Основы информатики

Федеральное агенство по образованию

Государственное учреждение профессионального образования

Владимирский государственный университет

Кафедра информатики и защиты информации

Отчет

по дисциплине "Информатика"

Выполнил:

Скворцов П.В.

Студент группы ЗАТУ - 109

"Автотранспортный факультет"

Проверил:

Александров А.В.

г.Владимир,2010 г

Тема № 1: "Информация и информационные процессы"

Ответы:

1.В быту информация - это сведения об окружающем нас мире и протекающих в нем процессах.В технике под словом информация подразумеваются сообщения,передаваемые в форме знаков и сигналов.В науке информация - это сведения , которые снимают неопребеленность.

2.обработка информации - это изминение,копирование,выделение главных терминов,удаление и т.д.

3.Все три сообшения.

4.а) полезная

б) важная

в) достоверная

г) вредная

5. Каждую весну мы наблюдаем, как на деревьях появляются почки, которые потом распускаются, превращаясь в листья, а осенью меняют окраску и опадают. Все эти процессы неразрывно связаны с информацией. Дерево воспринимает информацию о состоянии окружающей среды: температуре воздуха и почвы, продолжительности светового дня, интенсивности солнечных лучей. Такая информация служит сигналом для протекания различных физико-химических процессов в клетках, а значит, управляет этими процессами.

6. В животном мире, так же как и в мире людей, информация играет немаловажную роль. Например, звуковое общение насекомых имеет удивительную особенность: несмотря на многочисленные помехи (другие звуки), они безошибочно выделяют нужный сигнал и точно определяют его источник.

Звуки и запахи несут информацию для животных и растений. Прикосновение - это тоже информационный процесс.

7. С такими процессами мы сталкиваемся, когда опускаем в автомат турникета жетон, который проверяется на соответствие. Информация о проверке поступает на специальное устройство, которое открывает турникет. Техника моделирует некоторые действия человека и способна иногда заменить его. Пример -- телефонный автомат на улице.

8. Люди общаются при помощи речи, жестов, книг, телепередач, кинофильмов, театральных представлений, компьютеров и пр. Люди являются самыми важными объектами в системе коммуникаций. Без их участия этот процесс не может состояться. Общение - процесс двусторонний. Без обмена информацией невозможно развитие человеческого общества.

9.

а) создание любого документа;

б) изменение содержания документа;

в) сохранение документа;

г) раскладка информации по определенным параметрам;

д) копирование информации на пк;

е) чтение информации на пк;

ж) информация измеряется разными способами;

з) прием информации на пк;

и) передача информации с одного пк на другой;

к) удаление информации с пк;

л) поиск информации в интернете

м) обработка информации в документе;

10.

Тема № 2: "Представление информации. Язык как способ представления информации

Ответы:

1. Информацию можно представить в различной форме: знаковой письменной (символьной в виде текста, чисел, графической в виде графиков, географических карт, табличной), в виде жестов или сигналов, устной словесной и т.д.

2. Язык - это определенная знаковая система представления информации.

3. Кодирование информации - процесс формирования определенного представления информации. Мы будем понимать под кодированием переход от одной формы представления информации к другой, более удобной для хранения, передачи или обработки.

4. Существуют три основных способа кодирования текста:

а) графический - с помощью специальных рисунков или значков;

б) числовой - с помощью чисел;

в) символьный - с помощью символов того алфавита, что и исходный текст.

5. Знак - это элемент конечного множества отличных друг от друга элементов. Знак вместе с его смыслом называют символом.

6. Все виды информации кодируются в последовательности электрических импульсов: есть импульс (1), нет импульса (0), то есть в последовательности нулей и единиц. Такое кодирование информации в компьютере называется двоичным кодированием.

7. логические последовательности нулей и единиц -- машинным языком.

8. ГЕНА

9.

а) 17 1 26 1;

б) 10 15 22 16 18 14 1 20 10 11 1

10.

а) что?_где?_когда?

б)3435211305333517000115200020313518351014221517130024100510

в)181102151724150235160002051235021200041013101715021025

11.

а)1255542352714322121743

б)4325452352122271

в)2743745325 7717742352142374

Тема № 3: "Системы счисления. Двоичная арифметика"

Ответы:

1. Система счисления - способ записи чисел с помощью набора специальных знаков

2. Разнообразные системы счисления, которые существовали раньше и которые используются в наше время, можно разделить на позиционные и непозиционные.

3. В позиционных системах счисления величина, обозначаемая цифрой в записи числа, зависит от номера ее разряда.

4. В непозиционных системах счисления вес цифры (то есть тот вклад, который она вносит в значение числа) не зависит от номера ее разряда.

5. Перевод чисел из любой позиционной системы счисления в десятичную осуществляется путем составления степенного ряда с основанием той системы, из которой число переводится. Затем подсчитывается значение суммы.

6. Перевод целых десятичных чисел в любую другую позиционную систему счисления осуществляется последовательным делением десятичного числа на основание той системы, в которую оно переводится, до тех пор, пока не получится частное меньшее этого основания. Число в новой системе записывается в виде остатков деления, начиная с последнего.

7. Для перевода правильной десятичной дроби в другую систему эту дробь надо последовательно умножать на основание той системы, в которую она переводится. При этом умножаются только дробные части. Дробь в новой системе записывается в виде целых частей произведений, начиная с первого.

8. Для перевода неправильной десятичной дроби в систему счисления с любым позиционным основанием необходимо отдельно перевести целую часть и отдельно дробную.

9. Для перевода восьмеричного или шестнадцатеричного числа в двоичную систему счисления достаточно заменить каждую цифру этого числа соответствующим трехразрядным двоичным числом (триадой) или четырехразрядным двоичным числом (тетрадой), при этом отбрасывают ненужные нули в старших и младших разрядах.

10. Для перехода от двоичной к восьмеричной (шестнадцатеричной) системе поступают следующим образом: двигаясь от запятой влево и вправо, разбивают двоичное число на группы по три (четыре) разряда, дополняя при необходимости нулями крайние левую и правую группы. Затем триаду (тетраду) заменяют соответствующей восьмеричной (шестнадцатеричной) цифрой.

11. Правила выполнения арифметических действий над двоичными числами задаются таблицами двоичных сложения, вычитания и умножения (таблица 3.3).

При сложении двоичных чисел в каждом разряде производится сложение цифр слагаемых и переноса из соседнего младшего разряда, если он имеется. При этом необходимо учитывать, что 1+1 дают нуль в данном разряде и единицу переноса в следующий.

12.

а) 182,6251₁₀

б) 465,0625₁₀

в) 452,25₁₀

13.

а)111001111₂;717₈;1CF₁₆ ;

б)10010111001₂;2271₈;4B9₁₆;

в)101101010₂;552₈;16A₁₆;

14.

а) 0,00(010)₂;0,04020₈;0,10000₁₆;

б)11011001,01100₂;331,30000₈;D9,60000₁₆;

в)11111,00111₂;37,17146₈;1F,31212₁₆;

15.

а) 1111010101,01101011₂;

б) 1111010010,11₂;

16.

а)331,26₈;

б) 1A8,94₁₆;

17.

а) CA,E16;

б) 324,022;

18.

а) 10011000₂;1000010₂;

б) 1000001111₂;111001111₂;

19.

а) 10011011010001;

б) 1010110001001000;

Тема № 4: "Количество информации. Единицы измерения информации"

Ответы:

1. В компьютерной технологии для измерения количества информации применяются бит и байт. Биты и байты используются также для измерения объема памяти.

Бит - наименьшая (элементарная) единица количества информации, соответствующая одному разряду двоичного кода. Сколько же информации содержит один бит? Если спросить вас: "Вчера был дождь?", ваш ответ "да" или "нет" - это и есть один бит информации. Принято обозначать "нет" цифрой 0, "да" - цифрой 1. То есть бит - это 1 или 0.

Байт - основная единица количества информации в компьютерной технике, соответствующая восьми битам: 1 байт = 8 бит.

2. Глубина сообщения q - количество различных элементов (символов, знаков), принятых для представления сообщений. В каждый момент времени реализуется только один какой-либо элемент.

Длина сообщения n - количество позиций, необходимых и достаточных для представления сообщений заданной величины.

3. При наличии нескольких источников информации общее количество информации равно

I = I 1 + I 2 + … + I k =

где Ii - количество информации от источника i. Всего источников - k.

4. В этом случае количество информации определяется по формуле:

где I - количество информации,

N - количество возможных событий,

pi - вероятности отдельных событий.

5.

а) 1,5 кбайт=1536байт=12288бит;

б) 4 Кбайт=4096байт=32768бит;

в) 1,99Кбайт=2043,5байт=16384 бит;

6. 1,75 Кбайт;28,5 листов;

7. 18

8. 12

9. 3

10. 256 байт

11. 729 слов

12. 4 символа

13. 3 бита

14. 10 шаров

15. 4 монеты

16. 2,5 бит

Тема № 5: "Алгебра логики"

Ответы:

1. Алгебра логики -- это раздел, изучающий высказывания, рассматриваемые со стороны их логических значений (истинности или ложности) и логических операций над ними.

2. Логическое высказывание -- это любое повествовательное предложение, в отношении которого можно однозначно сказать, истинно оно или ложно.

3. Употребляемые в обычной речи слова и словосочетания "не", "и", "или", "если... , то", "тогда и только тогда" и другие позволяют из уже заданных высказываний строить новые высказывания. Такие слова и словосочетания называются логическими связками.

4. Высказывания, образованные из других высказываний с помощью логических связок, называются составными. Высказывания, не являющиеся составными, называются элементарными.

5. а) Операция, выражаемая словом "не", называется отрицанием и обозначается чертой над высказыванием. Высказывание истинно, когда A ложно, и ложно, когда A истинно.

б) Операция, выражаемая связкой "и", называется конъюнкцией (лат. conjunctio -- соединение) или логическим умножением и обозначается точкой " . ". Высказывание А . В истинно тогда и только тогда, когда оба высказывания А и В истинны.

в) Операция, выражаемая связкой "или" называется дизъюнкцией (лат. disjunctio -- разделение) или логическим сложением и обозначается знаком v. Высказывание А v В ложно тогда и только тогда, когда оба высказывания А и В ложны.

г) Операция, выражаемая связками "если ..., то", "из ... следует", называется импликацией (лат. implico -- тесно связаны) и обозначается знаком >. Высказывание А > В ложно тогда и только тогда, когда А истинно, а В ложно.

д) Операция, выражаемая связками "тогда и только тогда", "необходимо и достаточно", "... равносильно ...", называется эквивалентностью и обозначается знаком -. Высказывание А-В истинно тогда и только тогда, когда значения А и В совпадают.

6. С помощью логических переменных и символов логических операций любое высказывание можно формализовать, то есть заменить логической формулой.

7. Определение логической формулы:

1) Всякая логическая переменная и символы "истина" (1) и "ложь" (0) - формулы.

2) Если А и В -- формулы, то , , , , формулы.

3) Никаких других формул в алгебре логики нет.

8. Как показывает анализ формулы(A v B) >C , при определённых сочетаниях значений переменных A, B и C она принимает значение "истина", а при некоторых других сочетаниях -- значение "ложь". Такие формулы называются выполнимыми.

9. Некоторые формулы принимают значение "истина" при любых значениях входящих в них переменных. Такие формулы называются тождественно истинными формулами или тавтологиями.

10. Некоторые формулы принимают значение "ложь" при любых значениях входящих в них переменных. Такие формулы называются тождественно ложными формулами или противоречиями.

11. Если две формулы А и В одновременно, то есть при одинаковых наборах значений входящих в них переменных, принимают одинаковые значения, то они называются равносильными.

12. Равносильность двух формул алгебры логики обозначается символом "=". Замена формулы другой, ей равносильной, называется равносильным преобразованием данной формулы.

13. Логический элемент компьютера -- это часть электронной логической схемы, которая реализует элементарную логическую функцию.

14. Таблица истинности - это табличное представление логической схемы (операции), в котором перечислены все возможные сочетания значений истинности входных сигналов (операндов) вместе со значением истинности выходного сигнала (результата операции) для каждого из этих сочетаний.

15.

а)

б)

в)

г)

16.

а)

б)

в)

17.

18. Логическая схема -- это схематическое изображение некоторого устройства, состоящего из переключателей и соединяющих их проводников, а также из входов и выходов, на которые подаётся и с которых снимается электрический сигнал.

19. СИНТЕЗ СХЕМЫ по заданным условиям ее работы сводится к следующим трём этапам:

а) составлению функции проводимости по таблице истинности, отражающей эти условия;

б) упрощению этой функции;

в) построению соответствующей схемы.

20. АНАЛИЗ СХЕМЫ сводится к:

а) определению значений её функции проводимости при всех возможных наборах входящих в эту функцию переменных.

б) получению упрощённой формулы.

21. Способов их решения тоже немало. Но наибольшее распространение получили следующие три способа решения логических задач:

- средствами алгебры логики;

- табличный;

- с помощью рассуждений.

22. а,г,д - логические высказывания!б,в - не логические!

23. а и д - истинны, б - ложно, в и г - невозможно установить.

24.

а) 2+2=4;2+6=5;

б) ядро - это центр земли; физика - это инструмент;

в) 1*1=0;1*0=45;

г) газ - это вещество;вода - это песок;

25.

а) "Эльбрус -- не высочайшая горная вершина Европы";

б) "2 не >=5";

в) "теннисист Кафельников проиграл финальную игру";

г) "мишень не поражена первым выстрелом".

26. данное высказывание истинно тогда и только тогда, когда одно из высказываний ложно, а ложно тогда и только тогда , когда одно из высказываний истинно;

27.

.32. Лена, Маша, Таня, Света;

33. У Розы - анютины глазки, у Маргариты - розы, у Анюты - маргаритки;

34. Жигули , номер начинался с 7-ки;

35. положительное

36. в бутылке - лимонад, в стакане - вода, в кувшине - молоко, в банке - квас;

Тема № 6: "Компьютер и периферийные устройства"

Ответы:

1. Что входит в базовую конфигурацию персонального компьютера?

Персональный компьютер - универсальная техническая система. Его конфигурацию (состав оборудования) можно гибко изменять по мере необходимости. Тем не менее, существует понятие базовой конфигурации, которую считают типовой. В таком комплекте компьютер обычно поставляется. Понятие базовой конфигурации может меняться. В настоящее время в базовой конфигурации рассматривают четыре устройства: системный блок, монитор, клавиатура, мышь.

2. Сформулировать принципы фон Неймана.

Основные принципы построения ЭВМ были сформулированы американским учёным Джоном фон Нейманом в 40-х годах 20 века:

1. Любую ЭВМ образуют три основные компоненты: процессор, память и устройства ввода-вывода (УВВ).

2. Информация, с которой работает ЭВМ делится на два типа: набор команд по обработке (программы) и данные, подлежащие обработке.

3. И команды, и данные вводятся в память (ОЗУ) - принцип хранимой программы.

4. Руководит обработкой процессор, устройство управления (УУ) которого выбирает команды из ОЗУ и организует их выполнение, а арифметико-логическое устройство (АЛУ) проводит арифметические и логические операции над данными.

5. С процессором и ОЗУ связаны устройства ввода-вывода (УВВ).

3. В чем заключается магистрально-модульный принцип архитектуры ПК?

Архитектура современных персональных компьютеров основана на магистрально-модульном принципе. Информационная связь между устройствами компьютера осуществляется через системную шину (другое название - системная магистраль).

Шина - это кабель, состоящий из множества проводников. По одной группе проводников - шине данных передаётся обрабатываемая информация, по другой - шине адреса - адреса памяти или внешних устройств, к которым обращается процессор. Третья часть магистрали - шина управления, по ней передаются управляющие сигналы (например, сигнал готовности устройства к работе, сигнал к началу работы устройства и др).

4. В чем заключается принцип открытой архитектуры ПК?

В современных ЭВМ реализован принцип открытой архитектуры, позволяющий пользователю самому комплектовать нужную ему конфигурацию компьютера и производить при необходимости её модернизацию. Конфигурацией компьютера называют фактический набор компонентов ЭВМ, которые составляют компьютер. Принцип открытой архитектуры позволяет менять состав устройств ЭВМ. К информационной магистрали могут подключаться дополнительные периферийные устройства, одни модели устройств могут заменяться на другие.

Аппаратное подключение периферийного устройства к магистрали на физическом уровне осуществляется через специальный блок - контроллер (другие названия - адаптер, плата, карта). Для установки контроллеров на материнской плате имеются специальные разъёмы - слоты.

Программное управление работой периферийного устройства производится через программу - драйвер, которая является компонентой операционной системы.

Связь компьютера с внешними устройствами осуществляется через порты - специальные разъёмы на задней панели компьютера. Различают последовательные и параллельные порты. Последовательные (COM - порты) служат для подключения манипуляторов, модема и передают небольшие объёмы информации на большие расстояния. Параллельные (LPT - порты) служат для подключения принтеров, сканеров и передают большие объёмы информации на небольшие расстояния. В последнее время широкое распространение получили последовательные универсальные порты (USB), к которым можно подключать различные устройства.

5. Назвать основные показатели ЗУ.

Запоминающее устройство (ЗУ) на основе регистров процессорной памяти и кэш-памяти процессора - это внутренняя память процессора. Регистры служат промежуточной быстрой памятью, используя которые, процессор выполняет расчёты и сохраняет промежуточные результаты. Для ускорения работы с оперативной памятью используется кэш-память, в которую с опережением подкачиваются команды и данные из оперативной памяти, необходимые процессору для последующих операций.

6. Назовите две основные разновидности памяти компьютера.

Памятью компьютера называется совокупность устройств для хранения программ, вводимой информации, промежуточных результатов и выходных данных. Классификация памяти представлен на рисунке 1

Рис. 1

Внутренняя память предназначена для хранения относительно небольших объемов информации при ее обработке микропроцессором.

Внешняя память предназначена для длительного хранения больших объемов информации независимо от того, включен или выключен компьютер.

7. Перечислите основные компоненты внутренней памяти.

Энергозависимой называется память, которая стирается при выключении компьютера.

Энергонезависимой называется память, которая не стирается при выключении компьютера.

К энергонезависимой внутренней памяти относится постоянное запоминающее устройство (ПЗУ). Содержимое ПЗУ устанавливается на заводе-изготовителе и в дальнейшем не меняется. Эта память составлена из микросхем, как правило, небольшого объема. Обычно в ПЗУ записываются программы, обеспечивающие минимальный базовый набор функций управления устройствами компьютера.

К энергозависимой внутренней памяти относятся оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), видеопамять и кэш-память. Часть оперативной памяти отводится для хранения изображений, получаемых на экране монитора, и называется видеопамять. Чем больше видеопамять, тем более сложные и качественные картинки может выводить компьютер. Высокоскоростная кэш-память служит для увеличения скорости выполнения операций компьютером и используется при обмене данными между микропроцессором и RAM. Кэш-память является промежуточным запоминающим устройством (буфером). Существует два вида кэш-памяти: внутренняя, размещаемая внутри процессора и внешняя, размещаемая на материнской плате.

8. Что представляет собой ОЗУ? Каково его назначение?

Оператимвная паммять (также оперативное запоминающее устройство, ОЗУ) -- в информатике -- память, часть системы памяти ЭВМ, в которую процессор может обратиться за одну операцию (jump, move и т. п.). Предназначена для временного хранения данных и команд, необходимых процессору для выполнения им операций. Оперативная память передаёт процессору данные непосредственно либо через кеш-память. Каждая ячейка оперативной памяти имеет свой индивидуальный адрес.оперативной памяти имеет свой индивидуальный адрес.

Физические виды ОЗУ

На сегодня наибольшее распространение имеют два вида ОЗУ:

[править]

SRAM (Static RAM)

Основная статья: SRAM (память)

9. Каково назначение внешней памяти? Перечислите разновидности устройств внешней памяти.

Внешняя память может быть с произвольным доступом и последовательным доступом. Устройства памяти с произвольным доступом позволяют получить доступ к произвольному блоку данных примерно за одно и то же время доступа.

Выделяют следующие основные типы устройств памяти с произвольным доступом:

1. Накопители на жёстких магнитных дисках (винчестеры, НЖМД)

2. Накопители на гибких магнитных дисках (флоппи-дисководы, НГМД) 3. Оптические диски (СD-ROM - Compact Disk Read Only Memory)

10. Что собой представляет гибкий диск?

Накопители на гибких магнитных дисках (флоппи-дисководы, НГМД) - устройства для записи и считывания информации с небольших съемных магнитных дисков (дискет), упакованные в пластиковый конверт (гибкий - у 5,25 дюймовых дискет и жесткий у 3,5 дюймовых). Максимальная ёмкость 5,25 дюймовой дискеты - 1,2Мбайт; 3,5 дюймовой дискеты - 1,44Мбайт. В настоящее время 5,25 дюймовые дискеты морально устарели и не используются.

Дискета устанавливается в накопитель на гибких магнитных дисках (англ. floppy-disk drive), автоматически в нем фиксируется, после чего механизм накопителя раскручивается до частоты вращения 360 мин-¹. В накопителе вращается сама дискета, магнитные головки остаются неподвижными. Дискета вращается только при обращении к ней.

11. Как работают накопители на гибких магнитных дисках и накопители на жёстких магнитных дисках?

Дискета состоит из круглой полимерной подложки, покрытой с обеих сторон магнитным окислом и помещенной в пластиковую упаковку, на внутреннюю поверхность которой нанесено очищающее покрытие. В упаковке сделаны с двух сторон радиальные прорези, через которые головки считывания/записи накопителя получают доступ к диску.

Способ записи двоичной информации на магнитной среде называется магнитным кодированием. Он заключается в том, что магнитные домены в среде выстраиваются вдоль дорожек в направлении приложенного магнитного поля своими северными и южными полюсами. Обычно устанавливается однозначное соответствие между двоичной информацией и ориентацией магнитных доменов. Информация записывается по концентрическим дорожкам (трекам), которые делятся на секторы. Количество дорожек и секторов зависит от типа и формата дискеты. Сектор хранит минимальную порцию информации, которая может быть записана на диск или считана. Ёмкость сектора постоянна и составляет 512 байтов.

Рис. 2. Поверхность n-магнитного диска

На дискете можно хранить от 360 Килобайт до 2,88 Мегабайт информации.

В настоящее время наибольшее распространение получили дискеты со следующими характеристиками: диаметр 3,5 дюйма (89 мм), ёмкость 1,44 Мбайт, число дорожек 80, количество секторов на дорожках 18.

12. Каковы достоинства и недостатки накопителей на компакт-дисках? Оптические диски (СD-ROM - Compact Disk Read Only Memory) - компьютерные устройства для чтения с компакт-дисков. CD-ROM диски получили распространение вслед за аудио-компакт дисками. Это пластиковые диски с напылением тонкого слоя светоотражающего материала, на поверхности которых информация записана с помощью лазерного луча. Лазерные диски являются наиболее популярными съемными носителями информации. При размерах 12 см в диаметре их ёмкость достигает 700 Мб. В настоящее время все более популярным становится формат компакт-дисков DVD-ROM, позволяющий при тех же размерах носителя разместить информацию объемом 4,7 Гб. Кроме того, доступными массовому покупателю стали устройства записи на компакт диски. Данная технология получила название CD-RW и DVD-RW соответственно.

13. Дайте классификацию технических средств ввода информации.

Устройства ввода преобразуют информацию в форму понятную машине, после чего компьютер может ее обрабатывать и запоминать. Устройства вывода переводят информацию из машинного представления в образы, понятные человеку. На рис. 3 приведена классификация устройств ввода.

Рис. 3

Самым известным устройством ввода информации является клавиатура (keyboard) - это стандартное устройство, предназначенное для ручного ввода информации. Отображение символов, набранных на клавиатуре, на экране компьютера называется эхом. Существуют беспроводные модели клавиатуры, в них связь клавиатуры с компьютером осуществляется посредством инфракрасных лучей. Наиболее важными характеристиками клавиатуры являются чувствительность ее клавиш к нажатию, мягкость хода клавиш и расстояние между клавишами.

К манипуляторам относят устройства, преобразующие движения руки пользователя в управляющую информацию для компьютера. Среди манипуляторов выделяют мыши, трекболы, джойстики. Мышь предназначена для выбора и перемещения графических объектов экрана монитора компьютера. Для этого используется указатель, перемещением которого по экрану управляет мышь. Мышь позволяет существенно сократить работу человека с клавиатурой при управлении курсором и вводе команд. У мыши могут быть одна, две или три клавиши. Между двумя крайними клавишами современных мышей часто располагают скрол. Это дополнительное устройство в виде колесика, которое позволяет осуществлять прокрутку документов вверх-вниз и другие дополнительные функции. В беспроводной мыши данные передаются с помощью инфракрасных лучей. Существуют оптические мыши, в них функции датчика движения выполняют приемники лазерных лучей, отраженных от поверхности стола.

14. Дайте классификацию технических средств вывода информации в компьютерной системе.

После ввода пользователем исходных данных компьютер должен их обработать в соответствии с заданной программой и вывести результаты в форме, удобной для восприятия пользователем или для использования другими автоматическими устройствам посредством устройств вывода.

Выводимая информация может отображаться в графическом виде, для этого используются мониторы, принтеры или плоттеры. Информация может также воспроизводиться в виде звуков с помощью акустических колонок или головных телефонов, регистрироваться в виде тактильных ощущений в технологии виртуальной реальности, распространяться в виде управляющих сигналов устройства автоматики, передаваться в виде электрических сигналов по сети.

Монитор (дисплей) является основным устройством вывода графической информации. По размеру диагонали экрана выделяют мониторы 14-дюймовые, 15-дюймовые, 17-дюймовые, 19-дюймовые, 21-дюймовые. Чем больше диагональ монитора, тем он дороже. По цветности мониторы бывают монохромные и цветные. Любое изображение на экране монитора образуется из светящихся разными цветами точек, называемых пикселями (это название происходит от PICture CELL - элемент картинки). Пиксель - это самый мелкий элемент, который может быть отображен на экране. Чем качественнее монитор, тем меньше размер пикселей, тем четче и контрастнее изображение, тем легче прочесть самый мелкий текст, а значит, и меньше напряжение глаз. По принципу действия мониторы подразделяются на мониторы с электронно-лучевой трубкой (Catode Ray Tube - CRT) и жидкокристаллические - (Liquid Crystal Display - LCD).

15. Что собой представляет клавиатура? Перечислите основные характеристики клавиатуры.

Клавиатура служит для ввода информации в компьютер и подачи управляющих сигналов. Она содержит стандартный набор алфавитно-цифровых клавиш и некоторые дополнительные клавиши -- управляющие и функциональные, клавиши управления курсором, а также малую цифровую клавиатуру.

Наиболее распространена сегодня 101-клавишная клавиатура c раскладкой клавиш QWERTY (читается "кверти"), названная так по клавишам, расположенным в верхнем левом ряду алфавитно-цифровой части клавиатуры:

Рис. 4 Клавиатура компьютера

Такая клавиатура имеет 12 функциональных клавиш, расположенных вдоль верхнего края. Нажатие функциональной клавиши приводит к посылке в компьютер не одного символа, а целой совокупности символов.

Функциональные клавиши могут программироваться пользователем. Например, во многих программах для получения помощи (подсказки) задействована клавиша F1, а для выхода из программы -- клавиша F10.

Управляющие клавиши имеют следующее назначение.

Малая цифровая клавиатура используется в двух режимах -- ввода чисел и управления курсором. Переключение этих режимов осуществляется клавишей Num Lock.

Клавиатура содержит встроенный микроконтроллер (местное устройство управления), который выполняет следующие функции:

· последовательно опрашивает клавиши, считывая введенный сигнал и вырабатывая двоичный скан-код клавиши;

· управляет световыми индикаторами клавиатуры;

· проводит внутреннюю диагностику неисправностей;

· осуществляет взаимодействие с центральным процессором через порт ввода-вывода клавиатуры.

Клавиатура имеет встроенный буфер -- промежуточную память малого размера, куда помещаются введённые символы. В случае переполнения буфера нажатие клавиши будет сопровождаться звуковым сигналом -- это означает, что символ не введён (отвергнут).

Работу клавиатуры поддерживают специальные программы, "зашитые" в BIOS, а также драйвер клавиатуры, который обеспечивает возможность ввода русских букв, управление скоростью работы клавиатуры и др.

16. Какие устройства относятся к манипуляторам? Приведите примеры.

К манипуляторам относят устройства, преобразующие движения руки пользователя в управляющую информацию для компьютера. Среди манипуляторов выделяют мыши, трекболы, джойстики. Мышь предназначена для выбора и перемещения графических объектов экрана монитора компьютера. Для этого используется указатель, перемещением которого по экрану управляет мышь. Мышь позволяет существенно сократить работу человека с клавиатурой при управлении курсором и вводе команд. У мыши могут быть одна, две или три клавиши. Между двумя крайними клавишами современных мышей часто располагают скрол. Это дополнительное устройство в виде колесика, которое позволяет осуществлять прокрутку документов вверх-вниз и другие дополнительные функции. В беспроводной мыши данные передаются с помощью инфракрасных лучей. Существуют оптические мыши, в них функции датчика движения выполняют приемники лазерных лучей, отраженных от поверхности стола.

Трекбол по функциям близок мыши, но шарик в нем больших размеров, и перемещение указателя осуществляется вращением этого шарика руками. Трекбол удобен тем, что его не требуется перемещать по поверхности стола, которого может не быть в наличии. Поэтому, по сравнению с мышью, он занимает на столе меньше места. Большинство переносных компьютеров оснащаются встроенным трекболом.

Джойстик представляет собой основание с подвижной рукояткой, которая может наклоняться в продольном и поперечном направлениях. Рукоятка и основание снабжаются кнопками. Внутри джойстика расположены датчики, преобразующие угол и направление наклона рукоятки в соответствующие сигналы, передаваемые операционной системе. В соответствии с этими сигналами осуществляется перемещение и управление графических объектов на экране.

Дигитайзер - это устройство для ввода графических данных, таких как чертежи, схемы, планы и т. п. Он состоит из планшета, соединенного с ним визира или специального карандаша. Перемещая карандаш по планшету, пользователь рисует изображение, которое выводится на экран.

17. Что такое сканер? Какой сканер используете Вы? Назовите его основные характеристики.

Сканер - устройство ввода графических изображений в компьютер. В сканер закладывается лист бумаги с изображением. Устройство считывает его и пересылает компьютеру в цифровом виде. Во время сканирования вдоль листа с изображением плавно перемещается мощная лампа и линейка с множеством расположенных на ней в ряд светочувствительных элементов. Обычно в качестве светочувствительных элементов используют фотодиоды.

Различают сканеры ручные, протягивающие и планшетные. В ручных сканерах пользователь сам ведет сканер по поверхности изображения или текста. Протягивающие сканеры предназначены для сканирования изображений на листах только определенного формата. Наибольшее распространение получили планшетные сканеры, которые позволяют сканировать листы бумаги, книги и другие объекты, содержащие изображения. Такие сканеры состоят из пластикового корпуса, закрываемого крышкой. Верхняя поверхность корпуса выполняется из оптически прозрачного материала, на который кладется сканируемое изображение.

Главные характеристики сканеров - это скорость считывания, которая выражается количеством сканируемых станиц в минуту (pages per minute - ppm), и разрешающая способность, выражаемая числом точек получаемого изображения на дюйм оригинала (dots per inch - dpi).

18. Опишите принцип функционирования дигитайзера.

Дигитайзер -- устройство для преобразования готовых изображений (чертежей, карт) в цифровую форму. Представляет собой плоскую панель -- планшет, располагаемую на столе, и специальный инструмент -- перо, с помощью которого указывается позиция на планшете. При перемещении пера по планшету фиксируются его координаты в близко расположенных точках, которые затем преобразуются в компьютере в требуемые единицы измерения.

19. Что такое монитор? Как можно классифицировать мониторы?

Монитор -- устройство визуального отображения информации (в виде текста, таблиц, рисунков, чертежей и др.).

Подавляющее большинство мониторов сконструированы на базе электронно-лучевой трубки (ЭЛТ), и принцип их работы аналогичен принципу работы телевизора. Мониторы бывают алфавитно-цифровые и графические, монохромные и цветного изображения. Современные компьютеры комплектуются, как правило, цветными графическими мониторами.

Основной элемент дисплея -- электронно-лучевая трубка.

Её передняя, обращенная к зрителю часть с внутренней стороны покрыта люминофором -- специальным веществом, способным излучать свет при попадании на него быстрых электронов.

Люминофор наносится в виде наборов точек трёх основных цветов -- красного, зелёного и синего. Эти цвета называют основными, потому что их сочетаниями (в различных пропорциях) можно представить любой цвет спектра.

Наряду с традиционными ЭЛТ-мониторами все шире используются плоские жидкокристаллические (ЖК) мониторы.

20. Что такое принтер? Какие типы принтеров Вы знаете?

Для получения копий изображения на бумаге применяют принтеры, которые классифицируются:

? по способу получения изображения: литерные, матричные, струйные, лазерные и термические;

? по способу формирования изображения: последовательные, строчные, страничные;

? по способу печати: ударные, безударные;

? по цветности: чёрно-белые, цветные.

Матричные принтеры схожи по принципу действия с печатной машинкой. Печатающая головка перемещается в поперечном направлении и формирует изображение из м ножества точек, ударяя иголками по красящей ленте. Основное достоинство матричных принтеров - низкая цена расходных материалов и невысокие требования к качеству бумаги.

Струйный принтер относится к безударным принтерам. Изображение в нем формируется с помощью чернил, которые распыляются через капилляры печатающей головки.

Лазерный принтер также относится к безударным принтерам. Он формирует изображение постранично. Первоначально изображение создается на фотобарабане, который предварительно электризуется статическим электричеством. Луч лазера в соответствии с изображением снимает статический заряд на белых участках рисунка. Затем на барабан наносится специальное красящее вещество - тонер, который прилипает к фотобарабану на участках с неснятым статическим зарядом. Затем тонер переносится на бумагу и нагревается. Частицы тонера плавятся и прилипают к бумаге.

21. Приведите основные технические характеристики принтеров.

К основным характеристикам принтеров можно относятся:

- ширина каретки, которая обычно соответствую бумажному формату А3 или А4;

- скорость печати, измеряемая количеством листов, печатаемы в минуту;

- качество печати, определяемое разрешающей способностью принтера - количеством точек на дюйм линейного изображения. Чем разрешение выше, тем лучше качество печати.

- расход материалов: лазерным принтером - порошка, струйным принтером - чернил, матричным принтером - красящих лент.

22. Охарактеризуйте плоттер.

Плоттер (графопостроитель) - это устройство для отображения векторных изображений на бумаге, кальке, пленке и других подобных материалах. Плоттеры снабжаются сменными пишущими узлами, которые могут перемещаться вдоль бумаги в продольном и поперечном направлениях. В пишущий узел могут вставляться цветные перья или ножи для резки бумаги. Графопостроители могут быть миниатюрными, и могут быть настолько большими, что на них можно вычертить кузов автомобиля или деталь самолета в натуральную величину.

Плоттеры используются для получения сложных конструкторских чертежей, архитектурных планов, географических и метеорологических карт, деловых схем. Плоттеры рисуют изображения с помощью пера.

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

Плоттеру, так же, как и принтеру, обязательно нужна специальная программа -- драйвер, позволяющая прикладным программам передавать ему инструкции: поднять и опустить перо, провести линию заданной толщины и т.п.

Тема № 7 "Программное обеспечение ПК. Операционная система. Файлы"

Ответы:

1. Что такое "программное обеспечение"?

Программное обеспечение (ПО) - это совокупность всех программ и соответствующей документации, обеспечивающая использование ЭВМ в интересах каждого ее пользователя.

Различают системное и прикладное ПО. Схематически программное обеспечение представлено на рис. 4.

К программному обеспечению (ПО) относится также вся область деятельности по проектированию и разработке ПО:

· технология проектирования программ (например, нисходящее проектирование, структурное и объектно-ориентированное проектирование и др.);

· методы тестирования программ [ссылка, ссылка];

· методы доказательства правильности программ;

· анализ качества работы программ;

· документирование программ;

· разработка и использование программных средств, облегчающих процесс проектирования программного обеспечения, и многое другое.

Программное обеспечение - неотъемлемая часть компьютерной системы. Оно является логическим родолжением технических средств. Сфера применения конкректного компьютера определяется созданным для него ПО.

Программное обеспечение современных компьютеров включает миллионы программ -- от игровых до научных.

2. Выделить основные классы программного обеспечения.

В первом приближении все программы, работающие на компьютере, можно условно разделить на три категории (рис. 6.1):

1. прикладные программы, непосредственно обеспечивающие выполнение необходимых пользователям работ;

2. системные программы, выполняющие различные вспомогательные функции, например:

o управление ресурсами компьютера;

o создание копий используемой информации;

o проверка работоспособности устройств компьютера;

o выдача справочной информации о компьютере и др.;

3. инструментальные программные системы, облегчающие процесс создания новых программ для компьютера.

4.

3. Что такое "системное ПО"? Привести примеры.

Системное ПО - это совокупность программ для обеспечения работы компьютера.

Системное ПО подразделяется на базовое и сервисное. Системные программы предназначены для управления работой вычислительной системы, выполняют различные вспомогательные функции (копирования, выдачи справок, тестирования, форматирования и т. д).

Базовое ПО включает в себя:

· операционные системы;

· оболочки;

· сетевые операционные системы.

Сервисное ПО включает в себя программы (утилиты):

· диагностики;

· антивирусные;

· обслуживания носителей;

· архивирования;

· обслуживания сети.

4. Что такое "прикладное ПО"? Привести примеры.

Прикладное ПО - это комплекс программ для решения задач определённого класса конкретной предметной области.

Прикладное ПО работает только при наличии системного ПО. Прикладные программы называют приложениями. Они включает в себя:

· текстовые процессоры;

· табличные процессоры;

· базы данных;

· интегрированные пакеты;

· системы иллюстративной и деловой графики (графические процессоры);

· экспертные системы;

· обучающие программы;

· программы математических расчетов,

· моделирования и анализа;

· игры;

· коммуникационные программы.

5. Что такое "системы программирования"? Привести примеры.

Особую группу составляют системы программирования (инструментальные системы), которые являются частью системного ПО, но носят прикладной характер.

Системы программирования - это совокупность программ для разработки, отладки и внедрения новых программных продуктов.

Системы программирования обычно содержат:

· трансляторы;

· среду разработки программ;

· библиотеки справочных программ (функций, процедур);

· отладчики;

· редакторы связей и др.

Язык Бейсик был создан в 1965 г. Дж. Кемени и Т.Курцем как язык для начинающих, облегчающий написание простых программ. Существуют сотни различных версий Бейсика - от очень простых до усовершенствованных, содержащих множество дополнительных языковых конструкций. Бейсик очень популярный язык программирования.

Язык Паскаль был разработан в 1970г. Никласом Виртом как язык обучения студентов программированию.

Паскаль вырабатывает навыки соблюдения хорошего строгого стиля программирования (называемого структурным программированием), упрощающего разработку сложных программ.

В своем первоначальном виде Паскаль имел довольно ограниченные возможности, но расширенный вариант этого языка - Turbo Pascal, является очень мощным языком программирования.

Язык Си (разработан Деннисом Ритчи в 1972 г.) соединяет свойства языка высокого уровня с возможностями эффективного использования ресурсов компьютера, которые обычно достигаются только при программировании на языке Ассемблера.

Си не очень прост в изучении и требует тщательности в программировании, но позволяет создавать сложные и весьма эффективные программы.

6. Что такое "операционная система"?

Операционная система - это комплекс программ, обеспечивающих управление работой компьютера и его взаимодействие с пользователем.

С точки зрения человека операционная система служит посредником между человеком, электронными компонентами компьютера и прикладными программами. Она позволяет человеку запускать программы, передавать им и получать от них всевозможные данные, управлять работой программ, изменять параметры компьютера и подсоединённых к нему устройств, перераспределять ресурсы. Работа на компьютере фактически является работой с его операционной системой. При установке на компьютер только операционной системы (ОС) ничего содержательного на компьютере также сделать не удастся. Для ввода и оформления текстов, рисования графиков, расчёта зарплаты или прослушивания лазерного диска нужны специальные прикладные программы. Но и без ОС ни одну прикладную программу запустить невозможно.

Операционная система решает задачи, которые можно условно разделить на две категории:

? во-первых, управление всеми ресурсами компьютера;

? во-вторых, обмен данными между устройствами компьютера, между компьютером и человеком.

Кроме того, именно ОС обеспечивает возможность индивидуальной настройки компьютера: ОС определяет, из каких компонентов собран компьютер, на котором она установлена, и настраивает сама себя для работы именно с этими компонентами.

7. Как классифицируются операционные системы и каковы особенности каждого класса?

Операционные системы для ПК различаются по нескольким параметрам. В частности, ОС бывают:

? однозадачные и многозадачные;

? однопользовательские и многопользовательские;

? сетевые и несетевые.

Кроме того, операционная система может иметь командный или графический многооконный интерфейс (или оба сразу).

Однозадачные операционные системы позволяют в каждый момент времени решать только одну задачу. Такие системы обычно позволяют запустить одну программу в основном режиме.Многозадачные системы позволяют запустить одновременно несколько программ, которые будут работать параллельно.

Главным отличием многопользовательских систем от однопользовательских является наличие средств защиты информации каждого пользователя от несанкционированного доступа других пользователей. Следует заметить, что не всякая многозадачная система является многопользовательской, и не всякая однопользовательская ОС является однозадачной.

В последние годы фактическим стандартом стал графический многооконный интерфейс, где требуемые действия и описания объектов не вводятся в виде текста, а выбираются из меню, списков файлов и т.д.

8. Какие операционные системы вы знаете?

В настоящее время, с появлением мощных компьютеров, широкое распространение получили два типа ОС. К первому типу относятся достаточно похожие ОС семейства Windows компании Microsoft. Они многозадачные и имеют многооконный графический интерфейс. На рынке персональных компьютеров с Windows конкурируют ОС типа UNIX. Это многозадачная многопользовательская ОС с командным интерфейсом. Впоследние годы ситуация изменилась. Компьютеры стали достаточно мощными, появилась некоммерческая, бесплатная версия системы UNIX для персональных компьютеров - система Linux. По мере роста популярности этой системы в ней появились дополнительные компоненты, облегчающие её установку и эксплуатацию. Немалую роль в росте популярности Linux сыграла мировая компьютерная сеть Internet. Хотя освоение Linux гораздо сложнее освоения систем типа Windows, Linux - более гибкая и в то же время бесплатная система, что и привлекает к ней многих пользователей.

Существуют и другие ОС. Известная компания Apple производит компьютеры Macintosh с современной ОС MacOS. Эти компьютеры используются преимущественно издателями и художниками. Фирма IBM производит ОС OS/2. Операционная система OS/2 такого же класса надёжности и защиты, как и Windows NT.

9. Что такое "файл"?

Файл -- логически связанная совокупность данных или программ, для размещения которой во внешней памяти выделяется именованная область.

10. Перечислить основные характеристики файла.

Для характеристики файла используются следующие параметры: полное имя файла; объем файла в байтах; дата создания файла; время создания файла; тип файла; специальные атрибуты файла: R (Read only) -- только для чтения, Н (Hidden) -- скрытый файл, S (System) -- системный файл, A (Archive) -- архивированный файл.

11. Какие типы файлов вы знаете?

При работе на персональном компьютере установлен ряд соглашений по заданию типа файла, некоторые из которых приведены в таблице 7.1.

Таблица 7.1

При обращении к файлу типа ВАТ, СОМ, ЕХЕ достаточно задать только его имя, тип не указывается. При одинаковых именах приоритет -- в порядке, указанном выше.

12. Что такое "каталог"?

Каталог -- справочник файлов с указанием месторасположения на диске. В операционной системе WINDOWS понятию каталог соответствует понятие папка.

Каталог (иногда называется директорией или папкой) доступен пользователю через командный язык операционной системы.

13. Какие виды каталогов существуют?

Родительский каталог -- каталог, имеющий подкаталоги.

Подкаталог -- каталог, который входит в другой каталог.

Таким образом, любой каталог, содержащий каталоги нижнего уровня, может быть, с одной стороны, по отношению к ним родительским, а с другой стороны, подчиненным по отношению к каталогу верхнего уровня. Как правило, если это не вызывает путаницы, употребляют термин "каталог", подразумевая или подкаталог, или родительский каталог в зависимости от контекста.

14. Что такое "файловая система"?

Файловая система -- часть операционной системы, управляющая размещением и доступом к файлам и каталогам на диске.

С понятием файловой системы тесно связано понятие файловой структуры диска, под которой понимают, как размещаются на диске: главный каталог, подкаталоги, файлы, операционная система, а также какие для них выделены объемы секторов, кластеров, дорожек.

15. Перечислить основные операции, производимые с файлами.

Основными действиями над отдельным файлом или группой файлов являются: удаление файлов; переименование файлов; перемещение файлов на другой диск; поиск файлов заданного типа; копирование файлов с одного диска на другой.

Тема № 8 : "Алгоритмизация"

Ответы:

1. Что такое алгоритм?

Алгоритм - это метод (способ) решения задачи, записанный по определенным правилам, обеспечивающим однозначность его понимания и механического исполнения при всех значениях исходных данных (из некоторого множества значений).

Или более коротко: алгоритм - это строго определенная последовательность действий, необходимых для решения данной задачи.

2. Привести примеры известных вам алгоритмов.

Примером алгоритма может служить кулинарный рецепт - алгоритм варки картофеля:

1. Подготовить исходные величины - воду, картофель, соль, посуду (кастрюлю с крышкой для варки), нож.

2. С помощью ножа очистить картофель и промыть его водой.

З. Нарезать картофель для варки.

4. Поместить картофель в кастрюлю.

5. Залить содержимое кастрюли водой.

6. Посолить.

7. Довести воду до кипения.

8. Убавить огонь.

9. Варить картофель до готовности (приблизительно в течение 20--ЗО минут).

10. Снять кастрюлю с огня и слить воду.

11. Картофель готов. Процесс прекратить

3. Что понимается под командой алгоритма?

Исполнитель алгоритма -- это некоторая абстрактная или реальная (техническая, биологическая или биотехническая) система, способная выполнить действия, предписываемые алгоритмом.

В информатике универсальным исполнителем алгоритмов является компьютер.

Исполнителя хаpактеpизуют (рис. 8.1):

? Среда (или обстановка) - это "место обитания" исполнителя.

? Система команд исполнителя. Каждый исполнитель может выполнять команды только из некоторого строго заданного списка -- системы команд исполнителя. Для каждой команды должны быть заданы условия применимости (в каких состояниях среды может быть выполнена команда) и описаны результаты выполнения команды.

? Отказы. Отказы исполнителя возникают, если команда вызывается при недопустимом для неё состоянии среды (отказ вида "не могу") или команда не входит в систему команд исполнителя (отказ вида "не понимаю").

4. Что называется системой команд исполнителя?

Система команд. Каждый исполнитель может выполнять команды только из некотоpого стpого заданного списка -- системы команд исполнителя. Для каждой команды должны быть заданы условия пpименимости (в каких состояниях сpеды может быть выполнена команда) и описаны pезультаты выполнения команды. Напpимеp, команда Pобота "ввеpх" может быть выполнена, если выше Pобота нет стены. Ее pезультат -- смещение Pобота на одну клетку ввеpх.

5. Могут ли автоматические устройства быть исполнителями алгоритмов? Почему?

Исполнителя хаpактеpизуют:

· сpеда;

· элементаpные действия;

· cистема команд;

· отказы.

Сpеда (или обстановка) -- это "место обитания" исполнителя. Напpимеp, для исполнителя Pобота из школьного учебника [1] сpеда -- это бесконечное клеточное поле. Стены и закpашенные клетки тоже часть сpеды. А их pасположение и положение самого Pобота задают конкpетное состояние среды.

Система команд. Каждый исполнитель может выполнять команды только из некотоpого стpого заданного списка -- системы команд исполнителя. Для каждой команды должны быть заданы условия пpименимости (в каких состояниях сpеды может быть выполнена команда) и описаны pезультаты выполнения команды. Напpимеp, команда Pобота "ввеpх" может быть выполнена, если выше Pобота нет стены. Ее pезультат -- смещение Pобота на одну клетку ввеpх.

После вызова команды исполнитель совеpшает соответствующее элементаpное действие.

Отказы исполнителя возникают, если команда вызывается пpи недопустимом для нее состоянии сpеды.

6. Какие свойства алгоритмов позволяют человеку автоматизировать их выполнение?

Основные свойства алгоритмов следующие:

Понятность для исполнителя -- т.е. исполнитель алгоритма должен знать, как его выполнять.

Дискpетность (прерывность, раздельность) -- т.е. алгоpитм должен пpедставлять пpоцесс pешения задачи как последовательное выполнение пpостых (или pанее опpеделенных) шагов (этапов).

Опpеделенность -- т.е. каждое пpавило алгоpитма должно быть четким, однозначным и не оставлять места для пpоизвола. Благодаpя этому свойству выполнение алгоpитма носит механический хаpактеp и не тpебует никаких дополнительных указаний или сведений о pешаемой задаче.

Pезультативность (или конечность). Это свойство состоит в том, что алгоpитм должен пpиводить к pешению задачи за конечное число шагов.

Массовость. Это означает, что алгоpитм pешения задачи pазpабатывается в общем виде, т.е. он должен быть пpименим для некотоpого класса задач, pазличающихся лишь исходными данными. Пpи этом исходные данные могут выбиpаться из некотоpой области, котоpая называется областью пpименимости алгоpитма.

7. Перечислить основные свойства алгоритмов.

Основные свойства алгоритмов следующие:

1. Понятность для исполнителя -- т.е. исполнитель алгоритма должен знать, как его выполнять.

2. Дискpетность (прерывность, раздельность) -- т.е. алгоpитм должен пpедставлять пpоцесс pешения задачи как последовательное выполнение пpостых (или pанее опpеделенных) шагов (этапов).

3. Опpеделенность -- т.е. каждое пpавило алгоpитма должно быть четким, однозначным и не оставлять места для пpоизвола. Благодаpя этому свойству выполнение алгоpитма носит механический хаpактеp и не тpебует никаких дополнительных указаний или сведений о pешаемой задаче.

4. Pезультативность (или конечность). Это свойство состоит в том, что алгоpитм должен пpиводить к pешению задачи за конечное число шагов.

5. Массовость. Это означает, что алгоpитм pешения задачи pазpабатывается в общем виде, т.е. он должен быть пpименим для некотоpого класса задач, pазличающихся лишь исходными данными. Пpи этом исходные данные могут выбиpаться из некотоpой области, котоpая называется областью пpименимости алгоpитма.

8. Проанализировать выполнение основных свойств алгоритмов на примере алгоритма решения квадратного уравнения.

Блок-схему алгоритма решения квадратного уравнения представлена на рис.5

9. Описать основные способы записи алгоритмов.

Для строгого задания различных структур данных и алгоритмов их обработки требуется иметь такую систему формальных обозначений и правил, чтобы смысл всякого используемого предписания трактовался точно и однозначно. Соответствующие системы правил называют языками описаний.

К изобразительным средствам описания алгоритмов относятся следующие основные способы их представления:

? словесный (записи на естественном языке);

? структурно-стилизованный (записи в псевдокоде);

? графический (изображение схем из графических символов);

? программный (тексты на языках программирования);

10. Перечислить основные символы блок-схем.

Блок "процесс" применяется для обозначения действия или последовательности действий, изменяющих значение, форму представления или размещения данных. Для улучшения наглядности схемы несколько отдельных блоков обработки можно объединять в один блок. Представление отдельных операций достаточно свободно.

Блок "решение" используется для обозначения переходов управления по условию. В каждом блоке "решение" должны быть указаны вопрос, условие или сравнение, которые он определяет.

Блок "модификация" используется для организации циклических конструкций. (Слово модификация означает видоизменение, преобразование). Внутри блока записывается параметр цикла, для которого указываются его начальное значение, граничное условие и шаг изменения значения параметра для каждого повторения.

Блок "предопределенный процесс" используется для указания обращений к вспомогательным алгоритмам, существующим автономно в виде некоторых самостоятельных модулей, и для обращений к библиотечным подпрограммам.

11. Проклассифицировать языки программирования.

Классификация языков программирования.

Языки программирования

12. Выделить основные классы алгоритмов.

В алгоритме команды записаны одна за другой в определенном порядке. Исполняются они не обязательно в том же порядке. В зависимости от того, каков порядок исполнения команд, можно выделить три типа алгоритмов:

? алгоритм линейной структуры;

? разветвленные алгоритмы;

? циклические алгоритмы.

13. Какой алгоритм называют алгоритмом линейной структуры?

Алгоритм решения задачи называется алгоритмом линейной структуры, если исполнитель все команды алгоритма исполняет одну за другой в порядке их записи.

14. Какой алгоритм называют разветвленным?

Алгоритм называется разветвленным, если после проверки условия в разных ситуациях исполняется один из двух разных наборов команд.

Условие понимается как вопрос на который исполнитель даёт один из двух ответов "да" или "нет".

15. Какой алгоритм называют циклическим?

Алгоритм называют циклическим, если он содержит команду повторения.

Повторение - это набор команд, которые исполняются до тех пор, пока выполняется некоторое условие.

16. Перечислить виды циклических конструкций.

17.

Блок-схема цикла с предусловием представлена на рис. 8.5

Особенности:

? условие пересчитывается каждый раз при входе в цикл

? если условие на входе в цикл ложно, цикл не выполняется ни разу

? если условие никогда не станет ложным, программа зацикливается

Блок-схема цикла с постусловием представлена на рис. 8.6

Цикл с постусловием выполняется:

? минимальное количество раз - 1 (если условие изначально истинно);

? определенное количество раз;

? бесконечное количество раз ("зацикливание")

Цикл с параметром применяется, если требуется выполнить тело цикла заранее заданное количество раз. Параметр порядкового типа на каждом проходе цикла автоматически либо увеличивается, либо уменьшается на единицу. Цикл выполняется, пока параметр цикла не станет больше (меньше) конечного значения.

18. Что такое итерация?

Один проход цикла называется итерацией.

19. Что такое параметр цикла?

Параметром цикла называется переменная, которая используется при проверке условия цикла и принудительно изменяется на каждой итерации, причем, как правило, на одну и ту же величину.

Если параметр цикла целочисленный, он называется счетчиком цикла. Количество повторений такого цикла можно определить заранее. Параметр есть не у всякого цикла.

19.

Вариант 1

1. Составить алгоритм вычисления и выведения на экран площади треугольника со сторонами a,b,c по формуле Герона.

2. Составить разветвлённый алгоритм для вычисления и выведения на экран значения заданной функции:

Аргумент x вводится с клавиатуры компьютера.

3. Составить простой цикл с предусловием для составления таблицы аргументов и значений функции:

на отрезке [y_0, y_k] с шагом .

Вариант 4

1. Составить алгоритм вычисления и выведения на экран площади квадрата по диагонали d.

2. Составить разветвлённый алгоритм для вычисления и выведения на экран значения заданной функции:

Аргумент x вводится с клавиатуры компьютера.

3. Составить простой цикл с постусловием для составления таблицы аргументов и значений функции:

на отрезке [x_0, x_k] с шагом .

Тема № 9: "Применения информатики и компьютерной техники"

Ответы:

1. Каковы основные направления использования компьютеров в жилищах людей?

В последнее время компьютеры проникли в жилища людей и постепенно становятся предметами первой необходимости. Есть два основных направления использования компьютеров дома:

1. Обеспечение нормальной жизнедеятельности жилища:

? охранная автоматика, противопожарная автоматика, газоанализаторная автоматика;

? управление освещенностью, расходом электроэнергии, отопительной системой, управление микроклиматом;

? электроплиты, холодильники, стиральные машины со встроенными микропроцессорами.

2. Обеспечение информационных потребностей людей, находящихся в жилище:

? заказы на товары и услуги;

? процессы обучения;

? общение с базами данных и знаний;

? сбор данных о состоянии здоровья;

? обеспечение досуга и развлечений;

? обеспечение справочной информацией;

? электронная почта, телеконференции;

? интернет.

2. Как Вы представляется себе информационное общество?

Обеспечение информационных потребностей людей, находящихся в жилище:

? заказы на товары и услуги;

? процессы обучения;

? общение с базами данных и знаний;

? сбор данных о состоянии здоровья;

? обеспечение досуга и развлечений;

? обеспечение справочной информацией;

? электронная почта, телеконференции;

? интернет.

3. Какие функции обеспечения жизнедеятельности жилища

возлагаются сегодня на компьютер?

? заказы на товары и услуги;

? процессы обучения;

? общение с базами данных и знаний;

? сбор данных о состоянии здоровья;

? обеспечение досуга и развлечений;

? обеспечение справочной информацией;

? электронная почта, телеконференции;

? интернет.

4. Какие виды повседневных информационных потребностей людей обеспечивают компьютеры?

Обеспечение нормальной жизнедеятельности жилища:

? охранная автоматика, противопожарная автоматика, газоанализаторная автоматика;

? управление освещенностью, расходом электроэнергии, отопительной системой, управление микроклиматом;

? электроплиты, холодильники, стиральные машины со встроенными микропроцессорами.

5. В чем суть процесса информатизации образования?

Системы автоматизированного проектирования (САПР) -- комплексные программно-технические системы, предназначенные для выполнения проектных работ с применением математических методов.

Системы САПР широко используются в архитектуре, электронике, энергетике, механике и др. В процессе автоматизированного проектирования в качестве входной информации используются технические знания специалистов, которые вводят проектные требования, уточняют результаты, проверяют полученную конструкцию, изменяют ее и т.д.

Кроме того, в САПР накапливается информация, поступающая из библиотек стандартов (данные о типовых элементах конструкций, их размерах, стоимости и др.). В процессе проектирования разработчик вызывает определенные программы и выполняет их. Из САПР информация выдается в виде готовых комплектов законченной технической и проектной документации.

6. Какие задачи решаются с помощью автоматизированных обучающих систем?

Автоматизированные системы научных исследований (АСНИ) предназначены для автоматизации научных экспериментов, а также для осуществления моделирования исследуемых объектов, явлений и процессов, изучение которых традиционными средствами затруднено или невозможно.

В настоящее время научные исследования во многих областях знаний проводят большие коллективы ученых, инженеров и конструкторов с помощью весьма сложного и дорогого оборудования.

Большие затраты ресурсов для проведения исследований обусловили необходимость повышения эффективности всей работы.

Эффективность научных исследований в значительной степени связана с уровнем использования компьютерной техники.

Компьютеры в АСНИ используются в информационно-поисковых и экспертных системах, а также решают следующие задачи:

? управление экспериментом;

? подготовка отчетов и документации;

? поддержание базы экспериментальных данных и др.

В результате применения АСНИ возникают следующие положительные моменты:

? в несколько раз сокращается время проведения исследования;

? увеличивается точность и достоверность результатов;

? усиливается контроль за ходом эксперимента;

? сокращается количество участников эксперимента;

? повышается качество и информативность эксперимента за счет увеличения числа контролируемых параметров и более тщательной обработки данных;

? результаты экспериментов выводятся оперативно в наиболее удобной форме -- графической или символьной (например, значения функции многих переменных выводятся средствами машинной графики в виде так называемых "горных массивов"). На экране одного графического монитора возможно формирование целой системы приборных шкал (вольтметров, амперметров и др.), регистрирующих параметры экспериментального объекта.

7. Что такое дистанционное обучение?

8. Перечислить основные перспективные направления использования СНИТ в образовании.

9. Каковы области применения систем виртуальной реальности?

Системы "Виртуальная реальность" применяются при решении конструктивно-графических, художественных и других задач, где необходимо развитие умения создавать мысленную пространственную конструкцию некоторого объекта по его графическому представлению; при изучении стереометрии и черчения; в компьютеризированных тренажерах технологических процессов, ядерных установок, авиационного, морского и сухопутного транспорта, где без подобных устройств принципиально невозможно отработать навыки взаимодействия человека с современными сверхсложными и опасными механизмами и явлениями.

10. Выделить основные компоненты компьютерных офисных технологий.

Электронный офис - это система автоматизации работы учреждения, основанная на использовании компьютерной техники.

В нее обычно входят такие компоненты, как:

? текстовые редакторы;

? интегрированные пакеты программ;

? электронные таблицы;

? системы управления базами данных;

? графические редакторы и графические библиотеки (для получения диаграмм, схем, графиков и др.);

? электронные записные книжки;

? электронные календари с расписанием деловых встреч, заседаний и др.;

? электронные картотеки, обеспечивающие каталогизацию и поиск документов (писем, отчетов и др.) с помощью компьютера;

? автоматические телефонные справочники, которые можно листать на экране, установить курсором нужный номер и соединиться.

11. Какие преимущества имеет электронная почта по сравнению с обычной почтой?

Электронная почта - это система пересылки сообщений между пользователями вычислительных систем, в которой компьютер берет на себя все функции по хранению и пересылке сообщений. Для осуществления такой пересылки отправитель и получатель не обязательно должны одновременно находиться у дисплеев и не обязательно должны быть подключены к одному компьютеру.

Отправитель сообщения прежде всего запускает программу отправки почты и создает файл сообщения. Затем это сообщение передается в систему пересылки сообщений, которая отвечает за его доставку адресатам. Спустя некоторое время сообщение доставляется адресату и помещается в его "почтовый ящик", размещенный на магнитном диске. Затем получатель запускает программу, которая извлекает полученные сообщения, заносит их в архив и т.п.

12. Перечислить функции координатора системы телеконференций.

Система телеконференций - это основанная на использовании компьютерной техники система, позволяющая пользователям, несмотря на их взаимную удаленность в пространстве, а иногда, и во времени, участвовать в совместных мероприятиях, таких, как организация и управление сложными проектами.

Пользователи обеспечиваются терминалами (обычно это дисплеи и клавиатуры ), подсоединенными к компьютеру, которые позволяют им связываться с другими членами группы. Для передачи информации между участниками совещания используются линии связи.

Работа системы регулируется координатором, в функции которого входит организация работы участников совещания, обеспечение их присутствия на совещании и передача сообщаемой ими информации другим участникам совещания.

В некоторых системах телеконференцсвязи участники имеют возможность "видеть" друг друга, что обеспечивается подсоединенными к системам телевизионными камерами и дисплеями.

13. Каким Вам представляется информационное наполнение баз данных вашего учебного заведения?

14. Какие медицинские технологии и способы лечения стали возможны с развитием компьютерной техники?

Компьютерная аппаратура широко используется при постановке диагноза, проведении обследований и профилактических осмотров. Примеры компьютерных устройств и методов лечения и диагностики:

? компьютерная томография и ядерная медицинская диагностика -- дают точные послойные изображения структур внутренних органов;

? ультразвуковая диагностика и зондирование -- используя эффекты взаимодействия падающих и отраженных ультразвуковых волн, открывает бесчисленные возможности для получения изображений внутренних органов и исследования их состояния;

? микрокомпьютерные технологии рентгеновских исследований -- запомненные в цифровой форме рентгеновские снимки могут быть быстро и качественно обработаны, воспроизведены и занесены в архив для сравнения с последующими снимками этого пациента;

? задатчик (водитель) сердечного ритма;

? устройства дыхания и наркоза;

? лучевая терапия с микропроцессорным управлением -- обеспечивает возможность применения более надежных и щадящих методов облучения;

? устройства диагностики и локализации почечных и желчных камней, а также контроля процесса их разрушения при помощи наружных ударных волн (литотрипсия);

? лечение зубов и протезирование с помощью компьютера;

? системы с микрокомпьютерным управлением для интенсивного медицинского контроля пациента.

Компьютерные сети используются для пересылки сообщений о донорских органах, в которых нуждаются больные, ожидающие операции трансплантации.

Банки медицинских данных позволяют медикам быть в курсе последних научных и практических достижений.

15. Перечислить основные компоненты автоматизированного офиса.

16. Что такое POS-система?

Торговля без наличных. Оплата производится с использованием кредитных карточек. Имея вместо наличных денег кредитную карточку, покупатель при любой покупке расплачивается не наличными, а автоматически снимает со своего счета в банке нужную сумму денег и пересылает ее на счет магазина. Система торговли без наличных POS (англ. Points of Sale System -- система кассовых автоматов) выполняет следующие функции:

? верификацию кредитных карточек (т.е. удостоверение их подлинности);

? снятие денег со счета покупателя;

? перечисление их на счет продавца.

POS -- наиболее массовая и показательная ветвь системы электронных денег. Она способна также обнаруживать малейшие хищения наличных денег и товаров. Сведения на кредитную карточку наносятся методом магнитной записи. В каждую кредитную карточку вставлена магнитная карта -- носитель информации. На магнитную карту заранее записываются следующие данные:

? номер личного счета;

? название банка;

? страна;

? категория платёжеспособности клиента;

? размер предоставленного кредита и т.д.

Считается, что сами по себе кредитные карточки экономят 10% расходов на оплату товаров.

17. Какие виды услуг предоставляет система электронных денег?

Одной из важнейших составляющих информатизации становится переход денежно-кредитной и финансовой сферы к электронным деньгам.

Основные направления использования электронных денег следующие:

1. Торговля без наличных. Оплата производится с использованием кредитных карточек. Имея вместо наличных денег кредитную карточку, покупатель при любой покупке расплачивается не наличными, а автоматически снимает со своего счета в банке нужную сумму денег и пересылает ее на счет магазина. Система торговли без наличных POS (англ. Points of Sale System -- система кассовых автоматов) выполняет следующие функции:

? верификацию кредитных карточек (т.е. удостоверение их подлинности);

? снятие денег со счета покупателя;

? перечисление их на счет продавца.

POS -- наиболее массовая и показательная ветвь системы электронных денег. Она способна также обнаруживать малейшие хищения наличных денег и товаров. Сведения на кредитную карточку наносятся методом магнитной записи. В каждую кредитную карточку вставлена магнитная карта -- носитель информации. На магнитную карту заранее записываются следующие данные:

? номер личного счета;

? название банка;

? страна;

? категория платёжеспособности клиента;

? размер предоставленного кредита и т.д.

Считается, что сами по себе кредитные карточки экономят 10% расходов на оплату товаров.

2. Разменные автоматы устанавливаются банками только для своих клиентов, которым предварительно выданы кредитные карточки. Клиент вставляет в автомат кредитную карточку и набирает личный код и сумму, которую он желает иметь наличными. Автомат по банковской сети проверяет правильность кода, снимает указанную сумму со счета клиента и выдает её наличными. Часто несколько банков объединяются и создают общую сеть разменных автоматов.

3. Банковские сделки на дому. За небольшую месячную плату при наличии дома персонального компьютера и модема вкладчик может связываться через телефонную сеть с компьютеризованными банковскими организациями и получать от них богатый набор услуг.

4. Встречные зачёты. По всему миру активно внедряются электронные системы потребительского кредита и взаимных расчетов между банками по общему итогу. Такие системы реализуются в виде автоматических клиринговых (англ. clearing -- очистка) вычислительных сетей ACH (Automated Clearing House). По сети идут не только банковские документы, но и информация, важная для принятия ответственных финансовых решений.

5. Оплата устно. Она заключается в оплате счетов по телефону с гарантированным опознаванием кредитора по паролю и голосу. Другой способ состоит в использовании устройства, способного передавать по телефону ф аксимильные изображения денежных чеков и счетов (факсимильный -- от лат. fac simile, -- точное воспроизведение подписи, документа и т.д. графическими средствами).

Наряду с очевидными и очень большими преимуществами с электронными деньгами связаны и сложные проблемы -- от финансовых до правовых ("электронные ограбления", перелив электронных денег из одной страны в другую и др.). Электронные деньги есть неизбежный результат научно-технического прогресса в денежно-кредитной сфере.

18. Какие функции выполняет система торговли без наличных?

Торговля без наличных. Оплата производится с использованием кредитных карточек. Имея вместо наличных денег кредитную карточку, покупатель при любой покупке расплачивается не наличными, а автоматически снимает со своего счета в банке нужную сумму денег и пересылает ее на счет магазина. Система торговли без наличных POS (англ. Points of Sale System -- система кассовых автоматов) выполняет следующие функции:

? верификацию кредитных карточек (т.е. удостоверение их подлинности);

? снятие денег со счета покупателя;

? перечисление их на счет продавца.

19. Как устроена кредитная карточка?

20. Какие функции реализуют автоматические клиринговые компьютерные сети?

21. Перечислить преимущества системы компьютеризированных банковских расчетов.

22. Перечислить недостатки системы компьютеризированных банковских расчетов.

23. Какие примеры эффективного применения компьютеров в сельском хозяйстве можно назвать?

Имея компьютер, фермер может легко и быстро рассчитать требуемое для посева количество семян и количество удобрений, спланировать свой бюджет и вести учет домашнего скота. Компьютерные системы могут планировать севооборот, расчитывать график полива сельхозкультур, управлять подачей корма скоту и выполнять много других полезных функций.

На наших глазах происходит технологическая революция в сельском хозяйстве -- компьютеры и индивидуальные микродатчики позволяют контролировать состояние и режим каждого отдельного животного и растения. Это высвобождает значительные материальные и людские ресурсы, резко улучшает качество жизни человека.

В качестве примера приведем портативный компьютер AgGPS 170 компании Trimble, предназначенный для применения в самых тяжелых условиях, сопутствующих сельскохозяйственным работам. Этот компьютер можно использовать как в ручном варианте, так и монтировать в автомобиль. C его помощью можно управлять сельскохозяйственными работами, просматривать карты полей, регистрировать различные данные о состоянии почвы и посаженных сельскохозяйственных культур и др.