- •Федеральное агенство по образованию российской федерации
- •1. Основные категории и понятия информатики
- •Предмет информатики как науки
- •1.2. Информация: структура, форма, измерение
- •2. Техническое и программное обеспечение пэвм
- •2.1. Структура аппаратных средств пэвм
- •2.2. Программное обеспечение пэвм
- •3. Основы алгоритмизации
- •Этапы разработки программ
- •3.2.Формы представления алгоритмов
- •Действие 1
- •Действие 2
- •Классификация и примеры алгоритмических структур
- •3.2.1. Алгоритм линейной структуры.
- •3.2.2. Алгоритм разветвляющейся структуры.
- •Да нет да да Рис 3.11
- •3.2.3. Алгоритмы циклической структуры.
- •4.2. Структура программы на языке Паскаль
- •4.3. Скалярные стандартные типы данных
- •4.4. Скалярные, пользовательские типы данных
- •5. Структурные типы данных
- •Массивы
- •5.3. Записи
- •5.4. Записи с вариантами
- •Множества
- •5.6.Файлы
- •6. Операции над данными скалярных типов. Выражения
- •7. Операторы языка Паскаль
- •7.1. Простые операторы
- •7.2. Структурные операторы
- •Оператор 2
- •8. Примеры программ на языке Паскаль
- •8.1. Пример 1. Арифметические выражения. Оператор присваивания
- •Пример 2. Условные операторы
- •Ввод чисел х, а
- •8.3. Пример 3. Программа обработки одномерного массива
- •8.4. Пример 4. Программа обработки двумерного массива
- •True False True False False
- •8.5. Пример 5. Программа обработки символьных строк
- •8.6. Пример 6. Программа обработки двумерного массива с вводом элементов матрицы из текстового файла
- •9.Разработка программ сложной структуры
- •9.1. Процедуры и функции
- •9.2. Область действия идентификаторов при использовании процедур и функций. Локальные и глобальные переменные
- •9.3. Передача данных в подпрограмму с помощью параметров. Формальные и фактические параметры
- •9.4. Использование процедур и функций
- •True False Рис. 9.4
- •9.5. Массивы – параметры процедур и функций
- •True False True False Рис. 9.7
- •True False True False True False Рис 9.9
- •9.6. Рекурсивные процедуры и функции
- •True False Рис. 9.10 True False
- •True False Рис. 9.12
- •9.7. Модули
- •10. Динамические структуры данных
- •Основные определения
- •10.2. Объявление и создание динамических структур данных. Указатели
- •Операции над указателями
- •Программа создания и обработки линейного списка
- •Приложение. Контрольные вопросы
- •Литература
2. Техническое и программное обеспечение пэвм
2.1. Структура аппаратных средств пэвм
Персональная ЭВМ – это комплекс программных и аппаратных средств, предназначенных для автоматической обработки информации.
ПЭВМ | |
Аппаратные средства (hardware) |
Программные средства (software) |
Рассмотрим структурную схему аппаратных средств ПЭВМ (см. рис 2.1), назначение устройств и принципы их функционирования.
Основная
память монитор
ПЗУ ОЗУ Контроллер
монитора
Центральный
процессор
(ЦП)
Общая
(системная) шина
Контроллер НЖМД Контроллер НГМД Адаптер принтера Сетевой
адаптер Интерфейс клавиатуры Привод
компакт-диска
ВЗУ НЖМД Компакт-диск принтер Подключение
к сети клавиатура
Манипулятор
«мышь»
Рис.
2.1
Главным устройством в структуре ЭВМ является центральный процессор, выполняющий команды программ, загруженных в оперативную память (оперативное запоминающие устройство ОЗУ) или хранимых в постоянном запоминающем устройстве (ПЗУ).
ОЗУ и ПЗУ составляют основную память ПК.
Основная память предназначена для хранения и оперативного обмена информацией между другими блоками машины.
ПЗУ служит для хранения неизменяемой (постоянной) информации (программ и данных), позволяет оперативно читать хранящуюся в нем информацию, изменять информацию в ПЗУ нельзя.
ОЗУ предназначено для оперативной записи, хранения и считывания информации (программ и данных), непосредственно участвующей в вычислительном процессе в текущий момент времени.
ОЗУ обеспечивает прямой доступ к любой ячейки памяти по адресу. Для этого все ячейки ОЗУ пронумерованы от 0 до N-1(см. рис. 2.2). Адрес ячейки – это её порядковый номер в ОЗУ. N – это объём ОЗУ в байтах. Наименьшей адресуемой ячейкой памяти является байт.
Рис.
2.2
Все ячейки ОЗУ равнодоступны во время работы ЭВМ.
При выключении ПК информация, хранимая в ОЗУ, стирается (уничтожается), а информация, хранимая в ПЗУ, сохраняется. Данные в ПЗУ записывают один раз во время изготовления этого устройства.
Взаимодействие между устройствами ПК осуществляется с помощью системы проводов и схем сопряжения, называемой общей или системной шиной.
Системная шина обеспечивает три направления передачи информации:
1) между процессором и основной памятью;
2) между процессором и внешними устройствами;
3) между основной памятью и внешними устройствами (в режиме прямого доступа к памяти).
К внешним устройствам ПК относятся:
- внешние запоминающие устройства;
- устройства ввода данных;
- устройства вывода данных;
- средство связи и телекоммуникаций;
- устройства управления.
Внешние запоминающие устройства (ВЗУ) служат для долговременного хранения информации. Во внешней памяти хранится всё программное обеспечение ПК, файлы данных, базы данных.
Внешняя память включает в себя разнообразные виды запоминающих устройств. Практически во всех ПК присутствуют накопители на жестких магнитных дисках(НЖМД), гибких магнитных дисках (НГМД) и оптических, компакт-дисках. Информация на МД хранится в виде файлов.
Файлом называется именованная область внешней памяти, используемая для хранения программ и данных.
Устройства ввода передают данные в основную память ПК. К таким устройствам относятся клавиатура, устройства ввода изображения (сканеры, графические планшеты- диджитайзеры).
Стандартным устройством ввода является клавиатура.
Устройства вывода используются для передачи результатов выполнения программ пользователю ПК.
К устройствам вывода относятся видеомониторы, принтеры и графопостроители (плоттеры). Стандартным устройством вывода является видеомонитор.
Устройства связи и телекоммуникаций используются для подключения ПК к другим ЭВМ и сетям ЭВМ.
В качестве устройства правления работой компьютера используются клавиатура, манипулятор типа «мышь», трекбол, джойстик.
Несмотря на большое разнообразие существующих в настоящее время ЭВМ, в основу их функционирования заложены общие принципы, сформулированные Джоном фон Нейманом в 1946 году.
Первый принцип фон Неймана – это принцип произвольного доступа к основной памяти ЭВМ.
ОЗУ представляет собой упорядоченную совокупность пронумерованных ячеек. Доступ к ячейке памяти осуществляется по её номеру, называемому адресом. Принцип произвольного доступа состоит в том, что процессору в любой момент времени доступна любая ячейка, как для чтения, так и для записи.
Второй принцип фон Неймана – это принцип хранимой программы.Программа решения задачи хранится в основной памяти вместе с обрабатываемыми ею данными.
Третий принцип фон Неймана – это принцип программного управления работой ЭВМ, состоит в том, что решение задач на ЭВМ реализуется программным способом, путем выполнения последовательности команд (машинной программы), хранимой в ОЗУ, которая написана в соответствии с заданным алгоритмом.
Алгоритм– это точно определенная последовательность действий, которые необходимо выполнить над исходной информацией, чтобы получить решение задачи.
Алгоритм, заданный в виде последовательности команд на языке вычислительной машины, называется машинной программой.
Команда машинной программы– это элементарная инструкция машины, выполняемая ей автоматически, без каких-либо дополнительных указаний и пояснений. Например, операция сложения двоичных чисел или операция пересылки данных внутри ЭВМ.
Программа– это упорядоченная последовательность машинных команд, загружаемая в оперативную память компьютера и используемая процессором.
Программа записывается в оперативную память в ячейки с последовательными номерами, и каждая команда программы последовательно выбирается процессором из памяти и выполняется.
Выполнение каждой команды-программы состоит из следующих этапов:
1) выборка команды из памяти в устройство обработки команд центрального процессора (ЦП);
2) выборка данных, необходимых для выполнения команды;
3) выполнение операции, предусмотренной данной командой;
4) запись результатов в память ЭВМ.
Действия 1)-4) выполняются для каждой команды. Когда выполнены все команды программы, процесс вычислений, предусмотренный этой программой, завершается. Схема работы ЭВМ представлена на рис. 2.3.