам данных;
линейный график
- отображение исходных величин в виде точек, соединенных отрезками
прямых линий;
временная диаграмма
- последовательность операций
или процессов определенной дли-
тельности (измерение динамических процессов);
структурная схема
- представление сложных объектов в виде дерева или графа;
круговая гистограмма -
представление относительных величин объектов, которым на
изображении сопоставляются размеры и расположение кругов в прямоугольной системе коорди-
нат.
Из числа средств прикладного программного обеспечения общего назначения графическое
представление данных лучше всего развито в электронных таблицах и в СУБД.
Одним из первых практических применений машинной графики было автоматическое по-
строение графиков функции в различных системах координат. Обычно графики функций строят в
декартовых координатах (в прямоугольной системе, рис. 2.20).
Рис. 2.20.
Построение на экране графиков функций (в декартовой системе координат)
В общем виде алгоритм построения графика заданной функции
у
=
f(х)
на отрезке
[а, b]
за-
ключается в следующем.
1. Определяем область значений функции, для чего найдем максимальное по модулю зна-
чение функции на заданном отрезке
[а, b], т
= max(abs
(f (x)
) для всех
x
из
[а, b].
147
Примем для удобства, что минимальное значение функции на отрезке совпадает с макси-
мальным, но с обратным знаком. Таким образом, область значений функции лежит в интервале
[-
т, т].
Поиск максимума можно осуществить разными способами, например, табулируя функцию
f(x)
на отрезке с разбиением на
n
частей и определяя максимальное значение в массиве чисел
Y
i
=f(x
i
),
где
x
i
=
а + i- (b - а) / п,
для
i
= 0,... п.
2. Задаем координаты окна
x0
,
y0
,
x1
,
у1
на графическом дисплее, в котором будем строить
график функции.
3. Формулы преобразования координат
х,
у
точек прямоугольника
[а, b]∙[-т, т]
обычной
декартовой системы в соответствующие координаты
и, v
окна
[x0
,
x1] ∙
[у0,y1]
графического экрана
можно задать в следующем виде :
и = x0 + (x - а)(х 1 - x0)/(b - а),
v = (y0 + y1) / 2 – f(x) (y1 – y0) / (2m)
.
Тогда автоматическое построение графика функции на экране дисплея осуществляется пу-
тем установки точек
(и
i
, v
i
),
соответствующих точкам
(x
i
f(x
i
))
, выбранным в декартовой системе.
Часто бывает полезно соединять полученные точки отрезками или специальными линиями, что
программы могут делать (или не делать) по пожеланию пользователя.
4. Далее можно оформить график, нарисовав оси координат, нанести масштабные сетки,
вывести соответствующие обозначения и комментарии. Оси координат на графическом экране в
заданном окне легко построить, вычислив экранные координаты начала выбранной декартовой
системы
{xv,yv):
xv = х0 - а(х1 - x0)/(b - а),
yv=(y0+y1) / 2.
5.5. ИНЖЕНЕРНАЯ ГРАФИКА
Компьютеризацию чертежных и конструкторских работ проводят давно и в настоящее вре-
мя используют различные системы автоматизации проектных работ (САПР). Аббревиатуру САПР
впервые использовал основоположник этого научного направления Айвен Сазерленд в своих лек-
циях, прочитанных в Массачусетском технологическом институте в начале 60-х годов. Фактиче-
ски инженеры применяли компьютеры для решения сложных задач проектирования еще в эпоху
ранних послевоенных моделей универсальных компьютеров, а первые образцы специализирован-
ного оборудования САПР были созданы уже в середине 50-х годов. Однако широкое распростра-
нение САПР обусловлено появлением микропроцессорной техники, предоставившей возможности
создавать, модифицировать и обрабатывать сложные графические изображения на экране монито-
ра.
В настоящее время САПР обозначает аппаратно-программный комплекс, поддерживающий
процесс проектирования с использованием специальных средств машинной графики, поддержи-
ваемых пакетами программного обеспечения, для решения задач, связанных с проектной деятель-
ностью. В совокупности развитая САПР представляет собой специализированную информацион-
ную систему. Сфера применения САПР охватывает такие разные области приложения, как архи-
тектура, гражданское строительство, картография, медицина, геофизика, разработка моделей оде-
жды, издательское дело, реклама.
Полная система САПР состоит из компонентов аппаратного и программного обеспечения.
Общими компонентами аппаратного обеспечения системы САПР являются ЦП (центральный про-
цессор), несколько рабочих станций, разделяемая между рабочими станциями периферия.
Состав типичной системы САПР:
дисплей (графический и алфавитно-цифровой);
процессор;
клавиатура;
устройство управления курсором (мышь, дигитайзер);
электронный командный планшет;
148
принтер.
Одним из наиболее давних и популярных средств автоматизированного проектирования
является система АВТОКАД (AutoCad). АВТОКАД не является проблемно-ориентированной сис-
темой, т.е. не содержит специализированных
баз данных, экспертных систем и многого из того,
что входит в состав специализированной интеллектуальной САПР. АВТОКАД - достаточно про-
стая универсальная система. Ее возможности таковы:
развитая система экранных
меню;
высокая точность графической информации;
разбивка информации (расслоение);
прочерчиванне на дисплее координатной сетки;
средство захвата графических объектов;
мощное редактирование;
отображение параметров графических характеристик;
полуавтоматическая и автоматическая простановка размеров;
штриховка;
работа с блоками.
После запуска АВТОКАДа на текстовом экране появляется главное меню:
О - выход;
1 - создание нового чертежа;
2-редактирование существующего чертежа;
3 - вывод на плоттер (графопостроитель);
4 - вывод на принтер;
5-конфигурация;
б - файловые утилиты;
7-шрифты;
8 -стыковка со старыми версиями.
Режимы экранного меню:
AUTOCAD
- выход в головное меню;
* * * *
- режим объектного захвата;
BLOCKS
-работа с блоками;
DISPLAY
- работа с изображением без его изменения;
SETTINGS
-настройка;
DIM
- обезразмеривание;
EDIT
-редактирование;
DRAW
-рисование;
LAYER
-работа со слоями;
INQUIRY
-справки о примитивах;
UTILTTS
- выход в ДОС, запись чертежей в разных форматах;
PLOT
-получение твердой копии и т.д.
В режиме DRAW (рисуй) имеется возможность строить графические примитивы
и проводить с их помощью синтез изображений. Например, здесь существует восемь
способов рисования дуг:
по трем точкам на дуге /З points/;
по начальной точке, центру и длине хорды /S, С, L/;
по начальной точке, центру и заключенному углу /S, С, А/;
по начальной точке, конечной точке и радиусу /S, Е, R/;
по начальной точке, конечной точке и заключенному углу /S, Е, А/;
по начальной точке, конечной точке и исходному направлению /S, Е, D/;
по продолжению предыдущей линии или дуги /CONTIN:/.
Можно выделить следующие правила изображения дуги:
149
1) обычно дуга строится против часовой стрелки от точки к точке;
2) если есть в выбранной опции возможность задать угол, то отрицательный угол позволяет
рисовать дугу по часовой стрелке;
3) по умолчанию дуга рисуется по начальной, промежуточной и конечной точкам.
При выборе в основном меню АВТОКАД режима
Edit
имеется возможность стирать соз-
данные объекты, возвращать случайно стертые, перемещать и копировать, вычерчивать сопряже-
ния между двумя существующими объектами, снимать фаски, разбивать объект на части, зеркаль-
но отображать, поворачивать, увеличивать и уменьшать, отсекать и т.п.
Практически все команды редактирования запрашивают выбор одного или нескольких объ-
ектов для обработки. Совокупность таких объектов называется набором выбора. Когда АВТОКА-
Ду требуется не один объект, а набор выбора, появляется подсказка
Select objects:
(выбрать объек-
ты) и на экране вы видите маленький прямоугольник - мишень для выбора объектов. Способы вы-
бора объектов указываются в опциях соответствующей команды.
5.6.
НАУЧНАЯ ГРАФИКА
Компьютерная графика представляет значительный интерес для научных исследований. В
частности, она выступает как средство формирования научной документации с использованием
специальной нотации - математических знаков, индексов, шрифтов и т.п. В последнее время уче-
ные чаще стали обращаться к имитационному моделированию на компьютере.
В компьютерной графике большое значение имеют методы и способы
геометрического
моделирования.
Модели, геометрические преобразования составляют в настоящее время основу
теории компьютерной графики и геометрического моделирования.
Аналитические модели
- это
набор чисел, логических параметров, играющих роль коэффициентов в уравнениях, которые зада-
ют графический объект заданной формы. Например, аналитической моделью окружности на плос-
кости в параметрической форме являются уравнения
x=x0+R-cosA,
y=y0+R-sinA,
где
х0
,
у0 -
координаты центра,
R -
радиус,
А -
угол. Параметрическое задание образов ши-
роко применяется в машинной графике и геометрии. Изображение окружности можно осущест-
вить установкой последовательных точек (близко расположенных), изменяя генерирующий пара-
метр
А
от 0 до 360°.
Координатные модели
- это массивы координат точек, принадлежащих объектам. Напри-
мер, поверхность задается массивом точек Z =
f (x,
у)
на координатной сетке
[х
i
, y
j
}.
Если точки в
модели расположены в том же порядке, что и на линии образа, то модели называют упорядочен-
ными. Помимо координат, в модели могут быть указаны дополнительные характеристики проек-
ции касательных или нормальных векторов.
Приближенные модели содержат аппроксимации кривых методами вычислительной гео-
метрии. Например, изображение гладких кривых можно осуществить ломаными линиями: линей-
ными, параболическими или сплайнами. Используя вышеперечисленные геометрические модели,
можно создавать различные демонстрационные картины. Например, модель Солнечной системы
для наглядности удобно представить в динамической форме. Организуем движение точки (Земли)
по окружности, в центре которой размещается круг (имитация Солнца). Установку точки на орби-
те осуществим по параметрическим формулам окружности:
X0 = 320 + r1∙sin(A1);
Y0 = 240 + rl ∙cos(Al),
где
r1
- радиус орбиты Земли,
А1
- параметрический угол, меняющийся от 0 до 360°. Чтобы
организовать движение, достаточно в цикле устанавливать точку с координатами (
x0, у0
) для всех
углов
А1
, принимающих значения от 0 до 360° с шагом h. Аналогичная процедура справедлива и
для второй точки (Луны), которая изображается по подобным формулам, в которых центр орбиты
(Земля) является подвижным:
150
х = х0 + r ∙ sin(A);
у = у0 + r ∙ cos(A),
где
r
- радиус орбиты Луны,
А
- угол вращения.
Контрольные вопросы и упражнения
1. Составьте каким-либо средством машинной графики бордюры каждого типа симметрии
из следующих элементарных мотивов, рис. 2.21.
Рис. 2.21.
2. Постройте орнаменты различного типа симметрии
из выбранного произвольного элемен-
тарного мотива каким-либо средством машинной графики.
3. Задана высота (м) над уровнем моря вершин: Мак-Кинли - 6200, Логан - 6100, Элберт -
440, Робсон - 4000, Митгелл - 2000. Составьте по этим данным столбчатую диаграмму.
4. По данным упражнения 3 составьте круговую диаграмму.
5. Постройте график функции
у = x sin (1/x)
.
6. Создайте мультипликацию: вращение электрона в модели атома.
7. Изобразите шестиугольную призму.
8. Подготовьте иллюстрацию ко Дню учителя.
9. Организуйте в школе (вузе) компьютерный вернисаж.
§ 6. БАЗЫ ДАННЫХ И СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ БАЗАМИ ДАННЫХ
6.1. ПОНЯТИЕ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ
Базы данных - важнейшая составная часть
информационных систем.
Здесь мы ограничим-
ся лишь кратчайшими общими сведениями об информационных системах, сосредоточив внимание
на базах данных как таковых.
Информационные системы предназначены для хранения и обработки больших объемов ин-
формации. Изначально такие системы существовали в письменном виде. Для этого использова-
лись различные картотеки, папки, журналы, библиотечные каталоги и т.д. Любая информационная
система должна выполнять три основные функции: ввод данных, запросы по данным, составление
отчетов.
Ввод данных.
Система должна предоставлять возможность накапливания и упорядочива-
ния данных. Необходимо обеспечить просмотр этих данных, внесение в них изменений и допол-
нений с тем, чтобы поддерживать актуальность информации.
Запросы по данным.
В системе должна существовать возможность находить и просматри-
вать отдельные части накопленной информации.
Составление отчетов
. Время от времени возникает необходимость обобщать и анализиро-
вать большую группу данных (или даже все данные) информационной системы, представляя ее в
виде документа.
Обслуживание информационных систем, реализованных в письменном (бумажном) виде,
сопряжено со многими трудностями: чем больше информационная система, тем больше бумаги
(карточек) и места требуется для их хранения (в этом можно убедиться на примере библиотеки);
много времени тратится на поиск нужной информации. Сложности возникают при обновлении,