- •Информатика для физиков
- •Часть 1. Введение
- •Предисловие
- •Часть 1. Введение
- •1.1 Определение информатики. Понятие информации и информационной технологии. Формула Шеннона. Предмет и задачи информатики
- •Техническая база информатики Из истории создания и развития эвм
- •Классификация эвм
- •Классическая архитектура эвм общего назначения
- •Структура шин
- •Структура эвм 5-го поколения
- •Системы обработки данных
- •Программное обеспечение информатики
- •Операционные системы (ос)
- •Инструментальные языки и системы программирования
- •Системы программирования
- •Часть 2. Математические основы информатики
- •2.1 Теория формальных структур данных и алгоритмов их обработки Основные понятия теории алгоритмов
- •Общая характеристика изобразительных средств алгоритмов
- •Основные типы вычислительных процессов
- •Системы счисления
- •Позиционные системы счисления
- •Смешанные системы счисления
- •Перевод чисел из одной системы счисления в другую
- •Форматы представления и преобразования информации
- •Способы разработки алгоритмов
- •ЧАсть 3. ПЕрсональные эвм
- •3.1 Из истории создания персональных компьютеров
- •Структура пэвм
- •Внешние устройства пэвм
- •Часть 4. Работа пользователя в операционной системе Windows: начальные сведения
- •4.1 Введение
- •Загрузка Windows
- •Рабочий стол
- •Изображения курсора мыши
- •Приемы работы с мышью
- •Элементы рабочего стола
- •Пиктограммы
- •Панель задач
- •Основное меню панели задач
- •Окна задач
- •Основные команды меню
- •Вызов и завершение работы программ
- •4.3 Операции с папками и файлами
- •Проводник
- •Пиктограммы, отображающие структуру диска
- •Операции с папками
- •Копирование, перемещение файлов и папок
- •Удаление файлов и папок и их восстановление
- •4.4 Стандартные программы Windows
- •4.5 Завершение работы в Windows
- •Часть 5. Компьютерное моделирование в физических исследованиях
- •5.1 Роль эксперимента в физических исследованиях. Виды экспериментальных исследований
- •5.2 Основы теории моделирования Базовые понятия
- •Классификация моделей
- •Условное моделирование
- •Аналогичное моделирование
- •5.3 Математическое моделирование и компьютерный эксперимент Понятие математической модели
- •Особенности математических моделей
- •5.4 Вычислительный алгоритм. Введение в численные методы
- •Базовые понятия численных методов
- •Численное решение линейных дифференциальных уравнений
- •Численное вычисление одномерных интегралов
- •Метод Монте-Карло
- •Вычисление многомерных интегралов
- •5.5 Технология программирования вычислительных задач
- •5.6 Точность компьютерного эксперимента Погрешности компьютерного эксперимента
- •Требования к вычислительным алгоритмам
- •5.7 Пример моделирования физической системы
- •5.8 Заключение
- •Список литературы
- •Содержание
Способы разработки алгоритмов
Существует весьма большое количество всевозможных приемов и методов разработки алгоритмов. Однако среди имеющегося разнообразия этих методов можно выделить небольшой набор основных, в том смысле, что методы из такого набора часто применяются и лежат в основе многих процедур и алгоритмов. Можно утверждать, что знание приводимых ниже методов необходимо не только для программистов, но и для тех пользователей, которые используют средства автоматизации работы в том или ином вычислительном пакете.
Метод частных целей. Этот метод заключается в сведении сложной задачи к последовательности более простых задач. Данная рекомендация вполне естественна и разумна, и мы очень часто используем этот метод при решении тех или иных задач. Однако в конкретной сложной задаче часто очень трудно указать способ ее разбиения на набор более простых задач. Здесь большое значение имеют опыт и искусство специалиста.
Метод подъема. Этот метод, как и предыдущий, можно отнести к одному из общих рецептов разработки алгоритмов. Его суть заключается в следующей процедуре. Алгоритм начинается с принятия начального предположения или построения начального решения задачи. Затем начинается (насколько возможно) быстрое движение “вверх” от начального уровня по направлению к лучшим решениям. Когда алгоритм достигает точки, из которой невозможно двигаться вверх, он останавливается.
Программирование с отходом назад. Основой программ искусственного интеллекта, независимо от того, к каким задачам он прилагается – программированию игр, распознаванию образов и т.п. – является программирование перебора вариантов. Программирование перебора вариантов – это сложная задача, так как алгоритмы перебора ищут решения не по заданным правилам вычислений, а путем проб и ошибок, и схема не укладывается в схемы циклов, имеющихся в языках программирования. Ситуация зачастую осложняется тем, что прямыми методами перебор всех вариантов невозможно осуществить из-за их огромного количества.
Метод программирования с отходом назад позволяет осуществить организованный исчерпывающий поиск требуемого решения задачи. При этом часто удается избежать перебора всех возможных вариантов.
ЧАсть 3. ПЕрсональные эвм
3.1 Из истории создания персональных компьютеров
Появление в 1975 г. в США первого серийного персонального компьютера (персональной ЭВМ – ПЭВМ) вызвало революционный переворот во всех областях человеческой деятельности.
ПЭВМ относится к классу микроЭВМ и является машиной индивидуального пользования. ПЭВМ предназначена для автономной работы в диалоговом режиме с пользователем. Общедоступность ПЭВМ определяется сравнительно низкой стоимостью, компактностью, отсутствием специальных требований как к условиям эксплуатации, так и степени подготовленности пользователя.
Основой ПЭВМ является микропроцессор (МП). Развитие микропроцессорной техники и технологии определило смену поколений ПЭВМ:
первое поколение (1975-1980 г.г.) – на базе 8-разрядного МП;
первое поколение (1981-1985 г.г.) – на базе 16-разрядного МП;
первое поколение (1986-1992 г.г.) – на базе 8-разрядного МП;
первое поколение (с 1993 г.) – на базе 64-разрядного МП.
Большую роль в развитии ПЭВМ сыграло появление компьютера IBM PC, произведенного корпорацией IBM на базе процессора Intel 8086 в 1981 г. Этот персональный компьютер занял ведущее место на рынке ПЭВМ. Его основное преимущество – “открытая архитектура”, благодаря которой пользователи могут расширять возможности приобретенной ПЭВМ. Добавляя различные периферийные устройства и модернизируя компьютер.
В дальнейшем другие фирмы стали создавать компьютеры, совместимые с IBM PC стал как бы стандартом класса ПЭВМ. В настоящее время около 85% всех продаваемых ПЭВМ базируется на архитектуре IBM PC.