Тема 4. Архіватори

Архіватори

Часто на сучасних ПК потрібно зберігати дані (графічні, звукові, відео), які потребують  багато пам’яті. Для економії обсягу зовнішньої пам'яті, де зберігаються такі дані, здійснюється їх стиснення.

Стиснення даних - це процес перекодування початкового файла даних у новий файл меншого розміру, з якого можна відновити початковий.

 На сьогоднішній день розроблено багато різних алгоритмів стиснення, вони використовують різні методи, але в основі більшості з них лежить принцип заміни рівномірного двійкового коду на нерівномірний.

Один з найпростіших полягає в тому, що на кодування символів, які використовуються часто відводиться менше бітів, ніж для кодування символів, частота використання яких невелика. Наприклад, алгоритми архівації Шенона-Фано. Інший алгоритм передбачає пошук у вихідному файлі ланцюжків символів, які повторюються, створення “бібліотеки” таких ланцюжків і кодування кожного з них коротким (переважно дво- або трибайтним) номером. Алгоритм арифметичного стиску будує коди символів на проміжку (0,1].

Розглянемо метод Шенона-Фано. Спочатку складається таблиця, в якій для кожного символу, з яких складаються вхідні дані, вказується кількість його входжень, символи сортуються в порядку спадання кіль­кості входжень, а далі здійснюється кодування цих символів: вся таблиця ділиться на дві групи так, щоб у кожній групі сумарна кількість входжень всіх символів була по можливості однаковою, символам першої гру­пи присвоюється кодове значення 0, а символам другої — 1; кожна з підгруп аналогічним чином ділиться на дві групи і так доти, доки в кожній підгрупі не залишиться по одному символу; результуючий код кожного символу складається з кодів тих підгруп, до яких цей символ входив у процесі поділу таблиці. Для прикладу побудуємо послідовність кодів за методом Шенона-Фано для слова «абракадабра».

Символ	Кількість входжень
а	5	0
б	2	1	0
р	2	1	1	0
к	1	1	1	1	0
д	1	1	1	1	1

Отже, отримаємо такі коди символів: а - 0, б – 10, р – 110, к – 1110, д – 1111.

Тоді слово «абракадабра» по методу Шенона-Фано закодується так:

0 10 110 0 1110 0 1111 0 10 110 0

а  б    р   а    к    а     д    а  б   р    а

Як бачимо, у випадку кодування цього слова за допомогою ASCII-кодів у пам'яті маши­ни воно займатиме 11 байт (бо 11 літер у слові, кожне з яких кодується 1 байтом), а після стискування за методом Шенона-Фано — 3 байти (фактично по­трібно 23 біти).

Алгоритми стиснення даних поділяються на алгоритми з втратами і без втрат.

Стиснення без втрат – таке стиснення, при якому файл, відновлений зі стиснутого, повністю відповідає оригіналу.

Стиснення з втратами – таке стиснення, коли у відновленому файлі є спотворення, але для людини вони не помітні.

Стиснення без втрат застосовується для текстових і числових даних, програм, тому що відсутність навіть одного символу може призвести до неправильного тлумачення слова, збою виконання програми, а стиснення з втратами – для графічних (зокрема, формат *.jpg), звукових і відеоданих.

Алгоритм стиснення з втратами полягає у поділі зображення (фотографії,відеокадру) на ділянки з кількох пікселів і надання цій ділянці кольору, середнього для цих пікселів.

Стиснення даних характеризується двома основними параметрами:

1. Коефіцієнтом стиснення, який визначається відношенням обсягу стиснутого файлу до обсягу початкового файла. Значення цього коефіцієнта міститься в межах від 1 (стиснення вже стиснутих даних) до 10 і більше.

2. Швидкістю стиснення, якам визначає тривалість процесу стиснення і наступного відновлення даних з архіву.

Стиснення даних здійснюється за допомогою спеціальних програм. У Windows XP та наступних версіях для цього використовують вбудовані програмні засоби. Вони виконують стиснення на тих зовнішніх пристроях, які підтримуються файловою системою NTFS.

Стиснення даних в ОС Windows 7 виконується так:

1. У програмі Провідник виділити об'єкти (папки, файли), які потрібно стиснути. Тоді у контексному меню виділених об'єктів виконати команду Властивості.

2. Відкриється вікно Властивості, на закладці Загальні бачимо скільки файлів містять виділені папки і скільки пам'яті вони займають на диску. Потрібно натиснути кнопку Додатково..., тоді відкриється вікно Додаткові атрибути. У цьому вікні увімкнути прапорці Дозволити індексування вмісту цих файлів... і Стискати вміст для заощадження місця на диску, натиснути кнопку ОК. Тоді відкриється вікно Підтвердження зміни атрибутів.

3. У цьому вікні увімкнути перемикач для вкладених папок і файлів, натиснути кнопку ОК.  Тоді починається процес стиснення, який може тривати від кількох секунд до десятків хвилин (це залежить від обсягу виділених об'єктів).

Стиснуті об'єкти у вікні програми Провідник виділені іншим кольором. Для перегляду результатів стиснення потрібно виділити відповідні об'єкти і виконати команду Властивості у їх контексному меню.

Для скасування стиснення папок і файлів потрібно виділити їх, відкрити вікно Додаткові атрибути і вимкнути у ньому прапорець Стискати вміст для заощадження місця на диску, натиснути кнопку ОК.

Окремим випадком стиснення файлів є їх архівування.

Архівування - це стиснення кількох файлів і об'єднання їх в один архівний файл для довготривалого його зберігання або передавання.

Для архівації файлів використовують спеціальні програми, які називають архіваторами, Перші архіватори з'явилися в 1985 р.

Основними можливості сучасних архіваторів є: занесення цілих груп файлів та підката­логів в архів, поновлення архіву, перегляд файлів в архіві, вилучення файлів з архіву, захист файлів від несанкціонованого доступу, перевірка цілісності архіву, створення багатотомних ар­хівів та архівів, які автоматично розкриваються тощо. Сучасні архіватори дозволяють економи­ти від 20 до 90% дискового простору.

Файлом, який міститься в архіві, можна скористатися лише після того, як він буде відно­влений у початковому вигляді, тобто розархівований. Розархівацію виконують або ті ж самі архіватори, або окремі програми, які називають розархіваторами.

Широке поширення отримали програми-оболонки архіваторів, або архіватори із вбудо­ваними функціями оболонок, які дозволяють у зручному інтерактивному режимі працювати з архівами. Першою такою програмою-оболонкою була програма RAR, яка застосовувалась в ОС DOS. Для ОС Windows використовуються програми: WINRAR, WINZIP, 7-ZIP. Ці програми дозволяють переглядати вміст архівних файлів (різних типів), розархівовувати файл або групу файлів, знищувати файли в архіві та інше. Сучасні архіватори мають зручний інтерфейс, забезпечують високий ступінь стиснення, працюють не лише з файлами власного формату, а й з файлами інших форматів.

Деякі оболонки операційних систем (наприклад, Far Manager, Windows Commander) мають власні засоби для роботи з архівами.

Заархівувати кілька об'єктів можна декількома способами:

1. Відкрити вікно програми-архіватора (наприклад, WINRAR), вибравши пункт Усі програми головного меню  Windows. За допомогою команди Змінити диск меню Файл перейти на диск, де містяться дані для архівування, виділити потрібні об'єкти. Тоді натиснути кнопку Додати або вибрати команду Додати файли до архіву меню Команди. Відкриється вікно Ім'я та параметри архіву. У цьому вікні ввести нове ім'я архіву або погодитись із запропонованим, таком можна вибрати формат архіву, метод стиснення (звичайний, найкращий, ...) та інші параметри.

2. Виділити потрібні об'єкти, у їх контексному меню задати команду Додати файли до архіву, задати ім'я архіву та деякі параметри.

Щоб переглянути заархівовані файли, їх потрібно видобути з архіву. Це можна виконати декількома способами:

 1. У вікні програми-архіватора (наприклад, WINRAR), знайти і відкрити архівну папку (двічі клікнути на її імені). Виділити папки і файли, які потрібно розархівувати і натиснемо кнопку Видобути до... або виконати команду Видобути файли до зазначеної папки меню Команди. Відкриється вікно Шлях та параметри видобування, тоді ввести ім'я папки, до якої запишуться об'єкти з архіву, і натиснути кнопку ОК.

2. У контексному меню архівної папки вибрати команду Видобути файли до зазначеної папки.

Також можна створювати архіви, які саморозпаковуються.  Для їх розпакування не потрібно ніяких програм. Ці архіви мають розширення ехе. Переважно, їх використовують для пересилання файлів мережею Інтернет, якщо невідомо, чи має отримувач відповідну програму-архіватор.

Для створення саморозпаковувального архіву потрібно у вікні Ім'я та параметри архіву програми WINRAR увімкнути прапорець Створити SFX-архів.

Обмеження розмірів носіїв даних і обмеження розмірів файлів, які можуть бути приєднані до електронних листів, спричинили потребу в створенні багатотомних архівів.

Для створення багатотомного архіву потрібно у вікні Ім'я та параметри архіву програми WINRAR вказати обсяг тому у полі Розбити на томи розміром. За замовчуванням кожний том отримує ім'я Ім'я_тому.partNNN, де NNN - номер тому. Для розпаковування архіву всі томи мають зберігатись в одній папці, а розпаковувати їх слід починати з першого.

Література:

Гуржій, Карташова, Лапінський, Руденко, Інформатика 8 клас, ст. 73

Тема 3. Антивірусні програми

Антивірусні програми

Вірус — це невелика програма (сукупність виконуваного машинного коду), яка, потрапляючи в комп'ютер, здатна виконувати небажані дії (може створювати свої копії, які не обов'язково збігаються з оригіналом, і втілювати їх у файли, системні області комп'ютерів, комп'ютерні мережі). Вірус — це своєрідна програма, яка, на відміну від звичайних програм, ніколи не зберігає себе у вигляді окремих файлів.

Уперше вірус з назвою Creeper поширився в комп'ютерних мережах у США на початку 1970-х років. Він створений про­грамістом, який начитався фантастичних романів. Саме у фан­тастичному романі, задовго до епохи персональних комп'юте­рів, описано ефект вірусного зараження комп'ютера.

Віруси потрапляють у комп'ютер із заражених компакт-дисків, флеш-носіїв, з локальної мережі та інтернету. Достатньо, наприклад, вставити флеш-носій у заражений комп'ю­тер, і носій отримає букет вірусів, та навпаки.

Ознаки діяльності вірусів на комп'ютерах:

·           робота на комп'ютері істотно сповільнюється переважно через захоплення вірусом оперативної пам'яті; повільно запускаються програми і відкриваються документи, по­вільно закачуються веб-сторінки аж до повної зупинки, щораз частіше зависають програми, некоректно відкриваються чи зовсім не відкрива­ються окремі файли, папки і диски;

·           деякі програми перестають працювати або працюють неправильно;

·           вміст деяких файлів на дисках виявляється спотвореним; інформація на дисках втрачається;

·           на екрані монітора несподівано чи періодично з'являються певні графічні заставки, зображення на екрані може видозмінюватись або спотво­рюватись, комп'ютер може програвати певні музичні фрагменти;

·           втрачається доступ до робочих дисків;

·           є віруси, які руйнують файли, особливо системні, що може спричи­нити «падіння» ОС, а також втрату даних на дисках;

·           незначна зміна обсягів файлів — також ознака вірусного зараження.

З-поміж сучасних носіїв лише оптичні диски захищені від вірусів при читання даних, але віруси можуть бути занесені на них під час записування даних разом із зараженим файлом.

Перші віруси не були особливо шкідливими, їх створювали фахівці для пізнання нового явища — здатності програм саморозвиватися та дописуватись до інших програм. Потім з'явились шкідливі віруси, які руйнували файлові структури на комп'ютерах. Сьогодні віруси стали більш прагматичними і намагаються викрасти з ПК цінні дані, наприклад,  номери банківських карток, паролі доступу до ресурсів, ...

Найбільшої шкоди у 90-х роках завдав вірус Win95.cih з Тайваню та його різновид, відомий під назвою «Чорнобиль». Віру «оживав» на комп'ютерах 26 квітня, а деякі його модифікації спрацьовували 26 числа кожного місяця. Цей вірус знищував дані на дисках та у постійній пам'яті. У 1999 p. від вірусу Win95.cih постраждали десятки країн, особливо Південна Корея і Туреччина, де вірус пошкодив дані майже на 500 тис.комп'ютерів у банках, аеропортах, у поліції, школах і на телебаченні.

Напередодні у СІІІА була епідемія вірусу Melissa, яка охопила 100 тис. комп'ютерів. Вчасно проведені там антивірусні заходи сприяли захисту від Win95.cih — постраждало лише близько 10 тис. комп'ютерів.

Є сотні тисяч різновидів вірусів. Розглянемо основні види вірусів:

1.    файлові ;

2.    мережні ;

3.    рекламні ;

4.    макровіруси .

Файлові віруси (такі як Win95.cih) дописують себе до виконуваних файлів і під час запуску цих файлів «розмножуються» в оперативній пам'яті комп'ютера, заражаючи інші запущені програми.

Мережні віруси поширюються через інтернет чи локальну мережу. Це трояни, хробаки, поштові та скрипт-віруси.

Троянами (англ. trojan, від міста Троя, підступно захопленого греками) називають різновид мережних вірусів шпіонського призначення. Ці віруси здатні «ловити рибу на чужому комп'ютері» (від англ. fishing; так називають викрадення через мережу цінної інформації: паролів доступу, номерів кредитних карток, документів). Захист від таких мережних вірусів називають антифішингом.

Віруси-хробаки (англ. worm) — це віруси, які, повзаючи в мережі, швидко розмножуються, перевантажують мережу, сповільнюють або паралізують її роботу і комп'ютер користувача.

У 2004 р. компанія Microsoft пообіцяла виплатити 250 тис. доларів кож­ному, хто допоможе владі заарештувати автора комп'ютерного хробака Mydoom. У січні цей хробачок вразив увесь світ швидкістю поширення, а головна його мета — атаки на комп'ютери згаданої компанії. Незважаючи на те, що різні версії Mydoom з'являлися аж до лютого 2005 p., автора так і не знайшли.

Поштові віруси, потрапляючи на комп'ютер з електронною поштою, нишпорять по адресній книжці. Вони можуть відіслати фальши­вого листа будь-кому від імені користувача.

Скрипт-віруси можна отримати, переглядаючи веб-сторінку. Ці віруси вміють знаходити дірки в захисті Windows і в браузері Internet Explorer чи в поштовій програмі MS Outlook Express.

Рекламні віруси не чинять шкоди комп'ютеру, але заважають, демонструючи рекламу у вікнах, що з'являються несподівано.

Макровіруси поселяються в офісних документах і програмах та сповільнюють їхню роботу.

 «Вилікувати» заражений комп'ютер не завжди легко. Краще вжити профілактичні заходи від зараження комп'ютерів вірусами. Для профілактики потрібно:

•     періодично створювати на зовнішніх носіях архівні копії файлів, з якими постійно
ведеться робота;

•     не скачувати з інтернету все, що потрапило під руку;

•     не відкривати підозрілі листи, особливо додатки до них;

•     не запускати невідомі exe-файли, зокрема отримані з мережі

•     не запускати неперевірені файли. Перед запуском нових програм потріб­но перевірити їх однією або кількома антивірусними програмами. При роботі із новим програмним забезпеченням варто, щоб в оперативній пам'яті знаходився антивірусний монітор;

•     виконувати антивірусну перевірку носіїв, які побували на чужих комп'ютерах;

•     періодично здійснювати профілактичну перевірку на наявність вірусів;

•     варто мати окремий системний компакт-диск з так званим «ремонтним» набором програм для обслуговування дисків та антивірусних програм;

•     здійснювати перевірку цілісності інформації на дисках за допомогою програм-
ревізорів.

•     регулярно оновлювати антивірусні бази;

Для виявлення та знищення комп'ютерних вірусів використовують антивірусні програ­ми. До недавнього часу розглядались такі види антивірусних програм (кожний вид виконує певну функцію):

1)   програми-детектори дозволяють виявити файли, які заражені одним із відомих їм
вірусів;

2)   програми-лікарі, або фаги, знешкоджують віруси в заражених файлах та на дисках
(«викусуючи» тіло вірусу із заражених об'єктів) та відновлюють файли в незараженому стані;

3)   програми-ревізори запам'ятовують відомості про файли (контрольні суми, атрибути,
розміри, дати останньої модифікації тощо) та системні області дисків (часто системні області повністю), а потім порівнюють їх із реальним вмістом вінчестера, кожна знайдена невідповід­ність служить сигналом про появу вірусу або «троянської» програми (яка нещадно руйнує ін­формацію на дисках, але яку за сукупністю ознак не можна віднести до комп'ютерних вірусів);

4)   програми-монітори, або фільтри, резидентно розташовуються в оперативній пам'яті
комп'ютера і реагують на звернення, які роблять віруси до операційної системи для свого розмноження або виконання руйнівних дій; при цьому користувач може дозволити або заборонити виконання відповідних операцій;

5) програми-вакцини, або імунізатори, модифікують файли і диски таким чином, що ві­рус, аналізуючи вакциновану програму чи диск, вважає, що вони вже зараженні, і повторне за­раження не здійснює.

Сучасні антивірусні програми поєднують у собі кілька видів, тобто виконують кілька функцій захисту. Крім того вони регулярно оновлюються, оскільки постійно з'являються нові віруси. Є такі антивірусні програми: Aidstest, Doctor Web, Antiviral Toolkit Pro (AVP), AdІnf, Norton AntiVirus, Антивірус Касперського, Avast, NOD32, Мсaffee (читається - мак-кафі), AVG (підкреслені назви тих антивірусів, які використовуються на сьогоднішній день).

Програма Aidstest є розпізнає близьно 2000 віру­сів. Кожна нова версія програми Aidstest здатна виявляти та знищувати нові комплекти вірусів. Але Aidstest не здатна виявляти поліморфні (змінюють своє тіло) віруси, не може перевіряти упаковані файли та ар­хіви. Завантажується вона з командної стрічки.

Позитивною рисою програм AVP і Dr. Web є наявність у них аналізатора для виявлення самомодифіковних вірусів, здатність виявляти макровіруси, тестувати архіви та упаковані файли. Ці програми мають власні оболонки.

AdІnf — програма-ревізор, яка добре зарекомендувала себе в роботі, здатна боротися з вірусами-невидимками.

Norton AntiVirus поєднує в собі функції багатьох антивірусних програм, здатна визначити бли­зько 10 000 вірусів, містить у собі програму-монітор для контролю за недозволеними діями.

Сучасні антивірусні програми:

Антивірус Касперського 7.0 забезпечує захист в режимі реального часу - перевірка “на-льоту” інтернет-трафіку, пошти і файлів. Також, антивірус володіє засобами для створення диска аварійного відновлення системи і самозахистом від виключення або видалення.  Програма здійснює антивірусну перевірку поштового трафіку та інтернет-трафіку, що поступає по HTTP-протоколу, в режимі реального часу і незалежно від використовуваного браузера. Це дозволяє запобігти зараженню ще до збереження файлів на жорсткому диску комп'ютера. Перевірці можуть бути піддані будь-які окремі файли, каталоги і диски. Програма захищає комп'ютер від вірусів, троянських програм і черв'яків і всіх типів клавіатурних шпигунів, запобігаючи передачі конфіденційних даних зловмисникам. Фіксує всі підозрілі дії в системі і після визнання деякого процесу небезпечним може видалити шкідливу програму і відмінити всі результати її діяльності – наприклад, відновити зашифровані зловмисниками дані. Сучасні шкідливі програми намагаються заблокувати роботу антивіруса або навіть видалити його з комп'ютера. Спеціальний механізм самозахисту Антивіруса Касперського 7.0 присікає подібні спроби, забезпечуючи стабільний захист ПК. Одного разу створивши аварійний диск за допомогою спеціального інструменту, користувач зможе самостійно відновити працездатність комп'ютера після серйозної вірусної атаки. Бази антивіруса автоматично оновлюються.
            Антивірус Касперського 2009 використовує новий підхід до захисту інформації - обмеження прав доступу програм до ресурсів системи, це дозволяє запобігти здійсненню небажаних дій підозрілими або небезпечними програмами. Значно розширені можливості застосування по захисту конфіденційних даних користувача. Підвищена швидкість роботи.  

Вільнопоширюваний чеський антивірус Avast є ідеальниме рішенням для робочих станцій на базі Windows, гарантує 100%-е виявлення вірусів "In-the-Wild" і високий рівень виявлення троянів з мінімальним числом помилкових спрацьовувань. Він також сканує всі скрипти, запущені як складові веб-сторінки у вашому браузері. Avast містить модуль для захисту засобів обміну миттєвими повідомленнями і модуль для захисту програм.

NOD32 — антивірусний пакет, велика частина його коду написана на мові асемблера, тому для нього характерно мале використання системних ресурсів і висока швидкість перевірки з налаштуваннями за замовчуванням. NOD32 автоматично перевіряє файли перед здійсненням доступу до них і перешкоджає попаданню заражених файлів на диски комп'ютера. Перевіряє Інтернет-трафік (HTTP) і вхідну пошту, отриману по протоколу POP3 та вхідні/вихідні повідомлення у поштовфй програмі Microsoft Outlook. Також перевіряє документи Microsoft Office (включаючи Internet Explorer). Є багато версій NOD32, наприклад, NOD32 для Windows, NOD32 для Linux, NOD32 для Novell , NOD32 для Email Servers, NOD32 для Windows Mobile та інші.

Мсaffee та AVG (вільнопоширюваний антивірус), як і інші сучасні антивіруси, містять багато різних функцій захисту.

У 2014 році Агенство національної безпеки США повідомо, що не рекомендує використовувати російські антивірусні програми:  Антивірус Касперського, Doctor Web, NOD32.

Тема 2. Комп'ютерна графіка

Комп'ютерна графіка

Як тільки науковці навчили комп'ютери працювати з текстовою інформацією, то взялись навчати їх малювати. Перші графічні зображення створювались за допомогою крапок, ком, тире та інших символів. У 1970-х роках, видрукуване на принтері, таке псевдографічне зображення Джоконди обійшло весь світ і дало поштовх розвитку сучасної комп'ютерної графіки. Незабаром світ заполонили кольорові монітори, програми з графічним інтерфейсом і графічні редактори.

Комп'ютерна графіка — це сукупність технологій, які призначені для роботи з графічними зображеннями.

За допомогою відповідних програм розробляють креслення і комп'ютерні моделі автомобілів, літаків і кораблів; створюють мультфільми та відеоефекти для фільмів; опрацьовують статичні зображення (наприклад, фотографії).

У побуті, користуючись звичайним цифровим фотоапаратом чи фотокамерою мобільного телефону, роблять фотографії, які зберігають у графічних файлах. Ці файли можна переглядати на комп'ютері, вилучати невдалі кадри чи відбирати кращі, записувати на магнітні, оптичні чи електронні носії. Можна створювати домашні комп'ютерні фотоаль­боми або фотоколажі, розташовувати їх в інтернеті, видруковувати фотографії на домашньому фотопринтері або замовляти друкування у фотосалоні (також можна замовляти через інтернет).

Іноді потрібно відредагувати зображення, наприклад змінити його розміри, усунути ефект червоних очей чи інші вади на фотографії, зробити текстові написи (наприклад, написати привітання).

Комп'ютерну графіку використовують для створення ілюстрованих журналів, палітурок книжок, емблем, етикеток, упаковок, візиток, рекламних оголошень, афіш, відеокліпів.

Для роботи з графічними зображеннями (редагування фотографій, створення різноманітних малюнків) використовують  програми, які називаються графічними peдакторами.

Комп'ютерні графічні зображення (і відповідні програми) поділяють на три типи:

1.      растрові ;

2.      векторні ;

3.      фрактальні .

Тобто, комп’ютерна графіка поділяється на растрову, векторну і фрактальну.

Растрова графіка

Джерелами растрових зображень є фотографія з цифрового фотоапарата або фотокамери мобільного телефону, відскановане зображення, а також малюнки «від руки», створені у растрових графічних редакторах.

Растрове зображення (наприклад, фотографія) формується з маленьких прямокутних кольорових графічних точок екрана, які називають пікселями.        

Піксель — це графічна точка на екрані монітора. Один або кілька пікселів одного кольору, які обробляються однаково, утворюють растр. Чим менший растр, тим краща якість зображення, однак є більший обсяг відповідного файлу зображення. Растр і піксель — це різні поняття. Растр монітора може складатися з одного пікселя у випадку задання максимальної роздільної здатності монітора чи декількох у разі зменшення роздільної здатності.

Растрове зображення має такі недоліки:

1) у разі збільшення розміру зображення на екрані пропорційно збільшується растр, тому погіршується якість зображення;

2) оперативна пам'ять комп'ютера містить значення всіх пікселів з екрана навіть тоді, коли на ньому зображена одна точка. Векторне зображення таких недоліків не має.

Приклади растрових графічних редакторів: MS Paint; Adobe PhotoShop; Tux Paint (вільнопоширюваний графічний редактор), GIMP.

Ми вивчатимемо програму MS Paint - простий графічний растровий редактор, який є в комплекті ОС Windows та  Adobe PhotoShop (або GIMP).

Векторна графіка

До векторних  зображень належать схеми, креслення, картинки, які можна отримати за допомогою векторних редакторів.

Векторне зображення формується за допомогою математичних формул, які описують різні геометричні фігури: прямі, криві, кола, еліпси, прямокутники, і параметрів цих фігур.

Отримані за допомогою формул і параметрів фігури називають векторними, а відповідну графіку — векторною.

Розглянемо суть векторної графіки. Щоб намалювати на площині прямокутник, потрібно знати координати чотирьох вершин, тобто 4*2=8 чисел. Комп'ютерній програмі для цього достатньо координат лише двох діагонально протилежних вершин, тобто чотирьох чисел.

Щоб намалювати коло, комп'ютеру потрібно три числа: дві коорди­нати центра кола (a,b) і значення радіуса г. А формула (х-а)²+(y-b)²=г², яка описує коло, комп'ютеру є відома. Якщо малюнок має бути кольоровим, то потрібні ще кілька чисел — коди кольору. Ще одне число задають, щоб комп'ютер «знав», чи за­мальовувати внутрішню область прямокутника або круга, чи ні. Цих числових параметрів є значно менше ніж мільйон значень пікселів растрового зображення цього ж кола.

Діагональ прямокутника на площині моделюють вектором (прямою). Такий вектор повністю визначає прямокутник. Коло на площині моделюють радіусом-вектором, тобто параметри радіуса-вектора в площині однозначно описують відповідне коло на екрані. Звідси походить назва — векторна графіка.

Приклади векторних графічних редакторів: графічних векторних редакторів MS Visio, Adobe CorelDraw, Inscape (вільнопоширюваний векторний редактор).  Також векторне  зображення можна отримати за допомогою графічних засобів програми MS Word, яку ми будемо вивчати.  

Фрактальна графіка

У фрактальній графіці зображення автоматично генерується на основі математичних розрахунків. Створення фрактальної художньої композиції зводиться до її програмування.  Її часто використовують у розважальних програмах (для написання ігор).

Ніякі об'єкти не містяться в пам'яті. Вони створюються за допомогою формул та рівнянь. Змінюючи коефіцієнти рівняння, можна створити нову картину.

Найпростіший об'єкт у фрактальній графіці є фрактальний трикутник. Згідно із заданим математичним алгоритмом створюються зображення.  Нові об'єкти будуються, наслідуючи властивості батьківських структур.

Формати графічних файлів

Растрові графічні зображення можна зберігати в графічних файлах таких форматів: bmp, tiff, jpg(jpeg), gif, png.

Bmp — це поширений комп'ютерний растровий формат. Є кілька його різновидів, що передають різну глибину кольору:

•     bmp, монохромне - 2 кольори;

•     bmp, 16 кольорів;

•     bmp, 256 кольорів;

•     bmp, 24-розрядне, тобто 2^24 кольорів.

У bmp-форматах зберігають зображення без стискування, отримані в растровому редакторі MS Paint.

Фотографії та інші зображення найчастіше зберігають у файлах форматів tiff та jpg (jpeg).

Tiff — формат для високоякісних зображень. Він потребує багато пам'яті для одного кадру (наприклад, фотографії), оскільки несе багато додаткової інформації про зображення.

Jpg (jpeg) — економний формат. Фотографії можна зберігати в таких файлах зі стискуванням (і з можливою втратою якості).

Формат gif дає змогу зберігати звичайні й анімовані (рухомі) зобра­ження. Його використовують, зокрема, у веб-розробках, а також для зображень, які будуть виводити на принтер, оскільки формат обмежує кількість кольорів до 256, що для друку достатньо.

Формат png — універсальний графічний формат для мережних застосувань.

Графічні програми дають змогу регулювати якість зображення, а, отже, і обсяг відповідних файлів. Це можна зробити, наприклад, шля­хом зміни кількості точок зображення чи кількості кольорів.

Якість зображення втрачається в разі зменшення кількості точок, проте обсяг файлу також зменшується, а обсяг файлу часто важливіший, ніж надлишкова якість. Велика кількість точок важлива під час друкування зображення на великоформатний папір (фотографії-портрети, плакати).

Векторні графічні зображення зберігають у файлах, формати яких визначені векторними графічними редакто­рами. Це формати: wmf, cdr, ai, cgm (а також doc або docx - формати Word).

Особливим векторним форматом є формат wmf - його розуміють і читають растрові редактори. У цьому форматі зберігається велика кількість малюнків на комп'ютері.

Роздільна здатність, глибина кольору зображення, обсяг файлів з растровим зображенням

Роз­глянемо головні параметри растрових зображень: роздільну здатність, глибину кольору зображення й обсяг відповідних файлів.

Кількість точок у растровому зображенні описують виразом т₁* т₂ (читають т₁  на т₂), наприклад, 800x600, 1 024x768, 1 240x1 024. Перше число — це кількість точок у горизонтальному напрямі, друге — у вертикальному.

Характеристику т₁ *х т₂ називають роздільною здатністю зображення.

Для фотографій ця характеристика пов'язана з характеристикою фотокамери, яку називають роздільною здатністю матриці камери чи просто кількістю пікселів фотокамери. Кількість пікселів для сучасних  камер може бути в діапазоні від 0,3 (у недорогих мобільних телефонах) до 15,0 мегапікселів і більше. У фотокамерах роздільну здатність кадру можна зменшувати.

Кожний піксель передає певний колір. Кольорів (точніше, кольорових відтінків) може бути різна кількість.

Два кольори відповідають монохромному (чорно-білому) зображенню. Таке зображення називають однорозрядним. Чотири кольори відповідають дворозрядному зображенню; 16 — чотирирозрядному; 256 — восьмирозрядному; близько 16 мільйонів — 24-розрядному.

Між  кількістю кольорів п і розрядністю зображення k є зв'язок: п = 2^k. Число k називають глибиною кольору (вимірюється в бітах).

Обсяг зображення в бітах (до стискування) визначають за формулою V= m₁ * m₂ * k.

Розрізняють роздільну здатність зображення, імпортованого з іншого пристрою, наприклад, фотозображення, і роздільну здатність монітора, де це зображення переглядають.

Монітор має власну роздільну здатність, і вона може не збігатися з роздільною здатністю зображення. Якщо роздільна здатність зображення є низькою, наприклад, отримане 0,3 мегапіксельною камерою, то на моніторі воно виглядатиме неякісно, особливо якщо намагатися збіль­шити його розміри. Неякісним воно буде й у разі виведення на друкар­ський пристрій.

Якщо роздільна здатність монітора є нижчою, ніж роздільна здатність зображення, то зображення на невеликому екрані може пере­даватися не достатньо чітко через ефект поглинання монітором пікселів зображення. Тому, у разі переглядання на екрані монітора кадрів, отриманих 12-мегапіксельною фотокамерою, може з'явитися хибний сумнів щодо їхньої якості. Під час друкування кадрів фотографії будуть бездоганної якості, оскільки растр на фотопапері набагато менший, ніж растр екрана монітора.