рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Математические первоисточники.

Математические первоисточники. - раздел Компьютеры, Компьютер, его механические и математические первоисточники В Первых Механических Предшественниках Компьютера Числа Представлялись Либо В...

В первых механических предшественниках компьютера числа представлялись либо в виде линейных перемещений цепных и реечных механизмов, либо в виде угловых перемещений зубчатых и рычажных механизмов. Перемещения → большие габариты – низкая скорость. Только переход от регистрации перемеще-ний к регистрации сигналов позволил снизить габариты и повысить быстродействие. Для этого потребовалось ввести ряд важных принципов и понятий.

Двоичная система Лейбница. В электрических и электронных устройствах речь идет не о регистрации положений элементов конструкции, а о регистрации состояний элементов устройства. Таких устойчивых и различимых состояний всего два: включен – выключен; открыт – закрыт; заряжен – разряжен и др.

Возможность представления любых чисел (и не только чисел) двоичными цифрами впервые была предложена Готфридом Вильгельмом Лейбницем в 1666 г. «Об искусстве комбинаторики». Он пришел к двоичной системе счисления, зани-маясь исследованиями философской концепции единства и борьбы противоположностей. Попытка представить мироздание в виде непрерывного взаимодействия двух начал ("черного" и "белого", мужского и женского, добра и зла) и применить к его изучению методы "чистой" математики подтолкнули Лейбница к изучению свойств двоичного представления данных с помощью нулей и единиц.

Лейбниц впервые высказал мысль о возможности машинного моделирования человеческих функций; ввёл термин «модель».

Математическая логика Джорджа Буля.

Буль (Boole) Джордж (1815-1864), английский математик и логик. Не имея специального математического образования, в 1849 стал профессором математики в Куинс-колледже в Корке (Ирландия), где преподавал до конца жизни. Б. почти в равной мере интересовали логика, математический анализ, теория вероятностей, этика Б. Спинозы, философские работы Аристотеля и Цицерона. В работах «Математический анализ логики» (1847), «Логическое исчисление» (1848), «Исследование законов мышления» (1854) Б. заложил основы математической логики.

Занимаясь исследованием законов мышления, он применил в логике систему формальных обозначений и правил, близкую к математической (алгебра логики, булева алгебра). Результатом формального расчета логического выражения является одно из двух логических значений: истина или ложь.

Значение логической алгебры долгое время игнорировалось, поскольку она не находила применение в науке и технике того времени. С появлением электронной техники операции, введенные Булем, оказались весьма полезны. Они изначально ориентированы на работу только с двумя сущностями: истина и ложь, что хорошо согласуется с двоичным кодом, который в современных компьютерах тоже представляется всего двумя сигналами: ноль и единица.

Основные булевы операции, их использование в устройствах автоматики, трехмерном моделировании, программировании.

 

3.1 Теоретические основы программирования

 

 

3.1.1. Понятие данных, информации.

 

Нас окружает материальный мир. Состояния абсолютного покоя не существует, все физические объекты находятся в состоянии непрерывного движения и изменения, которые сопровождаются обменом энергии и ее переходом из одной формы в другую.

Все виды энергообмена сопровождаются появлением сигналов, которые каким-либо образом регистрируются (погода: разность атмосферного давления вызывает ветер, величина которого фиксируется на метеостанции).

Данные – это зарегистрированные сигналы.

Данные несут в себе информацию о событиях, произошедших в материальном мире. Однако нельзя поставить знак тождества "данные = информация". Наблюдая излучения далеких звезд, человек получает определенный поток данных, но станут ли эти данные информацией, зависит от многих обстоятельств.

Прослушивая передачу на незнакомом языке, мы получаем данные, но не получаем информацию в связи с тем, что не владеем методом преобразования данных в известные нам понятия (не знаем языка).

Информация – это продукт взаимодействия данных и адекватных им методов

 

В ходе информационного процесса данные преобразуются из одного вида в другой, обработка данных включает в себя множество различных операций, та-кие, как сбор данных, их фильтрация, сортировка, архивация, защита, транспортировка, преобразование и многие другие. Работа с информацией может иметь огромную трудоемкость, и ее надо автоматизировать.

Объем рынка информационных технологий (индустрия программного обеспечения) в 2000 г. приблизительно равен 4 трлн. долл., что составляет около 10 % от общего объема валового внутреннего продукта всех стран мира.

Развитие индустрии информационных технологий в России могло бы в течение нескольких лет выйти на объемы продаж, сопоставимые с объемами экспорта природного российского газа. Особенно крупных капиталовложений для этого не требуется.

Отечественная система отраслевых НИИ и КБ практически полностью разрушена, следовательно, целесообразно развивать индустрию информационных технологий при крупных университетах.

Основные направления развития, наиболее перспективные области:

· системы автоматизации проектирования и программирования различного назначения;

· информационные технологии с элементами искусственного интеллекта;

· программные и аппаратные средства так называемой «компьютерной математики» (Дьяконов В. П. Компьютерная математика. Теория и практика. М., Нолидж, 2000, 196 с.);

· средства педагогической информатики – для информатизации сферы образования и информационной поддержки образовательного процесса.

К сведению:

· зарплата программиста средней квалификации в США в 2002 г. составляла 150-180 тыс. долл. в год;

· английский язык становится не только самым распространенным языком международного общения, но и базовым языком глобального информационного общества; на английском языке представлено около 90 % научных знаний и более 80 % электронных баз данных;

· по данным ООН (2003 г.) сегодня в мире свободно владеют английским языком около 500 млн. чел. (8,5 % населения планеты), 1200 млн. чел. (20 %) изучают его и знают в качестве первого иностранного языка;

· одна из актуальных проблем формирования современной информатизационной культуры России – проблема формирования у граждан России хорошего знания русского языка: уровень его изучения в школах за последнее десятилетие значительно снизился и продолжает падать (количество часов сокращается, вводятся второстепенные предметы);

· исследования показывают, что в условиях информационного общества, помимо высокого уровня общей образованности человека, наиболее востребованными и ценными его качествами будут интеллект и способность к творчеству.

Развитие интеллекта современная психология связывает с деятельностью левого полушария головного мозга человека (логическое мышление), правое полушарие отвечает за процессы образного мышления и пространственного воображения, которые являются наиболее характерными для творчества.

Системы образования европейского типа, в том числе и российская, основное внимание уделяют развитию интеллектуальных способностей человека, способность к творчеству не используется и не развивается.

3.1.2. Способы представления информации. Двоичная система исчисления. Двоичная арифметика.

 

 

Для автоматизации работы с данными, относящимися к различным типам, важно унифицировать их форму представления. Для этого используется кодирование.

Кодирование – выражение данных одного типа через данные другого типа.

Примеры кодирования:

· человеческие языки: кодирование понятий для выражения мыслей посредством речи;

· азбуки – кодирование языка с помощью графических символов (букв);

· математические записи, азбуки глухонемых и слепых (система Брайля), азбука Морзе и др.

В вычислительной технике: двоичное кодирование, основана на представлении данных последовательностью всего двух знаков: 0 и 1. Эти знаки называются двоичными цифрами (binary digit, bit), или битами.

Одним битом могут быть выражены два понятия: 0 или 1 (да или нет, чер-ное или белое, истина или ложь и т. п.).

Два бита (4 понятия): 00 01 10 11;

три бита (8 значений): 000 001 010 011 100 101 110 111

или N = 2m ,

где N – количество независимых кодируемых значений;

m – разряд (количество бит для кодирования).

Целое число делится пополам до тех пор, пока частное не будет равно 1. Совокупность остатков от каждого деления, записанная справа налево вместе с последним частным, даст двоичный аналог десятичного числа.

17 / 2 = 8 + 1,

8 / 2 = 4 + 0,

4 / 2 = 2 + 0,

2 / 2 = 1 + 0,

1710 = 100012 = 1•20 + 0•21 + 0•22 + 0• 23 + 1• 24.

Для кодирования чисел 0 – 255: 8 разрядов двоичного кода (8 бит);

0 – 65535: 16 бит; 24 бита – более 16,5 миллионов различных значений.

Для кодирования действительных чисел используют 80-разрядное кодирование. При этом число предварительно преобразуется в нормализованную форму:

3,1415926 = 0,31415926 • 101;

Первая часть числа называется мантиссой (для ее хранения отводят большую часть из 80 разрядов, вместе со знаком), вторая – характеристикой (фиксированное число разрядов, со знаком).

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Компьютер, его механические и математические первоисточники

На сайте allrefs.net читайте: "Компьютер, его механические и математические первоисточники"

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Математические первоисточники.

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Компьютер, его механические и математические первоисточники.
Компьютер – это электронный прибор, предназначенный для автоматизации создания, хранения, обработки и транспортировки данных. Отличительный признак – электронный. Известны механич

Механические первоисточники.
Первое в мире автоматическое устройство для выполнения операции сло-жения было создано на базе механических часов ("суммирующие часы"). В 1623 г. его разработал Вильгельм Шикард, профессо

Кодирование текстовых данных
Если каждому символу алфавита сопоставить определенное целое число, то с помощью двоичного кода можно кодировать и текстовую информацию. 8 разрядов – 256 символов: английские и русские бук

Кодирование графических данных. Векторная и растровая графика. Кодирование цвета.
Существует два способа представления графических изображений – растровый и векторный. Соответственно различают растровый и векторный форматы графических файлов, содержащих информацию графического и

Структура алгоритмов
В 60-х годах ХХ в. было доказано, что любой сколь угодно сложный алгоритм можно представить с использованием трех основных структур (называются базовыми): – следование – последовательное в

Технология программирования и основные этапы ее развития
Написать программу в машинном коде весьма сложно, причем эта сложность резко возрастает с увеличением размера программы и трудоемкости решения нужной задачи. Практически все программы созд

Компиляторы и интерпретаторы
C помощью языка программирования создается не готовая программа, а только ее текст (исходный код), описывающий ранее разработанный алгоритм. Чтобы получить работающую программу, этот текст надо либ

Уровни языков программирования
Языки программирования низкого уровня: ориентированы на конкретный тип процессора и учитывают его особенности (разные типы процессоров имеют разные наборы команд); "низкий уровень" не озн

Обзор языков программирования высокого уровня
Fortran (Фортран). Первый компилируемый язык, создатель – Джим Бэкус, 50-е гг. (разработан для математиков – "формулы транслировать"). Основной кри-терий при разработке к

Языки программирования баз данных
База данных (БД) – сами данные, находящиеся в памяти ЭВМ и каким-либо образом структурированные. Система управления базой данных (СУБД) – совокупность программных средств, с помощью которы

Языки программирования для Интернета
С развитием глобальной сети было создано много языков программирования, адаптированных специально для Интернета. Характерные особенности: языки являются интерпретируемыми, интерпретаторы для них ра

Средства создания программ.
В общем случае для создания программы на выбранном языке программирования нужно иметь следующие компоненты. 1. Текстовый редактор. Так как текст программы записывается с помощью к

Первые языки программирования
В пятидесятые годы двадцатого века с появлением компьютеров на электронных лампах началось бурное развитие языков программирования. Компьютеры, стоившие в то время значительно дороже, чем разработк

Области применения языков программирования
В настоящее время языки программирования применяются в самых различных областях человеческой деятельности, таких как: · научные вычисления (языки C++, FORTRAN, Java); ·

Парадигмы программирования
Синтаксис языка описывает систему правил написания различных языковых конструкций, а семантика языка программирования определяет смысл этих конструкций. Синтаксис языка программирования может быть

Стандартизация языков программирования
Концепция языка программирования неотрывно связана с его реализацией. Для того чтобы компиляция одной и той же программы различными компиляторами всегда давала одинаковый результат, разрабатываются

Среда проектирования
С развитием языков программирования совершенствовались и средства разработки программ – от режима командной строки до интегрированной среды проектирования. Такая среда предоставляет удобный графиче

Редактор Visual Basic
Прежде чем начать работу с редактором Visual Basic, нужно его открыть. Во всех приложениях Office, в том числе Excel, это делается одинаково (рис. 1): – в меню Сервис - Макрос

Создание первой программы
Последовательность действий для создания Вашей первой программы следующая: 1. В редакторе VBA добавьте в проект стандартный модуль, выбрав команду Insert – Module

Алфавит языка
Программы составляются и записываются по определенным правилам с помощью алфавита языка VBA. Алфавит языка – это упорядоченное множество букв, цифр и специальных знаков. Алфавит включает в

Типы данных
Типы данных относятся к самым фундаментальным понятиям любого языка программирования. В языке VBA предусмотрены следующие типы данных: ─ числовые, ─ строковые (символь

Формы записи вещественных чисел в программе
Вещественные числа записываются в двух форматах: – основная (естественная) форма записи с фиксированной точкой. Десятичная точка отделяет целую часть от дробной. Знак плюс и нулевую целую

Переменные
Переменная – это величина, значение которой может изменяться в ходе выполнения программы. Переменная характеризуется именем (идентификатором), типом и значением. Имя переменной со

Константы
Константа – это величина, значение которой не изменяется в ходе выполнения всей программы. Константы бывают числовые и строковые (символьные). В программе константы объявляются в

Встроенные функции
В VBA имеется большой набор встроенных функций, использование которых существенно упрощает программирование. Эти функции можно разделить на следующие основные категории: ─ математиче

Выражения
Выражения представляют собой последовательную запись операндов, т.е. констант, переменных, функций, или любых их комбинаций, образованную с помощью знаком арифметических операций, операций отношени

Структура программы
Программа на языке VBA записывается в стандартном модуле и оформляется в виде процедуры пользователя. Формат процедуры (программы) в общем случае следующий: SUB имя_процедуры (список аргум

Линейный вычислительный процесс
Линейные вычислительным процессом называется процесс, в котором все операторы выполняются последовательно друг за другом. Любая линейная программа состоит из: 1) описания

Программирование разветвляющихся вычислительных процессов
  В большинстве задач не удается представить алгоритм в виде линейной структуры, т.к. задачи обычно содержат различные условия, требующие выбора одного из возможных направлений продол

End If.
В том случае, если условие принимает значение True, то выполняется один блок программного кода, а если условие принимает значение False, то выполняется другой. Если структура

Структурное программирование.
При программировании модуля следует иметь ввиду, что программа должна быть понятной не только компьютеру, но и человеку: и разработчик модуля, и лица, проверяющие модуль, и тестовики, готовящие тес

Пошаговая детализация и понятие о псевдокоде.
Структурное программирование дает рекомендации о том, каким должен быть текст модуля. Возникает вопрос, как должен действовать программист, чтобы построить такой текст. Иногда программирование моду

Контроль программного модуля.
Применяются следующие методы контроля программного модуля: · статическая проверка текста модуля; · сквозное прослеживание; · доказательство свойств программного модуля.

История структурного программирования и проектирования программ
Методология структурного программирования и проектирования программ появилась как следствие возрастания сложности решаемых на компьютерах задач, и соответственного усложнения программного обеспечен

Экспертные системы в управлении энергетическими системами
  Современное состояние объектов топливно-энергетического комплекса и химической технологии кратко можно определить как опасное для окружающей среды в целом и для персонала этих объек

Поиск решений с помощью оптимизационных методов
Очень часто в расчетах задачах электроэнергетики требуется найти оптимальное решение. Оптимизация – процесс выбора наилучшего варианта из множества возможных или процесс приведения системы

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги