- •Конспект лекций по курсу «Информатика» для студентов очной и заочной форм обучения.
- •Базовые положения
- •§.1. Физическое устройство и разумная деятельность мозга
- •§2. Самодостаточная эвм
- •2.1. Память (оперативная память)
- •2.2. Процессор
- •2.3. Программа
- •2.4. Жизненный цикл «Самодостаточной эвм»
- •§3. Язык процессора – базовый язык эвм
- •§4. Реальная эвм. Периферийные устройства
- •§5. Язык программирования. Программа транслятор
- •§6. Язык программирования Pascal
- •6.1. Базовые типы числовых информационных объектов
- •6.2. Явные константы
- •6.3. Оператор описания var
- •Var и1, и2, и3, . . . . ,Иn: Итипа;
- •6.5. Операторы консольного ввода информации
- •6.5.1. Стандартные форматы вывода числовой информации.
- •6.6. Логические переменные
- •6.7. Операторы управления программой
- •6.7.1. Условный оператор if then
- •If Условие then Оператор ;
- •6.7.2. Условный оператор выбора if then else
- •6.8. Метки операторов. Оператор безусловного перехода
- •6.9. Циклические вычисления. Операторы зацикливания
- •Организация циклических вычислений операторами if then goto
- •Программа вычисления корня по формуле Герона.
- •6.9.3. Оператор цикла for to
- •6.9.4. Оператор цикла for downto
- •6.9.5. Оператор цикла while
- •6.9.6. Программа вычисления длины дуги кривой
- •7. Массивы переменных
- •7.1. Программа нахождения экстремальных значений
- •7.2. Программа решения системы линейных алгебраических уравнений
- •8. Сортировка информации
- •8.1. Элементы формальной логики, теории множеств и операций
- •8.2. Упорядоченные структуры информационных объектов
- •8.3. Алгоритм сортировки «поплавок»
- •8.3.1. Программа сортировки массива «на месте»
- •8.3.2. Программа сортировки «индексов» массива
- •8.4. Алгоритм быстрого поиска информации в линейно упорядоченном массиве
- •8.4.1. Программа поиска в отсортированных массивах.
- •9. Символьные переменные
- •9.1.Строковые переменные
- •9.1.1. Программа написания чисел прописью
- •10. Клавиатурное управление эвм
- •§.11. Информационные объекты класса – изображение
- •11.1. Устройство функционированиемонитора
- •11.2. Процедурный язык управления графическим экраном
- •11.3. Оцифровка и масштабирование реальных изображений (чертежей) для последующего их вывода на экран
- •11.4. Пример построения фрагмента графика функции
- •11.5. Ввод и обработка информации в форме изображений
- •§12. Информационные объекты класса – подпрограммы
- •12.1. Подпрограммы типа procedure
- •12.1.1. Пример оформления подпрограммы-процедуры
- •12.2. Подпрограммы класса function
- •12.2.1.Пример оформления подпрограммы-функции
- •12.3. Процедурные языки программирования
- •12.4. Библиотечные модули Unit
- •§13. Динамическое распределение оперативной памяти эвм
- •13.1. Программа использующая динамические переменные
- •§14. Переменные типа record
- •§15. Внешняя память эвм. Работа с файлами
- •15.1. Процедурный язык обработки файлов
- •15.2.Программа “ Жизненный путь файла “
- •15.3. Текстовые файлы
- •§16. Элементы объектно-ориентированного программирования
- •Основная рекомендуемая литература.
§15. Внешняя память эвм. Работа с файлами
Опр. Внешней памятью ЭВМ (ВЗУ – внешнее запоминающее устройство) называется периферийное оборудование самодостаточной ЭВМ, которое:
содержит информацию в битовой форме,
обеспечивает перемещение этой информации как из ВЗУ в ОЗУ (оперативную память), так и в обратном направлении.
Назначение ВЗУ:
долговременное и надежное хранение информации,
обмен информацией между отдельными ЭВМ.
Типичные представители ВЗУ: винчестер, дисководы и стримеры, flash память. Большинство ВЗУ используют съемные (заменяемые) «носители собственно самой информации»: магнитно-оптические диски, ленты. Несмотря на то, что съемные носители содержат уникальную информацию, а зачастую отличаются даже размерами и форматами физических записей, съемные носители не наделяются уникальными именами: им автоматически присваиваются имена тех периферийных устройств (ВЗУ), на которых они размещаются.
Принципиальная организация внешней памяти полностью совпадает со структурой оперативной памяти: это та же линейная последовательность пронумерованных байтов. Однако информация на ВЗУ логически структурирована системой специальных информационных объектов называемых файлы.
Предметы и понятия, связываемые в информатике с термином файл (английское слово File переводится как архив, подшивка, картотека) весьма обширны и многоплановы. Удачным бытовым аналогом этого ёмкого термина является привычное слово “книга”.
Обязательные характеристики файла:
файл имеет уникальное имя,
размер создаваемого файла предварительно не оговаривается и ограничивается только ёмкостью доступной памяти,
файл содержит информацию в бинарной форме, т.е. допускает прямое копирование содержимого в оперативную память ЭВМ,
содержимое файла - логически и физически упорядоченно,
файл упорядоченно (плотно) размещен на материальном носителе.
Опр. Файл – информационный объект обработки - фрагмент ВЗУ.
Имя физического файла, допустимое в DOS:
может содержать до восьми разрешенных символов: латинских букв, цифр и «символа подчеркивания»,
может начинаться с любого разрешенного символа,
за именем может следовать точка и расширение имени - последовательность от одного до трех разрешенных символов.
Для задания имен файлов в языке Pascal используются строковые переменные, например:
‘D:\TP\nov021.pas’ – полное имя файла (маршрут к уникальному файлу),
‘turbo.exe’ – краткое имя файла, которое может быть использовано только для обращения к файлу, расположенному в активном директории.
Опр. Директории (поддиректории)– специальные файлы стандартной структуры, которые содержат оглавления неких наборов файлов и поддиректориев, т.е. упорядоченный список (таблицу) их следующих характеристик:
Краткие и полные имена файла,
Размер,
Местоположение на диске (адрес),
Дату создания или обновления,
Код защиты.
Свойства директориев:
корневой (главный) директорий каждого ВЗУ всегда расположен в самом начале (стандартное место!) диска,
поддиректории размещаются на ВЗУ в произвольных местах,
имена директориев образуются также как и имена файлов.
Структурная организация внешней памяти: древовидный граф, где в точках ветвления расположены файлы-директории (оглавления), а в тупиковых точках обычные файлы:
Корневой Директорий ВЗУ |
Вложенные поддиректории разных уровней |
||||||||||||||
1-ый уровень вложенности |
2-ой уровень вложенности |
3-ий уровень вложенности |
4-ый уровень
|
5-ый уровень
|
6-ой |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
Директорий-1 |
|
Файл-1 |
|
|
|
Директорий-1 |
|
Файл-1 |
|||
|
|
Директорий-2 |
Файл-2 |
|
Файл-1 |
|
Директорий-2 |
|
Файл-2 |
||||||
|
|
Директорий-3 |
Файл-3 |
|
Файл-2 |
|
Файл-1 |
|
Файл-3 |
||||||
|
Директорий-1 |
Файл-1 |
Файл-4 |
|
|
|
Файл-2 |
|
|
||||||
|
Директорий-2 |
Файл-2 |
Ф айл-5 |
|
Файл-1 |
|
Файл-3 |
|
Файл-1 |
||||||
|
Файл-1 |
|
|
|
Файл-2 |
|
|
|
Файл-2 |
||||||
Директорий-1 |
Файл-2 |
|
Директорий-1 |
|
Файл-3 |
|
Директорий-1 |
|
Файл-3 |
||||||
Директорий-2 |
|
Файл-1 |
Директорий-2 |
|
Файл-4 |
|
Директорий-2 |
|
Файл-4 |
||||||
Директорий-3 |
Директорий-1 |
Файл-2 |
Д иректорий-3 |
|
Файл-5 |
|
Файл-1 |
|
|
||||||
Д иректорий-4 |
Д иректорий-2 |
Файл-3 |
|
|
|
|
Файл-2 |
|
Файл-1 |
||||||
Файл-1 |
Файл-1 |
Файл-4 |
Файл-1 |
|
Директорий-1 |
|
|
|
Файл-2 |
||||||
Файл-2 |
|
|
Файл-2 |
|
Директорий-2 |
|
|
|
|
||||||
Файл-3 |
Файл-1 |
Файл-1 |
|
|
Файл-1 |
|
|
|
Файл-1 |
||||||
Файл-4 |
Файл-2 |
Файл-2 |
|
|
|
|
|
|
Файл-2 |
||||||
Файл-5 |
Файл-3 |
|
|
|
|
|
|
|
Файл-3 |
||||||
Файл-6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Файл-4 |
||||||
Файл-7 |
Файл-1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Файл-8 |
Файл-2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
Файл-3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
(В операционной системе Windows директории и поддиректории принято называть «папками», а имена файлов и директориев образуются совершенно произвольно).
Структурная организация самого файла – строго упорядоченная последовательность отдельных записей. Обмен информацией между ИЗУ и ОЗУ осуществляется не побайтно, а по записям.
Опр. Запись – последовательность из нескольких байтов, с известной структурной интерпретацией и длиной.
Файлы принято классифицировать сообразно используемой структуре записей. Выделяют три типа файлов:
Текстовые (стандартное имя типа text) - последовательность строк, т.е. информационных объектов типа string. Каждая строка (запись в файле) завершается признаком конца строки (специальные коды #13#10).
Типизированные – последовательность записей одинаковой длины и структуры.
Не типизированные файлы отличаются тем, что для них не указывается тип компонентов файла.
Комментарий: не типизированные файлы являются самым распространенным типом файлов, например, doc, exe, bmp, dll и т.п. расширения имен. Чтение таких файлов осуществляется блоками (группами байтов), а структура содержимого файла описывается «стандартизированым предисловием к файлу», которое занимает несколько первых байтов в самом файле.
Взаимный обмен информацией между периферийным устройством ВЗУ и ОЗУ реализуется стандартным образом - через специальные порты, т.е. фрагменты оперативной памяти, доступные как процессору, так и адаптерам ВЗУ. Для управление этим информационным обменом в языке Pascal предусмотрен специальный комплекс команд-подпрограмм, которые образуют «процедурный язык обработки файлов».