рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Основы информатики

Основы информатики - раздел Информатика, Министерство Образования И Науки Российской Федерации ____________...

Министерство образования и науки Российской Федерации

____________

Псковский

государственный политехнический институт

______________________________________________________________

Основы информатики

И

Информационных технологий

Часть 1

Основы информатики

Пособие для поступающих в вуз

Санкт-Петербург/Псков

Издательство СПбГПУ

Рекомендовано к изданию Научно-методическим советом Псковского государственного политехнического института

Содержание

Стр.

 

Предисловие............................................................................................. 5

Введение.................................................................................................... 6

Рабочая программа по дисциплине «информатика»............................... 9

Часть. 1. Основы информатики............................................................... 16

1. Информация и информационные процессы.................................... 16

1.1.Понятие информации.Информация и информационные процессы. 16

1.2.Свойства информации................................................................. 18

1.3.Методы обработки данных.......................................................... 19

1.4.Структуры данных...................................................................... 19

1.5.Информационные процессы........................................................ 20

1.6.Информационные основы процессов управления.......................... 21

1.7.Информационная деятельность человека. Основные характерные черты информационного общества............................................. 22

1.8.Тренировочные тестовые задания по разделу 1........................... 23

2. Представление информации............................................................ 25

2.1.Язык как способ представления информации. Количество информации. 25

2.2.Вероятностный подход к определению количества информации. Понятие энтропии. 28

2.3.Формы представления информации............................................. 30

2.4.Кодирование информации. Двоичное кодирование. Единицы измерения количества информации............................................................. 34

2.5.Тренировочные тестовые задания по разделу 2........................... 36

3. Системы счисления и основы логики............................................. 38

3.1.Системы счисления..................................................................... 38

3.2.Системы счисления, используемые в компьютере......................... 39

3.3.Перевод чисел из одной системы счисления в другую.................. 40

3.4.Двоичная арифметика. Арифметические операции в позиционных системах счисления................................................ 42

3.5.Основные понятия логики........................................................... 51

3.6.Логические операции.................................................................. 52

3.7.Логические выражения............................................................... 54

3.8.Базовые логические элементы..................................................... 56

3.9.Построение сумматоров на логических элементах........................ 58

3.10.Тренировочные тестовые задания по разделу 3......................... 59

4. Компьютер....................................................................................... 65

4.1.Архитектура компьютера............................................................ 65

4.2.Базовая аппаратная конфигурация персонального компьютера (ПК). 68

4.3.Системный блок......................................................................... 71

4.4.Микропроцессоры ПК.................................................................. 72

4.5.Классификация памяти ПК.......................................................... 73

4.5.1.Внутренняя память................................................................... 73

4.5.2.Внешняя память....................................................................... 75

4.6.Периферийные (внешние) устройства ПК..................................... 81

4.7.Классификация программного обеспечения ПК............................ 89

4.7.1.Системное ПО.......................................................................... 90

4.7.2.Прикладное ПО...................................................................... 102

4.8.Файловая система и файловая структура.................................... 105

4.9.Правовая охрана программ и данных......................................... 108

4.10.Тренировочные тестовые задания по разделу 4........................ 111

5. Моделирование и формализация................................................... 119

5.1.Моделирование как метод познания.......................................... 119

5.2.Виды моделей. Классификация моделей..................................... 121

5.3.Понятие о технологии информационного моделирования........... 123

5.4.Исследование информационных моделей конкретных предметных областей. 125

5.5.Тренировочные тестовые задания по разделу 5......................... 129

6. Алгоритмизация и программирование.......................................... 132

6.1.Алгоритм. Формальное исполнение алгоритмов......................... 132

6.2.Свойства алгоритмов................................................................ 133

6.3.Способы записи алгоритма........................................................ 134

6.4.Основные алгоритмические конструкции. Детализация алгоритмов................................................................................................. 138

6.5.Методы разработки алгоритмов................................................ 139

6.6.Понятие о языках программирования. Классификация языков программирования. 139

6.7.Средства создания программ..................................................... 141

6.8.Базовые элементы алгоритмических языков программирования.. 142

6.9.Основные типы данных............................................................. 143

6.10.Операторы языка программирования....................................... 145

6.11.Подпрограммы........................................................................ 147

6.12.Технологии программирования................................................ 148

6.13.Тренировочные тестовые задания по разделу 6........................ 150

Ответы на примерные тестовые задания............................................... 155

Приложение. Содержание части 2 «Основы информационных технологий»... 157

Литература для самостоятельной подготовки...................................... 158

 

Предисловие

Издание «Основы информатики», являющееся частью 1 пособия для поступающих в вуз «Основы информатики и информационных технологий», состоит из введения, рабочей программы учебного курса «Информатика» иразделов 16, в каждом из которых содержится краткая теоретическая справка и примеры тестовых заданий, подобных тем, которые будут выноситься на вступительные испытания по дисциплине «Информатика» в Псковский государственный политехнический институт.

По структуре содержание издания «Основы информатики» соответствует структуре части 1 рабочей программы учебного курса «Информатика», составленной на основе требований обязательного минимума содержания среднего (полного) общего образования к дисциплине «Информатика», утвержденного приказом Министерства образования РФ «Об утверждении обязательного минимума содержания среднего (полного) общего образования» от 30.06.1999 № 56.

Неотъемлемой часть пособия для поступающих в вуз «Основы информатики и информационных технологий» является часть2 «Основы информационных технологий». Во второй части (разделы 712) рассматриваются вопросы построения и применения прикладных информационных технологий.

Особенностью данного издания является то, что при изучении учебного материала не предусматривается освоение конкретных информационных технологий, конкретных операционных систем и программных средств.

Введение

Еще не очень давно под информатикой понимали научную дисциплину, изучающей структуру и общие свойства научной информации, а также закономерности всех процессов научной коммуникации — от неформальных процессов обмена научной информацией (при непосредственном устном и письменном общении ученых и специалистов) до формальных процессов обмена путем научной литературы. Это понимание было близко к таким, как “библиотековедение”, “книговедение”. Синонимом понятия “информатика” иногда служил термин “документация”.

Стремительное развитие вычислительной техники изменило содержание понятия “информатика”, придав ему значительно более направленный на вычислительную технику смысл. По этим причинам имеются до сих пор различные толкования этого термина. Так, в Америке применяется термин “Computer Science” — наука о компьютерах. Этот же термин зачастую переводится как “системотехника”. Однако, наиболее правильным будет следующее толкование термина “информатика”.

Определение. Информатика — наука, изучающая свойства информации, а также способы представления, получения, накопления, преобразования, обработки, передачи и использования информации с помощью средств вычислительной техники и других технических устройств.

Предметом изучения информатики являются:

§ теоретические вопросы информатики, связанные с теорией информации, теорией алгоритмов, математической логикой и комбинаторным анализом;

§ практические вопросы информатики, связанные с программированием и использованием прикладных программ;

§ вопросы проектирования, разработки и использования технических средств обработки информации.

Теоретическая информатика является фундаментом для построения общей информатики. Она занимается построением моделей, построением дискретных множеств, которые описывают эти модели. Неотъемлемой частью теоретической информатики является логика.

Определение. Логика — совокупность правил, которым подчиняется процесс мышления. Математическая логика изучает логические связи и отношения, лежащие в основе дедуктивного (логического) вывода.

Важной частью теоретической информатики является Симеотика.

Симеотика исследует знаковые системы, составляющие которых - знаки - могут иметь самую разнообразную природу, лишь бы в них можно было выделить три составляющие, связанные между собой договорными отношениями: синтаксис (или план выражения), семантику (или план значения) и прагматику (или план использования). Симеотика позволяет установить аналогии в функционировании различных систем как естественного, так и искусственного происхождения. Ее результаты используются в компьютерной лингвистике, искусственном интеллекте, психологии и других науках.

Другой важно частью теоретической информатики является Кибернетика.

Кибернетика возникла в конце 40-х годов, когда Н.Винер выдвинул идею, что правила управления живыми, неживыми и искусственными системами имеют много общих черт. Именно эта идея привела к появлению первых компьютеров. Сегодня кибернетика может рассматриваться как направление информатики, рассматривающее создание и использование автоматизированных систем управления разного назначения и степени сложности.

В 1978 году международный научный конгресс официально закрепил за "информатикой" следующие понятие:

Определение. Информатика — это научные и производственно-экономические области, связанные с разработкой, созданием, использованием и материально-техническим обслуживанием систем обработки информации, включая компьютеры и их программное обеспечение, а также организационные, коммерческие, административные и социально-политические аспекты компьютеризации — массового внедрения компьютерной техники во все области жизни людей.

Таким образом, информатика — это комплексная научная дисциплина с широчайшим диапазоном применения и она базируется на компьютерной технике и немыслима без нее. Вот ее приоритетные направления:

§ разработка вычислительных системипрограммного обеспечения;

§ Теория информации, изучающая процессы, связанные с передачей, приёмом, преобразованием и хранением информации;

§ Математическое моделирование, методы вычислительной и прикладной математики и их применение к фундаментальным и прикладным исследованиям в различных областях знаний;

§ Методы искусственного интеллекта, моделирующие методы логического и аналитического мышления в интеллектуальной деятельности человека (логический вывод, обучение, понимание речи, визуальное восприятие, игры и др.);

§ Системный анализ, изучающий методологические средства, используемые для подготовки и обоснования решений по сложным проблемам различного характера;

§ Биоинформатика, изучающая информационные процессы в биологических системах;

§ Социальная информатика, изучающая процессы информатизации общества;

§ Методы машинной графики, анимации, средства мультимедиа;

§ Телекоммуникационные системыисети, в том числе, глобальные компьютерные сети, объединяющие всё человечество в единое информационное сообщество;

§ Разнообразные приложения, охватывающие производство, науку, образование, медицину, торговлю, сельское хозяйство и все другие виды хозяйственной и общественной деятельности.

Российский академик А.А. Дородницын (1910 — 1994) выделял в информатикетри неразрывно и существенно связанные части — технические средства, программныеиалгоритмические.

§ Технические средства, или аппаратура компьютеров, в английском языке обозначаются словом Hardware, которое буквально переводится как "твердые изделия".

§ Программные средства, под которыми понимается совокупность всех информационных и компьютерных технологий, программных систем, используемых компьютерами, и область деятельности по их созданию и применению, называемые английским словом Software (в буквальном переводе — "мягкие изделия"). Это слово (Software) подчеркивает равнозначность самой машины и программного обеспечения, а также способность программного обеспечения модифицироваться, приспосабливаться и развиваться.

§ Алгоритмические компоненты, под которыми понимается разработка способа решения научной и прикладной задачи программными средствами в виде последовательности действий, ведущих от исходных данных к искомому результату. Иными словами это построение алгоритма решения задачи с использованием разнообразных методов и приемом теории алгоритмов, системного анализа, математического моделирования, принципов искусственного интеллекта, для описания которого используют термин Brainware (от англ. brainинтеллект).

Роль информатики в развитии общества чрезвычайно велика. С ней связано начало революции в области накопления, передачииобработки информации. Эта революция, следующая за революциями в овладении веществом и энергией, затрагивает и коренным образом преобразует не только сферу материального производства, но и интеллектуальную, духовную сферы жизни как человека-индивидуума, так и общества в целом.

 

Рабочая программа по дисциплине «информатика»

Утверждена

Приемной комиссией Псковского

государственного политехнического института

1 марта 2004 г., протокол № 2.

Часть. 1. Основы информатики

Понятие информации. Информация и информационные процессы. Свойства информации: Полнота или качество, Достоверность, Адекватность,… Методы обработки данных: Сбор, Транспортировка, Формализация, Фильтрация данных, Сортировка, Защита, Архивация,…

Часть 2. Информационные технологии

Текстовые редакторы и процессоры: Назначение, Основные функции, Классификация. Форматы текстовых файлов. Понятие о тексте и его обработке: Текстовый файл, Основные элементы текстового… Этапы формирования текстового электронного документа: Создание документа или его Загрузка, Ввод текста, Редактирование…

Часть. 1. Основы информатики

1. Информация и информационные процессы

p Понятие информации. Информация и информационные процессы.

p Свойства информации.

p Методы обработки данных.

p Структуры данных.

p Информационные основы процессов управления.

p Информационная деятельность человека.

Понятие информации. Информация и информационные процессы.

Сложность явления информации, его многоплановость, широта сферы применения и быстрое развитие отражается в постоянном появлении новых толкований… Приведем для сопоставления также некоторые другие определения и… § «Информация — это содержание сообщения или сигнала, т.е. сведения, рассматриваемые в процессе их передачи или…

Вывод: не все данные становятся информацией.

Отсюда следует, что

Определение. Информация – это совокупность знаний о фактических данных и зависимостях между ними.

Информацию можно сгруппировать по различным признакам, в частности, следующим:

§ По области возникновения. Информация, отражающая процессы, явления неодушевленной природы называется элементарной или механической, процессы животного и растительного мира — биологической, человеческого общества — социальной.

§ По способу передачи и восприятию. Информацию, передаваемую видимыми образами и символами называют визуальной, ощущениями – тактильной и т.д.

§ По общественному назначению. Информация может быть личной, массовой, социальной.

Свойства информации.

§ Полнотаиликачество информации,определяющее достаточность данных для принятия решения либо для создания новых данных на основе уже имеющихся. § точность информации — это степень детализации описания свойств изучаемого… § Достоверность информации — это показатель истинности, то есть степени близости полученных данных реальным исходным.…

Методы обработки данных.

Можно выделить следующиеметоды обра-ботки данных(рис.1.1): § Сбор данных — это накопление информации с целью обеспечения ее достаточной… § Транспортировка данных — это передача их между источником и приемником информации.

Структуры данных.

§ Линейная структураили списокотличается тем, что ее каждый элемент данных однозначно определяется своим номером в массиве. Пример: Простейшая подобная структура — это обычный список группы. Каждая… В линейной структуре все элементы списка должны быть зарегистрированы под своим адресом, то есть не должно быть двух…

Информационные процессы.

§ Процессы восприятия, храненияинакопления информациичеловеком заключаются в том, что информация воспринимается, запоминается и накапливается в… § Процесс передачи информации от человека к человеку двусторонний: есть… § Процессом обработки информации является ее преобразование по каким-либо правилам или законам.

Информационные основы процессов управления.

Определение. Система – это упорядоченная совокупность разнородных элементов или частей, взаимодействующих между собой и с внешней средой,… Система управления характеризуется наличием двух компонентов (рис.1.2): § Субъекта управле-ния,реализующего формирование целей, принятие решений и обеспечивающего контроль за их…

Информационная деятельность человека. Основные характерные черты информационного общества.

Вот как ЮНЕСКО характеризует понятие «Информационная технология»: Определение. Информационная технология — это комплекс взаимосвязанных,… Сами информационные технологии требуют сложной подготовки, больших первоначальных затрат и наукоемкой техники.

Тренировочные тестовые задания по разделу 1.

(правильные ответы см. в конце пособия).

I. Информация, которая отражает истинное положение дел, называется:

1. Понятной

2. Достоверной

3. Объективной

4. Полной

5. Актуальной

 

II. Информация, которая важна в настоящий момент, называется:

1. Понятной

2. Достоверной

3. Объективной

4. Полной

5. Актуальной

III. Информация, объем которой достаточен для решения поставленной задачи, называется:

1. Понятной

2. Достоверной

3. Объективной

4. Полной

5. Актуальной

IV. По способу восприятия человеком различают следующие виды информации:

1. Текстовую, числовую, графическую, табличную

2. Научную, социальную, политическую

3. Обыденную, производственную, техническую

4. Визуальную, звуковую, тактильную

5. Математическую, биологическую, медицинскую

V. Какую информацию можно отнести к визуальной:

1. Запах цветов

2. Фотографии

3. Музыка

4. Вкус напитка

5. Ощущения холода

VI. Хранить аудиоинформацию можно, используя:

1. Учебник

2. Световую рекламу

3. Книгу

4. Магнитофонную кассету

5. Партитуру музыкального произведения

VII. Записную книжку используют с целью:

1. Передачи информации

2. Обработки информации

3. Хранения информации

4. Защиты информации

5. Транспортировки информации

VIII. Термин «информатизация общества» обозначает:

1. Увеличение количества избыточной информации

2. Увеличение роли средств массовой информации

3. Целенаправленное и эффективное использование информации во всех областях человеческой деятельности, достигаемое за счет массового применения информационных технологий

4. Массовое использование компьютеров

5. Введение изучения информатики в учебные заведения страны

IX. Данные имеют табличную структуру:

1. Список продуктов, которые надо купить

2. Классный журнал со списком класса и оценками

3. Перечень Ваших друзей

4. Список музыкальных альбомов

5. Перечень предметов, которые Вы проходили в 9 классе

X. В процессе управления результатная информация используется для:

1. Отчета работы

2. Хранения в базе данных

3. Вычислений

4. Формирования управленческих решений

5. Воздействия на субъект управления


2. Представление информации

p Язык как способ представления информации.

p Количество информации.

p Вероятностный подход к определению количества информации.

p Понятие энтропии.

p Формы представления информации.

p Кодирование информации.

p Единицы измерения количества информации.

Язык как способ представления информации. Количество информации.

Определение. Информация — это содержание сообщения, сигнала, памяти и т.д. Примечание. Очень важным при этом является способ представления той или иной информации. Только представив информацию в каком-либо…

Вывод: чем больше возможных событий, тем больше начальная неопределенность результата и, главное, тем больше количество информации будет получено после проведения опыта.

§ Семантический подход— количество полученной информации измеряется с учётом её смысла для получателя. Оценивается количество смысла полученной информации, с помощью сравнения объёмов тезаурусов до и после получения информации, т.е. оно равно разности тезауруса Sп до получения информации Sп.0 и после получения информации Sп.1, т.е. I=Sп.1Sп.0 .

Определение. Тезаурус— свод слов, устойчивых словосочетаний, описывающих предметную область, сгруппированных и упорядоченных по некоторым правилам (например, в порядке убывания алфавита).

§ Прагматический подход— количество информации в данном случае оценивается как полезность сообщения. Для этого используется следующее соотношение I= log2 (P1/P0) , где P — вероятность решения задачи: P0 до получения сообщения и P1 после получения сообщения.

Определение. Вероятность— величина, которая может принимать значения в диапазоне от 0 до 1. Она может рассматриваться как мера возможности наступления какого-либо события, которое может иметь место в одних случаях и не иметь места в других.

Получение информации — это, в конечном счете, получение фактов, сведений и данных о свойствах, структуре или взаимодействии объектов и явлений окружающего нас мира с использованием некоторой абстрактной системы символов (жестов, знаков, рисунков и прочее) для представления содержательной информации.

В процессе развития человеческого общества люди выработали большое число подобных систем — языков. Среди них — язык жестов и мимики, язык рисунков и чертежей, язык музыки, разговорные языки и т.д.

Пример: Язык жестов — морской флажковый семафор. Язык музыки — ноты. Языки программирования — Visual Basic, Pascal, Perl, C.

Основой большинства языков является алфавит. Алфавит — это набор символов, из которых можно составить слова и фразы данного языка.

Пример:

§ Латинский алфавит (прописные буквы): A, B, C, D, E, F, G, H, I, J, K, L, M, N, O, P, Q, R, S, T, U, V, W, X, Y, Z.

§ Русский алфавит (прописные буквы): А, Б, В, Г, Д, Е, Ё, Ж, З, И, Й, К, Л, М, Н, О, П, Р, С, Т, У, Ф, Х, Ц, Ч, Ш, Щ, Ъ, Ы, Ь, Э, Ю, Я.

§ Алфавит десятичных цифр: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9.

§ Алфавит двоичных цифр: 0, 1.

Примечание.

Простота двоичного алфавита обеспечила его широкое применение в вычислительной технике. Значения 0 и 1 в компьютерах представляются физическими состояниями “намагничено — не намагничено”, “есть напряжение — нет напряжения”.

Одним из самых распространенных способов представления информации является естественный (разговорный или письменный) язык. Люди обмениваются устными сообщениями, записками, посланиями. Они передают друг другу просьбы, приказы, отчеты о проделанной работе, описи имущества; публикуют рекламные объявления и научные статьи, хранят старые письма и документы. Одним из самых простых способов получения интересующей нас информации у собеседника состоит в задании ему вопросов, которые предполагают ответ, имеющий только два значения — “Да” или “Нет”.

Пример: Задаем человеку такой вопрос: «Вы сегодня обедали?». С одинаковой вероятностью следует ожидать ответ «Да» или «Нет».

 

Примечание.

Обозначить ответы «Да» и «Нет» можно не только словами, но и любым другим образом. Можно было бы взять буквы А и Е, либо цифры 3 и 7. Однако, для простоты записи обычно применяются символы двоичного алфавита 1 и 0.

Определение. Количество информации, которое можно получить при ответе типа «да-нет» на какой-либо вопрос, называется битом (bit — аббревиатура от binary digit — двоичная единица), причем бит — минимальная единица количества информации, ибо получить информацию, меньшую, чем 1 бит, невозможно.

Примечание.

Одно из главных понятий XX века — бит впервые было введено американским ученым-статистиком Джоном Тьюки в 1946 году.

Вероятностный подход к определению количества информации. Понятие энтропии.

I= log2 32=5. Однако, фактически все бывает не так. Во всех разговорных языках одни буквы… Кроме того, вероятность появления отдельных букв зависит от того, какие буквы им предшествуют. Так, в русском языке…

Формы представления информации.

Аналоговая (непрерывная) и дискретная формы представления.

Объекты и явления характеризуются значениями физических величин, такими как масса тела, его температура, расстояние между двумя точками, длинна пути… Примечание. Такие величины называются непрерывными (аналоговыми) величинами, а информация, которую они несут в себе, непрерывной…

Вывод: Любую непрерывную (аналоговую) величину можно представить в дискретной форме. И механизм такого преобразования очевиден.

Примечание. Возникает вопрос, а можно ли по дискретному представлению восстановить… Для представления непрерывной величины могут использоваться самые разнообразные физические процессы. В рассмотренном…

Десятичная и двоичная формы представления.

Следует отметить, что в обыденной жизни цифровая форма представления информации не всегда удобна. Первенство здесь принадлежит слову и… Определение. Слово — некоторое имя объекта, действия, свойства и т.п., с… Слова относятся к естественным человеческим языкам и, как уже упоминалось, строятся из букв определенного алфавита…

Вывод:Разные алфавиты обладают одинаковой “изоб-разительной возможностью”, т.е. с помощью одного алфавита можно представить всю ин-формацию, которую удалось представить на основе другого алфавита.

Можно, например, ограничиться алфавитом из десяти цифр — 0, 1, ..., 9 и с использованием только этих символов записать текст любой книги или партитуру музыкального произведения. При этом сужение алфавита до десяти символов не привело бы к каким-либо потерям информации. Такую форму представления информации часто называют десятичной. Более того, можно использовать алфавит только из двух символов, например, символов 0 и 1. И его “изобразительная возможность” будет такой же. В последнем случае можно говорить о двоичнойформе представления информации.

Итак, символьная информация может представляться с использованием самых различных алфавитов (наборов символов) без искажения содержания и смысла информации: при необходимости можно изменять форму представления информации — вместо общепринятого алфавита использовать какой-либо другой, искусственный алфавит, например, двухбуквенный.

Экспоненциальная формы представления информации.

Пример: Вот трудночитаемые числа: 0,0000000000000000015567либо 1542825000000000000000. В этом случае для записи подобных чисел применяется так называемая… Пример: Используя числа предыдущего примера запишем их в экспоненциальном виде при использовании в качестве основания…

Кодирование информации. Двоичное кодирование. Единицы измерения количества информации.

Определение. Форма представления информации, отличная от естественной, общепринятой, называется кодом, а процесс выражения данных одного типа через… Примечание. Широко известны такие коды, как почтовые индексы, нотная запись музыки, телеграфный код Морзе, цифровая запись…

Тренировочные тестовые задания по разделу 2.

(правильные ответы см. в конце пособия).

 

I. Оценкой какого качественного свойства явления, процесса, состояния объекта является энтропия?

1. Незнания

2. Неидентичности

3. Определенности

4. Неопределенности

5. Неизмеримости

II. Когда исчезает неопределенность события при бросании монеты человеком?

1. В момент отрыва монеты от руки

2. В момент полета монеты

3. В момент успокоения монеты после касания земли

4. В момент взятия монеты рукой (перед бросанием)

5. В момент касания монеты земли

 

III. Какой сигнал называется дискретным?

1. Обладающий конечным (счетным) множеством разнообразий

2. Имеющий несколько различных определяющих характеристик (например, напряжение, ток, частота для электрического сигнала)

3. Который можно зарегистрировать разными измерителями

4. Зарегистрированный конечным (счетным) числом приемников

5. Излучаемый конечным (счетным) числом передатчиков

 

IV. Какое количество двоичных разрядов требуется, чтобы закодировать одну из клеток шахматной доски (8´8)?

1. 5 разрядов

2. 6 разрядов

3. 8 разрядов

4. 9 разрядов

5. 7 разрядов

V. Сколько байт содержится в 66560 битах?

1. 6656

2. 832

3. 65

4. 4160

5. 8320

 

VI. Сколько бит содержится в килобайте?

1. 1000

2. 1024

3. 8000

4. 8192

5. 10000

 

VII. За минимальную единицу количества информации принят?

1. 1 бод

2. 1 бит

3. 1 байт

4. 1 символ

5. 1 бар

 

VIII. В какой из последовательностей единицы измерения информации указаны в порядке возрастания ?

1. Байт, бит, килобайт, мегабайт, гигабайт

2. Килобайт, байт, бит, мегабайт

3. Байт, мегабайт, килобайт, гигабайт, терабайт

4. Мегабайт, килобайт, терабайт, килобайт

5. Бит, байт, килобайт, мегабайт, гигабайт

 

IX. Какая из нижеприведенных экспоненциальных записей десятичного числа 75,9 представлена в стандартной экспоненциальной форме?

1. 0,759 ×102

2. 759,0 ×210

3. 0,759Е2

4. 0,759Е10

5. 759Е10

 

X. Какое количество двоичных разрядов требуется, чтобы закодировать 512 байт?

1. 9 разрядов

2. 8 разрядов

3. 10 разрядов

4. 12 разрядов

5. 16 разрядов

 


3. Системы счисления и основы логики

p Системы счисления.

p Системы счисления, используемые в компьютере.

p Перевод чисел из одной системы счисления в другую.

p Двоичная арифметика.

p Арифметические операции в позиционных системах счисления.

p Основные понятия логики.

p Логические операции.

p Логические выражения.

p Базовые логические элементы.

p Построение сумматора на логических элементах.

Системы счисления.

Существует два вида систем счисления: § Непозиционные системы счисления— Примером этой системы счисления является… § Позиционные системы счисления—В позиционной системе счисления количественное значение цифры зависит от ее позиции в…

Системы счисления, используемые в компьютере.

527910 = 1 × 212 + 0 × 211 + 1 × 210 + 0 × 29 + 0 × 28 + 1 × 27 + 0 × 26 + 0 × 25+ +1 × 24 + 1… или в сокращенном виде: 1010010011111112 = 527910 Примечание.

Перевод чисел из одной системы счисления в другую.

Перевод чисел из десятичной системы счисления в систему счисления с произвольным основанием.

As = anSn+ an-1Sn-1 + … + a1S1 + a0S0 + a-1S-1 + … + a-mS-m, и вычислим его значение. Пример:

Перевод правильных дробей в систему счисления с произвольным основанием.

Перевод правильных десятичных дробей в систему счисления с произвольным основанием выполняют по следующему правилу:

Правило. Исходную дробь или дробные части получающихся произведений умножить на число, равное основанию системы счисления, и отделить целую часть. Целые части получающихся произведений дают последовательность цифр в новой системе счисления. Умножение нужно производить до тех пор, пока дробная часть не станет равной нулю либо при достижении требуемой точности.

 

Пример: Перевести число 0,4510 в двоичную систему счисления.

Имеем следующую последовательности действий:

0,45 × 2 = 0,9

0,9 × 2 = 1,8

0,8 × 2 = 1,6

0,6 × 2 = 1,2

Таким образом: 0,4510 = 0,0111…2

Преобразования чисел из двоичной в восьмеричную, шестнадцатеричную системы счисления и обратно.

Пример: 5316,28 = 101 011 001 110, 0012 При преобразовании шестнадцатеричного кода числа в двоичный необходимо каждую… Пример: 83BE,616 = 1000 0100 1010 1110, 01102

Двоичная арифметика. Арифметические операции в позиционных системах счисления.

3.4.1. Представление чисел в компьютере,

Числовая информация была первым видом информации, который начали обрабатывать вычислительные машины, и долгое время она оставалась единственным видом. Не удивительно поэтому, что в современном компьютере существует большое разнообразие типов и представлений чисел. Прежде всего, это целые и вещественные числа, которые по своей сути и по представлению в машине различаются очень существенно. Целые числа, в свою очередь, делятся на числа со знаком и без знака, имеющие уже не столь существенные различия. Наконец, вещественные числа также имеют два способа представления — с фиксированной и с плавающей запятой, правда, первый способ сейчас представляет в основном исторический интерес. Рассмотрим отмеченные типы компьютерных представлений чисел в порядке увеличения их сложности.

§ Беззнаковые целые числаХотя в математических задачах не так часто встречаются величины, не имеющие отрицательных значений, беззнаковые типы данных получили в компьютерах достаточно большое распространение. Возможно, главная причина этого состоит в том, что в самой машине и программах для нее имеется много подобного рода объектов, таких как, адреса ячеек, всевозможные счетчики (количество повторений циклов, число параметров в списке или символов в тексте и т.п.). К этому списку следует также добавить числа, обозначающие дату и время, размеры графических изображений в пикселях. Всё перечисленное выше всегда и во всех программах принимает только целые и неотрицательные значения.

Беззнаковые целые числа представляются в машине наиболее просто. Для этого достаточно перевести требуемое число в двоичную форму и дополнить полученный результат слева нулями до стандартной разрядности (это число разрядов, как правило, кратно 8).

Пример: число 14 будет в восьмиразрядной записи имеет следующий вид 00001110, а в шестнадцатиразрядном представлении 0000000000001110.

Зная разрядность Nпредставления можно легко определить минимальное и максимальное значение чисел для N-разрядного беззнакового целого: минимальное состоит из одних нулей, а значит, при любом N равняется нулю; максимальное, напротив, образовано одними единицами и, разумеется, для разных N различно. Для вычисления максимально допустимого значения беззнакового целого A Max(N)при известном чисое разрядов для его записи обычно используют формулу

A Max(N)=2N–1

Для того, чтобы различать положительные и отрицательные числа, в двоичном представлении чисел выделяется знаковый разряд. По традиции для… Примечание. С точки зрения описываемой системы кодирования число нуль является положительным, т.к. все его разряды,…

A=(± M) · 2 ±P, причем ½ ≤ M <1.

Примечание. Характерно, что двоичная мантисса всегда начинается с единицы (M ≥… Таким образом, мы видим, что при использовании метода представления вещественных чисел с плавающей запятой фактически…

Двоичное сложение.

Правило. Сложение двоичных чисел осуществляется вычислением суммы значений одноименных разрядов и единицы переноса из предыдущего разряда, если она… Таким образом, для одноразрядных двоичных чисел имеем: 0 + 0 = 0

Двоичное вычитание.

Вычитание двоичных чисел производится поразрядно по следующим правилам: 0 – 0 = 0 10 – 1 = 1

Двоичное умножение.

Двоичное умножение следует производить в соответствии со следующими правилами: 0 ´ 0 = 0 0 ´ 1 = 0

Двоичное деление.

Двоичное вычитание с использованием дополнительных кодов.

Формирование дополнительного кода, или сокращенного дополнения, как было рассмотрено в пп.3.4.1, состоит из двух операций: операции получения… Правило. Обратный (инверсный) код числа получается обращением…   Пример: пусть 1001 есть исходное число   — обратный код числа …

Арифметические операции в позиционных системах счисления

Аналогичным образом можно производить арифметические действия и в позиционных системах с произвольным основанием.

Пример: Арифметические действия над числами, представленными в системе счисления с основанием 3:  
  Сложение     Вычитание   Умножение   Деление  
  213       2103   2123     2213 123  
  2,13       1023   12103     123 123  
  100,13       1013          
                     
                   
                     
              11112203        
                               

По аналогии можно составить примеры арифметических действий над числами, представленными в любой системе счисления.

Основные понятия логики.

Определение. Логика (формальная логика) — это наука о формах и законах человеческого мышления и, в частности, о законах доказательных рассуждений.

Примечание.

Одной из частей формальной логики можно назвать математическую логику. Если формальная логика связана с анализом наших обычных содержательных рассуждений, которые выражаются обычным разговорным языком, то математическая логика изучает только рассуждения со строго определенными объектами и суждениями, для которых возможно однозначно решить, истинны они или ложны.

Определение. Двоичная логика, которая тесно связана с двоичной системой кодирования, часто называется булевой алгеброй по имени английского математика Джорджа Буля, сформулировавшего в 19-м веке положения этого раздела математической логики.

Начальным понятием булевой алгебры является высказывание.

Определение. Высказывание — это любое утверждение, оцениваемое только с точки зрения его истинности. Соответственно, высказывания могут быть истинными или ложными.

Пример: Из двух высказываний

X = «Алмаз имеет кристаллическую структуру» и

Y = «Волга впадает в Балтийское море»

первое истинно, а второе ложно.

Примечание.

Высказывания могут обозначаться буквами, подобно переменным в обычной алгебре.

Высказывания, по существу, и являются переменными булевой алгебры, принимающими значение 1 в случае истинности высказывания и 0, если высказывание ложно. Такие переменные называют логическими (или булевыми) переменными.

Пример: Для двух высказываний приведенного логического примера возможна такая запись: X=1; Y=0.

Определение. Высказывания могут быть простымии сложными. Высказывание называется простым, если его значение не зависит от значений каких-либо других высказываний. Сложным считается высказывание, значение истинности которого определяется значениями других высказываний.

Пример: Известное высказывание «Хорошо живет на свете Винни-Пух, если, конечно, он вовремя подкрепится» является сложным высказыванием: благополучное содержание первой части фразы (первого высказывания) зависит от некоторого условия, составляющего вторую половину предложения (второго высказывания).

Логические операции.

Части сложного высказывания соединяются с помощью логических операций. Известны три простейшие логические операцииотрицание(логическое НЕ), логические умножение (логическое И или конъюнкция),логическое сложение (логическое ИЛИ или дизъюнкция)[11]). Рассмотрим эти операции подробнее.

3.6.1.Отрицание (Инверсия).

Эта логическая операция обозначается словом НЕ: Y = НЕ (X). Функция отрицания имеет еще и такое обозначение: Y =`X.

Для образности понятия функции НЕ воспользуемся представлением, известным как диаграмма Эйлера-Венна. Если на этой диаграмме (рис.3.1). заштрихованный круг представляет собой область истинности значений Х, то все, что находится за пределами этого круга, будет представлять НЕ (Х) (или`X).

Таблица соответствия возможных значений аргумента (входных двоичных переменных) значениям функции, называемая в случае булевых функций (логических операций) таблицей истинности, имеет следующий вид для функции логического отрицания НЕ:

X НЕ (Х)
Да (1) Нет (0)
Нет (0) Да (1)

Перечислим некоторые свойства функции НЕ:

1. Двойное отрицание некоторого аргумента Х равно самому аргументу, т.е.

Х= НЕ (НЕ (X)) = X

2. Если имеется некоторое логическое равенство, то отрицание обеих его частей не нарушает этого равенства, т.е.

если X= Y, то`X =`Y.

3.6.2.Логическое умножение (конъюнкция или логическое И)

Определение. Конъюнкцией высказываний называют такое сложное высказывание Y, которое истинно только тогда, когда истинны все входящие в него простые высказывания.

Диаграмма Эйлера-Венна операции Иизображена на рис.3.2. Таблица истинности операции логического умножения имеет следующий вид:

X Y X И Y
Нет (0) Нет (0) Нет (0)
Нет (0) Да (1) Нет (0)
Да (1) Нет (0) Нет (0)
Да (1) Да (1) Да (1)

При записи конъюнкции применяют и такие обозначения: X И Y,X & Y или X Ù Y.

3.6.3.Логическое сложение (дизъюнкция или логическое ИЛИ)

Определение. Дизъюнкцией высказываний называется такое сложное высказывание Y, которое истинно тогда, когда истинно хотя бы одно из входящих в него простых высказываний.

Диаграмма Эйлера-Венна операции ИЛИизображена на рис.3.3. Таблица истинности операции логического сложения имеет следующий вид:

X Y X ИЛИ Y
Нет (0) Нет (0) Нет (0)
Нет (0) Да (1) Да (1)
Да (1) Нет (0) Да (1)
Да (1) Да (1) Да (1)

При записи дизъюнкции применяют также следующие обозначения: X ИЛИ Y, X + Y, X Ú Y.

Логические выражения.

Пример: Построим логическое выражение из простых логических операций для описания сложного логического умозаключения «Я буду читать, если есть… Введем следующие обозначения: Х1 — переменная, характеризующее фактор «есть хорошая книга», 1 – есть, 0 – нет;

Базовые логические элементы.

Определение. Схемные реализации базовых логических операций НЕ И, ИЛИ называются логическими элементами.

Логические элементы являются теми самыми элементарными «кирпичиками», из которых в настоящее время строятся практически все компоненты компьютера — центральный процессор, память, устройства управления и т.д.

Логический элемент НЕ.

Логический элемент НЕпреобразует сигнал в противоположный, и обозначается на схеме следующим образом (см. рис.3.4). Его таблица истинности имеет вид:

 

X Y=НЕ X

Логический элемент И.

Логический элемент Иреализует логическую операцию Идля двух сигналов и обозначается на схеме следующим образом (см. рис.3.5). Таблица истинности элемента Иимеет вид:

 

X1 X2 Y=X1 И X2

Логический элемент ИЛИ.

Логический элемент ИЛИреализует логическую операцию ИЛИдля двух сигналов и обозначается на схеме следующим образом (см. рис.3.6). Таблица истинности элемента ИЛИимеет вид:

X1 X2 Y=X1 ИЛИ X2

 

Довольно часто в вычислительных и цифровых устройствах используются комбинированные базовые логические элементы, реализующие одновременно две операции — Ии НЕ либо ИЛИи НЕ. Рассмотрим их несколько подробнее.

Логический элемент И-НЕ.

Логический элемент И-НЕреализует сложную двухступенчатую логическую операциюдля двух сигналов и обозначается на схеме следующим образом (см. рис.3.7). Таблица истинности элемента И-НЕимеет вид:

 

X1 X2 Y=НЕ (X1 И X2)

Логический элемент ИЛИ-НЕ.

  X1 X2 Y=НЕ (X1 ИЛИ X2) … Примечание. Базовые логические элементы И-НЕ, ИЛИ-НЕчасто еще называются штрих Шеффера (И-НЕ) и стрелка Пирса (ИЛИ-НЕ). При записи…

Построение сумматоров на логических элементах.

0 + 0 = 0 (перенос в старший разряд) 0 (в данном разряде) 0 + 1 = 0 1 1 + 0 = 0 1

Тренировочные тестовые задания по разделу 3.

(правильные ответы см. в конце пособия).

 

I. Система счисления — это?

1. Произвольная последовательность цифр 0,1,2,3,…,8,9

2. Бесконечная последовательность цифр 0,1,0,1,0,1,…

3. Множество натуральных чисел

4. Знаковая система, в которой числа записываются по определенным правилам с помощью символов некоторого алфавита (например, цифр)

5. Совокупность символов некоторого алфавита, например, I, V, X, D, C, M, R, A,…

 

II. В позиционной системе счисления весовые значения цифр каждого разряда записи числа зависят?

1. От значения числа

2. От значения соседних знаков

3. От позиции, которую занимает знак в записи числа

4. От значения знака в старшем разряде записи числа

5. От значения суммы соседних знаков

 

III. Какая из указанных систем счисления не используется в компьютерах?

1. Двадцатеричная

2. Двоичная

3. Шестнадцатеричная

4. Восьмеричная

5. Двоично-десятичная

 

IV. Сколько чисел можно записать при использовании шести первых разрядов двоичной системы счисления?

1. 32

2. 64

3. 128

4. 1024

5. 16

 

V. Укажите максимальное число в десятичном представлении, которое можно записать девятью начальными двоичными разрядами?

1. 1024

2. 255

3. 511

4. 1023

5. 512

VI. Числу 1310 в десятичной системе при переводе его в двоичную систему соответствует запись

1. 10012

2. 01102

3. 10102

4. 11112

5. 11012

 

VII. Двоичному числу 1110,12 в десятичной системе соответствует число?

1. 13,2510

2. 14,510

3. 1510

4. 1410

5. 12,510

 

VIII. Числу 13214, заданному в системе счисления с основанием 4, в десятичной системе соответствует число?

1. 12110

2. 11210

3. 11310

4. 5310

5. 12210

 

IX. Шестнадцатеричному числу 1816 в десятичной системе соответствует число?

1. 1610

2. 2410

3. 910

4. 1010

5. 1210

 

X. Шестнадцатеричному числу D3F,416 в десятичной системе соответствует число?

1. 3328,5,10

2. 339110

3. 3391,2510

4. 3931,510

5. 11310

 

XI. Какая из приведенных двоичных записей соответствует десятичному числу 5210?

1. 1110112

2. 1011102

3. 1110102

4. 1101002

5. 1111102

 

XII. Десятичному числу 13210 в пятеричной системе счисления соответствует запись?

1. 11125

2. 10105

3. 10125

4. 1125

5. 6605

 

XIII. Десятичному числу 55510 в восьмеричной системе счисления соответствует запись?

1. 11538

2. 10518

3. 15538

4. 10058

5. 10538

 

XIV. Десятичному числу 58506 в шестнадцатеричной системе счисления соответствует запись?

1. 99FA16

2. A38A16

3. E48A16

4. 9D8A16

5. F58B16

 

XV. Какая из приведенных восьмеричных записей соответствует двоичному числу 11011001,10112?

1. 661,548

2. 331,548

3. 331,138

4. 664,138

5. 662,548

 

XVI. Какая из приведенных шестнадцатеричных записей соответствует двоичному числу 110 1110 0101, 1010 112?

1. DC5,AC16

2. 6E5,2B16

3. DC6,2B16

4. 6E5,AC16

5. 6D5,AC16

 

XVII. Какая из приведенных двоичному записей соответствует восьмеричному числу 57,28?

1. 101111,012

2. 111001,00010112

3. 101111,0001012

4. 111001,012

5. 111111,012

XVIII. Укажите самое большое число?

1. 1613

2. 1610

3. 168

4. 1612

5. 1616

 

XIX. Какая из приведенных записей десятичного вещественного числа соответствует нормализованной записи с плавающей запятой, принятой в компьютерах?

1. 15,25·102

2. 152,5·101

3. 1525,0

4. 0,1525·104

5. 1525

 

XX. Какая из приведенных запись вещественного двоичного числа 101101 является нормализованной?

1. 1011,01·210

2. 1011,01·22

3. 0,101101·26

4. 1,01101·2101

5. 0,101101·2110

 

XXI. Чему равна сумма двоичных чисел 1011,101 и 1110,001?

1. 10101,100

2. 11001,110

3. 11111,101

4. 11001,1001

5. 00101,110

 

XXII. Чему равна сумма шестнадцатеричных чисел 9C52,616 и 3BF6,D16?

1. D844,316

2. D894,516

3. D849.316

4. E849,316

5. D869,116

 

 

XXIII. Чему равна разность двоичных чисел 1010,012 и 101,112?

1. 11,102

2. 10,012

3. 10,102

4. 10,112

5. 100,102

 

XXIV. Чему равна разность восьмеричных чисел 7530,62 и 4271,718?

1. 3257,718

2. 3336,718

3. 3236,718

4. 3266,018

5. 3239,918

 

 

XXV. Чему равен дополнительный двоичный код десятичного числа 4110?

1. 0101102

2. 1010102

3. 0110002

4. 0101112

5. 1001102

 

XXVI. Какой вид примет логическое выражение (X & Y) Ú (Х Ú Y) & (Х Ú Z)после упрощения с использованием теорем Х1 & (Х2 Ú Х3) = (Х1 & Х2) Ú (Х1 & Х3), Х1 Ú (Х1 & Х2) = Х1, Х1 & (Х1 Ú Х2) = Х1?

1. (Y Ú Z)

2. Y

3. Х & Y

4. Х + Y & Z

5. (Х & Z)

 

XXVII. Какому логическому элементу соответствует приведенная таблица истинности?

X1 X2 Y=?

 

.

1. ИЛИ-НЕ
2. И
3. Исключающее ИЛИ
4. И-НЕ
5. ИЛИ

 

.

 

_________ .

XXVIII. Чему равно логическое выражениеA. & (C Ú D) & B после упрощения?

1. `A &`C &`D Ú`B

2. `A Ú`C &`D Ú`B

3. `A Ú`C &`D &`B

4. `A Ú`C Ú`D Ú`B

5. `A &`C Ú`D &`B

. .

XXIX. Чему равно логическое выражение(A & B Ú C ) & (A & B Ú C )после упрощения?

1. A

2. A & B

3. 0

4. 1

5. `A

 

 

XXX. Какое выражение из представленных описывает работу следующей переключательной схемы ?

1. A & B

2. A Ú`B

3. `A & B

4. `A Ú B

5. A &`B

 

XXXI. Какое будет состояние в точках A, B, C ниже представленной логической схемы при следующем состоянии входных сигналов: X1 = 0, X2 = 1,X3 = 0?

1. A= 1,B= 0,C= 0

2. A= 0,B= 1,C= 0

3. A= 1,B= 1,C= 0

4. A= 1,B= 0,C= 1

5. A= 0,B= 0,C= 1

XXXII. Какую логическую функцию реализует логический элемент И-НЕ?

.

1. Х1 & X2

. .

2. Х1 Ú X2

. ______ .

3. Х1 & X2

. . .

4. Х1 Å X2

. .

5. Х1 Å X2


4. Компьютер

p Архитектура компьютера.

p Базовая аппаратная конфигурация персонального компьютера (ПК).

p Системный блок.

p Микропроцессоры ПК.

p Классификация памяти ПК.

p Периферийные (внешние) устройства ПК.

p Классификация программного обеспечения ПК.

p Файловая система и файловая структура.

p Правовая охрана программ и данных.

Архитектура компьютера.

Существует два основных класса компьютеров: § цифровые компьютеры, обрабатывающие данные в виде двоичных кодов; § аналоговые компьютеры, обрабатывающие непрерывно меняющиеся физические величины (например, электрическое напряжение,…

Базовая аппаратная конфигурация персонального компьютера (ПК).

Определение. Персональным компьютером (ПК) называют сравнительно недорогой универсальный микрокомпьютер, рассчитанный на одного пользователя.… § Регламентируются и стандартизируются только описание принципа действия… § ПК легко расширяется и модернизируется за счёт наличия внутренних разъёмов, к которым пользователь может подключать…

Последовательный портобменивается данными с процессором побайтно, а с внешними устройствами — побитно. Параллельный портполучает и посылает данные побайтно.Через игровой порт обычно подключается джойстик. Клавиатура и монитор подключаются к своим специализированным портам.

Современный персональный компьютер может быть реа­лизован в стационарном (настольном), портативном (переносном)иликарманном (handheld) вариантах.

Основные разновидности портативных компьютеров:

§ Laptop (наколенник). По размерам близок к обычному портфелю. По основным характеристикам (быстродействие, память) примерно соответствует настольным ПК.

§ Notebook (блокнот, записная книжка). По размерам он ближе к книге крупного формата, помещается в портфель-дипломат. Комплектуется модемом и приводом CD ROM. Многие современные ноутбуки имеют в своём составе взаимозаменяемые блоки со стандартными разъёмами. В одно и то же гнездо можно по мере надобности вставлять привод компакт-дисков, накопитель на магнитных дисках, запасную батарею или съёмный винчестер.

§ Palmtop (наладонник)— самый маленький современный персональный компьютер, умещается на ладони. Магнитные диски в нём заменяет энергонезависимая электронная память. Нет и накопителей на дисках — обмен информацией с обычными компьютерами идет по линиям связи. Если Palmtop дополнить набором деловых программ, записанных в его постоянную память, получится персональный цифровой помощник (Personal Digital Assistant).

Основные конструктивные компоненты современного настольного персонального компьютера [14]):

§ системный блок;

§ монитор;

§ клавиатура;

§ манипулятор (как правило, типа«мышь»).

В системном блоке размещаются:

§ блок питания;

§ системная плата;

§ платы расширения;

§ накопитель на жёстких магнитных дисках;

§ накопитель на гибких магнитных дисках;

§ накопитель на компакт-дисках (CD)и др.

Корпус системного блока может иметь горизонтальную (DeskTop) или вертикальную (Towerбашня) компоновку.

Системный блок.

Быстродействие различных компонентов компьютера (процессора, оперативной памяти и контролле­ров периферийных устройств) может существенно… § Северный мост обеспечивает обмен информацией между процессоромиоперативной… § Южный мост обеспечивает обмен информацией между се­верным мостомипортами для подключения периферийного…

Устройства хранения информации (жесткие диски, CD-ROM, DVD-ROM) подключаются к южному мосту по шинеATA (AT Attachment – подключенный к АТ) в режиме UDMA (Ultra Direct Memory Access — прямое подклю­чение к памяти).

Мышь и внешний модем подключаются посредством последовательных портов ( СОМ1, COM2).

Принтерподключается через параллельный порт (LPT).

Для подключения сканеров и цифровых камер обычно ис­пользуется порт USB (Universal Serial Busуниверсальная последовательная шина).

Клавиатура и мышь подключаются обычно через порт PS/2.

Микропроцессоры ПК.

Современные процессоры выполняются в виде микропроцессоров и физически представляют собой сверхбольшие интегральные схемы (СБИС). Использование… Важнейшей характеристикой, определяющей быстродей­ствие процессора (его… Определение. Такт — это промежуток времени между началами подачи двух последовательных импульсов специальной…

Классификация памяти ПК.

Память компьютера построена из двоичных запоминающих элементов(битов), объединенных в группы по 8 бит, которые называются байтами.

Все байты пронумерованы. Номер байта называется его адресом. Байты могут объединяться в ячейки, которые называются словами. Для каждого компьютера характерна определенная длина слова — два, четыре или восемь байт. Это не исключает использования ячеек памяти другой длины (например, полуслово, двойное слово). Используются и более крупные производные единицы объема памяти: Килобайт, Мегабайт, Гигабайт, а в последнее время Терабайт и Петабайт.

В современных компьютерах используется множество разнообразных запоминающих устройств, которые отличаются между собой по назначению, временным характеристикам, объёму хранимой информации и стоимости хранения одинакового объёма информации. Различают два основных вида памяти — внутреннююи внешнюю.

4.5.1.Внутренняя память.

В состав внутренней памяти входят оперативная память, кэш-память и специальная память.

Оперативная память

Примечание. Оперативная память используется только для временного хранения данных и… Обычно ОЗУ выполняется на интегральных микросхемах динамической памяти DRAM (Dynamic RAM). Каждый информационный бит в…

Магнитные накопители.

§ Гибкие магнитные диски (дискеты). Носитель информа­ции, изготовленный из покрытого магнитным слоем гибкого материала (лавсана) и поме­щённый в… Примечание. Гибкие магнитные дис­ки необходимо предохранять от воздействия сильных маг­нитных полей и нагревания, т.к. это может…

Логическая структура магнитных дисков.

§ Форматирование дисков.Для того чтобы на магнитном диске можно было хранить информацию, он должен быть отформатиро­ван, т.е. должна быть создана физическая и логическая структура диска.

физическая структура магнитного диска. В процессе формати­рования магнитная головка дисковода расставляет в опреде­ленных местах диска специальные метки (разметка диска), при этом происходит формирование концентрических дорожек, состоящих из отдельных секторов. Нумерация дорожек ведётся от внешнего края диска и начинается с нуля.

Логическая струк­тура магнитного диска представляет собой совокупность секторов (емкостью 512 байт), каждому из которых присваивается свой порядковый номер. Сектора нумеруют­ся в линейной последовательности от первого сектора нуле­вой дорожки до последнего сектора последней дорожки.

Каждый диск разделяется на две области: область данныхи служебную область, включающую в себя блок начальной загрузки (BOOT-сектор), главный (корневой) каталогидве копии FAT-таблицы (FAT — File Allocation Table, таблица размещения файлов). FAT-таблицаотображает структуру области данных диска, т.е. её текущее распределение между файлами, а корневой каталог содержит информацию о файлах и каталогах, размещенных на диске.

Примечание.

Если провести условную ана­логию диска с книгой, то область хранения файлов соответ­ствует ее содержанию, а главный каталог — оглавлению. Причем книга состоит из страниц, а диск — из секторов.

Существуют два вида форматирования дисков: полное и быстрое.

§ Полное форматирование включает в себя физическое форматирование (проверку качества магнитного покрытия диска и его разметку на дорожки и сектора) и логиче­ское форматирование (создание корневого каталога и таблицы разме­щения файлов). После полного форматирования вся хранив­шаяся на диске информация уничтожается.

§ Быстрое форматирование производит лишь очистку корневого каталога и таблицы размещения файлов, при этом сами файлы на диске сохраняются и могут быть восстановлены на уровне файловой системы.

Примечание.

В целях защиты информации от несанкционированного копирования можно задавать нестандартные параметры форматирования гибких дисков (количество дорожек, количество секторов и т.д.).

§ Логическая структура гибких дисков.На гибком диске минимальным адресуемым эле­ментом является сектор. При записи файла на диск всегда занимается целое ко­личество секторов, следовательно, минимальный размер файла — это размер одного сектора, а максимальный размер соот­ветствует общему количеству секторов. Файл при этом может частями (фрагментами) записываться в свободные сектора, расположенные в разных областях дискового пространства (фрагментация файлов).

Пример: Файл1 объемом 2Кбайта может занимать сектора 34, 35 и 47, 48, а Файл2 объемом 1 Кбайт — сектора 36 и 49.

Существует различие между емкостью неформатированного гибкого маг­нитного диска, его информационной емкостью после форма­тирования и емкостью, доступной для за­писи данных.

Пример: Заявленная емкость неформатированного гибкого маг­нитного диска формата 3,5" составляет 1,44 Мбайт.

Рассчитаем общую информационную емкость отформати­рованного диска:

Количество секторов: N = 18 х 80 х 2 = 2880.

Информационная емкость: N х 512 байт = 2880 х 512 = 1 474 560 байт = 1440 Кбайт = 1,40625 Мбайт.

На дискете для записи данных пользователя отведено только 2847 секто­ров, т.к. первые 33 сектора предназначены для служебной информации. Таким образом, фактическая информационная емкость, доступная для записи данных, составляет:

2847 х 512 байт = 1 457 664 байт = 1423,5 Кбайт = 1,39 Мбайт.

§ Логическая структура жестких дисков.Логическая структура жестких дисков несколько отличается от логической структуры дискет. Минимальным адресуемым элементом жесткого диска является кластер, который может включать в себя не­сколько смежных секторов. Размер кластера зависит от типа использу­емой FAT таблицы и от информационной емкостидиска.Файлу на дискевсегда выделяется целое число кластеров.

Пример:. Таблица FAT16 может адресовать 216 = 65 536 кластеров. Тогда для диска объемом 40 Гбайт размер кластера будет равен:

40 Гбайт/65536 = 655 360 байт = 640 Кбайт.

Текстовый файл, содержащий слово «информатика», имеет объём всего 11 байт (1 символ кодируется 1 байтом), но на диске он будет зани­мать целиком кластер, то есть 640 Кбайт дискового пространства.

При размещении на диске большого количества небольших по размеру файлов они будут занимать кластеры лишь частично, что при­ведет к большим потерям свободного дискового пространства.

Для жестких дисков, как и для дискет, также характерно явлениефрагментации (файл занимает несмежные кластеры), которое неизбежно приводит к замедлению скорости обмена данными и, в конечном итоге, к преждевременному износу дисковых поверхностей. Рекомендуется периодически прово­дить дефрагментацию дисков, в процессе которой файлы за­писываются в последовательно расположенные кластеры жестких дисков или сектора дискет.

Оптические накопители.

Информация на оптическом диске представляется в виде последовательности углубленийивыступов, имеющих различные коэффи­циенты отражения и… В процессе записи информации на оптические диски для со­здания участков… § CD-ROM и DVD-ROM диски. На лазерных CD-ROM (CD — Compact Disk) и DVD-ROM (DVD — Digital Video Disk, цифровой…

Магнитооптические накопители.

Накопители на магнитооптических дисках (МО) основаны на оригинальной схеме сочетания магнитного и оптического принципов записи/чтения и стирания информации (воздействие магнитного поля на нагретый лазером до критической температуры материал покрытия диска). На таких дисках могут выделяться зоны только для чтения или для многократной записи. Информационная ёмкость МО-дисков составляет не менее сотен мегабайт. Из них могут составляться магнитооптические библиотеки с автоматической сменой дисков, емкость которых измеряется сотнями гигабайт.

Накопители на микросхемах памяти (Flash-память).

Это энергонезависимый тип памяти, позволяющий записывать и хранить данные в микросхемах. Flash-память представляет собой микросхему, помещен­ную в миниатюрный плоский корпус (Карта flash-памяти). Такие карты памяти не имеют в своем составе движущихся частей, что обеспечивает высокую сохранность данных при их использовании в мобильных устройствах (портативных компьютерах, цифровых камерах и др.). Для считывания или записи информации карта памяти вставляется в специальные накопители, встроенные в мобильные устройства или подключаемые к компьютеру через USB-порт. Информаци­онная емкость карт памяти может достигать 8 Гбайт.

Периферийные (внешние) устройства ПК.

К периферийным устройствам относятся: Клавиатура, Манипуляторы, Сканер, Цифровые камеры, Аудиоадаптер, Монитор, Принтер, Плоттер, Модеми другие устройства. Дадим им краткую характеристику [16]).

Клавиатура.

Все символы, набираемые на клавиатуре, немедленно отображаются на экране монитора в позиции курсора. Примечание. курсор—графический символ, указывающий позицию отображения следующего вводимого с клавиатуры знака.

Манипуляторы.

В оптико-механических манипуляторах мышьитрекбол основным рабочим органом является массивный шар (ме­таллический, покрытый резиной). У мыши он… Вращение шара передается двум пластмассовым валам, положение которых с большой… Разрешающая способность мышей обычно составляет около 600 dpi (dot per inch — точек на дюйм). Это означает, что при…

Цифровые камеры.

Циф­ровые камеры (видеокамеры и фотоаппараты) позволяют получать видеоизображения и фотоснимки непосредственно в цифровом (компьютерном) формате. Для передачи «живого» видео по компьютерным сетям используются Web-камеры, разрешающая способ­ность которых обычно не превышает 640x480 точек. Цифровые фотоаппараты позволяют получать высококачественные фотографии с разрешением 2272x1704 точек и более. Для хранения фотографий ис­пользуются модули flash-памяти или жесткие диски малого размера.

Аудиоадаптер.

Аудиоадаптер содержит в себе два преобразователя информации: · Аналого-цифровой, который преобразует непрерывные (аналоговые) звуковые… · Цифро-аналоговый, выполняющий обратное преобразование сохранённого вцифровом виде звука в аналоговый сигнал,…

Монитор.

Изображение на экране монитора, построенного на базе электрон­но-лучевой трубки (ЭЛТ, Рис. 4.6.), созда­ется пучком электронов, испускаемых… Мониторы с апертурной решеткой формируют более яркие изображения с более… Система управления процессом формирования изображения посредством изменения сигналов строчной и кадровой развертки…

Принтер.

§ Матричные принтеры — это принтеры ударного действия. Печатающая головкаматричного принтера состоит из вертикального столбца маленьких стержней… § Струйные принтеры могут печатать достаточно быстро (до нескольких страниц в… § Лазерные принтеры обеспечивают практически самую бесшум­ную печать. Высокая скорость пе­чати (до 30 страниц в…

Плоттер (графопостроитель).

Плоттер (графопостроитель) — это устройство, которое чертит графики, рисунки или диаграммы большого формата под управлением компьютера. Плоттеры используются для получения сложных конструкторских чертежей, архитектурных планов, географических и метеорологических карт, деловых схем и рисуют изображения с помощью пера.

Роликовые плоттеры прокручивают бумагу под пером, а планшетные— перемещают перо через всю поверхность горизонтально лежащей бумаги.

Модем.

Определение. Модем — это устройство для обмена компьютерными данными по телефонным линиям связи.

Примечание.

Цифровые сигналы, вырабатываемые компьютером, нельзя напрямую передавать по телефонной сети, потому что она предназначена для передачи человеческой речи — непрерывных сигналов звуковой частоты.Модем обеспечивает преобразование цифровых сигналов компьютера в переменный ток частоты звукового диапазона — этот процесс называется модуляцией, а также обратное преобразование, которое называется демодуляцией (рис.4.7.). Отсюда название устройства: модем — модулятор/демодулятор.

Рис. 4.7.Схема реализации модемной связи.

Для осуществления связи один модем вызывает другой по номеру телефона, а тот отвечает на вызов. Затем модемы посылают друг другу сигналы, согласуя подходящий им обоим режим связи. После этого передающий модем начинает посылать модулированные данные с согласованными скоростью (количеством бит в секунду) и форматом. Модем на другом конце преобразует полученную информацию в цифровой вид и передает её своему компьютеру. Закончив сеанс связи, модем отключается от линии. Управление модемом осуществляется с помощью специального коммутационного программного обеспечения.

Модемы бывают внешние, выполненные в виде отдельного устройства, и внутренние,представляющие собой электронную плату, устанавливаемую в системном блоке компьютера.

Почти все модемы поддерживают и функции факсов. Факс это устройство факсимильной передачи изображения по телефонной сети. Название "факс" произошло от слова "факсимиле", означающее точное воспроизведение графического оригинала (подписи, документа и т.д.) средствами печати. Модем, который может передавать и получать данные как факс, называется факс-модемом.

4.7.Классификация программного обеспечения ПК.[17])

Основной функцией компьютера является обработка ин­формации. Выше была рассмотрена аппаратная реализация компьютера. Рассмотрим теперь, каким образом компьютер обрабатывает информацию.

В 50-60-е годы компьютер мог только вы­числять. Процесс обработки информации состоял в операци­ях над числовыми данными.

В 70-е годы компьютер «научился» работать с текстом. Пользователь получил возможность редактировать и форма­тировать текстовые документы. В настоящее время большая часть компьютеров и большая часть времени используется для работы именно с текстовыми данными.

В 80-е годы появились первые компьютеры, способные работать с графической информацией. Сейчас компьютерная графика широко используется в деловой графике (построе­ние диаграмм, графиков и так далее), в компьютерном моде­лировании, при подготовке презентаций, при создании Web-сайтов, в рекламе на телевидении, в анимационном кино и так далее. Применение компьютеров для обработки графических данных постоянно расширяется.

В 90-е годы компьютер получил возможность обрабаты­вать звуковую информацию. Любой пользователь современ­ного персонального компьютера может воспользоваться стандартными приложениями Windows для прослушива­ния, записи и редактирования звуковых файлов. Работа со звуковыми данными является неотъемлемой частью муль­тимедиа технологии.

Для того чтобы числовая, текстовая, графическая и зву­ковая информация могли обрабатываться, они должны быть представлены в форме данных. Данные хранятся и обрабатываются в компьютере на машинном языке, то есть в виде последовательностей нулей и единиц.

Для того чтобы процессор мог обрабатывать данные, он должен получить определенную команду (инструкцию). Обычно для решения какой-либо задачи требует­ся не единичная команда, а их последовательность. Такая по­следовательность команд (инструкций) называется программой.

На заре компьютерной эры, в 40-50-е годы, программы разрабатывались непосредственно на машинном языке, то есть на том языке, который понимает процессор. Та­кие программы представляли собой очень длинные после­довательности нулей и единиц, в которых человеку разо­браться было очень трудно.

В 60-е годы стали использовать языки программирования высокого уровня (Алгол, Фортран, Basic, Pascal и др.), которые позволили существенно облегчить работу программистов. В настоящее время с появлением систем визуального програм­мирования (Visual Basic, Delphi и др.) создание программ стало доступно даже для начинающих пользователей компьютера.

Примечание.

Программная обработка данных на компьютере реализу­ется следующим образом. После запуска на выполнение про­граммы, хранящейся во внешней долговременной памяти, она загружается в оперативную память. Процессор последовательно считывает команды програм­мы и выполняет их. Необходимые для выполнения команды данныезагружаются из внешней памяти в оперативную и над ними производятся необходимые операции. Данные, по­лученные в процессе выполнения команды, записываются процессором обратно в оперативную или внешнюю память.

Таким образом, под программным обеспечением (Software) понимается совокупность всех программ, выполняемых вычислительной системой. Программное обеспечение (ПО)это неотъемлемая часть компьютерной системы. Оно является логическим продолжением технических средств. Сфера применения конкретного компьютера определяется созданным для него ПО. В зависимости от функций, выполняемых программным обеспечением, его можно разделить на две группы: системное и прикладное ПО.

§ Системное ПО организует процесс обработки информации в компьютере и обеспечивает нормальную рабочую среду для прикладных программ. Оно достаточно тесно связано с аппаратными средствами компьютера.

§ Прикладное ПОпредназначено для решения конкретных задач пользователя и организации вычислительного процесса в целом.

При построении классификации ПО нужно учитывать тот факт, что стремительное развитие вычислительной техники и расширение сферы приложения компьютеров резко ускорили процесс эволюции программного обеспечения. Соотношение между требующимися программными продуктами и имеющимися на рынке меняется очень быстро. Даже классические программные продукты, такие, как операционные системы, непрерывно развиваются и наделяются интеллектуальными функциями, многие из которых ранее относились только к интеллектуальным возможностям человека.

4.7.1.Системное ПО. [18])

В состав системного ПО входят:

§ Операционные системы (ОС);

§ Сервисные программы;

§ Системы программирования (трансляторы языков программирования, библиотеки подпрограмм и т.д.);

§ Программы технического обслуживания.

Рассмотрим эти разновидности системного ПО подробнее.

4.7.1.1.Операционные системы.

Определение. Операционная система — это комплекс взаимосвязанных системных программ, назначение которых — организовать взаимодействие пользователя с компьютером и выполнение всех других программ.

Примечание.

Операционная система выполняет роль связующего звена между аппаратуройкомпьютера, выполняемыми программамиипользователем. Операционная система обычно хранится во внешней памяти компьютера — на жестком диске. При включении питания компьютера она считывается с дисковой памяти и размещается в ОЗУ. Этот процесс называется загрузкой операционной системы.

В функции операционной системы входит:

§ Осуществление диалога с пользователем;

§ Управление вводом-выводом данных;

§ Распределение ресурсов вычислительной системы;

§ Запуск программ на выполнение;

§ Вспомогательные операции обслуживания;

§ Передача информации между различными внутренними устройствами;

§ Программная поддержка работы периферийных устройств и т.д.

ОС загружается при включении компьютера. Она предоставляет пользователю удобный способ общения (пользовательский интерфейс) с вычислительной системой.

Определение. Пользовательский интерфейс — это программные и аппаратные средства взаимодействия пользователя с программой или ЭВМ.

Пользовательский интерфейс может быть команднымили объектно-ориентированным.

Определение. Командный интерфейс предполагает ввод пользователем команд с клавиатуры при выполнении действий по управлению ресурсами компьютера.

Определение. Объектно-ориентированный интерфейс — это управление ресурсами вычислительной системы посредством осуществления операций над объектами, представляющими файлы, каталоги (папки), дисководы, программы, документы и т. д.

Кроме того, выделяют также и программный интерфейс.

Определение. Программный интерфейс — это совокупность средств, обеспечивающих взаимодействие устройств и программ в рамках вычислительной системы.

Операционные системы классифицируются по:

§ Количеству одновременно работающих пользователей: однопользовательские, многопользовательские.

§ Числу задач, одновременно выполняемых под управлением системы: однозадачные, многозадачные.

§ Количеству поддерживаемых процессоров: однопроцессорные, много-процессорные.

§ Разрядности кода ОС: 8-разрядные, 16-разрядные, 32-разрядные, 64-разрядные.

§ типу интерфейса: командные (текстовые) и объектно-ориентированные (графические).

§ Типу доступа пользователя к ЭВМ: с пакетной обработкой, с разделением времени, реального времени.

§ Типу использования ресурсов: сетевые, локальные.

Рассмотрим некоторые из наиболее известных ОС.

§ Операционная система MS DOS.ОС MS DOS (Microsoft Disk Operating System)— самая распространенная ОС на 16-разрядных персональных компьютерах. Она была выпущена в 1981 году в связи с появлением IBM PC.

Операционные системы семейства DOS являются 16-ти разрядными однозадачными ОС и обладают следующими характерными чертами и особенностями:

§ Пользовательский интерфейс осуществляется с помощью команд, вводимых пользователем;

§ ОСимеютмодульную структуру, что упрощает перенос системы на другие типы аппаратных платформ;

§ Небольшой объем доступной оперативной памяти (640 Кбайт).

Существенным недостатком операционных систем DOS является отсутствие средств защиты от несанкционированного доступа к ресурсам ПК и ОС.

MS DOS состоит из следующих основных модулей:

§ Базовая система ввода/вывода (BIOS — Basic Input-Output System). Она выполняет наиболее простые и универсальные услуги операционной системы, связанные с осуществлением ввода-вывода. В функции BIOS входит также автоматическое тестирование основных аппаратных компонентов при включении машины и вызов блока начальной загрузки DOS.

§ Блок начальной загрузки (Boot Record — загрузчик) Это короткая программа, функция которой заключается в считывании с диска в оперативную память двух других частей DOSмодуля расширения базовой системы ввода/выводаимодуля обработки прерываний.

§ Модуль расширения базовой системы ввода/вывода (IO.SYS) создает возможность использования дополнительных драйверов, обслуживающих новые внешние устройства, а также драйверов для нестандартного обслуживания внешних устройств.

§ Модуль обработки прерываний (MSDOS.SYS). Он реализует основные высокоуровневые услуги DOS.

§ Командный процессор (COMMAND.COM). Обрабатывает команды, вводимые пользователем.

§ Утилиты MS DOS (от лат. utilitas) — программы, поставляемые вместе с операционной системой в виде отдельных файлов и выполняющие действия обслуживающего характера.

§ Операционные системы Windows. В настоящее время большинство ПК работают под управлением той или иной версии операционной системы Windows фирмы Microsoft.

Так Windows 95 представляет собой универсальную высокопроизводительную многозадачную 32-разрядную ОС нового поколения с графическим интерфейсом и расширенными сетевыми возможностями.

 

Определение. Windows 95интегрированная среда, обеспечивающая эффективный обмен информацией между отдельными программами и предоставляющая пользователю широкие возможности работы с текстовой, графической, звуковой и видеоинформацией. Интегрированность подразумевает также совместное использование ресурсов компьютера всеми программами.

Эта операционная система обеспечивает работу пользователя в сети, предоставляя встроенные средства поддержки для обмена файлами и меры по их защите, возможность совместного использования принтеров, факсов и других общих ресурсов. Windows 95 позволяет отправлять сообщения электронной почтой, факсимильной связью, поддерживает удаленный доступ. Применяемый в Windows 95 защищённый режим не позволяет прикладной программе в случае сбоя нарушить работоспособность системы, надежно предохраняет приложения от случайного вмешательства одного процесса в другой, обеспечивает определённую устойчивость к вирусам.

Пользовательский интерфейс Windows 95 прост и удобен. Система предназначена для установки на настольных ПК и компьютерах блокнотного типа с процессором i486 или Pentium. Рекомендуемый размер оперативной памяти 64-128 Мбайт. После включения компьютера и выполнения тестовых программ BIOSоперационная система Windows 95 автоматически загружается с жесткого диска.

Windows 98 отличается от Windows 95 тем, что в ней операционная система объединена с браузером Internet Explorer посредством интерфейса, выполненного в виде Web-браузера. Кроме этого, в ней улучшена совместимость с новыми аппаратными средствами ПК, она одинаково удобна для использования как в настольных, так и в портативных компьютерах.

Windows NT (NT — New Technology) — это операционная система, использующая все возможности новейших моделей персональных компьютеров и работающая без DOS. Windows NT32-разрядная ОС со встроенной сетевой поддержкой и развитыми многопользовательскими средствами. Она предоставляет пользователям истинную многозадачность, многопроцессорную поддержку, секретность, защиту данных и многое другое. Эта операционная система очень удобна для пользователей, работающих в рамках локальной сети, для коллективных пользователей, особенно для групп, работающих над большими проектами и обменивающихся данными.

Windows 2000 Professional — операционная система нового поколения для делового использования на самых разнообразных компьютерах — от портативных до серверов. Эта ОС является удобной для ведения коммерческой деятельности в Internet. Она объединяет присущую Windows 98 простоту использования с присущими Windows NT надежностью, экономичностью и безопасностью.

Windows CE 3.0 — операционная система для мобильных вычислительных устройств, таких, как карманные компьютеры, цифровые информационные пейджеры, сотовые телефоны, мультимедийные и развлекательные приставки, включая DVD-проигрыватели и устройства целевого доступа в Internet. Windows CE32-разрядная многозадачная операционная система, имеющая открытую архитектуру, разрешающую использование множества устройств. Она компактна, но высоко производительна. Это мобильная система, функционирующая с микропроцессорами различных марок и изготовителей. Для нее есть программы Word и Excel, которые совместимы с их настольными аналогами. Имеет интегрированную систему управления питанием.

§ Операционная система OS/2. ОС OS/2 была разработана фирмой IBM в 1987 году в связи с созданием нового семейства ПК PS/2. OS/2 (Operating System/2) является 32-разрядной графической многозадачной операционной системой для IBM PS-совместимых компьютеров, позволяет организовать параллельную работу нескольких прикладных программ, обеспечивая при этом защиту одной программы от другой и операционной системы от работающих в ней программ. OS/2 обладает удобным графическим пользовательским интерфейсом и совместима с файловой системой DOS, что дает возможность использовать данные как в DOS, так и в OS/2 без каких-либо преобразований. Главный недостаток OS/2 — малое число приложений для нее, что делает эту систему менее популярной, чем MS-DOS и Windows.

§ Операционная система Unix. ОС Unixбыла создана в Bell Telephone Laboratories. Unixмногозадачная многопользовательская операционная система. Ядро ОС Unix написано на языке высокого уровня C и имеет только около 10 процентов кода на ассемблере. Это позволяет переносить Unix на другие аппаратные платформы и достаточно легко вносить в нее серьезные изменения и дополнения. В многочисленные существующие версии Unix постоянно вносятся изменения. С одной стороны, это расширяет возможности системы, делает ее мощнее и надежнее, с другой — ведет к появлению различий между существующими версиями. В связи с этим возникает необходимость стандартизации различных свойств системы. Наличие стандартов облегчает переносимость приложений между различными версиями Unix и защищает как пользователей, так и производителей программного обеспечения. Поэтому в 80-х годах разработан ряд стандартов, оказывающих влияние на развитие Unix. Сейчас существуют десятки операционных систем, которые можно объединить под общим названием Unix. В основном, это коммерческие версии, выпущенные производителями аппаратных платформ для компьютеров своего производства. Несмотря на разнообразие версий Unix, основой всего семейства являются принципиально одинаковая архитектура и ряд стандартных интерфейсов. Для системного администратора переход на другую версию не составит большого труда, а для пользователей он может и вовсе оказаться незаметным. Файловая система Unix — это не только доступ к данным, хранящимся на диске. Через унифицированный интерфейс файловой системы осуществляется доступ к терминалам, принтерам, сети и т.п. Для Unix имеется большое количество приложений, в том числе свободно распространяемых, начиная от простейших текстовых редакторов и заканчивая мощными системами управления базами данных.

Примечание.

Unix является одной из наиболее открытых систем. Кроме того, она способна выполнять большое количество различных функций, в частности, работать, как вычислительный сервер, как сервер базы данных, как сетевой сервер, поддерживающий важнейшие сервисы сети и т.д.

§ Операционная система Linux. Начало созданию системы Linux положено финским студентом Линусом Торвальдсом (Linus Torvalds). В сентябре 1991 года он распространил по электронной почте первый прототип своей операционной системы, и призвал откликнуться на его работу всех, кому она нравится или нет. С этого момента многие программисты стали поддерживать Linux, добавляя драйверы устройств, разрабатывая разные приложения и др. Атмосфера работы энтузиастов над полезным проектом, а также свободное распространение и использование исходных текстов стали основой феномена Linux. В настоящее время Linux — очень мощная бесплатно распространяемая (free) операционная система. Линус Торвальдс разработал не саму операционную систему, а только ее ядро, подключив уже имеющиеся компоненты. Сторонние компании, увидев хорошие перспективы для развития своего бизнеса, довольно скоро стали насыщать ОС утилитами и прикладным ПО. Недостаток такого подхода — отсутствие унифицированной и продуманной процедуры установки системы, и это до сих пор является одним из главных сдерживающих факторов для более широкого распространения Linux.

Примечание.

Феномен Linux вызвал к жизни разговоры о том, что родилась новая философия программирования, принципиально отличающаяся от того, что было раньше. Традиционные стадии жизненного цикла программного продукта таковы — анализ требований, разработка спецификаций, проектирование, макетирование, написание исходного текста, отладка, документирование, тестированиеисопровождение. Однако, Linux создавалась по-иному. Готовый работающий макет постоянно совершенствовался и развивался группой энтузиастов, действия которых лишь слегка координировались.

§ Операционные системы реального времени (ОС РВ). Термин «реальное время» в самом широком смысле слова можно применять к системе по обработке информации в тех случаях, когда требуется, чтобы система имела гарантированное время реакции, то есть задержка ответа не превышала определенного времени. Как правило, это время колеблется от нескольких микросекунд до нескольких десятых долей секунды.

ОС РВ в основном применяются в автоматизации таких областей, как добыча и транспортировка нефти и газа, управление технологическими процессами, водоснабжение, энергетика, управление роботами, банковское дело и др.

Среди наиболее известных ОС РВ для IBM PC используются RTMX, AMX, OS-9000, FLEX OS, QNX и др. Из них выгодно выделяется 32-разрядная ОС PB QNXсвоим полным набором инструментальных средств, к которым пользователь привык при работе с ОС семейства DOS или UNIX.

4.7.1.2.Сервисные программы.

Определение. Сервисное программное обеспечение — это совокупность программных продуктов, представляющих пользователю дополнительные услуги в работе с компьютером и расширяющих возможности операционных систем.

По функциональным возможностям сервисные программы можно разделить на:

§ Улучшающие пользовательский интерфейс;

§ Защищающие данные от разрушения и несанкционированного доступа;

§ Восстанавливающие данные;

§ Ускоряющие обмен данными между диском и ОЗУ;

§ Архивации - разархивации;

§ Антивирусные средства.

По способу организации и реализации сервисные средства могут быть представлены оболочками, утилитамииавтономными программами. Разница между оболочками и утилитами зачастую выражается лишь в универсальностипервых и специализации вторых.

Определение. Оболочки— это программы, созданные для упрощения работы со сложными программными системами, такими, например, как DOS. Они преобразуют неудобный командный пользовательский интерфейс в дружественный графический интерфейс или интерфейс типа "меню". Оболочки предоставляют пользователю удобный доступ к файлам и обширные сервисные услуги.

Самая популярная оболочка для ОС MS DOS IBM-совместимых ПК — пакет программ Norton Commander. Он обеспечивает:

· Создание, копирование, пересылку, переименование, удаление, поиск файлов, а также изменение их атрибутов;

· Отображение дерева каталогов и характеристик входящих в них файлов в форме, удобной для восприятия человека;

· Создание, обновление и распаковку архивов (групп сжатых файлов);

· Просмотр текстовых файлов;

· Редактирование текстовых файлов;

· Выполнение из её среды практически всех команд DOS;

· Запуск программ;

· Выдачу информации о ресурсах компьютера;

· Создание и удаление каталогов;

· Поддержку межкомпьютерной связи;

· Поддержку электронной почты через модем.

Наиболее известными сервисными средствами являются программы обслуживания магнитных дисков, программы архивации данных и антивирусные программные средства. Рассмотрим их подробнее.

§ Программы обслуживания магнитных дисков -— эти программы предназначены для автоматического поиска ошибок и неисправностей в работе магнитных дисков (гибких и жестких), причинами которых могут быть:

· Физическое повреждение магнитного слоя;

· Загрязнение поверхности диска;

· Аварийное отключение ПК;

· Несвоевременное извлечение дискет из дисководов;

· Перезагрузка ОС после аварийной ситуации;

· Воздействие компьютерных вирусов;

· Фрагментация файлов при интенсивной эксплуатации ПК и т.д.

Для восстановления удаленных файлов и каталогов на диске применяются программы Undelete (в составе ОС MS DOS) и UnErase (пакет сервисных программ Norton Utilites).

Для восстановления поврежденных файлов или дисков используются программы Scandisk (в составе OS MS DOS) и NDD - Norton Disk Doktor (пакет Norton Utilites). Повреждения могут проявляться в виде физическихилилогических дефектов.

§ Физические дефекты возникают в результате механических повреждений, воздействия электромагнитных полей или старения магнитного покрытия диска (дефектные сектора и кластеры).

§ Логические дефекты связаны с повреждениями системной области диска на нулевой дорожке (таблица разделов жесткого диска, FAT–таблица, загрузочный сектор, каталоги диска). При этом на диске образуются потерянные или общие кластеры, что приводит к засорению дискового пространства.

Файл, занимающий на диске несмежные кластеры, называется фрагментированным. Для устранения фрагментации дисков применяются программы Speed Disk (пакет Norton Utilites) и Defrag (в составе MS DOS).

§ Программы-архиваторы.

Определение. Сжатие информации — это процесс её преобразования к виду, при котором уменьшается избыточность представления данных и требуется меньший объем памяти для её хранения на диске. Сжиматься могут как один, так и несколько файлов, которые в сжатом виде помещаются в архивный файл (архив).

Степень сжатия файлов характеризуется коэффициентом сжатия Кс и выражается в %. Кс зависит от конкретной программы сжатия, метода сжатия и типа исходного файла. Лучше всего сжимаются графические и текстовые файлы (5 - 40%), хуже — программные файлы (60-90%). Почти не сжимаются архивные файлы.

Определение. Архивация (упаковка) — это помещение исходных файлов в архивный файл в сжатом (или несжатом) виде. А разархивация (распаковка) — это процесс восстановления файлов из архива и размещение их на диске или в оперативной памяти).

Большие по объему архивные файлы могут размещаться на нескольких дисках (многотомные архивы).

Примечание.

Наиболее популярными программами-архиваторами являются: ZIP, RAR и их более современные версии WinZIP, WinRAR и др.

Определение. Cамораспаковывающийся архивный файл — это исполняемый программный модуль (*.exe), который способен к самостоятельной разархивации находящихся в нем файлов безиспользования программы-архиватора.

§ Антивирусные программные средства.

Определение. Компьютерный вирус [19])этоспециальная программа, способная присоединяться к другим программам, создавать свои копии и внедрять их в файлы, системные области дисков, оперативную память и вычислительные сети с целью нарушения их работоспособности.

Примечание.

Вирус может проникнуть в ПК через дискеты, лазерные диски, сетьиэлектронную почту.

Определение. Зараженная программа — это программа, содержащая внедренный в неё компьютерный вирус, а зараженный диск — это диск, в загрузочном секторе которого находится компьютерный вирус.

Примечание.

Основные признаки проявления вирусов:

· Ошибки в работе ранее исправных программ;

· Замедление работы ПК;

· Невозможность загрузки ОС;

· Исчезновение с диска файлов и каталогов или искажение их содержимого;

· Изменение даты и времени создания файлов;

· Уменьшение размера свободной ОП;

· Изменение размеров файлов;

· Появление на экране непредусмотренных сообщений или изображений, подача звуковых сигналов;

· Частые сбои в работе ПК и т.д.

Однако, все это может быть и следствием других причин.

Известно несколько десятков тысяч различных вирусов. Наиболее часто заражению подвержены загрузочные сектора дисков и исполняемые файлы (*.com, * exe). Реже заражаются текстовыеи графические файлы.

Компьютерные вирусы 1) классифицируют по следующим признакам:

· По среде обитания:

· Сетевые - имеют способность распространяться по компьютерным сетям;

· файловые — внедряются в исполняемые файлы (*.com, *.exe). В других типах файлов они не получают управления и теряют способность к размножению;

· загрузочные — внедряются в загрузочный сектор диска (Boot Record);

· файлово-загрузочныe - заражают как файлы, так и загрузочные сектора дисков.

· По способу заражения среды обитания:

· резидентные —внедряют в ОП свою резидентную часть, которая остаётся активной вплоть до выключения или перезагрузки ПК. Перехватывают обращения ОС к файлам или системным областям дисков и заражают их;

· нерезидентные —не заражают память ПК и остаются активными лишь ограниченное время.

· По степени воздействия на объект заражения:

· неопасные — проявляются в каких-либо графических или звуковых эффектах. Не мешают работе ПК, но уменьшают объем свободной ОП;

· опасные— приводят к различным серьёзным нарушениям в работе ПК;

· очень опасные — уничтожают данные и служебную информацию на дисках.

· По особенностям алгоритма воздействия:

· паразитические — изменяют содержимое файлов и секторов диска. Могут быть легко обнаружены и уничтожены;

· репликаторы (черви) — распространяются по компьютерным сетям, вычисляют адреса компьютеров и записывают по ним свои копии;

· невидимки (стелс-вирусы) — перехватывают обращения ОС к зараженным файлам и подставляют вместо своего тела незараженные участки диска;

· мутанты — содержат алгоритмы шифровки, благодаря которым копии вирусов имеют различия, что затрудняет их обнаружение;

· троянские (квазивирусы) — неспособны к самораспространению, но, маскируясь под полезную программу, разрушают файловую систему и загрузочный сектор диска.

Для организации антивирусной проверки и лечения компьютера от вирусов используются Антивирусные программы. Их классифицируют следующим образом:

· Детекторы — выявляют характерную для конкретного вируса сигнатуру (последовательность байтов) и выдают соответствующее сообщение об этом. Недостаток – могут находить только те вирусы, которые были известны при разработке таких программ.

· Доктора (фаги) – находят зараженные файлы и лечат их (удаляют из файла тело вируса). В начале своей работы фаги проверяют ОП, а затем переходят к лечению файлов. Полифаги – это доктора, предназначенные для поиска и уничтожения большого количества вирусов (Scan, Antivirus, Aidstest, Doctor Web, AVP Касперского).

· Ревизоры — запоминают исходное состояние файлов, каталогов и системных областей диска, а затем периодически (или по желанию пользователя) сравнивают его с текущим состоянием в процессе работы ПК. Обнаруженные изменения выводятся на экран монитора. Ревизоры имеют достаточно развитые алгоритмы, могут обнаруживать стелс-вирусы и относятся к самым надежным средствам защиты (Adinf фирмы «Диалог-Наука»).

· Фильтры (сторожа) — небольшие резидентные программы, выявляющие подозрительные действия при работе ПК, характерные для вирусов: попытки коррекции файлов *.com, *. exe; изменение атрибутов файлов; запись в загрузочный сектор диска; загрузка резидентной программы и т.д. При этом сторож выдает пользователю запрос о разрешении или запрете указанных действий. Недостатки – не могут лечить файлы и диски, замедляют работу пользователя (часто выдают предупреждения), могут конфликтовать с другими программами.

· Вакцины (иммунизаторы) – резидентные программы, предотвращающие заражение файлов и дисков. Вакцина модифицирует объект защиты так, что это не отражается на его работоспособности, а вирус будет считать объект уже зараженным и не внедриться в него. Недостаток –вакцинация возможна только от известных вирусов.

Для защиты компьютеров от вирусов обычно используются следующие меры:

· Установка на ПКсовременныхантивирусных программипостоянное обновление их версий;

· Проверка дискет перед считываниемс них информации, записанной на другом ПК;

· Проверка архивных файловдо и после их разархивации;

· Периодическая проверка жесткого диска с защищенной от записи дискеты(окошко открыто)с предварительной загрузкой ОСс системной дискеты,также защищенной от записи;

· Защита своих дискет от записи при работе на других ПК,если на них не будет записываться информация;

· Созданиена дискетахархивных копийособоценной информации;

· Изъятиеиз дисководадискеты перед включением или перезагрузкой ПК для исключения возможности заражения загрузочными вирусами;

· Проверкавсехфайлов, получаемых покомпьютернымсетям;

· Проверка лазерных дисков.

4.7.1.3.Системы программирования.

Определение. Системы программирования — это системы для разработки новых программ на конкретном языке программирования.

Современные системы программирования обычно предоставляют пользователям мощные и удобные средства разработки программ. В них входят:

· Компилятор или интерпретатор;

· Интегрированная среда разработки;

· Средства создания и редактирования текстов программ;

· Обширные библиотеки стандартных программ и функций;

· Отладочные программы, т.е. программы, помогающие находить и устранять ошибки в программе;

· "Дружественная" к пользователю диалоговая среда;

· Многооконный режим работы;

· Встроенная справочная служба и др.

Определение. Транслятор (от translatorпереводчик) — это программа-переводчик. Она преобразует программу, написанную на одном из языков высокого уровня, в программу, состоящую из машинных команд.

Трансляторыреализуются в виде компиляторов или интерпретаторов. С точки зрения выполнения работы компилятор и интерпретатор существенно различаются.

Определение. Компилятор (от compiler — составитель, собиратель) читает всю программу целиком, делает ее перевод и создает законченный вариант программы на машинном языке, который затем и выполняется.

 

Определение. Интерпретатор (от interpreter — истолкователь, устный переводчик) переводит и выполняет программу строка за строкой.

Примечание.

После того, как программа откомпилирована, ни сама исходная программа, ни компилятор более не нужны. В то же время программа, обрабатываемая интерпретатором, должна заново переводиться на машинный язык при каждом очередном запуске программы. Откомпилированные программы работают быстрее, но интерпретируемыепроще исправлять и изменять.

Каждый конкретный язык ориентирован либо на компиляцию, либо на интерпретацию — в зависимости от того, для каких целей он создавался. Так, в частности, Паскаль обычно используется для решения довольно сложных задач, в которых важна скорость работы программ. По этим причинам язык Паскаль обычно реализуется с помощью компилятора. С другой стороны, Бейсик создавался как язык для начинающих программистов, для которых построчное выполнение программы имеет неоспоримые преимущества. Иногда для одного языка имеется и компилятор, и интерпретатор. В этом случае для разработки и тестирования программы можно воспользоваться интерпретатором, а затем откомпилировать отлаженную программу, чтобы повысить скорость ее выполнения.

Примечание.

К наиболее популярным системам программирования относятся Turbo Basic, Quick Basic, Turbo Pascal, Turbo C.

В последнее время получили распространение системы программирования, ориентированные на создание Windows-приложений.Это:

· Пакет Borland Delphi (Дельфи) — блестящий наследник семейства компиляторов Borland Pascal, предоставляющий качественные и очень удобные средства визуальной разработки. Его исключительно быстрый компилятор позволяет эффективно и быстро решать практически любые задачи прикладного программирования.

· Пакет Microsoft Visual Basic — удобный и популярный инструмент для создания Windows-программ с использованием визуальных средств. Содержит инструментарий для создания диаграмм и презентаций.

· Пакет Borland C++ — одно из самых распространённых средств для разработки DOSWindows-приложений.

Системы программирования могут выделяться в отдельную категорию инструментальных программных средств.

4.7.1.4.Программы технического обслуживания.

Определение. Программы технического обслуживания — это совокупность программно-аппаратных средств для диагностики и обнаружения ошибок в процессе работы компьютера или вычислительной системы в целом.

Они включают в себя:

· Средства диагностики итестового контроляправильности работы ЭВМ и ее отдельных частей, в том числе автоматического поиска ошибок и неисправностей.

· Специальные программы диагностики и контроля вычислительной среды информационной системы в целом, в том числе программно-аппаратный контроль, осуществляющий автоматическую проверку работоспособности системы обработки данных.

Прикладное ПО.

4.7.2.1.Редакторы. Определение. Редактором называется ППП, предназначенный для создания и… Редакторы по своим функциональным возможностям можно подразделить на текстовые, графическиеииздательские системы.

Файловая система и файловая структура.

Определение. Файл (file – папка) — это именованная область памяти (последовательность байтов произвольной длины)на диске или другом носителе,… Файл имеет имя и атрибуты и характеризуется размером в байтах, датойи временем… Примечание.

Жесткий магнитный диск программно может быть разделен на несколько частей, с которыми можно работать как с отдельными дисками. Эти части называются логическими дисками или разделами, каждому из которых, как и отдельному устройству, присваивается имя в виде латинской буквы с символом «:». При этом, как правило, дисковод FDD именуется А:, а разделы HDD – начиная с С: . Другие устройства внешней памяти в составе ПК (CD-ROM, стример и т.д.) получают имена, следующие в алфавитном порядке за именем последнего раздела винчестера. Логический диск (или устройство), с которого производится загрузка операционной системы, называется системным.

Правовая охрана программ и данных.

Программы по их юридическому статусу можно разде­лить на три большие группы: лицензионные, условно бес­платные (shareware) и свободно… Дистрибутивы лицензионных программ (дискеты или дис­ки CD-ROM, с которых… Некоторые разработчики программного обеспе­чения предлагают пользователям условно бесплатные про­граммы в целях их…

Тренировочные тестовые задания по разделу 4.

(правильные ответы см. в конце пособия).

I. Компьютер — это (наиболее полное определение):

1. Устройство для работы с текстами;

2. Электронное вычислительное устройство для об­работки чисел;

3. Устройство для хранения информации любого вида;

4. Программируемое электронное устройство для работы с данными;

5. Устройство для обработки аналоговых сигналов.

 

II. Скорость работы процессора зависит от:

1. Тактовой частоты;

2. Объёма оперативной памяти;

3. Организации интерфейса операционной системы;

4. Объема внешнего запоминающего устройства;

5. Объема обрабатываемой информации.

 

III. Укажите наиболее полный перечень основных устройств персонального компьютера:

1. Микропроцессор, сопроцессор, монитор;

2. Центральный процессор, оперативная память, устройства ввода/вывода;

3. Монитор, винчестер, принтер;

4. АЛУ, УУ, сопроцессор;

5. Сканер, мышь, монитор, принтер.

 

IV. Магистрально-модульный принцип архитектуры ПК подразу­мевает организацию аппарат­ных средств, при которой:

1. Каждое устройство связывается с другими на­прямую;

2. Все устройства связаны напря­мую, а также через общую системную магистраль;

3. Все устройства связываются друг с другом че­рез системную магистраль;

4. Устройства связываются друг с другом в строго фиксированной последовательности;

5. Связь устройств осуществляется через центральный процессор.

 

V. В состав процессора входят устройства:

1. Оперативное запоминающее устройство, регистры;

2. Арифметико-логическое устройство, устройство управления;

3. Кэш-память, видеопамять;

4. BIOS, генератор тактовой частоты;

5. Сопроцессор, видеоадаптер.

 

VI. Постоянное запоминающее устройство служит для хранения:

1. Программ тестирования и диагностики узлов ПК;

2. Прикладных программ;

3. Системных программ;

4. Постоянно используемых программ пользователя;

5. Драйверов и утилит.

 

VII. Во время выполнения прикладная программа находится:

1. В видеопамяти;

2. В процессоре;

3. В оперативной памяти;

4. На жестком диске;

5. В ПЗУ.

 

VIII. Персональный компьютер не будет функциониро­вать, если отключить:

1. Дисковод гибких дисков;

2. Оперативную память;

3. Мышь;

4. Принтер;

5. CD ROM.

 

IX. Для долговременного хранения информации слу­жит:

1. Оперативная память;

2. Процессор;

3. Винчестер;

4. Дисковод гибких дисков;

5. Блок питания.

 

X. Файловая система, используемая в современных ПК, имеет название:

1. NTFS;

2. MIPS;

3. CMOS;

4. BIOS;

5. MFLOPS.

 

XI. При отключении компьютера информация:

1. Исчезает из оперативной памяти;

2. Исчезает из постоянного запоминающего устрой­ства;

3. Стирается на жестком диске;

4. Стирается на гибком диске;

5. Стирается на компакт-диске.

 

XII. Дисковод — это устройство для:

1. Обработки команд исполняемой программы;

2. Чтения данных с внешнего носителя;

3. Хранения команд исполняемой программы;

4. Долговременного хранения информации;

5. Вывода информации на экран монитора.

 

XIII. Устройство предназначено для ввода информации:

1. Процессор;

2. Принтер;

3. ПЗУ;

4. Клавиатура;

5. Монитор.

 

XIV. Манипулятор — это устройство:

1. Модуляции и демодуляции;

2. Считывания информации;

3. Хранения информации;

4. Ввода информации;

5. Для подключения принтера.

 

XV. Для подключения компьютера к телефонной линии используется:

1. Модем;

2. Факс;

3. Сканер;

4. Принтер;

5. Монитор.

 

XVI. Принцип программного управления работой компь­ютера предполагает:

1. Двоичное кодирование данных;

2. Моделирование информационных процессов при управлении компьютером;

3. Необходимость использования операционной системы для синхронной работы аппаратных средств;

4. Возможность выполнения без внешнего вмеша­тельства серии команд;

5. Использование формул для реализации команд программы.

 

XVII. Файл — это:

1. Именованный блок данных, храня­щийся во внешней памяти;

2. Объект, характеризующийся типом и размером;

3. Совокупность индексированных переменных;

4. Совокупность фактов и правил;

5. Закодированная информация.

 

XVIII. Расширение имени файла, как правило, характе­ризует:

1. Время создания файла;

2. Объем файла;

3. Место файла на диске;

4. Тип содержащейся в нём информации;

5. Скорость его записи на диск.

 

XIX. Текстовый редактор – это програм­мный продукт, входящий в состав:

1. Системного программного обеспечения;

2. Системы программирования;

3. Прикладного программного обеспечения;

4. Сервисного программного обеспечения;

5. Операционной системы.

 

XX. Система управления базами данных представляет собой программный продукт, входящий в состав:

1. Операционной системы;

2. Системного программного обеспечения;

3. Системы программирования;

4. Программ технического обслуживания;

5. Прикладного программного обеспечения.

 

 

XXI. Операционная система представляет собой про­граммный продукт, входящий в состав:

1. Прикладного программного обеспечения;

2. Системного программного обеспечения;

3. Программ обслуживания магнитных дисков;

4. Системы программирования;

5. Сервисного программного обеспечения.

 

XXII. Операционная система — это:

1. Совокупность основных устройств компьютера;

2. Система программирования на языке низкого уровня;

3. Набор программ, обеспечивающий совместную работу всех устройств компьютера и доступ поль­зователя к ним;

4. Совокупность программ, используемых для обработки данных;

5. Программа технического обслуживания.

 

XXIII. В файле command.com находятся:

1. Внутренние команды MS DOS;

2. Команды загрузки MS DOS;

3. Внешние команды MS DOS;

4. Драйверы;

5. Трансляторы.

 

XXIV. Программы обслуживания устройств компьютера называются:

1. Загрузчиками;

2. Драйверами;

3. Трансляторами;

4. Интерпретаторами;

5. Компиляторами.

 

XXV. Программы, записанные в ПЗУ, входят в состав:

1. Загрузчика ОС;

2. Файла IO.SYS;

3. Файла MSDOS.SYS;

4. BIOS;

5. Файла COMMAND.COM.

 

XXVI. Внешние команды MS DOS находятся:

1. В файле COMMAND.COM;

2. В файле IO.SYS;

3. В файле MSDOS.SYS;

4. В ПЗУ;

5. В виде отдельных файлов на диске.

 

XXVII. В записи C:\DOC\SYS указан путь к:

1. Подкаталогу SYS корневого каталога;

2. Файлам с расширениями SYS каталога DOC;

3. Подкаталогу SYS каталога DOC;

4. Подкаталогу DOC корневого каталога;

5. Файлу SYS подкаталога DOC корневого каталога.

XXVIII. Файл командного процессора MS DOS имеет тип (расширение):

1. doc;

2. com;

3. sys;

4. ехе;

5. bat.

 

XXIX. Какой из файлов загружается раньше всех при за­грузке MS DOS?

1. CONFIG.SYS;

2. AUTOEXEC.BAT;

3. COMMAND.COM;

4. IO.SYS;

5. MSDOS.SYS.

 

XXX. Norton Commander представляет собой:

1. Операционную систему;

2. Программную оболочку MS DOS;

3. Программную оболочку Windows;

4. Редактор;

5. Транслятор языка программирования.

 

XXXI. Программой-архиватором называют:

1. Программу для сжатия файлов;

2. Программу резервного копирования файлов;

3. Интерпретатор;

4. Транслятор;

5. Систему управления базами данных.

 

XXXII. Архивированный файл представляет собой файл:

1. Которым долго не пользовались;

2. Защищенный от копирования;

3. Сжатый с помощью архиватора;

4. Защищенный от несанкционированного досту­па;

5. Зараженный компьютерным вирусом.

 

 

XXXIII. Степень сжатия файла зависит:

1. Только от типа файла;

2. Только от программы-архиватора;

3. От типа файла и программы-архиватора;

4. От производительности компьютера;

5. От объема оперативной памяти.

 

XXXIV. Архивированный файл отличается от исходного тем, что:

1. Доступ к нему занимает меньше времени;

2. Он более удобен для редактирова­ния;

3. Он менее защищён от вирусов;

4. Он более защищен от несанкционированного доступа;

5. Он занимает меньше места на диске.

 

XXXV. С использованием архиватора RAR лучше всего сжи­маются:

1. Тексты;

2. Рисунки;

3. Фотографии;

4. Видеофильмы;

5. Программы.

 

XXXVI. Компьютерные вирусы:

1. Возникают из-за сбоев в аппаратных сред­ствах компьютера;

2. Создаются программистами;

3. Появляются при работе некорректно написанных программ;

4. Являются следствием ошибок в операционной системе;

5. Имеют биологическое происхождение.

 

XXXVII. Отличительной особенностью компьютерного ви­руса является:

1. Большой объем программного кода;

2. Необходимость его запуска пользователем ПК;

3. Способность повысить помехоустойчивость операционной системы;

4. Способность к самостоятельному запуску;

5. Легкость распознавания.

 

XXXVIII. Загрузочные вирусы характеризуются тем, что:

1. Поражают загрузочные секторы дисков;

2. Поражают программы в начале их работы;

3. Запускаются при загрузке компьютера;

4. Изменяют код заражаемого файла;

5. Изменяют размер файла.

 

XXXIX. Назначение антивирусных программ-детекторов:

1. Обнаружение и уничтожение вирусов;

2. Контроль возможных путей распространения вирусов;

3. Обнаружение вирусов;

4. Лечение зараженных файлов;

5. Уничтожение зараженных файлов.

 

XL. К антивирусным программам не относятся:

1. Сторожа;

2. Фаги;

3. Ревизоры;

4. Интерпретаторы;

5. Вакцины.

 

XLI. В состав системного программного обеспечения ПК входят:

1. Программы пользователей и обучающие програм­мы;

2. Редакторы и системы обработки числовой ин­формации;

3. Операционные системы, операционные оболоч­ки, драйверы и утилиты;

4. Системы искусственного интеллекта;

5. Экспертные системы.

 

XLII. Объем адресного пространства ПК при 24-разрядной шине адреса равен:

1. 16 Мбайт;

2. 4 Гбайта;

3. 64 Кбайта;

4. 1 Мбайт;

5. 64 Гбайта.

 

XLIII. Корпус стационарного ПК с горизонтальной компоновкой называется:

1. Notebook;

2. Tower;

3. Palmtop;

4. Desktop;

5. Laptop.

 

XLIV. Шина AGP служит для подключения к ПК:

1. Сканера;

2. Аудиоадаптера;

3. Модема;

4. Графического адаптера;

5. Клавиатуры.

 

XLV. Через порт LPT к ПК подключаются:

1. Монитор;

2. Принтер;

3. Клавиатура;

4. Мышь;

5. Сканер.

 

XLVI. Программа BIOS Setup позволяет менять содержимое:

1. Video RAM;

2. Оперативной памяти;

3. Flash Memory;

4. Постоянной памяти;

5. CMOS RAM.

 

XLVII. Устройством внешней памяти с прямым доступом к данным не является:

1. FDD;

2. CD ROM;

3. Стример;

4. DVD ROM;

5. HDD.

 

XLVIII. Минимальным адресуемым элементом жесткого магнитного диска является:

1. Трек;

2. Файл;

3. Кластер;

4. Байт;

5. Сектор.

5. Моделирование и формализация

p Моделирование как метод познания.

p Виды моделей. Классификация моделей.

p Понятие о технологии информационного моделирования.

p Исследование информационных моделей предметных областей.

Моделирование как метод познания.

Определение. объектом исследования может быть все то, на что направлена человеческая деятельность, т.е. любое событие, явление, субъект, предмет,… Пример: § объект — Земля, и её заменитель — глобус;

Виды моделей. Классификация моделей.

Модели делятся на две большие группы: материальныеиинформационные.

§ Материальные модели иначе можно назвать предметными, физическими. Они воспроизводят геометрическиеифизические свойства объекта-оригинала и всегда имеют реальное воплощение.

Пример: Геометрические модели– это макеты зданий и сооружений, скульптуры, муляжи и др.; а Физические— аэродинамическая труба как модель воздушного пространства для исследования аэродинамических свойств крыла самолета; другой пример — ускоритель электронных частиц как модель для изучения свойств частиц веществ.

§ В основе информационного метода моделирования лежит информационный подход к изучению окружающей действительности, при этом информационная модель есть не что иное, как совокупность информации, характеризующая свойства и состояние объекта, процесса, явления, а также взаимосвязь с внешним миром.Информационные модели представляют объекты и процессы в образнойилизнаковой форме.

Образные информационные модели (картины, рисунки, фотографии, фильмы и др.) представляют собой зрительные образы объектов, зафиксированные на каком-либо носителе информации (бумаге, фото- и кинопленке и др.). Образные модели широко используются в образовании и науке, где требуется их классификация по внешним признакам (ботаника, зоология и др.).

Знаковые (формальные) информационные модели строятся с использованием различных языков (знаковых систем). Знаковая информационная модель может быть представлена формулы, таблицы, иерархии (генеалогическое дерево), структуры (граф), сети (сеть Интернет) и т.д.

Определение. Процесс построения информационных моделей с помощью формальных языков называется формализацией.

Примечание.

Одним из наиболее широко используемых языков формализации является математика. Язык математики и, в частности одного из ее разделов, алгебры, позволяет формализовать функциональные зависимости между величинами, которые представляют собой математические модели изучаемых объектов, явленийипроцессов.

В зависимости от представления знаковые информационные модели подразделяются на:

§ описательные (Вербальные) — модели, для описания которых используются естественные языки;

§ содержательныеилисмысловые — в виде текста, например, программы на языке программирования, на языке географических элементов и т.п.;

§ математические — модели, построенные на основе математических понятий, формул алгебры, физики, геометрии, химии и т.п.;

§ логические — модели, построенные на основе логических операций;

§ структурные — табличные модели; иерархические модели, например, генеалогическое дерево; сетевые модели, например, модель сети Интернет.

В зависимости от поставленной задачи, способа создания модели и предметной области, модели классифицируют:

§ По способу учета фактора времени.

§ статические — модели, не учитывающие фактора времени, то есть модели, описывающие состояние системы в определенный момент времени (строение молекул, животных и т.п.);

§ Динамические — модели, учитывающие фактор времени, то есть модели, описывающие процессы изменения и развития систем (движение тел, развитие организмов и т.п.).

§ По области применения:

§ Научно-производственные — для исследования явлений и процессов;

§ игровые — для моделирования поведения объектов (в том числе людей) в различных близких к жизненным ситуациях;

§ имитационные — для имитации основных свойств объекта-оригинала или реальности, а не просто их отражения;

§ учебные — это всевозможные наглядные пособия и тренажеры для обучения;

§ экспериментальные — подобные мотели разрабатываются с целью прогнозирования поведения объекта в реальных условиях.

Понятие о технологии информационного моделирования.

Основной технологической схемой решения любой задачи моделирования с использованием компьютерных технологий является: 1. Постановка задачи моделирования; 2. Построение модели;

Исследование информационных моделей конкретных предметных областей.

Рассмотрим несколько примеров построения информационных моделей и их применения в исследовательских задачах.

Пример 1: Образная информационная модель.

1. Постановка задачи.

Найти оптимальную расстановку мебели (шкаф для одежды, стол компьютерный, стол письменный, стеллаж для книг, стеллаж для бумаг), которая не загораживала бы окна, была бы эргономична и стильная. Условие расстановки – удобство. Если останется место, то можно в комнату добавить еще стол для заседаний. Сделать эскиз объемного вида со стороны двери.

2. Построение модели и формализация.

Подготовить чертежи комнаты и отдельно каждого элемента мебели в приемлемом масштабе с обозначением размеров. Можно сделать фотоснимки, записать словесные требования к расстановке.

Этап формализации заключается в переносе чертежей и фотоснимков в компьютер для чего необходимо использовать одну из приемлемых прикладных программ: графический редактор (например, Paint, Visio), систему проектирования (например, AutoCAD), графический процессор (например, Photoshop).

3. Разработка алгоритма и программы.

Один из алгоритмов (последовательность шагов) для решения данной задачи может быть следующий:

1) Расположить шкаф для одежды у входа в комнату;

2) Компьютерный стол под окном, но не напротив другого окна;

3) Письменный стол под другим окном;

4) Возле письменного стола стеллаж для книг;

5) Возле компьютерного стола стеллаж для бумаг;

6) Просчитать количество необходимых рабочих мест;

7) Выделить под рабочие места оговоренное количество пространства комнаты;

8) Разместить стол для заседаний — посередине комнаты;

9) Выделить под рабочие места оговоренное количество пространства комнаты;

10) Определить достаточно ли рабочего пространства;

11) Повторить пункты 1) … 7) при другой расстановки;

12) Повторить пункты 8) … 10).

4. Компьютерный эксперимент.

На полученных в среде одной из программ чертежах комнаты провести «перестановку» блоков – мебели, до того момента когда будут выполнены основные требования (пункт 1) … 7) алгоритма), и по возможности выполнить пункты 8) … 9) алгоритма.

5. Анализ результатов.

Анализ результатов заключается в ответе на вопросы: вся ли основная мебель расставлена, не закрыты ли проемы двери и окон, помещен ли стол заседаний, достаточно ли места для работы.

Пример 2: Математическая модель.

1. Постановка задачи.

В процессе тренировок теннисистов используются автоматы по бросанию мячика в определенное место площадки. Необходимо задать автомату необходимую скорость и угол бросания мячика для попадания в мишень определенного размера, находящуюся на известном расстоянии.

2. Построение модели и формализация.

Сначала рассмотрим модель процесса движения тела с использованием физических понятий и законов. Из условия задачи можно сформулировать следующие предположения:

§ Мячик мал по сравнению с Землей, поэтому его можно считать материальной точкой;

§ Изменение высоты мячика мало, поэтому ускорение свободного падения можно считать постоянной величиной и движение по оси ОУ можно считать равноускоренным;

§ Скорость бросания тела мала, поэтому сопротивлением воздуха можно пренебречь и движение по оси ОХ можно считать равномерным.

Для формализации модели используем известные из курса физики формулы равномерного и равноускоренного движения. При заданных начальной скорости и угле бросания a значения координат дальности полета x и высоты у от времени можно описать следующими формулами:

;

.

Пусть мишень высотой h будет размещаться на расстоянии s от автомата. Из первой формулы выражаем время, которое понадобиться мячику, чтобы преодолеть расстояние s:

Подставим это значение t в формулу y. Получаем l – высоту мячика над землей на расстоянии s:

.

Формализуем условие попадания мячика в мишень. Попадание произойдет, если значение высоты l мячика будет удовлетворять условию в форме неравенства:

.

Если l<0, то это означает «недолет», а если l>h, то это означает «перелет».

3. Разработка алгоритма и программы.

В разделе 6 будут рассмотрены некоторые примеры построения алгоритмов, а на данном этапе опишем последовательность действий для решения данной задачи:

Шаг.1. Введем значения начальной скорости, угла бросания мячика, расстояния до мишени и ее высоты;

Шаг 2. Проведем все вышеперечисленные расчеты, для визуализации построим траекторию движения мячика;

Шаг 3. Выведем полученный результат;

Шаг 4. Повторим Шаги 1…3 для других начальных значений до попадания мячика в мишень и зафиксируем эти значения.

Данный алгоритм может быть реализован на любом языке программирования.

4. Компьютерный эксперимент.

Итогом компьютерного эксперимента является построение графиков.

5. Анализ результатов.

По полученным результатам определили диапазон величин углов, которые обеспечивают попадание мячика в мишень.

Отметим, что в зависимости от постановки задачи и используемого математического аппарата может быть исследована любая математическая модель.

Пример 3: Биологическая модель.

1. Постановка задачи.

Каким образом изменяется количество хищников и их добычи, когда между особями одного вида нет соперничества.

2. Построение модели и формализация.

Одним из самых известных примеров описания динамики взаимодействующих популяций являются уравнения Вольтерра – Лотка[20]).

Пусть и – число жертв и хищников соответственно. Предположим, что относительный прирост жертв равен , где – скорость размножения жертв в отсутствие хищников, – потери от хищников. Развитие популяции хищников зависит от количества пищи (жертв), при отсутствии пищи относительная скорость изменения популяции хищников равна , наличие пищи компенсирует убывание, и при имеем .

Таким образом, система Вольтерра – Лотка имеет вид:

где .

3. Разработка алгоритма и программы.

В принципе данный шаг решения задачи сводится к описанию последовательности решения системы уравнения Вольтерра – Лотка и применению любого математического пакета программ (например, MathCAD, MatLab) или офисного приложения (например, Excel), имеющего средства для решения поставленной задачи либо выбранного языка программирования для написания программы.

4. Компьютерный эксперимент.

Итогом компьютерного эксперимента являются построение графиков (рис.5.1, рис.5.2).

Рис.5.1.График развития популяции. Рис.5.2.Фазовая кривая числен- ности хищников и жертв.

5. Анализ результатов.

Видно, что процесс имеет колебательный характер (рис.5.1). При заданном начальном соотношении числа особей обоих видов 3:1 обе популяции сначала растут. Когда число хищников достигает величины , популяция жертв не успевает восстанавливаться и число жертв начинает убывать. Уменьшение количества пищи через некоторое время начинает сказываться на популяции хищников, и, когда число жертв достигает величины (в этой точке ) , число хищников тоже начинает сокращаться вместе с сокращением числа жертв. Сокращение популяции происходит до тех пор, пока число хищников не достигнет величины (в этой точке ) . С этого момента начинает расти популяция жертв; через некоторое время пищи становится достаточно, чтобы обеспечить прирост хищников, обе популяции растут, и процесс повторяется снова и снова. На графике четко виден периодический характер процесса. Количество жертв и хищников колеблется возле величин соответственно (дробные числа здесь не означают «половину волка» : величины могут измеряться в сотнях, тысячах и т.п.). Периодичность процесса явственно видна на фазовой плоскости: фазовая кривая – замкнутая линия (рис.5.2). Самая левая точка этой кривой, , – это точка, в которой число жертв достигает наименьшего значения. Самая правая точка, , – точка пика популяции жертв. Между этими точками количество хищников сначала убывает до нижней точки фазовой кривой . Фазовая кривая охватывает точку .Это означает, что система имеет стационарное состояние , которое достигается в точке . Если в начальный момент система находилась в стационарной точке, то решение не будут изменяться во времени, останутся постоянными. Всякое же другое начальное состояние приводит к периодическому колебанию решений. Неэллиптичность формы траектории, охватывающей центр, отражает негармонический характер колебаний.

Отметим, что рассмотренная модель может описывать поведение конкурирующих фирм, рост народонаселения, численность воюющих армий, изменение экологической обстановки, развитие науки и др.

Тренировочные тестовые задания по разделу 5.

(правильные ответы см. в конце пособия).

I. Модель это:

1. Процесс замены реального объекта, процесса или явления новым объектом

2. Объект, который отражает все существенные свойства исходного объекта, процесса или явления

3. Объект, который отражает все свойства исходного объекта, процесса или явления

4. Объект, процесс или явление, который отражает все существенные свойства исходного объекта, процесса или явления

5. Описание объекта на формальном языке

 

II. Моделирование - это:

1. Процесс поиска нового, неформального решения задачи

2. Процесс замены реального объекта другим материальным объектом, похожим на него внешне

3. Процесс замены реального объекта другим идеальным объектом, похожим на него внешне

4. Процесс замены реального объекта моделью, которая отражает его существенные признаки

5. Процесс оценивания поведения объекта в реальном мире

 

III. Сколько моделей одного объекта можно создать:

1. Одна модель

2. Несколько, в зависимости от цели поставленной задачи

3. Две модели

4. Несколько, в зависимости от количества признаков

5. Несколько, в зависимости от признаков

IV. Формализация – это:

1. Процесс построения информационных моделей с помощью формальных языков

2. Процесс построения только математических моделей с помощью формальных языков

3. Процесс построения материальных моделей с помощью формальных языков

4. Процесс построения образных моделей с помощью формальных языков

5. Процесс построения системных моделей с помощью формальных языков

 

V. Из перечисленных моделей укажите физическую:

1. Компьютерная модель сооружения

2. Формула определения давления в жидкостях

3. Формула нахождения периметра прямоугольника

4. Модель железнодорожного вагона

5. Химическая формула

 

VI. Выделите правильную последовательность этапов решения задач моделирования на компьютере:

1. Построение модели; постановка задачи; разработка алгоритма и программы; отладка и исполнение программы; компьютерный эксперимент; анализ результатов

2. Постановка задачи; построение модели; разработка алгоритма и программы; компьютерный эксперимент; отладка и исполнение программы; анализ результатов

3. Постановка задачи; построение модели; разработка алгоритма и программы; компьютерный эксперимент; анализ результатов

4. Постановка задачи; построение модели; отладка и исполнение программы; разработка алгоритма и программы; компьютерный эксперимент; анализ результатов

5. Постановка задачи; построение модели; разработка алгоритма и программы; отладка и исполнение программы; компьютерный эксперимент; анализ результатов

 

VII. Признаком системы является:

1. Набор отдельных элементов

2. Объекты, имеющие различные свойства

3. Целостное функционирование

4. Разбиение на объекты

5. Ее структура

 

VIII. Динамической моделью является модель:

1. Не учитывающая фактор времени

2. Учитывающая фактор статики

3. Учитывающая свойства объекта

4. Учитывающая фактор времени

5. Не учитывающая свойства объекта

IX. Статической моделью является модель:

1. Не учитывающая фактора времени

2. Учитывающая фактор статики

3. Учитывающая свойства объекта

4. Учитывающая фактор времени

5. Не учитывающая свойства объекта

 

X. Расписание движения поездов является:

1. Железнодорожным вокзалом - объектом

2. Математической моделью железнодорожного вокзала

3. Материальной моделью железнодорожного вокзала

4. Системной моделью железнодорожного вокзала

5. Информационной моделью железнодорожного вокзала


6. Алгоритмизация и программирование

p Алгоритм. Формальное исполнение алгоритмов.

p Свойства алгоритмов.

p Способы записи алгоритма.

p Основные алгоритмические конструкции. Детализация алгоритмов.

p Методы разработки алгоритмов.

p Понятие о языках программирования.

p Классификация языков программирования.

p Средства создания программ.

p Базовые элементы алгоритмических языков программирования.

p Основные типы данных.

p Операторы языка программирования.

p Подпрограммы.

p Технологии программирования.

 

Алгоритм. Формальное исполнение алгоритмов.

Решение задачи предполагает выполнение определенной последовательности действий над объектами (элементами). Определение. Действие — есть процесс построения на основе конечной системы… Требуемый результат(решениезадачи) может достигаться путем выполнения различных последовательностей действий. Поэтому…

Свойства алгоритмов.

§ Массовость алгоритмаопределяет возможность использования любых исходных данных из некоторого определенного множества для однотипных задач. Так,… § Детерминированностьили определенностьалгоритма предполагает такое его… § Направленностьозначает наличие способа однозначного перехода от одного действия к другому.

Способы записи алгоритма.

§ Словесное описание алгоритма представляет собой текст, в котором на различном разговорном языке (например, на русском) по пунктам записана… Пример: Составить словесное описание алгоритма решения уравнения x+2= 3x–4. … Для наглядности каждый пункт снабдим записью результата.

Алгоритм 2.

нач если корень слова начинается со звонкой согласной I то на конце приставки написать «з»

Основные алгоритмические конструкции. Детализация алгоритмов.

§ Наиболее простым является линейный алгоритм, содержащий набор шагов, выполняемых один за другим. Линейный алгоритм состоит из блоков, соединенных… § Более сложным является разветвляющийся (ветвящийся) алгоритм, имеющий… Пример: Определить, является ли число а положительным (Алгоритм 4 на рис.6.10).

Методы разработки алгоритмов.

§ Метод последовательной детализации,иначе называемыйметодом разработки сверху вниз, заключается в следующем. Сначала алгоритм формируется в самых… § Сборочный метод,или разработка снизу вверх, алгоритмов происходит…

Понятие о языках программирования. Классификация языков программирования.

Определение. Программа —это упорядоченная последовательность команд, подлежащая обработке; последовательность предложений языка программирования, описывающая алгоритм решения задачи.

Определение.Языком программирования называется формальный язык, предназначенный для описания алгоритмов решения задач на ЭВМ. Набор правил построения конструкций языка называетсясинтаксисом языка программирования, а совокупность значений (смысл) всех конструкций языка, определяющих состав реализуемых в языке вычислительных процедур, — семантикой языка программирования.

Языки программирования можно разделить на два больших класса: высокого и низкого уровня [23]). Здесь уровень языка характеризуется сложностью задач, решаемых с помощью этого языка.

§ Язык программирования, ориентированный на конкретный тип процессора и учитывающий его особенности называетсяязыком программирования низкого уровня.Операторы такого языка близки к машинному коду и ориентированы на конкретные команды процессора. Например, языком низкого уровня является язык ассемблер.

§ Языки программирования высокого уровня значительно ближе и понятнее человеку. Особенности конкретных компьютерных архитектур в них не учитываются, поэтому программы, составленные на таких языках, могут использоваться на разных типах компьютеров. Разрабатывать такие программы значительно проще, а ошибок при создании программ допускается меньше. Для преобразования этих программ в машинные коды существуют специальные программы – трансляторы, а перевод выполняет сам компьютер. К языкам высокого уровня относятся такие широко распространенные языки программирования, как С (Си), С++, Паскаль, Бейсик, HTML и другие.

Языки программирования можно классифицировать по их назначению: Алгоритмические языки, Языки программирования баз данных,Языки программирования для Интернета и другие.

§ Для создания компьютерных программ используются Алгоритмические языки программирования. Алгоритмический (процедурный) язык программирования — это язык программирования, предназначенный для записи алгоритмов, исполняемых на ЭВМ. Однако не всякий язык программирования является алгоритмическим. К ним относятся С (Си), С++, Паскаль, Бейсик, Java (Джава, Ява), Fortran (Фортран), Cobol (Кобол) и многие другие.

§ Языки программирования баз данных отличаются от алгоритмических языков, прежде всего решаемыми задачами: они используются для управления базами данных. Базы данных используются для хранения больших массивов информации. Для их обработки и выборки групп записей по определенным признакам были созданы структурированный язык запросов SQL и другие. Для работы с базами данных разработаны системы управления базами данных (СУБД), в которых помимо поддержки, например, языка SQL обычно имеется свой уникальный язык, ориентированный на особенности этой СУБД.

§ Языки программирования для Интернета называют скрипт-языками. Они предназначены для работы с текстовыми и мультимедийными документами. Перевод с них осуществляется интерпретаторами. К ним относятся широко распространенный язык гипертекстовой разметки HTML, а так же VRML и другие.

Существуют и другие проблемно-ориентированные языки, например, языки для моделирования.

Средства создания программ.

Чтобы получить работающую программу, надо этот текст либо автоматически перевести в машинный код с использованием программы-компилятора, а затем… · Компиляторы (часто называемые трансляторами) полностью обрабатывают весь… · Интерпретатор выделяет очередной оператор из текста программы, переводит его в машинный код и сразу исполняет. При…

Базовые элементы алгоритмических языков программирования.

· Алфавит и служебные слова. Языки программирования, так же как и разговорные, имеют свой алфавит. Определение.Алфавитом языка программирования называют набор символов, с… · Служебные слова (в каждом языке программирования) необходимы для записи текста программы. Так как языки…

Основные типы данных.

6.9.1.Простые типы данных. К простым (атомарным, неструктурированным) типам данных относятся данные, не… Это следующие типы:целый, вещественный, логический исимвольный.

Операторы языка программирования.

Основные (базисные) операторы языка программирования подразделяются на: операторы присваивания, управляющие операторы, операторы вызова процедуриоператоры ввода-вывода.

6.10.1.Оператор присваивания.

Данный оператор позволяет изменить текущее значение переменной, при этом старое значение, которое она имела, безвозвратно пропадает.

Его структура: <имя переменной> <присвоить> <выражение>.

Пример: F=sin(x), где F – имя переменной, sin(x) – выражение.

Примечание.

В блок-схеме алгоритма для отображения оператора присваивания используется блок «процесс».

6.10.2.Управляющие операторы.

Операторы этого типа предназначены для явного указания последовательностей действий в соответствии с алгоритмом. Управляющие операторы подразделяются напоследовательности, условные операторыициклы.

§ Оператор последовательность объявляет некоторую последовательность операторов в виде одного оператора. Это необходимо при использовании последовательностей операторов в других управляющих операторах.

§ Условный оператор предписывает выбор направления выполнения алгоритма в зависимости от некоторых условий. Эти условия записываются в виде логических выражений и всегда принимают одно из двух значений: истинно или ложно. При этом происходит разветвление порядка выполнения последовательности вычислений. Синтаксис условного оператора примерно одинаков во всех языках программирования – он представляет собой следующую конструкцию.

если условие истинно

то выполнить оператор1

иначе выполнить оператор2

Примечание.

В блок-схеме алгоритма для отображения управляющих операторов используется блок «решение».

§ Циклыбывают двух видов:с фиксированным числом повторений(с параметром)иусловные операторы цикла.

§ Оператор цикла с параметром состоит из заголовка цикла, определяющего число повторений, и тела цикла — повторяемого оператора или последовательности операторов. Заголовок состоит из трех частей: параметра цикла (присваивания ему начального значения), конечного значения, по достижению которого тело цикла выполнится в последний раз, и приращения параметра, определяющего, на сколько он будет изменяться после каждого выполнения тела цикла.

Примечание.

В блок-схеме алгоритма для отображения операторов цикла используется блок «модификация».

Часто встречаются ситуации, когда число повторений заранее неизвестно — надо выполнять цикл, пока не произойдет некоторое событие, т.е. не выполнится некоторое условие. В этом случае используются операторы:

§ Оператор цикла с постусловиемопределяет многократное выполнение одной и той же последовательности действий с проверкой истинности условия после тела цикла.

§ Оператор цикла с предусловием, когда,наоборот, проверка истинности производится до выполнения тела цикла. В заголовке цикла указывается только условие – пока его значение равно «истина», цикл будет выполняться.

Примечание.

В блок-схеме алгоритма для отображения операторов цикла с условием используется блок «решение» (для проверки истинности условия) и операторы, из которых состоит тело цикла. Пример алгоритма с использованием оператора цикла с постусловием приведен на рисунке 6.11.

Оператор вызова процедур. Операторы ввода-вывода.

Этот оператор предназначен для выполнения отдельно заданной последовательности операторов — подпрограммы-процедуры.

Примечание.

В блок-схеме алгоритма для отображения оператора вызова процедуры используется блок «предопределенный процесс».

§ Операторы вводапредназначены для ввода значений переменных с клавиатуры.

§ Операторы выводавыводят указанные в операторе значения на экран монитора.

Примечание.

В блок-схеме алгоритма для отображения операторов ввода/вывода можно использовать одноименный блок «ввод-вывод».

Подпрограммы.

Определение. Подпрограмма— это часть программы, оформленная в виде отдельной синтаксической конструкции и снабженная именем. Подпрограмма является… Подпрограмма описывается в разделе описаний основной программы. Подпрограмма состоит из нескольких частей: заголовка (который определяет вид подпрограммы), имени, списка параметров…

Технологии программирования.

В настоящее время нашли широкое применение следующие технологии программирования: Модульное (алгоритмическое) программирование, Структурное… 6.12.1.Модульное (алгоритмическое) программирование. [25]) Основная идея алгоритмического программирования — разбиение программы на последовательность модулей, каждый из которых…

Тренировочные тестовые задания по разделу 6.

(правильные ответы см. в конце пособия).

I. Представленный алгоритм А является?

1. Циклическим алгоритмом

2. Линейным алгоритмом

3. Ветвящимся алгоритмом

4. Укрупненным алгоритмом

5. Подчиненным алгоритмом

 

II. Алгоритм – это:

1. Правила выполнения определенных действий

2. Набор команд для компьютера

3. Протокол вычислительной сети

4. Понятное и точное предписание исполнителю совершить последовательность действий, направленных на достижение поставленной цели

5. Схема, указывающая порядок исполнения некоторого набора команд.

 

III. Суть такого свойства алгоритма, как результативность, заключается в том, что?

1. Алгоритм всегда состоит из последовательности шагов

2. Для записи алгоритма используются команды, которые входят в систему команд исполнителя

3. Алгоритм обеспечивает решение не одной конкретной задачи, а некоторого класса задач

4. При точном исполнении всех команд алгоритма определенный результат будет получен за конечное число шагов

5. Алгоритм должен состоять из команд, однозначно понимаемых исполнителем

 

IV. Алгоритм называется циклическим, если?

1. При его выполнении предполагается многократное повторение одних и тех же действий

2. Последовательность выполнения команд зависит от истинности тех или иных условий

3. Команды выполняются последовательно, независимо от каких-либо условий

4. Включает в себя вспомогательный алгоритм

5. Является частью укрупненного алгоритма

V. Какое значение примет число S в результате выполнения данного алгоритма B?

1. 5 2. 8 3. 2 4. 0 5. 12   Шаг1. Начало. Шаг2. f=4Шаг3. a=f/4 Шаг4. S=f+4a Шаг5. Вывод результата S Шаг6. Конец. Алгоритм B к заданию V.

VI. В каком виде представлен алгоритм C?

1. В виде словесного описания

2. В виде граф-схемы

3. В виде блок-схемы

4. В алгоритмическом виде

5. Языком программирования

 

VII. Какое значение примет число S в результате выполнения алгоритма D?

1.10

2. 4

3. 24

4. 0

5. 12

 

 

VIII. Какой блока их перечисленных используется в блок-схеме алгоритма для обозначения условия завершения цикла?

1. Модификация

2. Предопределенный процесс

3. Решение

4. Процесс

5. Ввод/вывод

IX. Формальные параметры процедуры:

1. Описываются в ее заголовке

2. Перечисляются при вызове процедуры

3. Указываются при описании данных в программе

4. Указываются при описании внутренних переменных процедуры

5. Таких параметров нет.

 

X. Синтаксис языка программирования это:

1. Совокупность значений (смысл) всех конструкций языка.

2. Набор правил построения конструкций языка

3. Только правильное написание служебных слов

4. Правильное описание используемых переменных в программе

5. Текст программы

 

XI. Языки программирования высокого уровня

1. Используют операторы языка близкие к машинному коду

2. Ориентированы на конкретный тип процессора

3. Учитывают особенности конкретных компьютерных архитектур

4. Могут использоваться на разных типах компьютеров

5. Ориентированы на конкретные команды процессора.

 

XII. Языки программирования баз данных:

1. Это языки программирования, предназначенные для записи алгоритмов, исполняемых на ЭВМ

2. Используются для управления базами данных

3. Предназначены для работы с текстовыми документами

4. Предназначены для работы с мультимедийными документами

5. Называются скрипт-языками

 

XIII. Константа – это:

1. Величина, значение которой не изменяется в ходе выполнения программы

2. Величина, значение которой может изменяться в ходе выполнения программы.

3. Имя, которое служит для обозначения данных в программе

4. Результат вычисления выражения

5. Законченное предложение языка программирования

 

XIV. Константа а имеет значение 1,44, то есть а=1,44. Определите ее тип:

1. Целый

2. Вещественный

3. Логический

4. Литерный

5. Строковый

 

XV. Задан массив К, размерность его . Определите правильную запись массива К:

1. К=

2. К=

3. К=

4. К=

 

XVI. Оператор присваивания предназначен для:

1. Явного указания последовательностей действий в соответствии с алгоритмом.

2. Выбора направления выполнения алгоритма в зависимости от некоторых условий

3. Изменения текущего значения переменной

4. Многократного выполнения одной и той же последовательности действий

5. Выполнения отдельно заданной последовательности операторов

 

XVII. Отдельный программный модуль, который реализует отдельный алгоритм называется:

1. Оператором цикла с параметром

2. Оператором последовательности

3. Условным оператором

4. Оператором вызова процедур

5. Подпрограммой

 

XVIII. Параметры, которые указываются, в заголовке подпрограммы называются:

1. Глобальными

2. Локальными

3. Фактическими

4. Формальными

5. Рекурсией

XIX. В какой технологии программирования используется следующий прием - программа разбивается на множество мелких подпрограмм, каждая из которых выполняет одно действие из предусмотренных исходным заданием:

1. Модульное программирование

2. Алгоритмическое программирование

3. Объектно-ориентированное программирование

4. Структурное программирование

5. Программирование на языках низкого уровня

 

XX. Какой язык программирования относится к машинно-зависимым языкам:

1. Паскаль

2. Бейсик

3. Фортран

4. Ассемблер

HTML

 

 

Ответы на примерные тестовые задания

Ответы на задания по разделй 1
Задача № ответа Задача № ответа Задача № ответа
I. V. IX.
II. VI. X.
III. VII.    
IV. VIII.    

Ответы на задания по разделу 2
Задача № ответа Задача № ответа Задача № ответа
I. V. IX.
II. VI. X.
III. VII.    
IV. VIII.    

Ответы на задания по разделу 3
Задача № ответа Задача № ответа № ответа № ответа
I. XII. XXIII.
II. XIII. XXIV.
III. XIV. XXV.
IV. XV. XXVI.
V. XVI. XXVII.
VI. XVII. XXVIII.
VII. XVIII. XXIX.
VIII. XIX. XXX.
IX. XX. XXXI.
X. XXI. XXXII.
XI. XXII.    

Ответы на задания по разделу 4
Задача № ответа Задача № ответа Задача № ответа
I. XVII. XXXIII.
II. XVIII. XXXIV.
III. XIX. XXXV.
IV. XX. XXXVI.
V. XXI. XXXVII.
VI. XXII. XXXVIII.
VII. XXIII. XXXIX.
VIII. XXIV. XL.
IX. XXV. XLI.
X. XXVI. XLII.
XI. XXVII. XLIII.
XII. XXVIII. XLIV.
XIII. XXIX. XLV.
XIV. XXX. XLVI.
XV. XXXI. XLVII.
XVI. XXXII. XLVIII.

 

Ответы на задания по разделу 5
Задача № ответа Задача № ответа Задача № ответа
I. V. IX.
II. VI. X.
III. VII.    
IV. VIII.    

Ответы на задания по разделу 6
Задача № ответа Задача № ответа Задача № ответа
I. VIII. XV.
II. IX. XVI.
III. X. XVII.
IV. XI. XVIII.
V. XII. XIX.
VI. XIII. XX.
VII. XIV.    

Приложение. Содержание части 2 «Основы информационных технологий»

7. Технологии обработки текстовой информации

7.1.Текстовые редакторы и процессоры.

7.2.Понятие о тексте и его обработке.

7.3.Этапы формирования текстового электронного документа.

7.4.Основные операции над текстом.

7.5.Приемы автоматизации разработки текстовых документов.

7.6.Специальные возможности текстовых процессоров.

7.7.Основы издательского делопроизводства.

7.8.Тренировочные тестовые задания по разделу 7.

8. Технология обработки графической информации

8.1.Теоретические основы представления графических данных.

8.2.Форматы графических данных.

8.3.Растровая графика.

8.4. Векторная графика.

8.5.Трехмерная (3D) графика.

8.6.Цвет и способы его описания.

8.7.Модели цветообразования.

8.8.Аппаратные и программные средства создания и обработки изображений.

8.9.Тренировочные тестовые задания по разделу 8.

9. Технология обработки числовой информации

9.1.Редакторы электронных таблиц и табличные процессоры.

9.2.Понятие об электронной таблице и ее обработке.

9.3.Этапы формирования электронной таблицы.

9.4.Основные операции над таблицей.

9.5.Вычисления в электронных таблицах

9.6.Приемы автоматизации разработки табличных документов.

9.7.Специальные возможности табличных процессоров.

9.8.Использование электронных таблиц для решения задач.

9.9.Тренировочные тестовые задания по разделу 9.

10.Технология хранения, поиска и сортировки информации

10.1.Базы данных.

10.2.Требования, предъявляемые к БД и информации, хранящейся в ней.

10.3.Типы баз данных.

10.4.Основные понятия реляционных БД.

10.5.Операции по работе с БД.

10.6.Основные объекты в базах данных.

10.7.Основные операции по работе с объектами в БД.

10.8.Поиск записей. Понятие о запросе. Виды запросов и способы их организации.

10.9.Тренировочные тестовые задания по разделу 10.

11.Мультимедийные технологии

11.1.Понятие мультимедиа. Гипертекст и гипермедиа. Объекты мультимедиа.

11.2.Средства обеспечения мультимедиа-технологий. Схемы хранения и воспроизведения мультимедиа-файлов.

11.3.Средства создания мультимедиа документов (обзор).

11.4.Тренировочные тестовые задания по разделу 11.

12.Компьютерные коммуникации

12.1.Компьютерные сети.

12.2.Топология сети.

12.3.Архитектура сети.

12.4.Средства реализации сетей.

12.5.Глобальная сеть Интернет.

12.6.Основы технологии WWW.

12.7.Тренировочные тестовые задания по разделу 12.

Ответы на приамерные тестовые задания (по части 2)

Литература для самостоятельной подготовки

В список литературы включены только учебники и учебные пособия, рекомендованные Министерством образования и науки Российской Федерации в качестве базовых для проведения занятий в школе по дисциплине «Информатика».

 

1. Гейн А.Г. и др. Информатика 10-11 кл. — М.: Просвещение, 2000…2002.

2. Кушниренко А.Г. и др. Основы информатики и вычислительной техники. 10-11 кл. — М.: Просвещение, 1997.

3. Кушниренко А.Г. и др. Информационная культура 10 кл. — М.: Дрофа, 2002.

4. Кушниренко А.Г. и др. Информационная культура 11 кл. — М.: Дрофа, 2000…2002.

5. Ляхович В.Ф. Информатика. 10-11 кл. — М.: Просвещение, 1998.

6. Информатика. /Под ред. Н.В.Макаровой. 10-11 кл. —С.-Петербург, Питер, 1999.

7. Угринович Н.Д. Информатика и информационные технологии. 10-11 кл. — М.: БИНОМ, 2000…2003.

8. Шафрин Ю.А. Информационные технологии. — М.: БИНОМ, 1998, 1999.

 


 

Авторский коллектив

Белов Владимир Семенович, к.т.н., доцент

Бруттан Юлия Викторовна, ст. преподаватель

Мотайленко Лилия Владимировна, к.т.н., доцент

Мотина Надежда Владимировна, ст. преподаватель

Николаев Виктор Васильевич, ст. преподаватель

Полетаева Ольга Александровна, ст. преподаватель

Хагги Петр Анзельмович, ст. преподаватель

 

Основы информатики и информационных технологий.

Часть 1. Основы информатики.

Пособие для поступающих в вуз.

    Технический редактор В.С. Белов

– Конец работы –

Используемые теги: основы, информатики0.051

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

Что будем делать с полученным материалом:

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

Еще рефераты, курсовые, дипломные работы на эту тему:

Лекции по курсу Информатика Лекция 1. Основные понятия и методы теории информатики и кодирования. Информатика как научная дисциплина. Понятие информации и информационных процессов
Лекция Основные понятия и методы теории информатики и кодирования... Информатика как научная дисциплина... Понятие информации и информационных процессов...

ЛЕКЦИЯ 1. 3 ПОНЯТИЕ ПРАВОВОЙ ИНФОРМАТИКИ И ЕЕ ПРЕДМЕТ. Правовая информатика как наука и учебная дисциплина. О месте правовой информатики в системе наук и правоведении. 14
ВВЕДЕНИЕ... ЛЕКЦИЯ... ПОНЯТИЕ ПРАВОВОЙ ИНФОРМАТИКИ И ЕЕ ПРЕДМЕТ Правовая информатика как наука и учебная дисциплина...

Лекции 1.ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И КАТЕГОРИЯ ИНФОРМАТИКИ. 2 ЛЕКЦИИ 2. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИНФОРМАТИКИ. СИСТЕМЫ СЧИСЛЕНИЯ. 12 ЛЕКЦИЯ 3. АППАРАТНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЭВМ. 20 ЛЕКЦИЯ 4. ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ КОМПЬЮТЕРОВ.. 49 Широко распространён также англоязычный вар
gl ОГЛАВЛЕНИЕ... Лекции ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И КАТЕГОРИЯ ИНФОРМАТИКИ... ЛЕКЦИИ МАТЕМАТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИНФОРМАТИКИ СИСТЕМЫ СЧИСЛЕНИЯ...

Основы планирования. Теоретические основы управления проектами. Основы планирования. Планирование проекта в MS Project 7
Использованная литература В В Богданов Управление проектами в Microsoft Project Учебный курс Санкт Петербург Питер г...

КУРС ЛЕКЦИЙ по дисциплине Информатика Лекция 1 1. Введение в информатику
Федеральное агентство по образованию... Государственное образовательное учреждение... высшего профессионального образования...

Ведение в курс "Основы экономической теории" (Введення в курс "Основи економiчної теорiї)
В працях Ксенофонта 430 355 рр. до н. е Платона 427 347 рр. .о н. Аристотеля 384 322 рр. до н. е а також мислителв стародавнього Риму, нд, Китаю… Але не кожна економчна думка розвиваться у систему поглядв ста економчним… Н в рабовласницькому, н у феодальному суспльств ще не снувало струнко системи економчних поглядв на економчн процеси.…

ОСНОВИ ТЕОРIЇ КIЛ, ОСНОВИ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ... ХАРКІВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ...

МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА для проведения практического занятия по дисциплине Основы информатики
по г Санкт Петербургу и Ленинградской области... УТВЕРЖДАЮ Начальник цикла криминалистики...

Основы информатики
Псковский... государственный политехнический институт...

Конспект лекций по дисциплине Информатика Введение в информатику
Введение в информатику Определение инфоpматики В году... Формы существования информации... Информация может существовать в самых разнообразных формах...

0.04
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
  • По категориям
  • По работам
  • МЕТОДИКА ПОДГОТОВКИ К ЕГЭ ПО ИНФОРМАТИКЕ ПО ТЕМЕ «ОСНОВЫ ЛОГИКИ» Изучение логики развивает: ясность и четкость мышления; способность предельно уточнять предмет мысли; внимательность, аккуратность, обстоятельность,… Цель: комплексное, системное изучение методики подготовки к ЕГЭ по информатике… Логика — наука о способах и формах мышления, которая возникла в Древнем Китае и Индии. Основоположником формальной…
  • Основы информатики На сайте allrefs.net читайте: "Основы информатики"
  • МЕТОДИКА ПОДГОТОВКИ К ЕГЭ ПО ИНФОРМАТИКЕ ПО ТЕМЕ «ОСНОВЫ ЛОГИКИ» Изучение логики развивает: ясность и четкость мышления; способность предельно уточнять предмет мысли; внимательность, аккуратность, обстоятельность,… Цель: комплексное, системное изучение методики подготовки к ЕГЭ по информатике… Логика — наука о способах и формах мышления, которая возникла в Древнем Китае и Индии. Основоположником формальной…
  • Объект и предмет информатики. Структура Информатики Информатика делится на ряд разделов... Теоретическая информатика... Основная статья Теоретическая информатика...
  • Основы современной информатики Московский инженерно физический институт... государственный университет...