Министерство образования украины
ОДЕССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ МОРСКОЙ
УНИВЕРСИТЕТ
КАФЕДРА "ТЕХНИЧЕСКАЯ КИБЕРНЕТИКА"
Вычислительная техника и программирование
( I часть )
Под общей редакцией
проф. Меркта Р.В.
Одесса - 2013
Содержание
Одесса - 2013 1
ОСНОВЫ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ 4
СРЕДСТВА ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ 4
Моделирование как метод исследования 4
Аналоговые методы исследования 5
Цифровые методы исследования 6
АРИФМЕТИЧЕСКИЕ И ЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЦВМ 9
Элементы теории информации 17
Способы кодирования информации в ЦВМ 20
Машинная арифметика 27
Логические основы и элементная база ЦВМ 29
АРХИТЕКТУРА ЭВМ 33
Обобщенная структурная схема ЭЦВМ 33
Основные устройства 37
ПЕРСОНАЛЬНЫЙ КОМПЬЮТЕР 43
Логическая организация оперативной памяти 47
Кэш - память 49
Источники питания 50
Дополнительные устройства материнской платы 50
Накопители 51
Управление обменом данными 54
Видеосистемы, мониторы 54
Видеоадаптеры 55
Периферийные устройства 56
ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ 59
Виды программного обеспечения 59
Функции и виды операционных систем 61
Файловая структура ОС 62
ОПЕРАЦИОННАЯ СИСТЕМА MS DOS 64
Организация памяти в ОС 68
Переход к работе с другим логическим устройством 69
Форматирование гибких магнитных дисков 70
Копирование файлов 71
Специальные (стартовые) файлы MS DOS 72
Файл конфигурации ( CONFIG.SYS ) 73
Командные файлы (типа ВАТ) 73
Организация файловой системы, управление работой с файлами 77
Имена файлов в MS DOS 77
Использование "множественных" символов 79
Директории 79
Древовидная структура директорий 80
Команды MS DOS 83
ОПЕРАЦИОННЫЕ ОБОЛОЧКИ 92
Основное меню 93
Меню команд 96
Команды основной строки меню команд 96
Команды альтернативной строки меню команд 99
Запуск программ, групповые операции 100
ОПЕРАЦИОННАЯ СИСТЕМА WINDOWS 102
Запуск Windows и выход из системы 102
Рабочий стол Windows 103
Приложения, документы, окна, меню 103
Меню Пуск (Главное меню) 105
Работа с окнами 105
Файловая система Windows 112
Окно Мой компьютер 113
Программа Проводник (Explorer) 114
Выбор (выделение) файлов и папок 115
Создание и переименование папок и файлов 116
Копирование и перемещение папок и файлов 117
Удаление и восстановление папок и файлов 119
Основы автоматической обработки информации средства вычислительной техники Моделирование как метод исследования
Моделированием называют построение копии (модели) какого-либо процесса или объекта с целью воспроизведения и исследования с помощью этой модели явлений, протекающих в оригинале. В зависимости от степени связи между природой модели и оригинала, различают моделирование физическое и математическое.
При физическом моделировании исследования проводят на модели, которая отличается от оригинала только масштабом, а процессы, протекающие в модели и оригинале, имеют одинаковую физическую природу. Примерами физического моделирования могут служить испытания моделей морских судов в опытовых бассейнах, моделей самолетов и ракет в аэродинамических трубах. Существенным недостатком физического моделирования является то, что для изучения каждого нового объекта необходимо строить весьма дорогие модели.
При решении научных и технических задач используются методы математического моделирования, основанные на исследовании уравнений, описывающих явления, протекающие в оригинале. Решение этих уравнений (исследование математических моделей) может проводятся с помощью физических процессов, природа которых отличается от физической природы исследуемых процессов в оригинале, однако имеет место их математическое подобие. Средства, используемые для построения и исследования таких моделей, называют аналоговыми.
В настоящее время исследование математических моделей осуществляется методами цифровой обработки информации (т.е путем решения уравнений, описывающих исследуемый объект, прямыми или приближенными методами вычислительной математики с помощью средств вычислительной техники).
В качестве примера рассмотрим этот метод применительно к задаче исследования маятника к которой, однако, (с точки зрения математического подобия процессов) сводится большое число процессов механики, электродинамики и других математически подобных явлений (см. рисунок)
Здесь m- масса,l– длина подвеса,y– угол отклонения (исследуемая характеристика).
Математическая модель такого объекта есть дифференциальное уравнения второго порядка вида
где pиq – коэффициенты, отражающие свойства объекта исследования,y– искомая функция (изменение угла отклонения маятника от вертикали во времени).
Как указывалось ранее, для решения этого уравнения (как и решения уравнений вообще) можно воспользоваться либо математически подобными физическими процессами, природа которых отличается от физической природы исследуемых явлений в оригинале (аналоговый метод), либо прямыми или приближенными методами вычислительной математики с помощью средств вычислительной техники (цифровой метод).