- •Конспект лекций по дисциплине “Информатика” § 1. Введение в информатику
- •1. Определение инфоpматики
- •2. Понятие термина "информация"
- •3. Информация и данные
- •4. Формы существования информации
- •5. Виды информации
- •6. Как передаётся информация
- •7. Понятие о количестве информации
- •8. Свойства информации
- •9. Понятие об информационных процессах
- •10. Обработка информации
- •11. Информационные ресурсы и информационные технологии
- •12. Что означает информатизация общества?
- •§2. Общие принципы организации и работы компьютеров Введение. Краткая история вычислительной техники.
- •I Поколение
- •III Поколение
- •VI Поколение
- •V Поколение
- •1. Что такое компьютер?
- •2. Как устроен компьютер?
- •Функции процессора:
- •3. На каких принципах построены компьютеры?
- •4. Что такое команда?
- •5. Как выполняется команда?
- •6. Понятие об архитектуре и структуре компьютера
- •7. Многопроцессорная архитектура.
- •8. Основные блоки персонального компьютера.
- •9. Устройство персонального компьютера.
- •10. Что такое центральный процессор?
- •11. Принципы построения памяти
- •12. Устройства внутренней памяти
- •Оперативная память
- •Специальная память
- •12. Внешняя память компьютера.
- •Накопители на компакт-дисках.
- •Используются также накопители на магнитной ленте (стримеры):
- •13. Аудиоадаптер.
- •14. Видеоадаптер и графический акселератор.
- •15. Клавиатура.
- •16. Видеосистема компьютера.
- •Жидкокристаллические мониторы.
- •Сенсорный экран
- •17. Принтер, плоттер, сканер.
- •Плоттер
- •18. Модем и факс-модем.
- •19. Устройства - манипуляторы.
- •§3. Организация межкомпьютерной связи.
- •1. Понятие о сетевом сервере и клиенте.
- •2. Компьютерные сети и топологии.
- •3. Соединения устройств в сети.
- •4. Классификация компьютерных сетей по степени их географического распространения
- •5. Устройства для соединения локальных сетей между собой.
- •6. Беспроводные сети и их топологии
- •7. Сеть Интернет и как она работает?
- •8. Коммутация сетей в Интернет.
- •9. Структура сетевого адреса.
- •10. Информационные сервисы Интернет.
- •§4. Арифметические основы компьютеров
- •1. Система счисления.
- •2. Целые числа в позиционных системах счисления.
- •3. Системы счисления для компьютера.
- •4. Восьмеричная и шестнадцатеричная системы счисления.
- •5. Перевод целого числа из десятичной системы в другую позиционную систему счисления.
- •6. Пеpевод пpавильной десятичной дpоби в другую позиционную систему счисления.
- •7. Пеpевод числа из двоичной (восьмеpичной,шестнадцатеpичной) системы в десятичную.
- •8. Арифметические операции в позиционных системах счисления.
- •Сложение
- •Вычитание Операция вычитания является обратной по отношению к сложению.
- •Умножение
- •Деление
- •9. Представление в компьютере целых чисел.
- •Диапазоны значений целых чисел без знака
- •Целые числа со знаком
- •Диапазоны значений целых чисел со знаком
- •10. Выполнение арифметических действий над целыми числами компьютером Сложение и вычитание
- •Умножение и деление
- •11. Представление в компьютере вещественных чисел.
- •12. Выполнение арифметических действий над нормализованными числами.
- •Сложение и вычитание
- •Умножение
- •Деление
- •§ 5. Логические основы компьютеров
- •1. Что такое алгебра логики?
- •2. Что такое логическая формула?
- •3.Какая связь между алгеброй логики и двоичным кодированием?
- •4. Что такое логический элемент компьютера?
- •5. Схемы и, или, не, и-не, или-не
- •6. Что такое триггер?
- •7. Что такое сумматор?
- •§ 6. Программное обеспечение компьютеров
- •1. Что такое программное обеспечение?
- •2. Классификация программного обеспечения.
- •3. Системные программы
- •4. Операционная система.
- •5. Прикладные программы.
- •6. Файловая система ос.
- •7. Операционная система ms dos.
- •8. Программы - оболочки.
- •9. Операционные системы Windows и Windows nt.
- •10. Что такое транслятор, компилятор, интерпретатор?
- •11. Инструментальные системы программирования.
- •12. Инструментальные программы.
- •13. Текстовый редактор.
- •14. Графический редактор.
- •16. Табличный процессор.
- •17. Системы управления базами данных - субд.
- •18. Библиотеки стандартных подпрограмм.
- •19. Пакеты прикладных программ.
- •20. Интегрированные пакеты программ.
- •21. Органайзеры
- •22. Сетевое программное обеспечение.
- •§ 7. Алгоритмы, алгоритмизация и алгоритмические языки
- •1. Определение алгоритма.
- •2. Понятие -"исполнитель алгоритма".
- •3. Основные свойства алгоpитма.
- •4. Формы записи алгоритма.
- •5. Словесный способ записи алгоритмов
- •6. Графический способ записи алгоритмов.
- •7. Понятие о псевдокоде.
- •9. Основные алгоритмические структуры.
- •3. Базовая структура - цикл.
- •10. Итерационные циклы.
- •11. Вложенные циклы.
- •12. Особенности программного способа записи алгоритмов.
- •13. Уровни языков программирования.
- •14. Достоинства и недостатки машинных языков
- •15. Язык ассемблера.
- •16. Преимущества алгоритмических языков перед машинными.
- •17. Основные компоненты алгоритмического языка
- •18. Основные понятия алгоритмического языка.
- •19. Стандартные функции языка
- •20. Правила записи арифметических выражений.
- •Примеры записи арифметических выражений.
- •21. Правила записи логических выражений.
- •Примеры записи логических выражений, которые принимают значение "истина" при выполнении указанных условий.
- •§ 8.Технология решения задач с помощью компьютера
- •1. Этапы решения задач с помощью компьютера.
- •2. Понятие о математической модели.
- •3. Предварительный контроль текста программы.
- •4. Отладка и тестирование программы на компьютере.
- •5. Отладка программы современными средствами.
- •6. Тестирование программы.
- •Какими должны быть тестовые данные?
- •Основные этапы процесса тестирования.
- •7. Характерные ошибки программирования.
- •8. Сопровождение программы.
- •§ 9. Области применения информатики и компьютерной техники
- •1. Системы автоматизированного проектирования (сапр)
- •2. Автоматизированные системы научных исследований (асни)
- •3. Базы знаний и экспертные системы
- •4. Компьютеры в административном управлении
- •5. Роль компьютеров в образовании
- •7. Роль компьютеров в управлении технологическими процессами в производстве
- •8. Применение компьютеров в медицине
- •9. Применение компьютеров в торговле
- •10. Банки и Электронные деньги
- •§10. Школьный алгоритмический язык
- •1. Запись алгоритмов на школьном алгоритмическом языке? Основные служебные слова алгоритмического языка
- •2. Команды школьного языка программирования ая
- •Пример записи алгоритма на школьном языке ая.
- •3. Базовые алгоритмические структуры
- •4. Какие циклы называют итерационными?
- •5. Что такое вложенные циклы?
- •Пример вложенных циклов вида для.
- •Пример вложенных циклов вида пока.
- •6. Что такое стандартная функция?
- •7. Как записываются арифметические выражения?
- •Примеры записи арифметических выражений
- •8. Как записываются логические выражения?
- •Примеры записи логических выражений, истинных при выполнении указанных условий.
Умножение и деление
Во многих компьютерах умножение производится как последовательность сложений и сдвигов. Для этого в АЛУ имеется регистр, называемый накапливающим сумматором, который до начала выполнения операции содержит число ноль. В процессе выполнения операции в нем поочередно размещаются множимое и результаты промежуточных сложений, а по завершении операции — окончательный результат.
Другой же регистр АЛУ, участвующий в выполнении операции умножения, вначале содержит множитель. Затем по мере выполнения сложений содержащееся в нем число уменьшается, пока не достигнет нулевого значения.
Деление для компьютера является еще более трудной операцией, чем умножение. Обычно деление реализуется путем многократного прибавления к делимому дополнительного кода делителя.
11. Представление в компьютере вещественных чисел.
Вещественными числами (в отличие от целых) в компьютерной технике называются числа, имеющие дробную часть. |
При их написании в программе вместо запятой принято писать точку. Так, например, число 5 — целое, а числа 5.1 и 5.0 — вещественные.
Для удобства отображения чисел, принимающих значения из достаточно широкого диапазона (то есть, как очень маленьких, так и очень больших), используется форма записи чисел с порядком основания системы счисления. Например, десятичное число 1.25 можно в этой форме представить так:
1.25= 1.25100 = 0.125101 = 0.0125102 = ... , или: 12.510–1 = 125.010–2 = 1250.010–3.
Любое число N в системе счисления с основанием q можно записать в виде N = M q p, где M называется мантиссой числа, а p — порядком числа. Такой способ записи чисел называется представлением числа с плавающей точкой. |
Если “плавающая” точка расположена в мантиссе перед первой значащей цифрой, то при фиксированном количестве разрядов, отведённых под мантиссу, обеспечивается запись максимального количества значащих цифр числа, то есть максимальная точность представления числа в машине. Из этого следует вывод:
Мантисса должна быть правильной дробью, первая цифра которой после запятой отлична от нуля: M лежит в диапазоне [0.1, 1). |
Такое, наиболее точное для компьютера, представление вещественных чисел называется нормализованным.
Мантиссу и порядок q- ичного числа принято записывать в системе с основанием q, а само основание обозначают в десятичной системе.
Примеры нормализованного представления чисел:
Десятичная система Двоичная система
753.1510 = 0.75315103; –101.012 = –0.10101211 (порядок 112 = 310)
–0.00003410 = –0.3410-4; –0.0000112 = 0.112-100 (порядок –1002 = – 410)
Вещественные числа в компьютерах различных типов записываются по-разному. При этом компьютер обычно предоставляет программисту возможность выбора из нескольких числовых форматов наиболее подходящего для конкретной задачи — с использованием четырех, шести, восьми или десяти байтов.
В качестве примера приведем характеристики форматов вещественных чисел, используемых IBM-совместимыми персональными компьютерами:
Форматы вещественных чисел |
Размер в байтах |
Диапазон абсолютных значений |
Количество значащих десятичных цифр |
Одинарный |
4 |
10–45 … 1038 |
7 или 8 |
Вещественный |
6 |
10–39 … 1038 |
11 или 12 |
Двойной |
8 |
10–324 … 10308 |
15 или 16 |
Расширенный |
10 |
10–4932 … 104932 |
19 или 20 |
Из этой таблицы видно, что форма представления чисел с плавающей точкой позволяет записывать числа с высокой точностью и из весьма широкого диапазона.
При хранении числа в компьютере с плавающей точкой отводятся отдельные разряды для мантиссы, порядка, знака числа и знака порядка:
· Чем больше разрядов отводится под запись мантиссы, тем выше точность представления числа. · Чем больше разрядов занимает порядок, тем шире диапазон от наименьшего отличного от нуля числа до наибольшего числа, представимого в машине при заданном формате. |