- •Учебно-методический комплекс дисциплины (умкд)
- •Содержание
- •Рабочая учебная программа дисциплины
- •8. Календарно-тематический план:
- •10. План проведения срсп (консультации)*
- •12. Тематика курсовых работ*
- •13. Список основной и дополнительной литературы:
- •2. Дополнительная учебная литература:
- •Учебная программа дисциплины (силлабус)
- •9. План лекций и лабораторных занятий:
- •10. План проведения срсп (консультации)*
- •12. Тематика курсовых работ*
- •13. Список основной и дополнительной литературы:
- •2. Дополнительная учебная литература:
- •14. Вопросы для проведения рубежного и итогового контроля
- •14.1 Вопросы для подготовки к I рубежному контролю.
- •14.2 Вопросы для подготовки к I I рубежному контролю.
- •15. Балльно-рейтинговая система оценки учебных достижений обучающихся с переводом в традиционную шкалу оценок
- •16. Шкала выставления рейтинга студентов
- •17. Расчет итоговой оценки
- •Тема 1. Предмет, объекты и составные части информатики
- •1. Понятие информатики, информации и данных
- •Классификация экономической информации
- •3. Понятие и перспективы развития информационного общества
- •4. Понятие информационных технологий и их классификация
- •Контрольные вопросы:
- •Тема 2: Представление данных в пк
- •1. Системы счисления, методы перевода и формы представления чисел
- •2. Понятие дискретизации, арифметические операции с числами фиксированной и плавающей запятой
- •Контрольные вопросы:
- •Тема 3. Архитектура современной вычислительной техники
- •Тема 4. Структура пк
- •1. Системный блок компьютера
- •2. Внешние устройства пк
- •Контрольные вопросы:
- •Тема 5. Основные сведения о программном обеспечении
- •1. Понятие и категории по
- •Прикладное программное обеспечение.
- •3. Инструментальное программное обеспечение
- •Контрольные вопросы:
- •Тема 6. Операционные системы
- •1. Понятие, классификация операционных систем.
- •2. Командный, графический wimp- интерфейс и silk- интерфейс.
- •3. Отличительные особенности ос ms dos, windows 9x/me/2000/xp
- •Контрольные вопросы:
- •Тема 7. Основные понятия файловой системы
- •1. Понятие файла, имени и расширения файла
- •2. Понятие файловой структуры
- •3. Понятия каталога и маршрута
- •4. Групповые имена файлов
- •Контрольные вопросы:
- •Тема 8. Прикладное программное обеспечение
- •1. Классификация прикладного программного обеспечения
- •2. Ппо общего назначения
- •3. Ппо специального назначения
- •4. Офисные системы
- •Контрольные вопросы:
- •Тема 9. Основы алгоритмизации и программирования
- •1. Понятие и свойства алгоритма
- •2 .Способы описания алгоритмов
- •3 .Этапы подготовки и решения задач на эвм
- •Контрольные вопросы:
- •Тема 10. Системы управления базами данных
- •1. Понятие базы данных
- •2. Модели организации данных
- •3. Понятие систем управления базами данных
- •4. Архитектура систем управления базами данных
- •Контрольные вопросы:
- •Тема 11. Общие сведения о компьютерных сетях
- •1. Основные сведения о аппаратных и программных компонентах кс.
- •2. Классификация кс
- •3. Методы передачи данных в кс
- •Тема 12: Локальные сети
- •1. Классификация локальных сетей
- •2. Топология локальных сетей
- •3. Линии связи
- •Контрольные вопросы:
- •Тема 13. Интернет
- •13.1 Основные сведения об Интернет
- •13.2 Службы Интернет
- •Контрольные вопросы:
- •Тема 14. Основы защиты информации
- •14.1 Юридические основы информационной безопасности
- •14.2 Основные понятия информационной безопасности
- •14.3 Способы и средства нарушения конфиденциальности информации
- •14.4 Основы противодействия нарушению конфиденциальности информации
- •Методические указания для выполнения лабораторных занятий
- •Содержание
- •Предисловие
- •Практическое занятие №1. «Компьютерная арифметика»
- •Контрольные вопросы:
- •Контрольные вопросы:
- •Лабораторная работа № 2 «Правила работы на компьютере»
- •1.1 Требования к безопасности работы пользователей в компьютерных классах
- •1.2 Правила установки и использования основных устройств компьютера
- •1.3 Включение, выключение компьютера и снятие «зависания» программ
- •1.4 Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 3 «Основы работы с операционными системами»
- •1.1 Основные понятия
- •1.2 Дисковая операционная система msdos
- •1.3 Программная оболочка norton commander
- •Индивидуальное задание
- •1.4 Графическая операционная оболочка Windows
- •1.5 Стандартная программа Проводник
- •1.6 Стандартные служебные программы обслуживания дисков
- •1.6.1 Обнаружение и устранение ошибок на диске
- •1.6.2 Дефрагментация дисков
- •Индивидуальное задание «Интерфейс ос Windows»
- •Индивидуальное задание «Настройка параметров интерфейса и работы устройств в ос Windows»
- •Индивидуальное задание «Стандартная программа Проводник»
- •Лабораторная работа № 4 «подготовка текстового документа»
- •3. Подготовка к записи текста документа.
- •«Информационные ресурсы
- •М.Ф. Меняев»
- •4. Форматирование текста документа:
- •8. Изменение и копирование формата текста:
- •9. Подготовка списков:
- •10. Перемещение текста в документе:
- •11. Выполните сортировку списка, выделив строки маркированного списка:
- •12. Применение дополнительных операций записи текста:
- •Лабораторная работа №5 «разработка дизайна текстового документа»
- •Лабораторная работа №6 «организация информации в текстовых документах»
- •Доходы фирмы
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 7 «Освоение табличного процессора»
- •Для перемещения с помощью команд Вырезать/Вставить необходимо:
- •Контрольные вопросы:
- •«Функции в excel»
- •И(условие1; условие 2)
- •Упражнение 1
- •Бз(норма, число периодов, выплата, нз, тип)
- •Упражнение 2
- •Пз(норма, кпер, выплата, бс, тип)
- •Упражнение 3
- •Бзраспис(инвестиция, {ставка1; ставка2;…, ставка n})
- •Лабораторная работа № 9 «Связывание и консолидация рабочих листов в excel»
- •Краткие теоретические сведения
- •Контрольный пример
- •Рабочий лист февраль (в режиме отображения чисел)
- •Диалоговое окно Консолидация
- •Консолидированные данные за квартал в режиме чисел (с отображением элементов структуры)
- •Консолидированные данные за квартал в режиме формул
- •Лабораторная работа № 10 «сводные таблицы»
- •Краткие теоретические сведения
- •Задание 1. Создание сводной таблицы
- •Задание 2. Реорганизация сводной таблицы
- •Контрольные вопросы:
- •Лабораторная работа № 11
- •Задание 1. Этапы создания серийных документов.
- •Контрольные вопросы:
- •Лабораторная работа № «работа с базами данных в excel»
- •Краткие теоретические сведения
- •Лабораторная работа № 13 «Создание и обработка баз данных в субд Access»
- •Общие сведения
- •Эти объекты хранятся в одном файле с расширением (.Mdb). Постановка задачи
- •Создание файла базы данных Прежде, чем приступить к созданию таблиц базы данных, необходимо создать файл пустой базы данных.
- •Создание таблицы базы данных
- •1 Этап: Создание структуры таблицы
- •Описание свойств полей таблицы группа
- •2. Этап: Ввод записей
- •Данные таблицы группа
- •Сохранение данных
- •Добавление и удаление записей
- •Файл|Внешние данные|Импорт
- •Вставка в запись рисунка или объекта
- •Размещение данных типа мемо в таблице
- •Связывание таблиц
- •Разработка форм
- •Конструирование формы
- •Многотабличные формы
- •Закрыть форму
- •Построение запроса на основе других запросов
- •Запрос на создание таблицы
- •Запрос на обновление
- •Приложение Описание свойств полей таблицы студент
- •Описание свойств полей таблицы кафедра
- •Описание свойств полей таблицы преподаватель
- •Описание свойств полей таблицы предмет
- •Описание свойств полей таблицы изучение
- •Группу ключевых полей отмечайте только после ввода всех ключей, выделив их одновременно. Описание свойств полей таблицы успеваемость
- •Данные таблицы студент
- •Данные таблицы кафедра
- •Данные таблицы преподаватель
- •Данные таблицы предметы
- •Данные таблицы изучение
- •Данные таблицы успеваемость
- •Контрольные вопросы:
- •Лабораторная работа № 14
- •Что нужно знать о записи макроса
- •Имя макроса
- •Описание
- •Хранение макроса
- •Относительные и абсолютные ссылки в макросах
- •Макросы в excel Упражнение 1. Запись макроса
- •Выполнение макроса
- •Упражнение 2. Использование кнопки для запуска макроса
- •Изменение и удаление макроса
- •Упражнение 3. Пример создания и выполнения макроса
- •Выполнения макроса
- •Упражнение 4.
- •Контрольные вопросы:
- •Лабораторная работа № 15 «технология применения электронной почты»
- •Лабораторная работа № 16 «поиск и обработка информации в интернете»
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Методические указания по выполнению самостоятельной работы студента под руководством преподавателя
- •Срсп №1
- •Список рекомендуемой литературы:
- •Срсп №2
- •Список рекомендуемой литературы:
- •Срсп № 3
- •Список рекомендуемой литературы:
- •Срсп № 4
- •Контрольные вопросы
- •Список рекомендуемой литературы:
- •Срсп № 5
- •Список рекомендуемой литературы:
- •Срсп № 6
- •Упражнение 1
- •Бз(норма, число периодов, выплата, нз, тип)
- •Упражнение 2
- •Пз(норма, кпер, выплата, бс, тип)
- •Упражнение 3
- •Бзраспис(инвестиция, {ставка1; ставка2;…, ставка n})
- •Список рекомендуемой литературы:
- •Срсп № 7
- •Список рекомендуемой литературы:
- •Срсп № 8
- •Список рекомендуемой литературы:
- •Срсп № 9
- •Список рекомендуемой литературы:
- •Методические указания по выполнению самостоятельной работы студента
- •Вопросы к заданию:
- •Список рекомендуемой литературы:
- •Вопросы к заданию:
- •Список рекомендуемой литературы:
- •Вопросы к заданию:
- •Список рекомендуемой литературы:
- •Задание 2.
- •Вопросы к заданию:
- •Список рекомендуемой литературы:
- •Контрольные вопросы:
- •Список рекомендуемой литературы:
- •Вопросы к заданию:
- •Список рекомендуемой литературы:
- •Вопросы к заданию:
- •Список рекомендуемой литературы:
- •Вопросы к заданию:
- •Список рекомендуемой литературы:
- •Вопросы к заданию:
- •Список рекомендуемой литературы:
- •Вопросы к заданию:
- •Список рекомендуемой литературы:
- •Вопросы к заданию:
- •Список рекомендуемой литературы:
- •Вопросы к заданию:
- •Список рекомендуемой литературы:
- •Вопросы к заданию:
- •Список рекомендуемой литературы:
- •Вопросы к заданию:
- •Список рекомендуемой литературы:
- •Список рекомендуемой литературы:
- •Карта учебно-методической обеспеченности
Контрольные вопросы:
Понятие кодирования, системы кодирования, кодовой таблицы?
Что такое позиционные система счисления, какие с/с используются в ВТ?
Правила перевода чисел из одной системы счисления в другую?
Правила формирования прямого, обратного и дополнительного кодов чисел?
Форматы представления данных?
Представление символьной и звуковой информации в ЭВМ?
В каком году и кем был создан аппарат булевой алгебры?
Дать характеристику основным булевым функциям.
Тема 3. Архитектура современной вычислительной техники
Цель: Ознакомление с принципами фон- неймановской вычислительной машины, освоение архитектуры центрального процессора и организация памяти современных ЭВМ.
Ключевые слова: центральный процессор, память, внешние устройства ЭВМ.
План:
Структура формальной ЭВМ.
Архитектурная организация центрального процессора.
Организация памяти компьютера.
1. Структура формальной ЭВМ
Большинство современных компьютерных систем построено по принципу фон- неймановской ВМ. Американский ученый фон Нейман впервые предложил принцип ВМ с автоматическим выполнением команд (рисунок 3.1).
Рис 3.1. Вычислительная машина фон Неймана
Рассмотрим элементы организации основных блоков современных ЭВМ на содержательном уровне на примере общей модели некоторой формальной ЭВМ (рисунок 3.2).
Система ввода-
вывода (СВ-В)
Рис 3.2 Структура формальной ЭВМ
Если рассматривать общие принципы функционирования ЭВМ, не отвлекаясь на специфические архитектурные особенности ЭВМ различных классов и типов, то можно выделить следующие компоненты ЭВМ:
центральный процессор;
оперативная память (Оперативная память- это набор ячеек, способных хранить электрические заряды в течении непродолжительного времени (сотые доли секунды));
система ввода- вывода, включающая каналы ввода- вывода и/или контроллеры и внешние устройства различного типа и назначения.
2. Архитектурная организация центрального процессора
Центральный процессор (ЦП)- функционально- законченное программно- управляемое устройство обработки информации, выполненное на одной или нескольких СБИС. В современных ПК разных фирм используются процессоры двух основных архитектур:
Полная система команд переменной длины- Complex Instruction Set Computer (CISC). Используется фирмой Intel для своих процессоров, устанавливаемых в ПК IBM.
Сокращенный набор команд фиксированной длины- Reduced Instruction Set Computer (RISC). Используется в процессорах Motorola, устанавливаемых в ПК фирмы Apple.
CISC- процессоры имеют обширный набор команд. Это усложняет внутреннее устройство управления процессором, увеличивает время исполнения команды на микропрограммном уровне. Команды имеют различную длину и время исполнения. RISC- процессоры имеют ограниченный набор команд, которые выполняются за один такт работы процессора. Это упрощает устройство управления процессором, но при отсутствии нужной команды программист вынужден реализовать её с помощью нескольких команд из имеющегося набора, что увеличивает размер программного кода (рисунок 3.3).
Шина Шина Шина
адреса данных управ-я
Рисунок 3.3 Архитектура процессора
Для каждой команды устройство управления имеет свой алгоритм обработки, который заключается в выработке управляющих сигналов для всех остальных устройств компьютера. Этот алгоритм реализуется на основе комбинационных логических схем или с помощью специальной памяти, куда записываются эти алгоритмы в виде микропрограммы. В современных компьютерах устройство управления выполнением команд процессоров строятся по принципу комбинационных схем или микропрограммных автоматов, в соответствии с чем делятся на RISC и CISC процессоры.
Наиболее сложным узлом является устройство управления выполнением команд, содержащее:
Буфер команд- хранит одну или несколько очередных команд программы; пока выполняется очередная команда читает следующие команды из запоминающего устройства.
Управление выборкой очередной микропрограммы - это небольшой процессор, работающий по принципу фон Неймана, имеет свой счетчик микрокоманд, который автоматически выбирает очередную микрокоманду из ПЗУ микрокоманд.
Дешифратор команд- расшифровывает код операции очередной команды и преобразует его в адрес начала микропрограммы, которая реализует исполнение команды.
Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) микрокоманд- это энергонезависимое ЗУ, в которое информация записывается только один раз и затем может только считываться.
Адрес начала микропрограммы от дешифратора поступает в счетчик микрокоманд устройства выборки и начинается процесс обработки последовательности микрокоманд. Каждый разряд микрокоманды связан с одним управляющим входом какого- либо функционального устройства. Общее число разрядов микрокоманды может составлять от нескольких сотен до нескольких тысяч и равно общему числу управляющих входов всех функциональных устройств процессора. Часть разрядов микрокоманды подаётся на устройство управления выборкой очередной микрокоманды и используется для организации условных переходов и циклов, т.к. алгоритмы обработки команд достаточно сложны.
Выборка очередной микрокоманды осуществляется через определенный интервал времени, зависящий от времени выполнения предыдущей микрокоманды. Частота выборки микрокоманд – это тактовая частота, являющаяся важной характеристикой процессора, т.к. определяет скорость выполнения команд процессором, т.е. быстродействие процессора.
АЛУ предназначено для выполнения арифметических и логических операций и состоит из нескольких специальных регистров, полноразрядного сумматора и схем местного управления.
Регистры общего назначения (РОН) используются для временного хранения операндов исполняемой команды, результатов вычислений, адресов ячеек памяти или портов ввода- вывода для команд, обращающихся к памяти и внешним устройствам.
Для ПК IBM PC процессоры выпускаются фирмой Intel, которая поставляет упрощенный вариант процессора Pentium 4 под названием Seleron, который в два раза дешевле базового варианта процессора. Но последние модели процессора Seleron ни в чем не уступают, а в некоторых случаях превосходят Pentium 4.
Фирма AMD (Advanced Micro Devices) выпускает процессоры, совместимые по системе команд с Intel Pentium 4- Athlon (K7), который также ни в чем не уступают и даже в некоторых случаях превосходят Pentium 4, а стоимость на 20- 30 % дешевле.
Таблица 3.1 Процессоры INTEL
Тип |
Год выпуска |
Частота (МГц) |
Шина данных |
Шина адреса |
Адресуемая память |
8086 |
1978 |
5- 10 |
16 |
20 |
1 Mб |
80286 |
1982 |
6- 12,5 |
16 |
24 |
16 Мб |
90386 |
1985 |
16- 33 |
32 |
32 |
4 Гб |
80486 |
1989 |
25- 50 |
32 |
32 |
4 Гб |
Pentium |
1993 |
60- 166 |
64 |
32 |
4 Гб |
Pentium II |
1997 |
200- 300 |
64 |
36 |
64 Гб |
Pentium III |
1999 |
450- 1000 |
64 |
36 |
64 Гб |
Pentium 4 |
2001 |
1000- 3100 |
64 |
36 |
64 Гб |
3. Организация памяти ЭВМ
Производительность и вычислительные возможности ЭВМ в значительной степени зависят от организации и характеристики памяти. Основными характеристиками памяти являются объем в байтах и время доступа (запись/чтение) в микро- и наносекундах. Ширина доступа определяется объемом информации, считанной/записанной за одно обращение к памяти. Время и ширина доступа определяют производительность операций с памятью ЭВМ.
Для оптимального сочетаний объема, быстродействия и стоимости память строится по иерархическому принципу. Различают следующие уровни памяти:
внутренняя память:
сверхоперативная память (СВОП);
кэш- память;
постоянная память (ПП)
оперативная память (ОП);
внешняя память:
накопители на магнитных дисках (НМД);
накопители на гибких магнитных дисках (НГМД);
накопители на магнитных лентах (НМЛ) и др.
ПП используют для хранения постоянных частей программного обеспечения ЭВМ. Кэш- память используются для хранения наиболее часто используемых программ и данных. Кэш- память выполняет роль буфера между быстрыми устройствами ЦП и более медленной ОП. Её быстродействие должно соответствовать скорости работы АЛУ И УУ.
ОП хранит информацию (программы, данные промежуточные и конечные результаты), непосредственно обеспечивающие текущий вычислительный процесс в АЛУ и УУ процессора. Информация в ОП, СВОП и кэш- память в отличии от ПП сохраняется только при наличии питания.
ОП является памятью с произвольным доступом, т.е. позволяет непосредственно адресоваться к любой её ячейке. Способ организации ОП зависит от методов размещения и поиска информации в ней. По данным признакам различают адресную, ассоциативную и стековую память.
В адресной памяти размещение и поиск информации в основаны на адресном принципе хранения информации (адресом является номер ячейки).
Ассоциативная память обеспечивает поиск нужной информации по ее содержанию, а не по её адресу.
Стековая память также является безадресной, ее можно представить в виде одномерного массива ячеек, который реализует LIFO- принцип доступа: Last Input- First Output (последним пришел- первым вышел). В таком массиве соседние ячейки связаны между собой последовательной передачей слов: запись нового слова производится в верхнюю ячейку с номером 0, при этом все ранее записанные слова (включая 0- ячейку) сдвигаются на ячейку вниз. Считывание производится только из ее 0- ячейки.
Контрольные вопросы:
Структура ВМ по фон- Нейману?
Состав устройств и назначение формальной ЭВМ?
Архитектура центрального процессора?
Организация памяти современных ЭВМ?
Понятие адресной, ассоциативной и стековой памяти.