ВВЕДЕНИЕ: ОСНОВНЫЕ КОМПОНЕНТЫ ПЭВМ

ВВЕДЕНИЕ: ОСНОВНЫЕ КОМПОНЕНТЫ ПЭВМ

Персональная электронная вычислительная машина (ПЭВМ) состоит из двух тесно взаимосвязанных компонентов – аппаратное и программное обеспечение (hardware и software). Каждая из этих компонентов, взятая отдельно лишена смысла, то есть не может обеспечить решение задачи.

В свою очередь аппаратное обеспечение можно представить,

как состоящее из следующих основных блоков:

- системный блок,

- монитор,

- клавиатура,

- мышь.

Клавиатура и мышь являются средствами ввода информации, монитор – средство для ввода (отображения) информации. Системный блок содержит устройства и узлы, осуществляющие ос-новные вычисления в ПЭВМ.

Рассмотрим содержание системного блока, для чего опишем функции входящих в него основных устройств, среди которых:

- управляющее устройство (УУ)

Системный блок - оперативное запоминающее

устройство (ОЗУ)

- внешнее запоминающее устройство (ВЗУ)

- арифметико-логическое устройство (АЛУ)

 

ОЗУ служит для хранения исполняемых в данный момент программ, а также соответствующих им исходных и промежуточных данных. ОЗУ представляет собой последовательность пронумерованных ячеек, каждая из которых может содержать какую-либо команду или данные. Номер ячейки называется ее адресом.

Команды и данные, любая информация в ЭВМ кодируется двоичными кодами, то есть последовательностью нулей и единиц. Длина этих кодов зависит от разрядности ЭВМ:

например 4-х разрядный код 8-ми разрядный код

1011 00101110

Один разряд двоичного кода называется битом, восемь разрядов – байтом. Объем ОЗУ и любой другой памяти измеряется в байтах. Единицы измерения: байт, килобайт - 1000 байт = 1 кбайт, мбайт – мегобайт - 10⁶

байт, гигобайт 10⁹ байт. В любую ячейку ОЗУ можно как записать: так и прочитать из нее команду или данные. Достоинством ОЗУ является высокое быстродействие (запись и чтение кодов требует относительно малого времени). Недостатком ОЗУ является невозможность сохранения информации после выключения питания и относительно малый объем (£ 128 мбайт). Для обеспечения долговременного хранения, в том числе при выключенном питании больших объемов информации в любой ЭВМ используется ВЗУ. В ПЭВМ ВЗУ реализуется в виде накопителей на гибких и жестких магнитных дисках. Последние принято называть "винчестерами".

Кроме накопителей на магнитных дисках в ПЭВМ используется память на съемных оптических компакт-дисках - CD-Rомах. Эта память только для чтения и служит обычно для распространения программного обеспечения.

Все вычислительные операции в ЭВМ выполняются в АЛУ. На УУ возложено управление функционированием ЭВМ. Это управление осуществляется путем последовательной интерпретации (анализ и организация исполнения) команд программы.

АЛУ вместе с УУ составляют процессор ЭВМ. Кроме ОЗУ и ВЗУ в ЭВМ используется еще один тип памяти – постоянное запоминающее устройство (ПЗУ). Эта память служит для хранения небольших случайных программ и данных не изменяющихся в процессе всего времени эксплуатации ЭВМ. ПЗУ по быстродействию сравнимо с ОЗУ, но объем его обычно чрезвычайно мал. ПЗУ также как и ВЗУ сохраняет информацию после выключения питания, но оно допускает лишь чтение информации. Запись же информации в ПЗУ осуществляется однократно при его изготовлении. ЭВМ может исполнять программы, находящиеся в ПЗУ без их переписи в ОЗУ.

ТЕМА 1. ОПЕРАЦИОННАЯ СИСТЕМА MS DOS

Структура программного обеспечения ЭВМ

Программа – это последовательность команд и данных. Структура программного обеспечения (ПО) ЭВМ может быть представлена следующим образом:      

Функции операционной системы

Многообразие существующих в настоящее время ОС велико. Даже в персональных компьютерах (ПК), которык составляют лишь часть мирового парка ЭВМ можно… Чтобы понять роль ОС в работе ЭВМ, проанализируем последовательность операций,… 1) Восприятие от пользователя команды об исполнении программы.

Управление работой блоков ЭВМ

Функция управления работой блоков ЭВМ имеет две основных составляющих: а) Управление памятью (ОЗУ и ВЗУ) ЭВМ. б) Обеспечение взаимодействия с периферийными устройствами, к которым относятся внешние ЗУ и устройства ввода-вывода…

Управление установкой, исполнением и удалением программ

 

Управление установкой, исполнением и удалением программ осуществляется в многозадачных ОС. Управление установкой необходимо для учета программных и аппаратных особенностей конкретного компьютера при исполнении устанавливаемой программы. Необходимость в управлении исполнением программы возникает при параллельном исполнении программ для учета интересов каждой из них. MS DOS является однозадачной ОС, не предполагающей подобное управление.

 

Управление файловой системой

Понятие файла

Функции ОС по управлению файловой системой сводится к управлению процессом хранения программ и данных на внешних ЗУ. Файл – это логически связанная… Каждый файл на диске обозначается полным именем, состоящим из имени и… <полное имя> = <имя>.<расширение>

Структура файловой системы

Fj (j =1,2,3,4) – j-й файл Ki (i =1,2…6) – i-й каталог Дисковод, чье имя указано в приглашении для DOS, называется текущим c:>

Приглашение путь

 

Примеры команд MS DOS

Приведем форматы (правила записи) основных команд MS DOS.

DIR [имя дисковода:] [путь] [имя файла] [параметры]

В записи формата квадратные скобки отражают необязательность присутствия в конкретной команде данного элемента. В данном случае обязательным элементом является только имя команды.

С:>DIR - вывод содержимого главного (корневого) текущего каталога C:>DIR A – вывод содержимого главного каталога дисковода А

Создание каталога MD [имя дисковода:] [путь] имя подкаталога

без скобок

C:>MD KAT1 – создание в текущем главном (обязательный элемент)

каталоге подкаталога КАТ1

Копирование файлов COPY [имя дисковода:] полное имя файла-источника [имя дисковода-приемника] [путь] [полное имя файла-приемника]

необязательно обязательно

C:>COPY K1F1 A: - копирование файла F₁ из каталога К₁ на гибкий диск А

 

Загрузка MS DOS в оперативную память с диска

MS DOS – это дисковая ОС, что отражено в ее названии, то есть она хранится на диске (обычно на жестком). Однако любая программа во время ее… 1) тестирование основных устройств ПЭВМ управление 2) обеспечение взаимодействия со стандартными ОС

Операционная оболочка NORTON COMMANDER

Инструмент для работы в MS DOS. Текстовый интерфейс MS DOS для широкого пользователя является весьма неудобным, так как требует безошибочного набора… щается строка меню, пункты которого поддерживают основные команды MS DOS…  

Сервисные средства ПЭВМ

 

К сервисным средствам относятся программы, представляющие пользователю дополнительные услуги. К таким относятся антивирусные программы и архиваторы.

 

Антивирусные программы

1) файловые, инфицирующие программные файлы. 2) Загрузочные, инфицирующие загрузочную область, системную на диске (область… 3) Файлово-загрузочные.

ТЕМА 2. ОСНОВЫ ПРОГРАММИРОВАНИЯ

 

Этапы разработки программы

Программа – это логически упорядоченная последовательность команд и данных для компьютера, необходимая для решения им некоторой задачи. Процесс… 1) Формализация задачи (описание задачи на языке математики). Например,… 2) Разработка структуры вход-выходных данных (данные могут быть представлены отдельными переменными и константами,…

Типы алгоритмов

 

Различаются алгоритмы линейные, разветвляющиеся и циклические.

 

Линейные алгоритмы

В линейном алгоритме отсутствуют разветвления и все операции выполняются однократно. Пример: выполнить функцию

y = [2 (x + 10) + 3 (x³ +5) ] / [4(x² + 10) + 5(x³ + 5)]

Изобразим одну из возможных блок-схем алгоритма.

 

 

Разветвляющиеся алгоритмы

В разветвляющемся алгоритме имеются два или более направлений хода вычислений. Пример: вычислить функцию    

Циклические алгоритмы

В циклическом алгоритме некоторые операции выполняются многократно. Циклический алгоритм одновременно является и разветвляющимся. Пример: вычислить… yi(x) = (x + i) / (i + 1), т.е. y = (x +1) / 2 + (x + 2) / 3 + … + (x + n) / (n + 1)

Языки программирования

Для представления алгоритма в виде понятном компьютеру, служат языки программирования, на одном из которых и должен быть записан алгоритм. В… машинных кодов ЭВМ: В современных ПЭВМ реали-зуется, как правило, порядка 200 различных команд. Прог-раммированию на языке ма-шинных кодов…

ТЕМА 3. ОСНОВНЫЕ ПРИЕМЫ ПРОГРАММИРОВАНИЯ

НА ЯЗЫКЕ BASIC

 

Описание данных

 

Алфавит

Любой язык, будь то язык разговорный или язык програм-мирования, имеет свой алфавит для записи слов и предложений. Алфавит BASICа включает следующие… 1) Заглавные и строчные буквы латинского алфавита 2) Цифры от 0 до 9

Переменные

Любая программа обязательно использует некоторые данные. Эти данные могут либо изменяться в процессе выполнения программы, и тогда они называются… Из приведенной классификации видно, что все переменные в BASICе подразделяются… Пример: операция сложения z = x + y

Переменные массивы

Переменная массив – это группа однотипных переменных, имеющая регулярную структуру. Отдельные переменные в массиве называются его элементами.… Пример. Одномерный целочисленный массив из 4-х элементов (2,1,3,5) объявляется… Двумерный массив – это таблица (матрица) из его элементов. Каждый элемент имеет 2 номера (индекса) – номер строки и…

Операции и выражения

 

Операции служат для записи выражений.

Выражение – это запись последовательности операций над данными. В BASICе существуют 5 групп операций:

1) Арифметические операции: +, -, *, /, ^

2) Операции отношений: =, <, >, <>. Они применяются для записи проверяемых условий, например, x = 0, y > 1.

3) Логические операции: NOT (не), AND (и), OR (или) и т.д. Они применяются для записи сложных проверяемых условий, например,

X = 0 AND Y > 1.

4) Функциональные операции. Они подразделяются на встроенные и определяемые пользователем. Примеры встроенных функциональных операций (функций): тригонометрические и алгебраические функции

Правило обращения к функции: имя-функции (числовое выражение).

Пример. SIN(1) – синус, SQR(числовое выражение) – корень квадратный

5) Строковые операции.

Пример. Сравнение строк (сравнение кодов символов) "АА" < "ББ". Примечание: значения строковых (символьных) переменных заключаются в кавычки.

Программирование линейных алгоритмов

Текст в любом языке складывается из предложений. Этими предложениями в языках программирования являются операторы. Главными элементами оператора… 1) Ключевые слова записываются прописными буквами. 2) В угловые скобки заключаются аргументы оператора.

Операторы присваивания

 

Данный оператор присваивает переменной некоторое значение. Возможны два варианта оператора. В простейшем случае он имеет следующий формат:

<переменная> = <выражение> y = a * x + b.

Во втором варианте оператора присваиваются значения сразу нескольким переменным. При этом фактически используются 2 оператора READ и DATA. Формат оператора имеет вид:

READ <переменная> [,<переменная>]…

DATA <константа> [,<константа>]…

Пример. READ x, y

DATA 2,3.5

При исполнении оператора первой переменной после READ присваивается значение первой константы после DATA, второй переменой – значение второй константы и т.д.

 

3.3.2. Операторы ввода – вывода

 

Операторы ввода-вывода обеспечивают обмен информацией между памятью и внешними устройствами.

Ввод данных с клавиатуры осуществляется с помощью оператора INPUT его формат имеет вид:

INPUT [<"приглашение"> {; или ,}] <переменные>

печатает знак "?" без знака "?"

Оператор приостанавливает исполнение программы, выводит на экран "приглашение", поясняющее обычно, какие данные и в каком порядке надо вводить, и ждет ввода значений переменных. После нажатия ENTER при вводе программа переходит к исполнению следующего оператора.

Пример. В программе: INPUT "Введите значение х = ", х

На экране: Введите значение х = _

Вывод данных на экран дисплея осуществляется с помощью оператора PRINT. Его формат имеет вид:

PRINT [<список выражений>]

Пример. В программе: INPUT "Введите значение х =", х

PRINT "х в квадрате равно"; x^2

На экране: Введите значение х =

х в квадрате равно 25

 

Рекомендации по оформлению программы:

1) Размещать в каждой строке по одному оператору. Это облегчает отладку. Если в строке больше одного оператора, то они разделяются двоеточием.

2) Сопровождать программу комментарием, что облегчает ее понимание. Комментарием считается весь текст до конца строки после ключевого слова REM или апострофа '.

3) Начинать программу с оператора CLS очистки экрана.

4) Заканчивать программу оператором END останова программы.

Пример линейной программы. Вычислить

y = [2 (x² + 10) + 3 (x³ + 5)] / [ 4 (x² + 10) + 5 (x³ + 5)]

АлгоритмПрограмма

CLS

REM

DEFSNG x, A, B, y

INPUT ""

A = x ^ 2 + 10

B = x ^ 3 + 5

y = (2 * A + 3 * B) / (4 * A + 5 * B)

PRINT "y = "; y

END

 

 

Программирование разветвляющихся алгоритмов

"Ветвление" программы позволяет осуществить условные операторы, основным из которых является оператор IF. Этот оператор может быть записан… IF <логическое выражение> THEN <операторы 1> [ELSE <операторы… Здесь "операторы 1" выполняются, когда логическое выражение истинно, а "операторы 2" – когда…

Программирование циклических алгоритмов

Для организации в программе циклов используются операторы цикла, одним из которых является оператор FOR … NEXT. Этот оператор используется для… FOR <счетчик>=<начало> TO <конец> [STEP <шаг>] <операторы цикла>

ТЕМА 4. АРИФМЕТИЧЕСКИЕ И ЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭВМ

 

Системы счисления

Системой счисления называется способ изображения чисел с помощью ограниченного набора цифр. Различают позиционные и непозиционные системы счисления.… Пример. А (10) = 10 210 110 0 / 375, B (2) = 2 22 12 0 / 101 Здесь нижний индекс обозначает основание системы счисления. В ЭВМ для представления чисел используется двоичная…

Перевод чисел из одной системы в другую

Поскольку для представления вводимой в ЭВМ и выводимой из нее информации используются, как правило, недвоичные системы счисления, то возникает необходимость в алгоритмах перевода чисел из одной системы в другую. Правила перевода для целых и дробных чисел различаются. В качестве примера рассмотрим перевод целых чисел.

 

Перевод целых чисел

Пример. Найти двоичное представление для числа А(10) = 43(10) = = к5к4к3к2к1к0 - искомое двоичное представление 43(10) = 101011(2)    

Формы представления чисел в ЭВМ

Совокупность разрядов, отведенных для представления двоичного числа, образует разрядную сетку ЭВМ. Количество разрядов в разрядной сетке называется… 1) диапазон представимых чисел 2) минимальное по модулю представимое число не = 0 (точность решения)

Логические основы ЭВМ

Не только числа, но и вся остальная информация представлена в ЭВМ двоичными кодами. Эта двоичная информация обрабатывается узлами ЭВМ, среди которых… 1) комбинационные узлы (узлы без памяти) 2) узлы с памятью (узлы, использующие свою локальную память)

ТЕМА 5. УСТРОЙСТВА ПЕРСОНАЛЬНОГО КОМПЬЮТЕРА

Основными блоками персонального компьютера (ПК) являются: - системный блок, - монитор,

ТЕМА 6. ОПЕРАЦИОННАЯ СИСТЕМА WINDOWS 98

 

История появления и основные свойства операционной системы

История развития операционных систем для персональных компьютеров – это история разработок монополиста в этой области – фирмы Microsoft. 1981 г. - разработана ОС MS DOS. Недостатки: 1) примитивность интерфейса (командная строка)

Графический интерфейс Windows 98

Графический интерфейс Windows характеризуется следующими особенностями: 1) позволяет пользователю осуществлять необходимые действия с программами и… 2) обеспечивает единообразие технологии работы с любым приложением Windows

Многозадачность Windows 98

Многозадачность операционной системы определяется как способность параллельного исполнения 2-х и более приложений. Например, возможно редактирование… При кооперативной многозадачности (Windows 3.1) операционная система не…  

Внедрение и связывание объектов

Операционная система Windows 98 позволяет создавать комплексные документы, содержащие несколько разных типов данных. Например, рисунок, созданный в… Появлению этой технологии способствовало свойство многозадачности, присущее… Внедрение объектов. При внедрении код рисунка полностью пере-носится в код текста. Связь с файлом рисунка теряется.…

Масштабируемые шрифты

Шрифт – это набор символов, выполненных единообразно по начертанию, размеру, наклону и толщине линий. Семейство шрифтов, совпадающих по начертанию,…    

ТЕМА 7. ПАКЕТЫ ПРИКЛАДНЫХ ПРОГРАММ

 

Классификация пакетов прикладных программ

 

Прикладное программное обеспечение состоит из из пакетов прикладных программ и рабочих программ пользователя. Пакет прикладных программ – это комплекс программ, предназначенный для решения задач определенного класса.

 

 

Рабочая программа пользователя – это программа, предназ-наченная для конкретной задачи пользователя. Рабочая программа пользователя может быть разработана с использованием одного или нескольких пакетов прикладных программ. Различаются следующие типы ППП:

1) общего назначения

2) проблемно-ориентированные

3) коммуникационные

 

Пакеты прикладных программ общего назначения

1) Текстовые редакторы, предназначенные для создания и обработки текстовых документов (Microsoft Word) 2) Графические редакторы, предназначенные для создания и обработки графических… 3) Настольные издательские системы соединяют в себе возможности текстовых и графических редакторов (Page Maker)

Проблемно-ориентированные ППП

1) ППП для промышленной сферы 2) ППП для непромышленной сферы 3) ППП для отдельных предметных областей.

ТЕМА 8. ТАБЛИЧНЫЕ ПРОЦЕССОРЫ

 

Назначение и история появления табличных процессоров

Практически в любой области деятельности человека, но в особенности в экономической, возникает необходимость в представлении данных в виде таблиц.… Любую таблицу можно оформить в текстовом процессоре, а значения зависимых… Идея ТБП возникла у студента Гарвардского университета Дэна Бриклина в 1979 году. Результат – появление ТБП VisiСalc,…

Основные понятия

 

Электронная таблица (ЭТ) – это компьютерный эквивалент обычной таблицы, в клетках (ячей-ках) которой записаны дан-ные различных типов: тексты, даты, формулы и числа. Для создания и уп-равления ЭТ используется специальный пакет прог-рамм – табли-чный процессор. Рабочая область экрана при использовании ТБП состоит из строк и столбцов, имеющих свои имена (заголовки). Имена строк – их порядковые номера. Имена столбцов – это буквы латинского алфавита и их сочетания сначала от Aдо Z, затем от AA до AZ. В ТБП Excel 256 столбцов и более 65,5 тысяч строк. Пересечение строки и столбца образует ячейку таблицы, имеющую уникальный адрес – сочетание имен столбца и строки. В электронной таблице существует понятие блока ячеек (диапазона, интервала). Блоком может быть ячейка или часть строки, столбец или часть столбца, а также прямоугольник, состоящий из нескольких строк и столбцов или их частей. Блок, как и ячейка, имеет уникальный адрес, образованный адресами первой и последней его ячеек, разделенных двоеточием. Например, D4:F5 (см. рис.). Любая команда ЭТ требует указания блока ячеек, в отношении которых она должна быть выполнена. Это указание осуществляется либо набором с клавиатуры адреса этого блока, либо выделением соответствующей части таблицы.

 

Интерфейс и объекты ТБП

При работе с ЭТ на экран выводятся рабочее поле таблицы и панель управления. Последняя включает в себя: главное меню, вспомогательную область… Строка главного меню содержит имена основных режимов ТБП. Выбрав один из них…     Вспомогательная область управления включает строку состояния, панели инструментов,…

Данные, хранимые в ячейках ЭТ

В каждую ячейку пользователь может ввести данные одного из следующих типов: 1) Текст – это любая последовательность символов, используемых для заголовков… 2) Число - это числовая константа. В рамках одной и той же таблицы могут использоваться разные числовые форматы:

Режимы работы ТБП

Основными режимами работы ТБП являются режимы: - готовности, - ввода данных,

Формирование структуры электронной таблицы и ввод исходных данных

Работа с ЭТ в общем случае предполагает 4 этапа: 1) Формирование структуры ЭТ и ввод исходных данных. 2) Работа с данными ЭТ.

Копирование и перемещение информации.

Понятие абсолютной и относительной ссылок

Таблицы зачастую содержат большое количество однотипных, а иногда и одинаковых данных. В случае таблицы, выполненной на бумаге, такие данные… Абсолютной называется ссылка, не изменяющаяся при копировании содержащей ее… Относительной называется ссылка, автоматически изменяющаяся при копировании содержащей ее формулы. Изменение…

Способы копирования и перемещения

1) Применение буфера обмена. Буфер обмена – это область оперативной памяти, предназначенная для временного хранения информации. Копируемая или… 2) Метод перетаскивания с помощью левой клавиши мыши. Курсор мыши наводится на… Перетаскивание с помощью правой клавиши мыши. (обладает большими функциональными возможностями). Выполняются действия…

Работа с данными

 

Объединение электронных таблиц

Работа с данными составляет 2-й этап технологии применения ТБП, а объединение таблиц можно осуществить путем их связы-вания. Поскольку зачастую… Две таблицы называются связанными, когда в ячейках одной из них присутствуют… Пример. Пусть таблица "Прайс-лист" содержит цены на прода-ваемые книги, а таблица "Калькуляция" –…

Сортировка данных

В случае, когда рассматриваемая таблица имеет большие размеры, работа с ней становится затруднительной. В связи с этим в Excel предусмотрены… Под сортировкой данных, размещенных в таблице, понимается упорядочивание строк…

Фильтрация данных

       

Сводные таблицы

Пример. (учебный) Объем продаж ПК на мировом рынке. Рассмотрим следующую ситуацию, Фирма собирает статистическую информацию о… Сначала получим результат вручную, а затем кратко охаракте-ризуем компьютер-ную технологию. Ре-зультат представляет-ся…