- •Глава 1. Введение в информатику
- •1.1. Что такое инфоpматика?
- •1.2. Что такое информация?
- •1.3. В каком виде существует информация?
- •1.4. Как передаётся информация?
- •1.5. Как измеряется количество информации?
- •1.6. Что можно делать с информацией?
- •1.7. Какими свойствами обладает информация?
- •1.8. Что такое обработка информации?
- •1.9. Что такое информационные ресурсы и информационные технологии?
- •1.10. Что понимают под информатизацией общества?
- •1.11. Вопросы для самоконтроля
- •1.12. Упражнения
- •Ответы — Раздел 1. Введение в информатику
- •Глава 2. Общие принципы организации и работы компьютеров
- •Глава 2. Общие принципы организации и работы компьютеров
- •2.1. Что такое компьютер?
- •2.2. Как устроен компьютер?
- •2.3. На каких принципах построены компьютеры?
- •1. Принцип программного управления. Из него следует, что программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в определенной последовательности.
- •2.4. Что такое команда?
- •2.5. Как выполняется команда?
- •2.6. Что такое архитектура и структура компьютера?
- •2.7. Что такое центральный процессор?
- •2.8. Как устроена память?
- •2.9. Какие устройства образуют внутреннюю память?
- •1. Оперативная память
- •3. Специальная память
- •2.10. Какие устройства образуют внешнюю память?
- •1. Накопители на гибких магнитных дисках
- •2. Накопители на жестких магнитных дисках
- •3. Накопители на компакт-дисках
- •4. Записывающие оптические и магнитооптические накопители
- •5. Накопители на магнитной ленте (стримеры) и накопители на сменных дисках
- •2.11. Что такое аудиоадаптер?
- •2.12. Что такое видеоадаптер и графический акселератор?
- •2.13. Что такое клавиатура?
- •2.14. Что такое видеосистема компьютера?
- •1. Монитор на базе электронно-лучевой трубки
- •2. Жидкокристаллические мониторы
- •3. Сенсорный экран
- •2.15. Что такое принтер, плоттер, сканер?
- •2.16. Что такое модем и факс-модем?
- •2.17. Что такое манипуляторы?
- •2.18. Как устроен компьютер?
- •2.19. Какие основные блоки входят в состав компьютера?
- •2.20. Что собой представляет системная плата?
- •2.21. Как организуется межкомпьютерная связь?
- •2.22. Что такое компьютерная сеть?
- •Наиболее распространенные виды топологий сетей:
- •2.23. Как соединяются между собой устройства сети?
- •2.24. Как классифицируют компьютерные сети по степени географического распространения?
- •2.25. Как соединяются между собой локальные сети?
- •2.26. Как работают беспроводные сети?
- •2.27. Что такое сеть Интернет и как она работает?
- •Как можно связаться с Интернет ?
- •Как связываются между собой сети в Интернет?
- •Каким образом пакет находит своего получателя ?
- •2.28. Основные возможности, предоставляемые сетью Интернет
- •1. World Wide Web — главный информационный сервис.
- •2. Электронная почта.
- •3. Cистема телеконференций Usenet (от Users Network).
- •4. Системы информационного поиска сети Интернет.
- •Системы, основанные на предметных каталогах.
- •Автоматические индексы.
- •5. Программа пересылки файлов Ftp.
- •6. Программа удалённого доступа Telnet.
- •2.29. Что такое мультимедиа и мультимедиа-компьютер?
- •2.30. Вопросы для самоконтроля
- •Глава 3. Классификация компьютеров
- •3.1. По каким критериям классифицируют компьютеры?
- •3.2. На чем основана классификация по поколениям?
- •3.3. Краткая историческая справка
- •3.4. Какие компьютеры относятcя в первому поколению?
- •3.5. Какие компьютеры относятся ко второму поколению?
- •3.6. В чем особенности компьютеров третьего поколения?
- •3.7. Что характерно для машин четвёртого поколения?
- •3.8. Какими должны быть компьютеры пятого поколения?
- •3.9. На какие типы делятся компьютеры по условиям эксплуатации?
- •3.10. На какие типы делятся компьютеры по производительности и характеру использования?
- •3.11. Какие существуют типы портативных компьютеров?
- •3.12. Вопросы для самоконтроля
- •Глава 4. Арифметические основы компьютеров
- •4.1. Что такое система счисления?
- •4.2. Как порождаются целые числа в позиционных системах счисления?
- •4.3. Какие системы счисления используют специалисты для общения с компьютером?
- •4.4. Почему люди пользуются десятичной системой, а компьютеры — двоичной?
- •4.5. Почему в компьютерах используются также восьмеричная и шестнадцатеричная системы счисления?
- •4.6. Как перевести целое число из десятичной системы в любую другую позиционную систему счисления?
- •4.7. Как пеpевести пpавильную десятичную дpобь в любую другую позиционную систему счисления?
- •4.8. Как пеpевести число из двоичной (восьмеpичной, шестнадцатеpичной) системы в десятичную?
- •4.9. Сводная таблица переводов целых чисел из одной системы счисления в другую
- •4.10. Как производятся арифметические операции в позиционных системах счисления?
- •4.11. Как представляются в компьютере целые числа?
- •4.12. Как компьютер выполняет арифметические действия над целыми числами? Сложение и вычитание
- •Умножение и деление
- •4.13. Как представляются в компьютере вещественные числа?
- •4.14. Как компьютер выполняет арифметические действия над нормализованными числами?
- •Сложение и вычитание
- •Умножение
- •Деление
- •4.15. Упражнения
- •Ответы — Раздел 4. Арифметические основы компьютеров
- •Глава 5. Логические основы компьютеров
- •5.1. Что такое алгебра логики?
- •5.2. Что такое логическая формула?
- •5.3. Какая связь между алгеброй логики и двоичным кодированием?
- •5.4. В каком виде записываются в памяти компьютера и в регистрах процессора данные и команды?
- •5.5. Что такое логический элемент компьютера?
- •5.6. Что такое схемы и, или, не, и—не, или—не?
- •5.7. Что такое триггер?
- •5.8. Что такое сумматор?
- •5.9. Какие основные законы выполняются в алгебре логики?
- •Основные законы алгебры логики
- •5.10. Как составить таблицу истинности?
- •5.11. Как упростить логическую формулу?
- •5.12. Что такое переключательная схема?
- •5.13. Как решать логические задачи?
- •I. Решение логических задач средствами алгебры логики
- •II. Решение логических задач табличным способом
- •III. Решение логических задач с помощью рассуждений
- •5.14. Упражнения
- •Ответы — Раздел 5. Логические основы компьютеров
- •5.5. Являются отрицаниями друг друга: б), г), д), к); не являются отрицаниями друг друга: а), в), е), ж), з), и).
- •5.6. Истинны: б), в), г), з), к), и); ложны: а), д), е), ж).
- •5.13. Тождественно истинные: а), в), е); тождественно ложные: г), д), ж).
- •Глава 6. Программное обеспечение компьютеров
- •6.1. Что такое программное обеспечение?
- •6.2. Как классифицируется программное обеспечение?
- •6.3. Какие программы называют прикладными?
- •6.4. Какова роль и назначение системных программ?
- •6.5. Что такое операционная система?
- •6.6. Что такое файловая система ос?
- •6.7. Какова структура операционной системы ms dos?
- •6.8. Что такое программы-оболочки?
- •6.9. Что собой представляют операционные системы Windows, Unix, Linux? Операционные системы Windows
- •Операционная система Unix
- •Операционная система Linux
- •6.10. Что такое транслятор, компилятор, интерпретатор?
- •6.11. Что такое системы программирования?
- •6.12. Для чего нужны инструментальные программы?
- •6.13. Что такое текстовый редактор?
- •6.14. Что такое графический редактор?
- •6.15. Каковы возможности систем деловой и научной графики?
- •6.16. Что такое табличный процессор?
- •6.17. Что такое системы управления базами данных?
- •6.18. Что такое библиотеки стандартных подпрограмм?
- •6.19. Что такое пакеты прикладных программ?
- •6.20. Что такое интегрированные пакеты программ?
- •6.21. Что такое органайзеры?
- •6.22. Что такое сетевое программное обеспечение?
- •Функции и характеристики сетевых операционных систем (ос)
- •6.23. Вопросы для самоконтроля.
- •Глава 7. Алгоритмы. Алгоритмизация. Алгоритмические языки
- •7.1. Что такое алгоритм?
- •7.2. Что такое "Исполнитель алгоритма"?
- •7.3. Какими свойствами обладают алгоpитмы?
- •7.4. В какой форме записываются алгоритмы?
- •7.5. Что такое словесный способ записи алгоритмов?
- •7.6. Что такое графический способ записи алгоритмов?
- •7.7. Что такое псевдокод?
- •7.8. Как записываются алгоритмы на школьном алгоритмическом языке? Основные служебные слова
- •Команды школьного ая
- •Пример записи алгоритма на школьном ая
- •7.9. Что такое базовые алгоритмические структуры?
- •7.10. Какие циклы называют итерационными?
- •7.11. Что такое вложенные циклы?
- •Пример вложенных циклов для
- •Пример вложенных циклов пока
- •7.12. Чем отличается программный способ записи алгоритмов от других?
- •7.13.Что такое уровень языка программирования?
- •7.14. Какие у машинных языков достоинства и недостатки?
- •7.15. Что такое язык ассемблера?
- •7.16. В чем преимущества алгоритмических языков перед машинными?
- •7.17. Какие компоненты образуют алгоритмический язык?
- •7.18. Какие понятия используют алгоритмические языки?
- •7.19. Что такое стандартная функция?
- •7.20. Как записываются арифметические выражения?
- •Примеры записи арифметических выражений
- •7.21. Как записываются логические выражения?
- •Примеры записи логических выражений, истинных при выполнении указанных условий.
- •7.22. Упражнения
- •Ответы — Раздел 7. Алгоритмы. Алгоритмизация. Алгоритмические языки
- •Глава 8. Технология подготовки и решения задач с помощью компьютера
- •8.1. Какие этапы включает в себя решение задач с помощью компьютера?
- •8.2. Что называют математической моделью?
- •8.3. Какие основные этапы содержит процесс разработки программ?
- •8.4. Как проконтролировать текст программы до выхода на компьютер?
- •8.5. Для чего нужны отладка и тестирование?
- •8.6. В чем заключается отладка?
- •8.7. Что такое тест и тестирование?
- •8.8. Какими должны быть тестовые данные?
- •8.9. Из каких этапов состоит процесс тестирования?
- •8.10. Каковы характерные ошибки программирования?
- •8.11. Является ли отсутствие синтаксических ошибок свидетельством правильности программы?
- •8.12. Какие ошибки не обнаруживаются транслятором?
- •8.13. В чем заключается сопровождение программы?
- •8.14. Вопросы для самоконтроля
- •8.15. Упражнения
- •Глава 9. Применения информатики и компьютерной техники
- •9.1. Как используются компьютеры в быту?
- •9.2. Что такое системы автоматизированного проектирования (сапр)?
- •9.3. Что такое автоматизированные системы научных исследований (асни)?
- •9.4. Какая взаимосвязь между асни и сапр?
- •9.5. Что такое базы знаний и экспертные системы?
- •9.6. Как используются компьютеры в административном управлении?
- •9.7. Какую роль играют компьютеры в обучении?
- •9.8. Какую роль играют компьютеры в управлении технологическими процессами?
- •9.9. Какую роль играют компьютеры в медицине?
- •9.10. Как используются компьютеры в торговле?
- •9.11. Что такое электронные деньги?
- •9.12. Как применяются компьютеры в сельском хозяйстве?
- •9.13. Вопросы для самоконтроля
- •Числовое кодирование
- •Лекция 11 "компьютерные вирусы"...……………………………………………………....133 Лекция 9.1 основы числового кодирования
- •Схемы кодирования
- •Аналоговое кодирование
- •Табличное кодирование
- •Числовое кодирование
- •Системы счисления
- •Кодирование чисел и текстов
- •Кодирование положительных целых чисел
- •Кодирование целых чисел со знаком
- •Кодирование действительных чисел
- •Кодирование текстов
- •Система кодирования windows 1251
- •Кодирование изображений математическая модель изображения
- •Разрешение изображения
- •Психофизиологи ческие модели изображения
- •Форматы записи изображений
- •Кодирование и запись видео
- •Кодирование и запись звука
- •Лекция 9.2 Файлы и каталоги.
- •Лекция 10 Сжатие данных
- •Лекция 11 "Компьютерные вирусы"
- •Словарь основных понятий и терминов
- •Литературные источники Учебные издания для средних школ
- •Справочные издания
- •Научно-популярные издания
- •Учебные пособия для студентов вузов
- •Другие издания
- •Информатика. Практика алгоритмизации и программирования Интернет-версия издания: Шауцукова л.З. Информатика 10-11. — м.: Просвещение, 2000 г.
- •Предисловие
- •Настройки
- •Алгоритмы линейной и разветвляющейся структуры
- •Input "Введите высоту цилиндра : ", h
- •Пример 1.4. Найти произведение цифр заданного целого четырехзначного числа. Система тестов
- •Демонстрация
- •Var Number, {заданное число}
- •I, j, k, l, {цифры числа}
- •Input "Введите четырехзначное число : ", Number
- •Система тестов
- •Демонстрация
- •Var a, b, c : Real; {a, b, c - коэффициенты уравнения}
- •X1, x2 : Real; {x1, x2 - корни }
- •Input "Введите количество тестов : ", nTest
- •Результаты работы qBasic-программы (фрагмент):
- •Демонстрация
- •Var a1, b1, c1, {коэффициенты уравнения первой прямой}
- •X, y : Real; {координаты точки пересечения }
- •Результаты работы Pascal-программы:
- •Input "Введите количество тестов : ", nTest
- •Input ". Введите a1, b1, c1 : ", a1, b1, c1
- •Input " Введите a2, b2, c2 : ", a2, b2, c2
Табличное кодирование
Схемы табличного кодирования информации не встречаются в живой природе — это изобретение общества. В их основе лежат предварительно созданные таблицы образцов сигналов. Кодируемый сигнал сравнивается с образцами таблицы, из них выбирается ближайший похожий, и записывается не сам сигнал, а его образец.
Поскольку при кодировании элемент информации заменяется элементом данных, теоретически всё равно, какую природу имеет этот элемент — он может быть рисунком, символом, комбинацией знаков. Он также может быть записан и комбинацией цифр. Например, мы можем построить таблицу, в которой каждой букве будет соответствовать её порядковый номер в алфавите. Это пример таблично-цифровой схемы кодирования. Подобные схемы очень удобны, когда речь идёт о кодировании информационных объектов, относящихся не к природе, а к обществу, например для кодирования текстов документов и сообщений.
Важно обратить внимание на то, что хотя при таблично-цифровом кодировании элементы информации и записываются группами цифр, у полученных групп нет числовой природы - - их природа остаётся символьной. Чтобы подчеркнуть, что результатом таблично-цифрового кодирования являются не числа, а группы цифр, этот вид кодирования называют цифровым кодированием.
Числовое кодирование
Совместить достоинства аналогового и цифрового кодирования позволяет так называемое числовое кодирование. Согласно этой схеме кодирования элементы информации записываются числами, значения которых пропорциональны величине зарегистрированного сигнала. Данные, образующие числовую запись, очень удобны для автоматической обработки средствами вычислительной техники.
Сохранение подобия необходимо для записи информации естественного происхождения, переносимой электромагнитными или упругими волнами. Это предопределяет применение числового кодирования для записи фотографической, звуковой и видеоинформации с целью обработки данных на компьютере.
Системы счисления
Вопросы, касающиеся записи чисел и действий с ними, относятся к арифметике. Она вводит в этой области следующую систему понятий.
Набор правил представления (изображения) и наименования чисел называется системой счисления.
Знаки, используемые для записи чисел, называют цифрами.
Если значение, описываемое цифрой, зависит от ее положения в записи числа, система счисления называется позиционной.
Положение цифры в записи числа в позиционной системе счисления называют разрядом.
Основным параметром, характеризующим ту или иную систему счисления, является её основание. Основание позиционной системы счисления — это множитель, который определяет изменение значения, описываемого цифрой, при переносе её в следующий по старшинству разряд. Следующий по старшинству разряд располагается слева от данного. Основание системы счисления совпадает с количеством разных цифр, используемых в ней для записи чисел.
В математике и в быту общепринята позиционная десятичная система счисления. Единица старшего разряда (например, в числе 10) соответствует десяти единицам младшего разряда. Запись чисел производится при помощи десяти разных цифр: О, 1,2,3,4,5,6,7,8,9.
Для представления числовых данных в компьютере используется двоичная система счисления. Основание этой системы равно двум. Соответственно, для записи чисел в этой системе используются только два символа (цифры): 0 и 1.
Если в разряде числа содержится минимальное число, для которого в системе счисления определён символ, значение этого разряда называется пустым. Если в разряде числа содержится максимальное число, для которого в системе счисления определён символ, значение этого разряда называется полным. Таким образом, особенностью двоичной системы счисления является то, что двоичные разряды всегда являются либо полными, либо пустыми.
Если при записи информации использовано числовое кодирование, а запись полученных чисел выполнена в двоичной системе счисления, можно сделать следующие выводы.
Поскольку разряд числа, записанного в двоичной системе, всегда либо полон, либо пуст и, в отличие от других систем счисления, не имеет промежуточных состояний, можно утверждать, что неопределённость значения двоичного разряда теоретически является минимально возможной и равна 1/2. В любых иных системах счисления неопределённость значения разряда выше, поскольку в них возможны промежуточные состояния разряда.
Поскольку неопределённость состояния разряда двоичного числа теоретически является минимально возможной, можно утверждать, что в закрытой информационной системе (только в закрытой) количество информации, снимающее эту неопределённость, является минимально возможным регистрируемым количеством информации.
Поскольку при записи информации образуются данные, мы можем утверждать, что содержание двоичного разряда является минимальным количеством данных, которым может быть представлено минимальное количество информации при её записи. Из сказанного вытекает, что двоичный разряд можно считать:
а) минимальной единицей измерения количества данных;
б) минимальной единицей представления информации при записи.
Полезные особенности двоичного разряда были заслуженно отмечены. Он получил индивидуальное название -- бит. Слово «бит» происходит от английского слова bit, которое, в свою очередь, является производным от словосочетания bynary digit, что на русский язык переводится как двоичная цифра.
Бит — это двоичный разряд. Его информационным содержанием является его состояние (полон/пуст). Допустимо также говорить, что бит установлен/сброшен, включён/выключен. Можно говорить и о его числовом значении (1 или 0).
В вычислительной технике наиболее устоявшейся является единица, называемая байтом. Байт — это композиция из восьми взаимосвязанных битов.
Байт, в отличие от бита, может быть весьма разнообразным по информационному содержанию. Прежде всего, его информационным содержанием являются 256 различимых состояний (28 = 256). При кодировании положительных целых чисел информационным содержанием байта является число от 0 до 255. Но поскольку кодировать можно не только положительные числа, байт может выражать отрицательное число, символ алфавита, цвет точки, высоту звука и многое другое.
Обратите особое внимание на то, что байт — это не группа из восьми последовательных битов, а именно композиция. Байт имеет собственное информационное содержание.
Байт — это технический термин, связанный с определённым уровнем развития техники. Байт не всегда считался восьмиразрядным. В прошлом существовали компьютеры, в которых данные представлялись семиразрядными и шестиразрядными байтами. В настоящее время представление о байте как о восьмибитовой композиции общепринято, и нет оснований предполагать, что оно может измениться в ближайшем будущем,
Производными единицами измерения количества данных являются: килобайт (Кбайт), мегабайт (Мбайт), гигабайт (Гбайт), терабайт (Тбайт) и другие. В математике и физике принято считать, что приставка кило- перед обозначением единицы измерения обозначает более крупную единицу измерения, отличающуюся от исходной в тысячу раз (приставка мега — в миллион раз). Однако в информатике используется иной подход. Здесь соответствие между основной единицей измерения и производной устанавливается через масштабный множитель, являющийся степенью двойки. Так, например, 1 Кбайт = 210 байт, то есть, если быть точным, 1Кбайт = 1024 байта. Как видите, отличие от тысячи невелико (менее 3%), и для инженерных задач полученная погрешность вполне приемлема. Но при переходе к более крупным производным единицам точность начинает быстро падать, и это явление приходится учитывать.
1 Кбайт = 2ю байт = 1024 байт
1 Мбайт = 220 байт = 1 048 576 байт
1 Гбайт = 230 байт = 1 073 741 824 байт