- •Оглавление
- •Предисловие
- •Лекция 1
- •1. Научные основы информатики
- •1.1. Цели и задачи дисциплины
- •1.2. Теоретические основы информатики
- •1.3. Практические основы информатики
- •1.3.1. Структура компьютера и принцип программного управления
- •1.3.2. Архитектура современного компьютера
- •1.4. Классификация компьютеров
- •Лекция 2
- •2. Назначение и основные представления о работе функциональных блоков компьютера
- •2.1. Оперативная память
- •2.3. Внешняя память
- •2.3.1. Магнитные диски
- •2.3.2. Оптические диски
- •2.3.3. Магнитооптические диски
- •2.3.4. Особенности устройства Flash-накопителей
- •2.3.4.1. Программирование ячейки
- •2.3.4.2. Стирание ячейки
- •3.1.2. Арифметическо – логическое устройство
- •3.1.3. Разрядность процессора
- •3.1.4. Принцип действия процессора
- •3.1.5. Тактовая частота
- •3.2. Адресация данных и команд в оперативной памяти компьютера
- •3.2.1. Методы адресации
- •3.2.2. Стековая организация памяти
- •3.2.3. Магазинная организация памяти
- •3.3. Системы счисления и кодирования информации
- •3.3.1. Виды систем счисления
- •3.3.2. Перевод чисел из восьмеричной и шестнадцатеричной системы счисления в десятичную
- •3.3.3. Перевод чисел из восьмеричной и шестнадцатеричной системы счисления в двоичную
- •3.3.4. Перевод чисел с двоичной системы счисления в восьмеричную и шестнадцатеричную
- •3.3.5. Перевод чисел с десятичной системы счисления в другие
- •3.3.5.1. Перевод целых десятичных чисел в двоичные.
- •3.3.5.2. Перевод дробных чисел
- •Лекция 4
- •4. Формы представления чисел в эвм
- •4.1. Представление чисел в форме с фиксированной точкой
- •4.2. Представление чисел в форме с плавающей точкой
- •В итоге получается
- •4.3.1. Операция алгебраического сложения чисел, представленных в форме с фиксированной точкой
- •4.3.2. Операция алгебраического сложения чисел, представленных в форме с плавающей точкой
- •4.3.3. Принципы аппаратной реализации операций умножения и деления
- •Кодирование алфавитно – цифровой информации
- •Базовыми логическими операциями являются операции
- •Смысл этих операций становится понятным из табл. 5.1
- •5.2. Триггеры
- •6.2. Дешифраторы
- •6.3. Счетчики
- •6.4. Сумматоры
- •Лекция 7
- •7. Алгоритм и программа. Виды вычислительных процессов
- •7.1. Алгоритм
- •7.1.2. Требования к алгоритму
- •7.2. Программа
- •7.3. Виды вычислительных процессов
- •Лекция 8
- •8. Типовые алгоритмы
- •8.1. Определение суммы чисел произвольного ряда
- •8.2. Определение произведения чисел произвольного ряда
- •8.3. Алгоритм определения наибольшего (наименьшего) числа из заданного ряда чисел
- •8.4. Алгоритм определения наибольшего (наименьшего) значения вычисляемой функции
- •8.5. Вычисление функции с одновременно изменяющимися несколькими аргументами
- •8.6. Итерационные циклы
- •9.1.2. Метод поиска наименьшего (наибольшего)
- •9.2. Типовые алгоритмы решения задач с использованием матриц
- •Лекция 10
- •10. Алгоритмические языки. Общие представления.
- •Символы языка
- •10.2. Данные
- •10.2.1. Собственные типы данных
- •10.3. Идентификаторы
- •Операции. Выражения
- •10.4.1. Операции
- •Логические операции
- •10.4.2. Выражения
- •Лекция 11
- •Безусловный оператор
- •11.1. Структура программы
- •11.2. Оператор условия
- •11.2.1. Альтернативный оператор условия.
- •11.2.2. Безальтернативный оператор условия
- •11.2.3. Составные операторы условия
- •11.3. Безусловный оператор
- •11.4. Оператор множественного выбора
- •Операция «Запятая»
- •12.1.2. Оператор цикла while
- •Более изящной является запись
- •12.1.3. Оператор цикла do . . . While
- •12.1.4. Операторы continue, break
- •12.2. Массивы. Переменные типа массив
- •12.2.1. Описание массивов
- •12.2.2. Ввод массивов Использование массивов в вычислениях предполагает их ввод, в качестве исходных данных, а также вывод их в качестве результата вычислений.
- •12.2.3. Вывод массивов
- •12.2.4. Операции с массивами
- •12.2.5. Многомерные массивы
- •Для четырехмерного
- •12.2.6. Представление многомерных массивов как массив массивов.
- •Описание массивов с помощью инструкции typedef
- •Лекция 13
- •13. Символьные массивы
- •13.1 Описание символьных массивов
- •13.2. Ввод символьных массивов
- •13.3. Операции со строками
- •13.4. Строковые массивы
- •Лекция 14
- •14. Внешние файлы. Переменные файлового типа Файл – это информация, размещенная на внешнем носителе и имеющая свое имя.
- •14.1. Текстовые файлы. Файловый ввод и вывод данных
- •Здесь fstream – ключевое слово, играющее роль имени типа переменной,
- •Функция open( )
- •Функция close( )
- •Функции eol( ) и eof ( )
- •Операторы открытия и закрытия файла
- •Спецификации ios::nocreate и ios::in комбинируются с помощью логической операции || (дизъюнкция).
- •14.1.1. Создание внешних файлов
- •14.1.2. Операции с файловыми переменными
- •14.2. Бинарные файлы
- •Лекция 15
- •15. Функции
- •15.1. Структура функций
- •15.2. Локальные и глобальные данные
- •15.3. Виды функций
- •15.3.1. Функции, возвращающие результат по значению
- •Вызов функции
- •Место записи оператора вызова
- •Особенности выделения памяти при вызове функции
- •15.3.2. Функции, возвращающие результат по ссылке
- •Вызов функции
- •15.3.3. Место расположения функций в программе
- •Лекция 16
- •16. Программное обеспечение компьютера. Основные представления
- •16.1. Операционная система
- •16.2. Прикладные программы
- •16.2.1. Текстовый редактор Microsoft Word
- •Интерфейс редактора
- •Основное меню
- •Панель инструментов
- •16.3. Электронные таблицы. Ms Excel.Основные представления
- •Интерфейс программы ms Excel
- •Рабочее окно представляет собой не чистое поле, а пустую таблицу, состоящую из столбцов и строк. Максимальный размер таблицы:
- •Операции с ячейками
- •Выделение ячеек
- •Выделение группы смежных ячеек
- •Выделение нескольких несмежных интервалов
- •Выделение отдельной строки и отдельного столбца
- •Ввод числовых данных
- •Ввод текста
- •Режим автозаполнения
- •Ввод даты и времени
- •Ввод последовательных рядов чисел
- •17.3. Редактирование данных
- •Копирование, перемещение и удаление данных
- •17.4. Операции с данными Сортировка
- •Автосуммирование
- •17.5. Работа с формулами
- •Порядок создания формул
- •17.6. Использование в формулах адресов ячеек
- •Удаленные ссылки
- •Лекция 18
- •18. Электронная таблица ms Excel. Функции
- •18.1. Операции и функции
- •Но совершенно очевидно, что она более громоздкая, чем запись сумм(а1: а8).
- •Ошибки в формулах
- •Автопересчет
- •18.2. Относительная и абсолютная адресация ячеек
- •18.3. Построение диаграмм
- •Общий порядок построения диаграмм
- •Лекция 19
- •19. Решение математических задач средствами ms Excel
- •19.1. Операции с матрицами
- •19.1.1. Транспонирование матриц
- •19.1.2. Вычисление определителя матрицы
- •19.1.3. Нахождение обратной матрицы
- •19.1.4. Сложение и вычитание матриц
- •19.1.5. Умножение матрицы на число
- •19.1.6. Умножение матриц
- •19.2. Решение систем линейных уравнений
- •19.3. Решение уравнения с одним неизвестным
- •Лекция 20
- •20. Электронные таблицы ms Excel. Форматирование данных. Операции с большими таблицами и листами
- •20.1. Форматирование данных
- •20.1.1. Форматирование текста
- •20.1.2. Форматирование чисел
- •К сожалению за одно обращение к окну Специальная вставка можно скопировать только один элемент. Поэтому для копирования нескольких элементов приходится несколько раз выполнять команду
- •20.2. Операции с большими таблицами
- •Скрытие столбцов и строк
- •Формат – Столбец – Отобразить.
- •Деление окна
- •На рис.20.1 выделена ячейка f5, которая делит окно на четыре области. Выделенная ячейка размещена в верхнем левом углу правой нижней области.
- •Для снятия деления необходимо выполнить операции с пунктами меню Окно – Снять разделение
- •Закрепление областей
- •20.3. Операции с рабочими листами
- •Переименование листов
- •Выделение группы листов
- •20.4. Печать
- •Лекция 21
- •21. Базы данных. Основные понятия и определения
- •21.1. Форма хранения информации
- •Реляционная модель базы данных
- •Структура таблиц базы данных
- •21.2.2. Индексы базы данных
- •21.2.3. Связи базы данных
- •Главная таблица
- •21.3. Основные виды работы с базами данных
- •Лекция 22
- •22. Система управления базой данных ms Access
- •22.1. Назначение и возможности субд ms Access
- •22.2. Запуск и завершение работы программы ms Access
- •23.3. Типы данных
- •22.4. Разработка и создание базы данных
- •22.4.1. Разработка структуры базы данных
- •22.4.2. Имена полей и объектов
- •22.5. Создание новой базы данных средствами субд ms Access
- •22.5.1.Создание таблиц базы данных с помощью мастера таблиц Под созданием базы данных подразумевается создание системы связанных таблиц с именами и заголовками полей, со значениями атрибутов в полях.
- •22.5.2. Создание таблиц в режиме конструктора
- •22.5.3. Создание связей
- •23.1.1. Создание формы в режиме автоформ
- •23.1.2. Создание формы в режиме мастера форм
- •В последнем окне мастера
- •При выборе варианта Изменить макет формы произойдет переключение в режим конструктора, в котором можно выполнить любую модификацию формы, созданной мастером.
- •23.1.3 Ввод и редактирование записей с помощью формы
- •23.1.4. Простейшие модификации формы с помощью конструктора
- •23.2. Поиск и запросы
- •23.2.1. Поиск и фильтрация данных
- •После этого следует задать образцы поиска и замены, установить параметры поиска и щелкнуть по нужной кнопке Найти далее, Заменить или Заменить все.
- •23.2.2. Применение фильтра
- •23.3. Типы запросов
- •Запрос на выборку
- •Запрос на изменение
- •Перекрестный запрос
- •23.3.1. Создание запроса на выборку
- •23.3.1.1. Создание запроса с помощью мастера
- •23.3.1.2. Создание запроса с помощью конструктора
- •23.3.2. Выполнение запроса
- •23.3.3. Модификация запроса
- •Лекция 24
- •24. Создание отчетов в ms Access. Презентация
- •24.1. Создание отчетов
- •24.1.1. Режим автоотчета
- •24.1.2. Создание отчета с помощью мастера
- •24.1.3. Модификация отчета в режиме конструктора
- •24.2. Печать отчета
- •Файл – Параметры страницы
- •Файл – Печать – Параметры печати
- •24.3. Презентация. Основные представления
- •24.3.4. Простейшие настройки программы ms Power Point
- •Лекция 25
- •25. Компьютерные сети. Основные представления
- •25.1. Линии связи
- •25.2. Компьютерные сети
- •25.3. Топология компьютерных сетей
- •25.4. Пропускная способность сетей
- •Функциональные структуры компьютерных сетей
- •Лекция 26
- •26. Интернет, общие представления. Основы работы в Интернете
- •26.1. Основные понятия и определения
- •26.1.1. Протоколы Интернет
- •26.1.3. Доменные адреса
- •26.1.4. Узел Интернета
- •26.1.5. Получение доступа к Интернету
- •26.1.6. Вход в Интернет
- •26.2. Информационные ресурсы Интернет
- •Основными представителями гипертекстовых документов являются Web – страница и сайт.
- •26.2.2. Адрес ресурса
- •Фактически url является адресом запрашиваемого ресурса в Интернете или просто адресом ресурса.
- •В общем случае url имеет достаточно сложную структуру. В простейших случаях, при запросе наиболее популярных ресурсов, например, для доступа к начальным страницам сайтов, url содержит:
- •26.3. Электронная почта
- •26.3.1. Сообщения
- •Структура сообщений
- •27.2. Операции с исходящими сообщениями
- •27.3. Операции с входящими сообщениями
- •27.4. Электронные доски объявлений
- •27.5. Телеконференции
- •27.6. Пересылка файлов
- •27.7. Интернет – пейджеры
- •27.8. Базы данных в Интернет
- •27.9. Обозреватели сети Интернет
- •Сервис – Свойства обозревателя
- •Запрос ресурса
- •Кодировка текста Web – страницы
- •Перемещение по гиперссылкам
- •Папка Избранное
- •Лекция 28
- •28. Создание Web – страниц. Поисковые системы
- •28.1. Создание Web – страниц
- •28.3. Загрузка файлов из сети Интернет
- •28.4. Работа с почтовым сайтом
- •28.5. Программа Outlook Express
- •28.5.1. Запуск и интерфейс программы Outlook Express
- •28.5.2. Создание учетной записи
- •28.5.4 Создание и отправка сообщения
- •– Щелкнуть по кнопке Создать сообщение, что вызовет появление окна, которое будет содержать бланк сообщения и необходимый инструментарий для его создания;
- •28.5.5. Разметка и форматирование сообщений
2.3.3. Магнитооптические диски
В основе работы таких дисков лежит принцип изменения оптических свойств специального магниточуствительного слоя. Этот слой может намагничиваться только при нагреве участка поверхности до высокой температуры. Такой точечный разогрев производится мощным лучом лазера. Затем предварительно разогретый участок намагничивается магнитной головкой слабой мощности. Таким образом, намагничивая предварительно разогретые участки поверхности одной или другой полярностью, наносится информация в двоичном коде. Намагниченные участки магниточуствительного слоя изменяют плоскость поляризации отраженного лазерного луча (эффект Кэрра).
При чтении информации на поверхность диска направляется лазерный луч меньшей мощности. Фотоприемник воспринимает изменение плоскости поляризации отраженного лазерного луча. В зависимости от полярности намагниченного участка плоскость поляризации отраженного луча поворачивается по часовой стрелке, либо против часовой стрелки. Это позволяет воспринимать одну поляризацию как логическую единицу, а другую – как логический ноль. В холодном состоянии магниточуствительный слой не изменяет своих свойств в магнитном поле. Отсюда и высокая надежность хранения информации на таких дисках. Несмотря на это, такие носители информации не получили широкого распространения из–за низкой скорости записи и высокой стоимости.
2.3.4. Особенности устройства Flash-накопителей
Устройства хранения данных на основе микросхем Flash–памяти в сравнении с устройствами на основе магнитных дисков имеют как достоинства (механическая устойчивость, отсутствие механического износа, меньший вес и габариты), так и свои специфические недостатки, ограничивающие область их применения.
Принцип функционирования Flash–накопителей связан с физическими процессами в запоминающих ячейках при операциях записи и стирания, и напрямую влияющих на их надежность. Flash–накопитель состоит из огромного количества таких ячеек, созданных на базе полевых транзисторов. Такой транзистор имеет главные электроды: сток и исток, а также управляющий и плавающий затвор (рис.2.4).
Физическим «носителем информации» в Flash–накопителе является электрический заряд (электроны). Для переноса заряда применяются два механизма: инжекция (перемещение) «горячих» электронов (hot–electron injection, HEI), и туннелирование Фаулера–Нордхейма (Fowler–Nordheim tunneling).
2.3.4.1. Программирование ячейки
Инжекция «горячих» электронов — это процесс переноса заряда через энергетический барьер, образованный тонким диэлектриком (изоляционным слоем), вследствие увеличения кинетической энергии электронов в канале между истоком и стоком ячейки.
При приложении к стоку и управляющему затвору положительного потенциала происходит инверсия подзатворной области. Вследствие этого образуется проводящий канал, и появляется ток между истоком и стоком (рис. 2.4).
Электроны в канале получают высокое дрейфовое ускорение, и при напряженности электрического поля свыше 100 kV/cm и их кинетическая энергия не успевает рассеяться на атомах кристаллической решетки, что приводит к их «разогреву».
Рис. 2.4 Программирование ячейки Flash-памяти инжекцией «горячих» электронов.
В результате этого большая часть электронов преодолевает потенциальный барьер диэлектрика (рис. 2.5), то есть происходит пробой диалектрика и, при наличии «инжектирующего» электрического поля (положительный потенциал приложен к управляющему затвору) они накапливаются на плавающем затворе ячейки. Этот пробой происходит мгновенно, как вспышка молнии. Отсюда и название Flash, что в переводе с английского означает вспышка, проблеск. Хотя имеются и другие толкования этого названия накопителей.
|
Рис.2.5 Функция распределения энергии электронов в канале в зависимости от внешнего поля Е.
Здесь Es — величина потенциального барьера перехода Si/SiO2. Электроны, попавшие в заштрихованную область, обладают достаточной для инжекции в плавающий затвор энергией. Инжектированные электроны направляются на затвор под воздействием на них электрического поля, приложенного к затвору.
Такой механизм переноса заряда используется в большом количестве моделей микросхем Flash-памяти. В более поздних разработках в качестве механизма записи использован эффект туннелирования Фаулера-Норхейма, ранее применявшийся только для стирания запоминающих ячеек.