54. Информационные технологии: понятие и цель. Соотношение информационной технологии и информационной системы.

Информационная технология – это процесс, использующий совокупность средств и методов сбора, обработки и передачи данных

(первичной информации) для получения информации нового качества о состоянии объекта, процесса или явления.

Цель информационной технологии — производство информации для ее анализа человеком и принятия на его основе решения по выполнению какого-либо действия.

Тремя основными характеристиками информационной технологии являются:

• интерактивный (диалоговый) режим работы с компьютером;

• интегрированность (стыковка, взаимосвязь) с другими программными продуктами;

• гибкость процесса изменения как данных, так и постановок задач.

Соотношение информационной системы и информационной технологии.

Информационная технология является процессом, состоящим из четко регламентированных правил выполнения операций, действий, этапов разной степени сложности над данными, хранящимися в компьютерах.

Основная цель информационной технологии — в результате целенаправленных действий по переработке первичной информации получить необходимую для пользователя информацию.

Информационная система является средой, составляющими элементами которой являются компьютеры, компьютерные сети, программные продукты, базы данных, люди, различного рода технические и программные средства связи и т.д.

Основная цель информационной системы — организация хранения и передачи информации. Информационная система представляет собой человеко-компьютерную систему обработки информации.

Реализация функций информационной системы невозможна без знания ориентированной на нее информационной технологии. Информационная технология может существовать и вне сферы информационной системы.

Таким образом, информационная технология является более общим понятием, отражающим современное представление о процессах преобра­зования информации в информационном обществе.

Одной из проблем информационных технологий является то, что они устаревают и заменяются новыми. Например, на смену пакетной обработке программ на больших ЭВМ в вычислительном центре пришла технология работы на персональном компьютере на рабочем месте поль­зователя.

55. Привести пример пошагового процесса перевода двоичного числа (с четырьмя знаками в целой и дробной частях) в десятичную систему счисления.

10110,1101₂:

10110₂=(((1·2+0) ·2+1) ·2+1) ·2+0=22₁₀

0,1101₂:

1/2+0=0,5;

0,5/2+1=1,25;

1,25/2+1=1,625

1,625/2=0,8125

0,1101₂=0,8125₁₀

56. Привести пример пошагового процесса перевода восьмеричного числа (с тремя знаками в целой и дробной частях) в десятичную систему счисления.

Пример: 207,356₈

207₈=(2·8+0) ·8+7=135₁₀

0,356₈:

6/8+5=5,57

5,57/8+3=3,71875

3,71875/8=0,46484375₁₀

0,356₈=0,46484375₁₀

57. Привести пример пошагового процесса перевода шестнадцатеричного числа (с тремя знаками в целой и дробной частях) в десятичную систему счисления.

50A,E2₁₆:

50A₁₆=(5·16+0) ·16+10=1290₁₀

0,E23₁₆: (((3/16+2)/16)+14)/16=0,883544921875₁₀

50A,E2₁₆=1290,883544921875₁₀

58. Привести пример пошагового процесса перевода целого трехзначного десятичного числа в двоичную систему счисления.

Пример: 513₁₀=1000000001₂

513	1
256	0
128	0
64	0
32	0
16	0
8	0
4	0
2	0
1	1

59. Привести пример пошагового процесса перевода целого четырехзначного десятичного числа в восьмеричную систему счисления

Пример: 8903₁₀=21307₈

8903	7
1112	0
139	3
17	1
2	2

60. Привести пример пошагового процесса перевода целого пятизначного десятичного числа в шестнадцатеричную систему счисления.

Пример: 57890₁₀=E222₁₆

57890	2
3618	2
226	2
14	E

- Описать правила перевода десятичных чисел в произвольную систему счисления (только дробной части) и условия завершения процесса перевода.

Алгоритм перевода правильной десятичной дроби

1. Умножить данное число на новое основание p

2. Целая часть полученного произведения является цифрой старшего разряда искомой дроби.

3. Дробная часть полученного произведения вновь умножается на p, и целая часть результата считается следующей цифрой искомой дроби.

4. Операции продолжать до тех пор, пока дробная часть не окажется равной нулю либо не будет достигнута требуемая точность.

61. Привести пример пошагового процесса перевода десятичной дроби с двумя знаками после запятой в двоичную систему счисления.

0,37₁₀=0,0101₂

0,37·2=0,74

0,74·2=1,48

0,48·2=0,96

0,96·2=1,92

62. Привести пример пошагового процесса перевода десятичной дроби с тремя знаками после запятой в восьмеричную систему счисления.

0,645₁₀=0,5121₈

0,645·8=5,16

0,16·8=1,28

0,28·8=2,24

0,24·8=1,92

63. Привести пример пошагового процесса перевода десятичной дроби с тремя знаками после запятой в шестнадцатеричную систему счисления.

0,487₁₀=0,7CAC₁₆

0,487·16=7,792

0,792·16=12,672

0,672·16=10,752

0,752·16=12,032

68. Приведите словесное описание метода сортировки простыми вставками.

Сортировка вставкой заключается в том, что сначала упорядочиваются два элемента массива. Затем делается вставка третьего элемента в соответствующее место по отношению к первым двум. Четвёртый элемент помещают в список из уже упорядоченных трёх элементов. Этот процесс повторяется до тех пор, пока все элементы не будут упорядочены.

69. Приведите схему алгоритма метода сортировки простыми вставками. Подпишите комментарии каждому блоку схемы.

70. Приведите словесное описание метода обменной сортировки.

Сравним первый элемент массива со вторым. Если первый окажется больше второго, то поменяем их местами. Те же действия выполним для второго и третьего, третьего и четвёртого,I-го и (I+1)-го, (n-1)-го и n-го элементов.

В результате этих действий самый большой элемент станет на последнее (n-е) место. Теперь повторим данный алгоритм сначала, но последний (n-й) элемент, рассматривать не будем, так как он уже занял своё место. После проведения данной операции самый большой элемент оставшегося массива встанет на (n-1)-е место. Так повторяем до тех пор, пока не упорядочим весь массив.

71. Приведите схему алгоритма обменной сортировки. Подпишите комментарии к каждому блоку схемы.

72. Приведите словесное описание метода сортировки выбором.

При сортировке выбором выбирается элемент с наименьшим значением и делается его обмен с первым элементом массива. Затем находится элемент с наименьшим значением из оставшихся n-1 элементов и делается его обмен со вторым элементом и т.д. до обмена двух последних элементов.

73. Приведите схему алгоритма сортировки выбором. Подпишите комментарии к каждому блоку схемы.

74. Привести словесное описание алгоритма поиска с возвратом

Поиск с возвратом — общий метод нахождения решений задачи, в которой требуется полный перебор всех возможных вариантов в некотором множестве М.

Решение задачи методом поиска с возвратом сводится к последовательному расширению частичного решения. Если на очередном шаге такое расширение провести не удается, то возвращаются к более короткому частичному решению и продолжают поиск дальше. Данный алгоритм позволяет найти все решения поставленной задачи, если они существуют. Для ускорения метода стараются вычисления организовать таким образом, чтобы как можно раньше выявлять заведомо неподходящие варианты.

75. Привести словесное описание алгоритма сортировки слиянием. Рассмотреть идею слияния двух отсортированных массивов на примере двух колод карт.

Сортировка слиянием — алгоритм сортировки, который упорядочивает списки (или другие структуры данных, доступ к элементам которых можно получать только последовательно, например — потоки) в определённом порядке. Эта сортировка — хороший пример использования принципа «разделяй и властвуй». Сначала задача разбивается на несколько подзадач меньшего размера. Затем эти задачи решаются с помощью рекурсивного вызова или непосредственно, если их размер достаточно мал. Наконец, их решения комбинируются, и получается решение исходной задачи.

Для решения задачи сортировки эти три этапа выглядят так:

1) Сортируемый массив разбивается на две половины примерно одинакового размера;

2) Каждая из получившихся половин сортируется отдельно, например - тем же самым алгоритмом;

3) Два упорядоченных массива половинного размера соединяются в один.

Рекурсивное разбиение задачи на меньшие происходит до тех пор, пока размер массива не достигнет единицы (любой массив длины 1 можно считать упорядоченным).

Нетривиальным этапом является соединение двух упорядоченных массивов в один. Основную идею слияния двух отсортированных массивов можно объяснить на следующем примере. Пусть мы имеем две стопки карт, лежащих рубашками вниз так, что в любой момент мы видим верхнюю карту в каждой из этих стопок. Пусть также, карты в каждой из этих стопок идут сверху вниз в неубывающем порядке. Как сделать из этих стопок одну? На каждом шаге мы берём меньшую из двух верхних карт и кладём её (рубашкой вверх) в результирующую стопку. Когда одна из оставшихся стопок становится пустой, мы добавляем все оставшиеся карты второй стопки к результирующей стопке.

Алгоритм был изобретён Джоном фон Нейманом в 1945 году.

Время работы алгоритма порядка O(n * log n) при отсутствии деградации на неудачных случаях, которая есть больное место быстрой сортировки (тоже алгоритм порядка O(n * log n), но только для лучшего случая). Расход памяти выше, чем для быстрой сортировки, при намного более благоприятном паттерне выделения памяти - возможно выделение одного региона памяти с самого начала и отсутствие выделения при дальнейшем исполнении.

76. Приведите схему алгоритма вычисления суммы элементов одномерного массива. Подпишите комментарии каждому блоку схемы.

77. Приведите схему алгоритма вычисления суммы бесконечного ряда с заданной точностью ε для функции . Подпишите комментарии каждому блоку схемы.

78. Приведите схему алгоритма вычисления произведения элементов одномерного массива. Подпишите комментарии каждому блоку схемы.

79. Приведите схему алгоритма табулирования произвольной функции. Подпишите комментарии каждому блоку схемы.

Оглавление

1. Терминология информатики. 1

2. Объект и предмет информатики. 2

3. Понятие информации, ее виды и свойства. 2

4. Внутренние и внешние свойства информации. Качество информации. «Информация» - потребитель» 3

5. Основные свойства информации, характеризующие ее качество с точки зрения отношения «Информация» - «Источник информации» 4

6. Способы измерения информации Формула Хартли. Формула Шеннона. 5

7, 8, 9. Понятие алгоритма. Основные алгоритмические модели. 6

10. Системы счисления – виды и правила их построения. 8

- Приведите запись произвольного числа в Q-ичной позиционной системе счисления в виде полинома. 8

11. Двоичная, восьмеричная и шестнадцатеричная системы счисления. 9

- Приведите запись произвольного числа в двоичной системе счисления в виде полинома. 9

- Привести таблицу соответствия десятичных чисел от 0 до 15 двоичным и шестнадцатеричным числам. 10

- Приведите таблицы сложения и умножения чисел в двоичной системе счисления. 10

12, 13. Перевод чисел из одной системы счисления в другую, перевод целых чисел, дробных. 11

14. Кодирование и декодирование информации. Цели кодирования. Бит. Байт. Машинное слово. Единицы измерения и их количественные соотношения. 14

При любых видах работы с информацией всегда идет речь о ее представлении в виде определенных символических структур. 14

15.Представление чисел без знака и со знаком. 16

16. Представление символьной информации в ЭВМ. 18

17. Представление чисел в формате с фиксированной запятой. 19

18. Представление чисел в формате с плавающей запятой. 3 стр! 19

19. Алгебра логики – определение, использование. Логическое высказывание. Базовые операции. Таблицы истинности. 23

20. Аксиоматическое определение логической формулы бул. алгебры. 24

21. Принципы фон-Неймана. Архитектура. Конфигурация. Организация ЭВМ. 25

22. Команда, система команд, машинная программа, ее состав. RISC-архитектура. 25

23. Основные компоненты ЭВМ. Архитектурная организация (основные устройства). 27

24. Организация памяти ЭВМ. Внутренняя и внешняя память. ПЗУ, ОЗУ, кеш-память. Энергонезависимая система. 27

25. Организация системы сопряжения ЭВМ. Группы периферийных устройств. Интерфейс. Внешняя память. 28

26. Организация сопряжения ЭВМ. Группы периферийных устройств. Интерфейс. Устройства ввода/вывода информации в ЭВМ. 29

27. Классификация ЭВМ по принципу действия и этапам создания. 30

28. Классификация ЭВМ по назначению, размерам, функциональным возможностям. Серверы и рабочие станции. 31

29,30,31. Программное обеспечение ЭВМ. Компоненты программной среды. 31

29. Системно ПО. ОС. Операционные оболочки. 32

30.Инструментальное программное обеспечение 33

31. Прикладное программное обеспечение 34

32, 33, 34. Понятие алгоритма. 35

32Основные свойства алгоритмов следующие: 35

33формы представления алгоритмов: 35

34.Графический способ представления алгоритмов 35

35. Базовые алгоритмические структуры 37

36. Базовая структура "цикл" 38

37. Алгоритм вычисления суммы бесконечного ряда с использованием рекуррентной формулы. 39

38. Алгоритм табулирования функции. 40

39.Внутренняя и внешние сортировки. Мера эффективности алгоритмов сортировки. 41

43. Постановка задачи сортировки. Принцип «разделяй и властвуй». Особенности сортировки слиянием. Привести словесное описание этапов сортировки слиянием. Рассмотреть на примере идею слияния двух отсортированных массивов. 41

44. Алгоритм поиска с возвратом (метод программирования с отходом назад). 41

45. Разработка алгоритмов "сверху-вниз". Требования. 42

46. Этапы решения задач с помощью компьютера и их содержание. 42

47. Понятие математической модели. Алгоритмическая модель. Этапы создания математической модели. 42

48,49. Основные этапы процесса разработки программ. Отладка и тестирование.. 44

48. Особенности процесса отладки 44

49. Особенности процесса тестирования 44

50. Принципы построения вычислительных сетей. Гомогенные и гетерогенные сети. 45

51. Классификация вычислительных сетей по типу организации передачи данных, по характеру функций, по способу управления и структуре построения. 46

52. Виды услуг, предоставляемые абонентам вычислительных сетей 47

53. Информационные системы: понятие, этапы развития. Свойства 48

54. Информационные технологии: понятие и цель. Соотношение информационной технологии и информационной системы. 49

55. Привести пример пошагового процесса перевода двоичного числа (с четырьмя знаками в целой и дробной частях) в десятичную систему счисления. 50

56. Привести пример пошагового процесса перевода восьмеричного числа (с тремя знаками в целой и дробной частях) в десятичную систему счисления. 50

57. Привести пример пошагового процесса перевода шестнадцатеричного числа (с тремя знаками в целой и дробной частях) в десятичную систему счисления. 50

58. Привести пример пошагового процесса перевода целого трехзначного десятичного числа в двоичную систему счисления. 50

59. Привести пример пошагового процесса перевода целого четырехзначного десятичного числа в восьмеричную систему счисления 51

60. Привести пример пошагового процесса перевода целого пятизначного десятичного числа в шестнадцатеричную систему счисления. 51

- Описать правила перевода десятичных чисел в произвольную систему счисления (только дробной части) и условия завершения процесса перевода. 51

61. Привести пример пошагового процесса перевода десятичной дроби с двумя знаками после запятой в двоичную систему счисления. 51

62. Привести пример пошагового процесса перевода десятичной дроби с тремя знаками после запятой в восьмеричную систему счисления. 51

63. Привести пример пошагового процесса перевода десятичной дроби с тремя знаками после запятой в шестнадцатеричную систему счисления. 51

68. Приведите словесное описание метода сортировки простыми вставками. 52

69. Приведите схему алгоритма метода сортировки простыми вставками. Подпишите комментарии каждому блоку схемы. 52

70. Приведите словесное описание метода обменной сортировки. 53

71. Приведите схему алгоритма обменной сортировки. Подпишите комментарии к каждому блоку схемы. 53

72. Приведите словесное описание метода сортировки выбором. 54

73. Приведите схему алгоритма сортировки выбором. Подпишите комментарии к каждому блоку схемы. 54

74. Привести словесное описание алгоритма поиска с возвратом 55

75. Привести словесное описание алгоритма сортировки слиянием. Рассмотреть идею слияния двух отсортированных массивов на примере двух колод карт. 55

76. Приведите схему алгоритма вычисления суммы элементов одномерного массива. Подпишите комментарии каждому блоку схемы. 56

77. Приведите схему алгоритма вычисления суммы бесконечного ряда с заданной точностью ε для функции . Подпишите комментарии каждому блоку схемы. 57

78. Приведите схему алгоритма вычисления произведения элементов одномерного массива. Подпишите комментарии каждому блоку схемы. 58

79. Приведите схему алгоритма табулирования произвольной функции. Подпишите комментарии каждому блоку схемы. 59

62