Билет № 10 - гимназии №1 г.Владивосток

Содержание
Билет № 1 ......................................................................................................................... 3
Понятие информации. Виды информации, её свойства. Информационные процессы в природе,
обществе, технике (с примерами) ......................................................................................................3
Билет № 2 ......................................................................................................................... 6
Измерение количества информации. Алфавитный (технический) и вероятностный
(содержательный) подходы к измерению информации ...................................................................6
Билет № 3 ......................................................................................................................... 9
Системы счисления. Правила перевода чисел из одной системы счисления в другую. ..............9
Билет № 4 ....................................................................................................................... 11
Информационные ресурсы современного общества. Виды национальных информационных
ресурсов ..............................................................................................................................................11
Билет № 5 ....................................................................................................................... 13
Информационное общество. Информатизация и её цели. Информационные преступления и
информационная безопасность ........................................................................................................13
Билет № 6 ....................................................................................................................... 15
Понятие модели. Натурные и информационные модели (с примерами). Моделирование и
формализация .....................................................................................................................................15
Билет № 7 ....................................................................................................................... 17
Основные этапы решения задач на ЭВМ ........................................................................................17
Билет № 8 ....................................................................................................................... 18
Понятие алгоритма. Свойства алгоритмов, исполнители алгоритмов. Способы записи
алгоритмов..........................................................................................................................................18
Билет №9 ........................................................................................................................ 20
Виды алгоритмических структур и их реализация на языке программирования TPascal (с
примерами) .........................................................................................................................................20
Билет № 10 ..................................................................................................................... 22
Структура ЭВМ по фон Нейману. Принципы фон Неймана ........................................................22
Билет № 11 ..................................................................................................................... 24
Архитектура компьютера. Магистрально-модульный принцип построения компьютера .......24
Билет № 12 ..................................................................................................................... 26
Организация и основные характеристики внутренней памяти компьютера и характеристики
процессора ..........................................................................................................................................26
Билет № 13 ..................................................................................................................... 29
Внешние устройства ПК. Назначение и основные характеристики .............................................29
Билет № 14 ..................................................................................................................... 31
Внешняя память. Носители и накопители информации, их основные характеристики.............31
Билет № 15 ..................................................................................................................... 33
Структура программного обеспечения и ИКТ. Назначение программ, относящихся к
системному ПО. Информационные задачи, решаемые с помощью прикладных программ .....33
Билет № 16 ..................................................................................................................... 35
Операционная система компьютера (назначение, компоненты ОС, виды ОС, интерфейс ОС,
способ организации диалога с пользователем). Примеры ОС ......................................................35
Билет № 17 ..................................................................................................................... 37
Понятие файла. Файловый принцип организации данных. Типы файлов. Операции с файлами
.............................................................................................................................................................37
Билет № 18 ..................................................................................................................... 39
Электронные таблицы. Назначение и принципы работы электронных таблиц. MS Excel.
Основные функции. Адресация (абсолютная и относительная). ..................................................39
Билет № 19 ..................................................................................................................... 42
МОУ «Гимназия №1 г. Владивостока»
1
Понятие компьютерной сети. Виды компьютерных сетей. Аппаратное и программное
обеспечение компьютерных сетей. Топология локальных сетей. Характеристики каналов
(линий) связи ......................................................................................................................................42
Билет № 20 ..................................................................................................................... 45
Организация связи в глобальных сетях. Назначение основных услуг сетей (электронная почта,
телеконференции, форумы, доски объявлений и т.д.). Что такое Internet. Адресация в Internet
.............................................................................................................................................................45
Билет № 21 ..................................................................................................................... 47
Способы поиска информации в Интернет. Поисковые серверы. Язык запросов поисковой
системы ...............................................................................................................................................47
Билет № 22 ..................................................................................................................... 49
Основные этапы развития вычислительной техники .....................................................................49
МОУ «Гимназия №1 г. Владивостока»
2
Билет № 1
Понятие информации. Виды информации, её свойства.
Информационные процессы в природе, обществе, технике (с примерами)
Термин информация происходит от латинского слова informatio, что означает сведения,
разъяснения, изложение. В различных отраслях человеческой деятельности понятие информация,
имеет различные смысловые наполнения:
 в быту информацией называют любые данные, сведения, знания, которые коголибо интересуют. Например, сообщение о каких-либо событиях, о чьей-либо
деятельности и т.п.;
 в технике под информацией понимают сообщения, передаваемые в форме
знаков или сигналов (в этом случае есть источник сообщений, получатель
(приемник) сообщений, канал связи);
 в теории информации под информацией понимают сведения об объектах и
явлениях окружающей среды, их параметрах, свойствах и состоянии, которые
уменьшают имеющуюся о них степень неопределенности, неполноты знаний.
Применительно к компьютерной обработке данных под информацией понимают
некоторую последовательность символических обозначений (букв, цифр, закодированных
графических образов и звуков и т.п.), несущую смысловую нагрузку и представленную в
понятном компьютеру виде. Каждый новый символ в такой последовательности символов
увеличивает информационный объем сообщения.
Информация может существовать в виде:
 текстов, рисунков, чертежей, фотографий;
 световых или звуковых сигналов;
 радиоволн;
 электрических и нервных импульсов;
 магнитных записей;
 жестов и мимики;
 запахов и вкусовых ощущений;
 хромосом, посредством которых передаются по наследству признаки и свойства
организмов, и т.д.
Виды информации по способу восприятия
Человек с помощью органов чувств получает из внешнего мира визуальную, аудиальную,
вкусовую, тактильную информацию и информацию о запахах.
Виды информации по назначению:
Личная – это информация, предназначенная только для одного человека.
Массовая информация – сведения, новости и сообщения, распространяемые средствами
массовой информации: радио, телевидением, газетами и журналами.
Специализированная – информация, предназначенная для узкого круга людей. К такому виду
информации можно отнести:
 научную – для людей, специализирующихся в определенной научной области: химии,
математике, информатике, физике и т.д.;
 техническую – для технических специалистов;
 эстетическую – информацию, которую получают люди при знакомстве с новыми
произведениями искусства.
МОУ «Гимназия №1 г. Владивостока»
3
Виды информации по форме представления:
Человек, полученную с помощью органов чувств, информацию, а также с помощью
различных измерительных устройств может представить в виде каких-то записей, чертежей, схем,
изображений и звуков.
 числовая;
 текстовая;
 звуковая;
 графическая;
 табличная;
 в виде жестов и сигналов
Свойства информации (с точки зрения бытового подхода к определению информации):
релевантность — способность информации соответствовать нуждам (запросам)
потребителя;
полнота — свойство информации исчерпывающе (для данного потребителя)
характеризовать отображаемый объект или процесс;
своевременность — способность информации соответствовать нуждам потребителя в
нужный момент времени;
достоверность — свойство информации не иметь скрытых ошибок. Достоверная
информация со временем может стать недостоверной, если устареет и перестанет отражать
истинное положение дел;
доступность — свойство информации, характеризующее возможность ее получения
данным потребителем;
защищенность — свойство, характеризующее невозможность несанкционированного
использования или изменения информации.
Под информационным понимают процесс, связанный с определенными операциями над
информацией, в ходе которого может измениться содержание информации или форма ее
представления. В информатике к таким процессам относят получение, хранение, передачу,
обработку информации.
Получение информации основано на отражении различных свойств объектов, явлений и
процессов окружающей среды. В природе такого рода отражение выражается в восприятии с
помощью органов чувств. Человек пошел дальше по этому пути и создал множество приборов,
которые многократно усиливают природные способности к восприятию.
Примеры получения информации:
1) динамик компьютера издает специфический звук, хорошо знакомый Васе, —
следовательно, пришло новое сообщение по ICQ;
2) с вертолета пожарной охраны в глубине леса замечен густой дым — обнаружен новый
лесной пожар;
3) всевозможные датчики, расположенные в сейсмологически неустойчивом районе,
фиксируют изменение обстановки, характерное для приближающегося землетрясения.
Хранение информации имеет большое значение для многократного использования
информации, передачи информации во времени. С точки зрения человека, различная информация,
в зависимости от степени ее важности и ценности, может иметь разное по длительности время
хранения. Некоторую информацию он хранит в течение всей жизни, другую же — от нескольких
секунд до нескольких дней. Память человека не способна хранить всю получаемую информацию
(следует иметь в виду, что получение информации не прекращается ни на секунду). Для
долговременного хранения используются книги, в настоящее время — компьютерные носители
внешней памяти и др.
Передача информации необходима ее распространения. Простейшая схема передачи
такова: источник информации — канал связи — приемник (получатель) информации
Для передачи информации с помощью технических средств необходимо кодирующее
устройство, предназначенное для преобразования исходного сообщения источника информации к
виду, удобному для передачи, и декодирующее устройство, необходимое для преобразования
кодированного сообщения в исходное.
МОУ «Гимназия №1 г. Владивостока»
4
При передаче информации необходимо учитывать тот факт, что информация при этом
может теряться или искажаться, т.е. присутствуют помехи. Для нейтрализации помех при передаче
информации зачастую используют помехоустойчивый избыточный код, который позволяет
восстановить исходную информацию даже в случае некоторого искажения. Другой случай —
преднамеренное искажение информации злоумышленниками. На этот счет тоже предусмотрены
свои средства. Существует специальная наука, которая разрабатывает способы защиты
информации, — криптология.
Основными устройствами для быстрой передачи информации на большие расстояния в
настоящее время являются телеграф, радио, телефон, телевизионный передатчик,
телекоммуникационные сети на базе вычислительных систем.
Обработка информации подразумевает преобразование ее к виду, отличному от исходной
формы или содержания информации. Наиболее общая схема обработки информации такова:
входная информация — преобразователь информации — выходная информация
Примеры процессов изменения информации: численные расчеты, редактирование,
упорядочивание, обобщение, систематизация и т.д.
Примеры изменения формы информации при обработке: перевод с одного языка на
другой, двоичное кодирование изображения и т.д. Вообще чаще всего изменение формы
информации предполагает наличие процесса кодирования и декодирования.
Частные примеры обработки информации:
1) в приведенном выше примере с сейсмологической станцией после получения
информации о приближающемся землетрясении все полученные данные обобщаются,
процесс землетрясения моделируется, и прогнозируются возможные его ход и последствия;
2) учителю приносят личные дела учащихся, поступивших в первый класс. На основе
анализа этих материалов учитель составляет классный журнал, где список учащихся
составлен в алфавитном порядке, заполнена необходимая справочная информация
об учащихся и т.д.
Живые организмы и растения обрабатывают информацию с помощью своих органов и
систем. Компьютер является устройством, которое по разработанным человеком программам
производит автоматическую обработку информации.
Информационные процессы характерны для живой природы, человека, общества, техники.
Получение
Хранение
Обработка
Передача
Открытие файла
Генетический код в
Решение задачи
Чтение вслух
Сканирование
каждой клетке
Исполнение музыки
Ввод с клавиатуры
Просмотр ТВ передач организма
по нотам
Вывод информации на
Годовые кольца на
Перевод иностранного экран
срезе дерева
текста
Радио
Человек: зрение, слух, Ноты
Проявление
ТВ
обоняние, осязание,
CD-ROM
фотоплёнки
Интернет-связи
вкус.
Оптический диск
Ключ от замка
Видеофильм
Фотография
Является ли информационным процессом выплавка стали? (Нет)
МОУ «Гимназия №1 г. Владивостока»
5
Билет № 2
Измерение количества информации. Алфавитный (технический) и
вероятностный (содержательный) подходы к измерению информации
На бытовом уровне информация является синонимом слов сведения, знания, данные,
новость, известие, сообщение. При этом неявно подразумевается, что тот, кто получает
информацию, выделяет из нее некоторый смысл (содержание).
Смысловая составляющая информации во многом индивидуальна. Большинство россиян не
способны извлечь никакой информации из текста на японском языке. Многие взрослые, взяв
учебник для начальных классов, также не сочтут его заслуживающей своего внимания
информацией, хотя, в отличие от предыдущего случая, понимают (слишком хорошо!), что там
написано. Химика редко интересуют сообщения об археологических открытиях, а большая часть
литераторов активно игнорирует любые сведения из области математики. Наконец, многие
образованные люди не верят в статьи, опубликованные в бульварной прессе, заранее считая их
недостоверными. Таким образом, информативность любых сведений и сообщений существенно
зависит от воспринимающего их человека, его предыдущих знаний, опыта, интересов, отношения
к источнику информации и множества других факторов личного характера, т.е. по своей сути
является субъективной.
Субъективный характер восприятия информации делает однозначное измерение количества
информации весьма затруднительным. Современным компьютерам смысл обрабатываемых
данных вообще принципиально недоступен. Например, при передаче информации по каналам
связи, при распределении объемов ОЗУ для хранения различных типов данных, при записи
информации на внешние носители, при архивации и многих других компьютерных применениях
содержание передаваемой и обрабатываемой информации особого значения не имеет.
Нечто похожее наблюдается и в “некомпьютерных” областях. Например, почтальону
должно быть все равно, что именно находится внутри доставляемого им конверта, а диктор
телевидения не может пропускать отдельные новости или их фрагменты в соответствии со своими
личными убеждениями.
На этих примерах мы видим, что информация перестает зависеть от человека при
абстрагировании от ее смысла. Следовательно, появляется возможность объективного измерения
количества информации.
Итак, существует два подхода к измерению информации:
 алфавитный (т.е. количество информации зависит от последовательности знаков и не
зависит от содержания информации);
 содержательный или вероятностный (т.е. количество информации зависит от ее
содержания).
Вероятностный подход к измерению информации
Существует множество ситуаций, когда возможные события имеют различные вероятности
реализации. Например:
1. Когда сообщают прогноз погоды, то сведения о том, что будет дождь, более вероятно
летом, а сообщение о снеге – зимой.
2. Если на озере живет 500 уток и 100 гусей, то вероятность подстрелить на охоте утку
больше, чем вероятность подстрелить гуся.
3. Если в мешке лежат 10 белых шаров и 3 черных, то вероятность достать черный шар
меньше, чем вероятность вытаскивания белого.
Любая информация может рассматриваться как уменьшение неопределенности наших
знаний об окружающем мире (в теории информации принято говорить именно об уменьшении
неопределенности, а не об увеличении объема знаний). Математически это высказывание
эквивалентно простой формуле
I = H1 – H2
МОУ «Гимназия №1 г. Владивостока»
6
где I — это количество информации, а H1 и H2 — начальная и конечная неопределенность
соответственно. Величину H, которая описывает степень неопределенности, в литературе принято
называть энтропией.
Вычисление энтропии при вероятностном подходе базируется на рассмотрении данных о
результате некоторого случайного события, т.е. события, которое может иметь несколько исходов.
Случайность события заключается в том, что реализация того или иного исхода имеет некоторую
степень неопределенности.
Пусть, например, абсолютно незнакомый нам ученик сдает экзамен, результатом которого
может служить получение оценок 2, 3, 4 или 5. Поскольку мы ничего не знаем о данном ученике,
то степень неопределенности всех перечисленных результатов сдачи экзамена совершенно
одинакова. Напротив, если нам известно, как он учится, то уверенность в некоторых исходах
будет больше, чем в других: так, отличник скорее всего сдаст экзамен на пятерку, а получение
двойки для него — это нечто почти невероятное.
Наиболее просто определить количество информации в случае, когда все исходы события
могут реализоваться с равной долей вероятности. В этом случае для вычисления информации
используется формула Хартли. Она связывает количество равновероятных состояний N с
количеством информации I в сообщении о том, что любое из этих состояний реализовалось:
2I = N
Важный частный случай получается из приведенной формулы при N = 2, когда результатом
вычисления является единичное значение. Единица информации носит название бит (от англ.
BInary digiT — двоичная цифра); таким образом, 1 бит — это информация о результате опыта с
двумя равновероятными исходами. Чем больше возможных исходов, тем больше информации в
сообщении о реализации одного из них.
Пример 1. Из колоды выбрали 16 карт (все “картинки” и тузы) и положили на стол
рисунком вниз. Верхнюю карту перевернули (см. рисунок). Сколько
информации будет заключено в сообщении о том, какая именно карта
оказалась сверху?
Все карты одинаковы, поэтому любая из них могла быть
перевернута с одинаковой вероятностью. В таких условиях применима
формула Хартли.
Событие, заключающееся в открытии верхней карты, для нашего
случая могло иметь 16 возможных исходов. Следовательно, информация
о
реализации одного из них равняется 2I = N  2I = 16  I = 4 бита
Алфавитный подход к измерению информации
При хранении и передаче информации с помощью технических
устройств информация рассматривается как последовательность знаков
(букв, цифр, кодов цветов точек изображения и так далее).
Множество используемых в тексте символов называется алфавитом.
У алфавита есть размер (полное количество его символов), который называется
мощностью алфавита.
Самый простой метод подсчета заключается в следующем. Пусть алфавит, с помощью
которого записываются все сообщения, состоит из N символов. Для простоты предположим, что
все они появляются в тексте с одинаковой вероятностью. Тогда в рассматриваемой постановке
применима формула Хартли для вычисления информации об одном из исходов события (о
появлении любого символа алфавита):
2I = N
Поскольку все символы “равноправны”, естественно, что количество информации, которое
несет каждый символ, одинаково для всех символов данного алфавита. Следовательно, остается
МОУ «Гимназия №1 г. Владивостока»
7
полученное значение I умножить на количество символов в сообщении, и мы получим общий
объем информации в нем.
Пример 2. Так, в русском алфавите, если не использовать букву ё, количество событий
(букв) будет равно 32. Тогда: 32=2I, откуда I = 5 битов.
Каждый символ несет 5 битов информации (его информационная емкость равна 5 битов).
Количество информации в сообщении можно подсчитать, умножив количество информации,
которое несет 1 символ, на количество символов.
Правило для измерения информации с точки зрения алфавитного подхода
1.Найти мощность алфавита – N.
2.Найти информационный вес одного символа - N = 2I.
3.Найти количество символов в сообщении – k.
4.Найти информационный объем всего сообщения – V = k  I.
Скорость передачи информационного сообщения вычисляется по формуле
 = V / t, где V - объём информационного сообщения, t - время передачи
Пример 3. Определить информацию, которую несет в себе 1-й символ в кодировках ASCII
и Unicode.
В алфавите ASCII предусмотрено 256 различных символов, т.е. M = 256, а
2I = 256
I = 8 бит = 1 байт
В современной кодировке Unicode заложено гораздо большее количество символов. В ней
определено 256 алфавитных страниц по 256 символов в каждой. Предполагая для простоты, что
все символы используются, получим, что
2I = 256* 256
2I = 28* 28
I = 8 + 8 = 16 бит = 2 байта
Единицы измерения информации:
1 бит — это информация, которая сокращает неопределенность наших знаний вдвое
(ответ на вопрос типа “да”/“нет”, наличие или отсутствие какого-либо свойства, четность числа и
т.д.). С точки зрения практической реализации компьютерных устройств для обработки
информации 1 бит — это отдельный двоичный разряд любого из таких устройств. Иначе говоря, в
вычислительной технике бит служит конструктивной базой для построения всех цифровых
двоичных устройств: регистров, сумматоров и т.п. Отсюда очевидно, что в теории информации
количество бит может быть любым, в том числе дробным, в то время как в реальных устройствах
оно обязательно целое.
Бит, будучи минимально возможной порцией информации в компьютере, довольно
маленькая единица измерения. Поэтому на практике чаще всего используется другая единица,
которая называется 1 байт = 8 бит.
1 килобайт = 1024 байта
1 мегабайт = 1024 килобайта
1 гигабайт = 1024 мегабайта
1 терабайт=1024 гигабайта
и т.д. В отличие от общепринятой системы производных единиц (широко используемой,
например, в физике) при пересчете применяется множитель 1024, а не 1000. Причина заключается
в двоичном характере представления информации в компьютере: 1024 = 2 10, и, следовательно,
лучше подходит к измерению двоичной информации.
МОУ «Гимназия №1 г. Владивостока»
8
Билет № 3
Системы счисления. Правила перевода чисел из одной системы
счисления в другую.
Системой счисления принято называть способ записи чисел с помощью цифр и символов.
Все системы счисления можно разделить на две группы:
позиционные системы счисления (значение любой цифры числа определяется не
только самой цифрой, но и позицией, которую эта цифра занимает в записи числа); примером
позиционной системы счисления является десятичная система счисления;
непозиционные системы счисления (значение числа не зависит от положения цифры
в числе, каждая цифра имеет строго определенное положение в числе); примером такой системы
счисления является римская система счисления.
В позиционных системах счисления для записи любого числа может быть использовано
строго определенное количество цифр. В десятичной позиционной системе таких цифр десять: 0,
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9. В этой системе счисления каждая единица следующего разряда содержит 10
единиц предыдущего (младшего) разряда. Это соотношение значений единиц соседних разрядов
называется основанием системы счисления. В двоичной системе счисления основанием является
число 2, а для записи любых чисел используются только две цифры: 0 и 1. Благодаря этому
двоичная система счисления находит широкое применение в электронно-вычислительных
устройствах и машинах.
Исследуя различные основания, можно составить следующую таблицу для наиболее часто
используемых, в том числе и в технике, систем счисления:
Основание
Название системы
Перечень коэффициентов
q
счисления
2
двоичная
0, 1
8
восьмеричная
0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7
10
десятичная
0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9
16
шестнадцатеричная
0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F
Правила перевода чисел из одной системы в другую
Правило 1. Перевод целых и дробных чисел из с/с с основанием q в десятичную с/с производится
путём разложения исходного числа по формуле:
Aq=anqn+ an-1qn-1+…+ a2q2+ a1q1+ a0q0+ a-1q-1+ a-2q-2+…+ amqm
Здесь А – само число,
q – основание системы счисления,
аi - цифры, принадлежащие данной системе счисления,
n – число целых разрядов числа,
m – число дробных разрядов числа.
Например: 3254,128=383+282+581+480+18-1+28-2
=1536+128+40+4+0,125+0,03125=1708,15625
Правило 2. Перевод целых чисел из десятичной с/с в систему счисления с основанием q
производится путём деления в столбик исходного числа на основание нужной с/с. В первом
остатке получаем последнюю цифру искомого числа. Дальше повторяем деление до тех пор, пока
частное не станет меньше делителя. Последнее частное будет последней цифрой искомого числа.
Например: 3310= 2014 , так как
33 4
1 8
4
0
2
Правило 3. Перевод дробной части чисел из десятичной с/с в систему счисления с основанием q
производится путём умножения исходного числа и получаемых дробных частей произведений на
основание новой с/с до тех пор, пока дробная часть произведения не станет равной нулю или
МОУ «Гимназия №1 г. Владивостока»
9
будет достигнута требуемая точность представления числа. Полученные целые части
произведений являются цифрами нового числа.
Например: 0,6562510=0,528 , так как
0,
65625
 8
5
25000
 8
2 00000
Правило 4. Перевод чисел, содержащих целую и дробную части, осуществляется в два этапа.
Отдельно переводится целая часть, отдельно – дробная. В итоговой записи полученного числа
целая часть отделяется от дробной запятой.
Например: 17,2510 = 1001,012 , так как
переводим целую часть: 17
2
1 8
2
0
4
2
0
2
2
0
1
Переводим дробную часть: 0,
25
2
0, 50
2
1 00
Правила перевода чисел из системы счисления с основанием 2 в систему счисления с
основанием 2n (т.е. 4, 8, 16…) и обратно
Правило 5. Перевод целых чисел из двоичной с/с в с/с с основанием q=2n производится
следующим образом:
 двоичное число разбивают справа налево на группы по n цифр в каждой;
 если в последней левой группе окажется меньше разрядов, то её дополняют слева нулями
до нужного числа разрядов;
 рассматривают каждую группу как n-разрядное двоичное число и записывают её
соответствующей цифрой в с/с с основанием q=2n .
Например: 1011000010001100102=5410628 , так как 23=8
разбиваем число на триады:
101 100 001 000 110 010
5
4
1
0
6
2
Правило 6. Для того, чтобы дробное двоичное число записать в с/с с основанием q=2n, нужно:
 двоичное число разбить слева направо на группы по n цифр в каждой;
 если в последней правой группе окажется меньше разрядов, то её дополняют слева нулями
до нужного числа разрядов;
 рассматривают каждую группу как n-разрядное двоичное число и записывают её
соответствующей цифрой в с/с с основанием q=2n .
Например: 0,1000000000112 = 0,80316 , так как 24=16
разбиваем число на тетрады:
0, 1000 0000 0011
0,
8
0
3
МОУ «Гимназия №1 г. Владивостока»
10
Правило 7. Для того, чтобы произвольное двоичное число записать в с/с с основанием q=2n,
нужно:
 целую часть двоичного числа разбить справа налево, а дробную - слева направо на группы
по n цифр в каждой;
 если в последних левой и/или правой группах окажется меньше разрядов, то их дополняют
слева и/или справа нулями до нужного числа разрядов;
 рассматривают каждую группу как n-разрядное двоичное число и записывают её
соответствующей цифрой в с/с с основанием q=2n .
Например: 11101001000,110100102=748,D216 , так как
0111
7
0100
4
1000, 1101 0010
8,
D
2
Правило 8. Перевод чисел из с/с с основанием q=2n в двоичную с/с осуществляется путём
замены каждой цифры этого числа на её n-значный эквивалент в двоичной с/с.
Например: 4АС3516 = 10010101100001101012 , так как
4
А
С
0100
1010
1100
3
5
0011 0101
§ 45 учебник Информатика 9 (автор Семакин И.Г.)
Билет № 4
Информационные ресурсы современного общества. Виды
национальных информационных ресурсов
Ресурс — это запас или источник некоторых средств. Всякое общество, государство, фирма
и частное лицо имеют определенные ресурсы, необходимые для их жизнедеятельности.
Традиционно различают следующие виды общественных ресурсов: материальные, сырьевые
(природные), энергетические, трудовые, финансовые.
Одним из важнейших видов ресурсов современного общества являются информационные
ресурсы. Существуют разные подходы к понятию информационных ресурсов. Юридическая
формула, принятая в Федеральном законе России “Об информации, информатизации и защите
информации”, гласит: “Информационные ресурсы — отдельные документы и отдельные
массивы документов, документы и массивы документов
в информационных системах (библиотеках, архивах,
фондах, банках данных, других информационных
системах)”. Это определение дает юридическое
основание
для
решения
проблемы
охраны
информационных ресурсов.
Во всех документах и массивах документов, о
которых говорилось ранее, в разных формах
представлены знания, которыми обладали люди,
создававшие их. Эти знания зачастую уникальны; их
использование позволяет экономить материальные
ресурсы, совершенствовать социально-экономические
отношения и т.п.
МОУ «Гимназия №1 г. Владивостока»
11
К информационным ресурсам уместно относить все научно-технические знания,
произведения литературы и искусства, множество иной информации общественногосударственной значимости, зафиксированной в любой форме, на любом носителе.
Между информационным и другими ресурсами существует одно важнейшее различие:
всякий ресурс после использования исчезает (сожженное топливо, израсходованные финансы и
т.п.), а информационный ресурс остается, им можно пользоваться многократно, он копируется без
ограничений.
Крупнейшей категорией информационных ресурсов являются национальные
информационные ресурсы. Возможный способ их классификации представлен схемой
В развитых странах огромные информационные ресурсы скрыты в библиотеках.
Архивы скрывают материалы (иногда многовековые), связанные с историей и культурой
страны. Объемы архивных материалов огромны и часто
накапливаются быстрее, чем их удается обрабатывать.
Во
всех
развитых
странах
существуют
специализированные
системы
научно-технической
информации. Они включают в себя многочисленные
специальные издания, патентные службы и т.д.
Информация такого рода часто является дорогостоящим
товаром.
Без сводов законов, кодексов, нормативных актов
и других видов правовой информации не может
существовать ни одно государство.
Свои отраслевые информационные ресурсы
имеются у любой социальной, промышленной, аграрной
и иной сферы общества. Огромны информационные
ресурсы оборонной сферы, системы образования и т.д.
Образовательные информационные ресурсы
разного рода учебных заведений имеют примерно
схожую структуру. Например, информационные ресурсы вуза могут быть согласно
классифицированы так
В настоящее время значительное количество образовательных информационных ресурсов
располагается в сети Интернет.
§48 в учебнике Информатика 9 (Семакин И.Г.)
МОУ «Гимназия №1 г. Владивостока»
12
Билет № 5
Информационное общество. Информатизация и её цели.
Информационные преступления и информационная безопасность
Само название “информационное общество” впервые возникло в Японии. Специалисты,
предложившие этот термин, разъяснили, что он определяет общество, в котором в изобилии
циркулирует высокая по качеству информация, а также есть все необходимые средства для ее
хранения, распределения и использования, т.е. информация легко и быстро распространяется по
требованиям заинтересованных людей и организаций и выдается им в привычной для них форме.
При этом стоимость пользования информационными услугами настолько невысока, что они
доступны каждому.
Итак, в таком обществе:
 любой его член, группа членов, любая организация или учреждение в любое время могут
получить доступ к информационным ресурсам, необходимым для профессиональной
деятельности или в личных целях;
 доступны современные информационные технологии и средства связи;
 создана развитая информационная инфраструктура, позволяющая постоянно пополнять
и обновлять информационные ресурсы в количествах, необходимых для решения задач
социального, экономического и научно-технического развития.
Развитие средств хранения, передачи и обработки информации в истории человеческого
общества шло неравномерно. Несколько раз в истории человечества происходили радикальные
изменения в информационной области, которые называют информационными революциями.
Первая информационная революция связана с изобретением письменности.
Письменность создала возможность для накопления, распространения знаний и передачи знаний
будущим поколениям.
Вторая информационная революция (середина XVI в.) была связана с изобретением
книгопечатания. Появилась возможность не только сохранять информацию, но и сделать ее
массово-доступной; грамотность становится массовым явлением. Все это ускорило развитие науки
и техники, помогло промышленной революции.
Третья информационная революция (конец XIX в.) была обусловлена прогрессом в
развитии средств связи. Телеграф, телефон, радио позволили оперативно передавать информацию
на любые расстояния. Прогрессивные средства передачи информации в значительной мере
способствовали бурному развитию науки и техники.
Четвертая информационная революция (70-е гг. XX в.) связана с появлением
микропроцессорной техники и, в частности, персональных компьютеров. Отметим, что не
появление компьютеров в середине XX в., а именно создание микропроцессорных систем
обусловило данную информационную революцию. Возникшие вскоре компьютерные
телекоммуникации радикально изменили системы хранения и поиска информации. Именно
четвертая информационная революция дала толчок к столь существенным переменам в развитии
общества, определившим появление нового термина — “информационное общество”.
Информатизация – это процесс создания, развития и массового применения
информационных средств и технологий.
Цели информатизации:
1. Информационное обеспечение всех видов человеческой деятельности из
специализированных фондов (архивов, библиотек).
2. Информационное обеспечение активного отдыха и досуга людей, например, теледоступ
ко всей сокровищнице мировой культуры.
3. Формирование и развитие информационных потребностей людей.
Основной целью на сегодняшний день является обеспечение высокого уровня
информированности населения, необходимого для улучшения условий труда и жизни
каждого человека.
МОУ «Гимназия №1 г. Владивостока»
13
Многие черты информационного общества уже присутствуют в современной жизни
развитых стран. Компьютеры широко используются в жизненно важных областях
(управляют самолетами, контролируют работу атомных реакторов, используются в банках,
больницах и т.д.). Поэтому для общества становится важной проблема информационной
безопасности действующих систем хранения, передачи и обработки информации.
Основные
формы
компьютерных
преступлений:
несанкционированный
(неправомерный) доступ к информации, нарушение работоспособности компьютерной
системы, нарушение целостности информации.
Основными мерами по защите от компьютерных преступлений являются: технические
и
аппаратно-программные
средства
для
обеспечения
безопасности
работы
информационных систем в условиях воздействия на них множества угроз (взлом пароля,
попытки нарушения работоспособности), а также правовые и юридические (в уголовном
кодексе России есть раздел «Преступления в сфере компьютерной информации»).
Необходимо также помнить, что программное обеспечение является интеллектуальной
собственностью разработчиков. Авторское право на программы для ЭВМ возникает в силу их
создания — не требуется какой-либо регистрации. Автор оповещает о своих правах путем
указания знака охраны авторского права, состоящего из трех элементов: символа “©”, имени
автора и года первого выпуска программы.
Авторское право распространяется только на саму программу. Идеи и принципы, включая
“идеи и принципы организации интерфейса и алгоритма, а также языки программирования”, под
авторское право не попадают. Приведу в качестве примера “юридически чистый” принцип
создания BIOS-компьютеров. Как известно, в BIOS имеется некоторый набор стандартных
функций ввода-вывода, код которых, разумеется, защищен авторскими правами. Но можно
поступить следующим образом. Создать две группы специалистов, первая из которых подробно
изучит BIOS и опишет его функции, а вторая использует это описание как техническое задание.
Поскольку вторая группа даже не знакома с оригинальным BIOS, то результат ее творчества хотя
и будет делать то же самое, но никакого нарушения авторского права здесь не будет. Кстати, по
аналогичной схеме были сделаны многие модели процессоров AMD, только в качестве источника
информации использовалась официальная документация фирмы Intel.
Коротко опишем некоторые законы, действующие в Российской Федерации.
Закон “О правовой охране программ для ЭВМ и баз данных” дал юридически точное
определение понятий, связанных с авторством и распространением компьютерных программ и баз
данных. Он определил, что авторское право распространяется на указанные объекты, являющиеся
результатом творческой деятельности автора. Автор (или авторы) имеет исключительное право на
выпуск в свет программ и баз данных, их распространение, модификацию и иное использование.
Закон “Об информации, информатизации и защите информации” частично решает
вопросы правового регулирования на информационном рынке защиты прав и свобод личности от
угроз и ущерба, связанных с искажением, порчей, уничтожением “персональной” информации.
Особое внимание обратим на статью 11 закона “информация о гражданах (персональные
данные)”. В ней содержатся гарантии недопущения сбора, хранения, использования и
распространения информации о частной жизни граждан, недопустимости использования
собранной любым путем информации для дискриминации граждан по любому признаку.
§49 в учебнике Информатика 9 (Семакин И.Г.)
МОУ «Гимназия №1 г. Владивостока»
14
Билет № 6
Понятие модели. Натурные и информационные модели (с примерами).
Моделирование и формализация
Слово модель произошло от латинского слова modelium, которое означает: мера, образ,
способ и т.д. Его первоначальное значение было связано со строительным искусством, и почти во
всех европейских языках оно употреблялось для обозначения образа или прообраза, или вещи,
сходной в каком-то отношении с другой вещью.
Модель — это упрощенное подобие реального объекта, процесса или явления, отражающее
лишь существенные свойства объекта или процесса с точки зрения цели моделирования.
Моделирование – построение моделей для изучения объектов, процессов, явлений.
Причины, по которым прибегают к моделированию
1. В реальном времени оригинал может уже не существовать или его нет в
действительности (теория вымирания динозавров, теория гибели Атлантиды, «модель ядерной
зимы»).
2. Оригинал либо очень велик, либо очень мал (глобус, модель атома, солнечной системы).
3. Процесс протекает очень быстро или очень медленно (модель развития вселенной).
4. Оригинал может иметь очень много свойств и взаимосвязей. Чтобы изучить какое-то
конкретное свойство, иногда полезно отказаться от менее существенных, вовсе не учитывая их
(карта местности).
5. Исследование объекта может привести к разрушению (модель самолета, модель здания
во время землетрясения).
Что можно моделировать?
1. Объекты, например модели объектов:
 копии архитектурных сооружений;
 наглядные пособия;
 глобус;
 детская игрушка;
 манекен.
2. Явления, например, модели явлений:
 модели физических процессов (грозового разряда);
 геофизические модели (модели землетрясений, оползней);
3. Процессы, например:
 модель развития вселенной;
 модель экономического или экологического процесса
Классификация моделей
Рассмотрим наиболее распространенные признаки, по которым можно классифицировать
модели.
1. С учетом фактора времени модели делят на статические и динамические.
Модели
Определение
Пример
одномоментный (на данный
обследование ученика в поликлинике дает
Статические
момент времени) срез
картину физического состояния ребенка на
информации по объекту
данный момент времени
изменения состояния объекта
Карточка школьника, отражающая состояние
Динамические
во времени
здоровья ребенка в течение многих лет
2. По способу представления, модели делят на материальные (натурные) и
информационные
МОУ «Гимназия №1 г. Владивостока»
15
Модели
Определение
1.
Материальные
(натурные)
воспроизводят геометрические
и физические свойства объекта
и имеют реальное воплощение
2.
3.
Пример
Детские игрушки (куклы, мягкие
игрушки, машинки)
Глобус
Школьные пособия (скелет человека,
модель атома кислорода и т.д.)
Физические и химические опыты
4.
нельзя потрогать, так как они не
Описание объекта на любом естественном
Информационные имеют материальной основы, а
или формальном языке
строятся на информации
Информационная модель – совокупность информации, характеризующая свойства и
состояния объекта, процесса, явления, а также взаимосвязь с внешним миром.
К информационным моделям можно отнести вербальные и знаковые модели.
Вербальная модель – информационная модель в мысленной или разговорной форме.
Примеры вербальных моделей:
 Модель поведения человека при переходе через улицу. Человек анализирует
ситуацию на дороге (сигналы светофора, наличие и скорость машин и вырабатывает
модель своего движения)
 Идея, возникшая у изобретателя - модель изобретения.
 Музыкальная тема, промелькнувшая в голове композитора – модель будущего
музыкального произведения.
Знаковая модель – информационная модель, выраженная специальными знаками, т.е.
средствами любого формального языка.
Примеры знаковых моделей:
 Чертеж кухонной мебели – модель мебели для кухни.
 Схема Московского метрополитена – модель метро г. Москвы.
 График изменения курса евро – модель роста курса евро.
Вербальные и знаковые модели, как правило, взаимосвязаны. Мысленный образ (например,
пути по определенному адресу), может быть облечен в знаковую форму, например, в схему. И
наоборот, знаковая модель помогает сформировать в сознании верный мысленный образ.
3. По способу реализации информационные
знаковые модели делятся на
компьютерные и некомпьютерные.
Компьютерная модель – это
модель, реализованная средствами
программной среды.
Модели
Материальные
(натурные)
Формализация – это результат перехода от реальных
свойств объекта моделирования к их формальному
обозначению в определенной знаковой
системе (т.е. с помощью
Графические
математических, химических формул,
букв, цифр, картографических
элементов и т.д.).
§6-8 в учебнике Информатика 9
(Семакин И.Г.)
Информационные
Знаковые
Табличные
Компьютерные
МОУ «Гимназия №1 г. Владивостока»
Вербальные
Математические
Некомпьютерные
16
Билет № 7
Основные этапы решения задач на ЭВМ
При решении задач на ЭВМ можно воспользоваться готовой программой, если у нас есть
право на ее использование. Такие программы применяются для работы с текстом, графикой, для
проведения типовых расчетов. Но если для решения задачи хотят прибегнуть к использованию
компьютера, а готовой программы нет, то понадобится освоить весь процесс решения задачи на
компьютере, создав свою оригинальную программу. Чаще всего при написании реальной
прикладной программы (здесь речь не идет об учебных упражнениях типа “в массиве найти
максимальный элемент”) требуется не только программирование. Дело в том, что взятая из жизни
задача обычно не представлена в форме, немедленно готовой к решению на компьютере:
приходится сначала получать ее, выбирая при этом подходящий метод. Кроме того, когда
программа будет написана, введена и отлажена, потребуется провести анализ полученных
числовых результатов и сделать выводы относительно исходной задачи.
В этом случае процесс решения задачи сводится к следующим этапам:
1. Постановка задачи (выяснение наиболее существенных ее параметров и
закономерностей, влияющих на изучаемую ситуацию; формулировка целей решения и
определение необходимых для этого данных). Необходимо четко представлять, чем мы
располагаем - какие есть исходные данные, каковы ограничения на них. Нужно четко понимать,
что будет являться решением задачи, что должно стать результатом всего процесса решения. Если
задача конкретная (например, решение уравнения), то под постановкой задачи будет пониматься
ответ на вопросы: какие исходные данные известны, что требуется определить? Если задача
обобщенная, то необходимо определиться и с вопросом о том, какие данные допустимы.
2. Математическая формализация (запись основных закономерностей в математической
форме: в виде уравнений, соотношений, связей, условий). Решение задачи на ЭВМ возможно
только в том случае, если все действия, необходимые для решения задачи, формализованы, то
есть, представлены как математические операции и соотношения между входящими в них
переменными.
3. Выбор компьютерного метода (обычно данный этап требуется, поскольку получившаяся
математическая задача нуждается в преобразовании в эквивалентную форму, пригодную для
обработки на компьютере, — например, дифференциальные уравнения приводятся к
алгебраическим формулам, а для статистического моделирования требуется реализация датчика
случайных чисел).
4.Разработка алгоритма. В основу программы для компьютера кладется алгоритм
решения задачи, т.е. система точных и понятных предписаний, позволяющая за конечное число
шагов получить результат. Этот этап считается самым творческим, но и самым трудным.
Алгоритм должен отражать всю логику рассуждений, проводимых при решении задачи, но
обязательно учитывать, что исполнителем алгоритма будет компьютер - исполнитель с
ограниченными возможностями. Алгоритм составляется чаще всего в форме блок-схемы, т.к. она
является наиболее универсальной и наглядной.
5. Составление программы. Компьютер может многое, однако, это всего лишь автомат,
хотя и совершенный. Он решает задачи, выполняя вводимые человеком команды.
Последовательность команд представляет собой хранимую в памяти компьютера программу.
Программа составляется на каком-либо языке программирования, наиболее подходящем для
решения данной задачи.
6. Отладка и тестирование программы. Отладка означает не только устранение
синтаксических ошибок, в поиске которых помогает транслятор. Также обязательно должна
проводиться проверка работы программы на конкретных вариантах исходных данных,
подобранных так, чтобы охватить все возможные для данной задачи случаи. Необходимо
проверить все альтернативные ветви от начальной команды до выхода из программы, в том числе
проверку отсутствия неправильной организации циклов (зацикливания), логические ошибки.
7. Анализ полученных результатов. Анализируя полученные результаты такого
контрольного расчета, в случае их правильности можно сделать вывод о правильности всех
предшествующих программированию этапов. Существует несколько методов проверки
МОУ «Гимназия №1 г. Владивостока»
17
правильности полученных результатов: а) сравнение полученных результатов с результатом,
полученным в соответствии с тем же методом, но вручную или с помощью калькулятора; б)
сопоставление результата с экспериментальными фактами, теоретическими воззрениями и другой
считающейся достоверной информацией об объекте. После проведения таких сравнений может
появиться необходимость уточнения метода или математической модели, составления нового
алгоритма, программы и повторения компьютерных расчетов до тех пор, пока анализ результатов
не подтвердит их приемлемость.
Билет № 8
Понятие алгоритма. Свойства алгоритмов, исполнители алгоритмов.
Способы записи алгоритмов.
Алгоритм — это понятное и точное предписание исполнителю совершить
последовательность действий, направленных на решение поставленной задачи или достижение
указанной цели.
Термин имеет интересное историческое происхождение. В IX веке великий узбекский
математик аль-Хорезми разработал правила арифметических действий над десятичными числами.
Совокупность этих правил в Европе стали называть “алгоризм”. Впоследствии слово
трансформировалось до известного нам сейчас вида и, кроме того, расширило свое значение:
алгоритмом стали называть любую последовательность действий (не только арифметических),
которая приводит к решению той или иной задачи. Можно сказать, что понятие вышло за рамки
математики и стало применяться в самых различных областях.
Каждый алгоритм — это правила, описывающие процесс преобразования исходных данных
в необходимый результат. Для того чтобы произвольное описание последовательности действий
было алгоритмом, оно должно обладать следующими свойствами.
Дискретность
Процесс решения задачи должен быть разбит на последовательность отдельных шагов,
каждый из которых называется командой. Примером команд могут служить пункты инструкции,
нажатие на одну из кнопок пульта управления, рисование графического примитива (линии, дуги и
т.п.), оператор языка программирования. Наиболее существенным здесь является тот факт, что
алгоритм есть последовательность четко выделенных пунктов — такие “прерывные” объекты в
науке принято называть дискретными.
Понятность
Каждая команда алгоритма должна быть понятна тому, кто исполняет алгоритм; в
противном случае эта команда и, следовательно, весь алгоритм в целом не могут быть выполнены.
Данное требование можно сформулировать более просто и конкретно. Составим полный список
команд, который умеет делать исполнитель алгоритма, и назовем его системой команд
исполнителя (СКИ).
Требование использовать при составлении алгоритмов только те команды, которые входят
в СКИ, связано с тем, что исполнение алгоритма осуществляется формально, без возможности
вникнуть в суть команд и проанализировать их.
Одним из таких (вернее, основным из них) “бездушных” исполнителей является ЭВМ.
Вообще ЭВМ является универсальным исполнителем алгоритмов. Это связано с тем, что любой
алгоритм, составленный для ЭВМ, в конечном итоге транслируется в ее СКИ и, таким образом,
становится доступным для исполнения.
Определенность (детерминированность)
Команды, образующие алгоритм (или, можно сказать, входящие в СКИ), должны быть
предельно четкими и однозначными. Их результат не может зависеть от какой-либо
дополнительной информации извне алгоритма. Сколько бы раз вы не запускали программу, для
одних и тех же исходных данных всегда будет получаться один и тот же результат.
МОУ «Гимназия №1 г. Владивостока»
18
Результативность (конечность)
Результат выполнения алгоритма должен быть обязательно получен, т.е. правильный
алгоритм не может обрываться безрезультатно из-за какого-либо непреодолимого препятствия в
ходе выполнения. Кроме того, любой алгоритм должен завершиться за конечное число шагов.
Массовость
Алгоритм имеет смысл разрабатывать только в том случае, когда он будет применяться
многократно для различных наборов исходных данных. Например, если составляется алгоритм
обработки текстов, то вряд ли целесообразно ограничивать его возможности только русскими
буквами — стоит предусмотреть также латинский алфавит, цифры, знаки препинания и т.п. Тем
более что такое обобщение особых трудностей не вызывает.
Таковы основные свойства алгоритмов. Если их внимательно проанализировать, то
становится очевидным, что исполнитель алгоритма не нуждается в какой-либо фантазии и
сообразительности. Более того, для выполнения алгоритма совсем не требуется его понимание, а
правильный результат может быть получен путем формального и чисто механического
следования содержанию алгоритма.
Из возможности формального исполнения алгоритма следует очень важное следствие:
поскольку осознавать содержание алгоритма не требуется, его исполнение вполне можно доверить
автомату или ЭВМ. Таким образом, составление алгоритма является обязательным этапом
автоматизации любого процесса. Как только разработан алгоритм, машина может исполнять его
лучше человека — быстрее и, что очень важно, не ошибаясь.
Основными способами записи алгоритмов являются:
 словесно-формульный;
 на алгоритмическом языке;
 графический (блок-схема);
 на языке программирования высокого уровня.
Примеры записи алгоритмов:
1. словесно-формульный способ
Для робота составлен следующий алгоритм:
1. Покрасить доску.
2. Переместиться к следующей доске.
3. Перейти к действию 1.
2. на алгоритмическом языке
алг Квадраты нечетных чисел
арг i
нач
для i от 1 до 9 шаг 2
нц
вывод i2
кц
кон
Результатами будут
числа:
1 9 25 49 81
3. графический (блок-схема)
§27 глава 5 в учебнике
Информатика 9 (Семакин И.Г.)
МОУ «Гимназия №1 г. Владивостока»
19
Билет №9
Виды алгоритмических структур и их реализация на языке
программирования TPascal (с примерами)
Основными алгоритмическими структурами (ОАС) являются следование, развилка и
цикл. Ниже приведены графические обозначения (обозначения на блок-схемах) ОАС.
На схемах СЕРИЯ обозначает один или несколько любых операторов; ЛВ — логическое
выражение (если его значение ИСТИНА, переход происходит по ветви ДА, иначе — по НЕТ). На
схеме цикла с параметром использованы обозначения: ПЦ — параметр цикла, НЗ — начальное
значение параметра цикла, КЗ — конечное значение параметра цикла, Ш — шаг изменения
параметра цикла.
Простейшие задачи имеют линейный алгоритм решения. Это означает, что такой
алгоритм не содержит проверок условий и повторений, действия в нем выполняются
последовательно, одно за другим, т.е. при его реализации используется структура “следование”.
МОУ «Гимназия №1 г. Владивостока»
20
При разработке алгоритма данные можно разбить по смыслу на входные — аргументы,
выходные — результаты, и промежуточные. Исходные (входные) — это данные, известные перед
выполнением задачи, из условия. Выходные данные — результат решения задачи. Переменные,
которые не являются ни аргументом, ни результатом алгоритма, а используются только для
обозначения вычисляемого промежуточного значения, называются промежуточными. Чаще всего
требуется указать имена и типы данных — целый, вещественный, логический и символьный.
Ветвления играют в алгоритмах очень большую роль, поскольку предусматривают
корректную реакцию на самые разнообразные ситуации, возникающие в процессе обработки
информации. Благодаря этой структуре алгоритм приобретает способность выбирать один из
существующих вариантов работы, наиболее подходящий к сложившейся в данный момент
ситуации. В частном случае речь может идти о выполнении или игнорировании при определенных
условиях того или иного участка алгоритма.
Значение ветвления в современном программном обеспечении трудно переоценить.
Достаточно вспомнить стандартные элементы управления, такие, как меню, радиокнопки, флажки
проверки или списки. Именно они дают возможность пользователю чувствовать себя за
компьютером свободно и комфортно и выбирать те режимы работы, которые ему нужны.
Приведем также полную форму ветвления в Pascal:
IF <ЛВ> THEN
оператор1
ELSE
оператор2;
Достаточно часто при организации алгоритма решения задачи необходимо одну и ту же
определенную последовательность команд выполнить несколько раз подряд. Конечно, самый
простой способ — записать эти команды несколько раз друг за другом, и необходимое повторение
действий будет организовано. Но как быть в тех случаях, когда количество команд, которые
исполняются несколько раз, слишком велико? Или само количество повторений команд огромно?
Или вообще неизвестно, а сколько же раз нужно повторить последовательность команд? Решить
все эти проблемы можно, если использовать алгоритмическую структуру “цикл”.
Командой повторения, или циклом, называется такая форма организации действий в
алгоритме, при которой выполнение одной и той же последовательности команд повторяется до
тех пор, пока истинно некоторое логическое выражение.
Для организации цикла необходимо выполнять следующие действия:
 перед началом цикла задать начальное значение параметров (переменных,
используемых в логическом выражении, отвечающем за продолжение или завершение
цикла);
 внутри цикла изменять переменную (или переменные), которая сменит значение
логического выражения, за счет которого продолжается цикл, на противоположное (для
того чтобы цикл в определенный момент завершился);
 вычислять логическое выражение — проверять условие продолжения или окончания
цикла;
 выполнять операторы внутри цикла;
 управлять циклом, т.е. переходить к его началу, если он не закончен, или выходить из
цикла в противном случае.
Различают циклы с известным числом повторений (цикл с параметром) и итерационные (с
пред- и постусловием).
Опишем схематично, как выполняется каждый из циклов.
Цикл с предусловием:
1) вычисляется значение логического выражения;
2) если значение логического выражения “истина”, переход к следующему
пункту, иначе к пункту 5);
3) выполняется тело цикла;
4) переход к п. а);
5) конец цикла.
МОУ «Гимназия №1 г. Владивостока»
21
Цикл с постусловием:
1) выполняется тело цикла;
2) вычисляется значение логического выражения;
3) если значение логического выражения “ложь”, то переход к п.1), иначе к
следующему пункту;
4) конец цикла.
Запись циклов на языках программирования:
§30-31 глава 5 в учебнике Информатика 9 (Семакин И.Г.)
Билет № 10
Структура ЭВМ по фон Нейману. Принципы фон Неймана
В 1946 году американский математик Джон фон Нейман сформулировал общие принципы
функционирования универсальных вычислительных устройств, которые и были впоследствии
названы его именем. Первой машиной, построенной по схеме фон Неймана, была английская ЭВМ
ЭДСАК (1949 г.).
Для того чтобы компьютер был универсальным и эффективным устройством для обработки
информации, прежде всего он должен иметь следующие устройства:
1)
Внешнее входное устройство - для ввода данных и команд программы. Оно должно
кодировать входную информацию в виде двоичных чисел.
2)
Внешнее выходное устройство – для вывода результатов. Оно должно декодировать
информацию из двоичных чисел в форму, удобную пользователю.
3)
Вся входная информация должна попадать в запоминающее устройство, где будет
храниться до нужного момента.
4)
Для реализации команд пользователя служит арифметическое устройство, которое
можно объединить с логическим и тогда оно называется арифметико-логическим
устройством (АЛУ), выполняющим арифметические и логические операции (сложение,
вычитание, умножение, сравнение чисел и т.д.).
5)
Устройство управления (УУ), которое организует процесс выполнения программ.
Т.е. с помощью УУ программа из ЗУ устройства передаётся в АЛУ, в ЗУ отыскиваются
нужные данные, заносятся результаты. УУ организует приём и выдачу информации.
МОУ «Гимназия №1 г. Владивостока»
22
Схема ЭВМ по фон Нейману
Входная информация
(программы, данные)
АЛУ
(арифметикологическое устройство)
ЗУ
(запоминающее
устройство)
Устройство
вывода
УУ (устройство управления)
Устройство ввода
Результаты
Принципы работы компьютера (принципы фон Неймана)
Принцип программного управления.
Т.е. УУ выполняет команды программы автоматически, т.е. без вмешательства человека.
Оно может обмениваться информацией с памятью и внешними устройствами ввода-вывода.
Принцип хранимой программы.
ЗУ (память) должна состоять из некоторого количества пронумерованных ячеек, в каждой
из которых могут находиться или обрабатываемые данные, или команды программ. Т.е. одна и та
же память предназначена как для хранения данных, так и для хранения программ для обработки
этих данных. Все ячейки памяти должны быть одинаково доступны для других устройств
компьютера.
Конструкция большинства ЭВМ последующих поколений, где были реализованы эти
принципы, получила название «фон-неймановской архитектуры».
Устройства современных компьютеров несколько отличается от «фон-неймановской
архитектуры». Например, УУ и АЛУ объединены в единое устройство – центральный процессор.
Многие быстродействующие компьютеры осуществляют параллельную обработку данных на
нескольких процессорах. Тем не менее, большинство современных компьютеров в основных
чертах соответствуют принципам, изложенным Джоном фон Нейманом.
Помимо электронных вычислительных машин, построенных по принципу фон Неймана,
можно выделить еще следующие классы вычислительных машин:
калькуляторы и несложные устройства;
аналоговые вычислительные машины (все величины представлены не в цифровой
форме, а в виде непрерывных физических величин), они удобны для проведения непрерывных
вычислений;
гибридные вычислительные системы.
МОУ «Гимназия №1 г. Владивостока»
23
Билет № 11
Архитектура компьютера.
Магистрально-модульный принцип построения компьютера
С середины 60-х годов кардинально изменился подход к созданию вычислительных машин.
Вместо разработки аппаратуры и средств математического обеспечения стала проектироваться
система, состоящая из синтеза аппаратных (hardware) и программных (software) средств. При
этом на главный план выдвинулась концепция взаимодействия. Так возникло новое понятие —
архитектура ЭВМ.
Под архитектурой компьютера понимают описание компьютера на некотором общем
уровне, включающее логическую организацию структуры и ресурсы компьютера.
Особо подчеркнем, что к архитектуре относится именно наиболее общее логическое
построение вычислительных средств, без учета конкретных деталей их реализации. Вопросы
физического построения образуют отдельный круг проблем, который принято определять
понятием организация. Архитектура и организация — это две дополняющие друг друга стороны
описания ЭВМ.
Современным примером общей архитектуры вычислительной техники служат заполнившие
мир IBM-совместимые персональные компьютеры, успешно производимые во множестве стран.
Что же обычно относят к архитектуре ЭВМ? Назовем наиболее важное: методы
выполнения команд программы, способы доступа к памяти и внешним устройствам,
возможности изменения конфигурации оборудования, принципы построения системы команд и их
кодирования, форматы данных и особенности их машинного представления.
Несмотря на огромное разнообразие вычислительной техники и ее необычайно быстрое
совершенствование, фундаментальные принципы устройства машин, являющиеся составной
частью архитектуры, во многом остаются неизменными.
В основу архитектуры современных компьютеров положен магистрально-модульный
принцип и принципы Джона фон Неймана.
Джон фон Нейман, блестящий математик и физик, изучив конструкцию первых ЭВМ,
пришёл к идее нового типа логической организации ЭВМ, а именно:
 наличие арифметико-логического устройства и устройства управления (в
современных компьютерах объединены в процессор);
 адресуемая память;
 наличие устройства ввода-вывода информации;
 данные и программы хранятся в одной и той же памяти.
Процессор является главным устройством компьютера, в котором собственно и
происходит обработка всех видов информации. Другой важной функцией процессора является
обеспечение согласованного действия всех узлов, входящих в состав компьютера.
Память предназначена для хранения как данных, так и программ их обработки: согласно
фундаментальному принципу хранимой программы, для обоих типов информации используется
единое устройство.
Память делится на внутреннюю и внешнюю.
Под
внутренней
памятью
современного
компьютера
принято
понимать
быстродействующую электронную память, расположенную на его системной плате.
Наиболее существенная часть внутренней памяти называется ОЗУ — оперативное
запоминающее устройство. Его главное назначение состоит в том, чтобы хранить данные и
программы для решаемых в текущий момент задач.
Внешняя память реализуется в виде разнообразных устройств длительного хранения
информации. Сюда относятся накопители на гибких и жестких магнитных дисках, а также
оптические дисководы (устройства для работы с CD- и DVD-дисками). В последнее время
широкое распространение получили накопители на основе флэш-памяти.
Для получения информации о результатах необходимо дополнить компьютер
устройствами вывода, которые позволяют представить их в доступной человеческому
восприятию форме. Наиболее распространенным устройством вывода является монитор,
МОУ «Гимназия №1 г. Владивостока»
24
способный быстро и оперативно отображать на своем экране как текстовую, так и графическую
информацию. Для того чтобы получить копию результатов на бумаге, используют принтер.
Простейшим устройством ввода является клавиатура. Широкое распространение
программ с графическим интерфейсом способствовало популярности другого устройства ввода —
манипулятора “мышь”. Наконец, очень эффективным современным устройством для
автоматического ввода информации в компьютер является сканер, позволяющий не просто
преобразовать картинку с листа бумаги в графическое компьютерное изображение, но и с
помощью специального программного обеспечения распознать в прочитанном изображении текст
и сохранить его в виде, пригодном для редактирования в обычном текстовом редакторе.
Магистрально-модульный принцип построения компьютера заключается в
следующем:
1. Компьютер не является целым, неделимым объектом, а состоит из некоторого
количества устройств – модулей. Комплектовать компьютер из этих модулей пользователь может
по собственному желанию. Он легко заменять одни устройства на другие, тем самым,
модернизируя компьютер.
2. Все модули компьютера связаны между собой через магистраль, которая обеспечивает
обмен данными между устройствами.
Магистраль (чаще называемая инженерами системной шиной) состоит из трех
следующих частей:
 шина адреса, на которой устанавливается адрес (номер) требуемой ячейки памяти или
устройства, с которым будет происходить обмен информацией;
 шина данных, по которой собственно и будет передана необходимая информация;
шина управления, регулирующая этот процесс (сигналы, передающиеся по этой шине,
определяют
характер обмена информацией по магистрали, показывают, какую
операцию – считывание или запись информации нужно производить, синхронизируют
обмен данными).
Функциональная схема компьютера
Системный блок
Контроллер
Монитор
Процессор
Клавиатура
Мультиконтроллер
Super I/O
(контроллер
ввода/вывода)
Контроллер
Floppyдисковод
Накопитель
для CD(DVD)
Материнская
плата
Блок
питания
Мышь
Контроллеры
Жесткий
диск
Другие
устройства
– обозначение последовательных (COM), параллельных (LPT) и USB портов
МОУ «Гимназия №1 г. Владивостока»
25
Системная шина обеспечивает три направления передачи информации:
 между микропроцессором и основной памятью;
 между микропроцессором и портами ввода-вывода внешних устройств;
 между основной памятью и портами ввода-вывода.
Магистрально-модульная организация ПК позволяет реализовать принцип открытой
архитектуры. То есть любой внешний производитель оборудования получает информацию,
необходимую для подключения его устройства к стандартной шине.
Для того, чтобы все устройства компьютера работали согласовано, не конфликтовали
между собой у них должен соблюдаться одинаковый аппаратный интерфейс.
Аппаратный интерфейс – это средство сопряжения двух устройств, в котором все
физические и логические параметры согласуются между собой
Для
согласования
интерфейсов
все
внешние
устройства
подключаются
к шине не напрямую, а через контроллеры (адаптеры) и порты.
Внешнее
устройство
Контроллер
Порт
Шина
Рассмотренная нами учебная функциональная схема на практике значительно сложнее.
Современный компьютер может содержать несколько согласованно работающих процессоров,
прямые
информационные
каналы
между
отдельными
устройствами,
несколько
взаимодействующих магистралей и т.д.
Билет № 12
Организация и основные характеристики внутренней памяти компьютера и
характеристики процессора
Процессор является главным устройством компьютера, в котором собственно и
происходит обработка всех видов информации. Другой важной функцией процессора является
обеспечение согласованного действия всех узлов, входящих в состав компьютера. Соответственно
названным функциям, наиболее важными частями процессора являются арифметико-логическое
устройство АЛУ и устройство управления УУ.
Каждый процессор способен выполнять вполне определенный набор универсальных
команд, называемых чаще всего машинными командами. Каков именно этот набор, определяется
устройством конкретного типа процессора. Работа ЭВМ состоит в выполнении
последовательности таких команд, подготовленных в виде программы. Процессор способен
организовать считывание очередной команды, ее анализ и выполнение, а также при
необходимости принять данные или отправить результаты их обработки на требуемое устройство.
Выбрать, какую инструкцию программы исполнять следующей, также должен сам процессор,
причем результат этого выбора может зависеть от обрабатываемой в данный момент информации.
В состав микропроцессора входят:
 устройство управления (УУ) – предназначено для управления работой всех модулей
машины;
 арифметико-логическое устройство (АЛУ) – предназначено для
выполнения
арифметических и логических операций над информацией;
 микропроцессорная память (МПП) – используется для обеспечения высокого
быстродействия машины и служит для кратковременного хранения, записи и выдачи
информации, непосредственно используемой в вычислениях в ближайшие такты работы
машины (МПП строится на регистрах– специальных ячейках памяти);
МОУ «Гимназия №1 г. Владивостока»
26
 интерфейсная система микропроцессора – реализует связь с другими устройствами ПК.
Основная характеристика процессора – тактовая частота (измеряется в мегагерцах (МГц) и
гигагерцах (ГГц)). Чем выше тактовая частота, тем выше производительность компьютера. Так,
например, при тактовой частоте 2000 МГц процессор может за одну секунду изменить свое
состояние 2000 миллионов раз. Для большинства операций одного такта недостаточно, поэтому
количество операций, которые процессор может выполнить в секунду, зависит не только от
тактовой частоты, но и от сложности операций.
Есть еще насколько важных характеристик процессора – разрядность, тип ядра и
технология производства, частота системной шины.
Хотя внутри процессора всегда имеются регистры для оперативного хранения
обрабатываемых данных и некоторой служебной информации, в нем сознательно не
предусмотрено место для хранения программы. Для этой важной цели в компьютере служит
другое устройство — память.
Начиная с самых первых ЭВМ, память стали делить на внутреннюю и внешнюю. Под
внутренней памятью современного компьютера принято понимать быстродействующую
электронную память, расположенную на его системной плате. В настоящее время такая память
изготавливается на базе самых современных полупроводниковых технологий. Память
предназначена для хранения программ и данных, с которыми процессор непосредственно
работает. Она состоит из ячеек, местонахождение которых определяется уникальным адресом. В
каждой ячейке хранится машинное слово, соответствующее какому-либо значению данных или
элементу программы. От разрядности машинного слова зависит объем внутренней памяти
(количество ячеек). Емкость памяти измеряется в килобайтах, мегабайтах, гигабайтах. Кроме
временных данных, которые определяются тем, что компьютер делает в настоящий момент, он
должен знать и постоянно помнить некоторые стандартные программы и данные. Например,
компьютер должен знать, что ему делать после включения, где найти и прочитать операционную
систему, которой будет передано управление компьютером, как выполнить конкретную операцию
и пр. Причем выключение питания компьютера не должно приводить к потере этой важной
информации Решение проблем хранения различных видов информации и надежного
функционирования персонального компьютера привело к использованию нескольких видов
внутренней памяти: оперативной (ОЗУ), постоянной (ПЗУ), кэш-памяти.
Наиболее существенная часть внутренней памяти называется ОЗУ — оперативное
запоминающее устройство. Его главное назначение состоит в том, чтобы хранить данные и
программы для решаемых в текущий момент задач. Оперативная память обеспечивает режимы
записи, считывания и хранения информации, причем в любой момент времени возможен доступ к
любой произвольно выбранной ячейке памяти. Это свойство отражено в англоязычном названии
оперативной памяти RAM (Random Access Memory - память с произвольным доступом).
Оперативная память представляет собой память на электронных микросхемах. Микросхемы
оперативной памяти монтируются на маленькой плате. Каждая такая плата снабжена контактами,
расположенными вдоль нижнего края. С их помощью плата вставляется в специальный разъем на
системной плате. Системная плата имеет несколько разъемов для расширения памяти.
Основные характеристики памяти: дискретность и адресуемость.
Память дискретна — это значит, что память состоит из некоторых «частиц». «Частица»
памяти называется бит (так же как единица информации). Один бит — это двоичный разряд
памяти. Он хранит двоичный код (0 или 1). Слово «бит» — сокращение от английского «binary
digit» — двоичная цифра. Итак, память компьютера — это упорядоченная последовательность
двоичных разрядов (битов).
У каждой ячейки есть свой адрес (иногда их называют адресными ячейками). Адрес играет
роль номера ячейки. Когда ПК отправляет данные на хранение в оперативную память, он
запоминает адреса, в которые эти данные помещены. Обратившись к адресной ячейке, он может
найти данный байт данных. Общее количество элементарных ячеек определяет объем оперативной
памяти. Он колеблется от килобайт до мегабайт. Поскольку байт состоит из восьми битов, то в ней
есть восемь битовых ячеек, каждая из которых хранит электрический заряд. Эти заряды
неспособны долго сохраняться в битовых ячейках – они «стекают», за несколько долей секунды
данные полностью утрачиваются. Для обеспечения сохранности информации ПК десятки раз в
МОУ «Гимназия №1 г. Владивостока»
27
секунду проверяет, что содержится в ячейках памяти и «подзаряжает» каждую ячейку. Такой
процесс называется регенерацией оперативной памяти. Процесс регенерации происходит очень
быстро, поэтому пока компьютер получает питание от сети, за сохранность информации можно не
беспокоиться. Стоит только даже на краткое время исчезнуть питанию из сети, как информация
исчезает. Поэтому нельзя забывать, что микросхемы оперативной памяти являются
энергозависимыми устройствами (при выключении питания компьютера стирается вся
находящаяся в оперативной памяти информация).
В ПЗУ хранится информация, необходимая для первоначальной загрузки компьютера в
момент включения. Компьютер может читать или исполнять программы из постоянной памяти, но
он не может изменять их и добавлять новые. Постоянная память предназначена только для
считывания информации. Это свойство постоянной памяти объясняет часто используемое
английское название ROM (Read Only Memory - память только для чтения). Постоянная память,
реализуется интегральными микросхемами, которые являются энергонезависимыми. Выключение
питания не приводит к потере данных. Раньше содержимое ПЗУ раз и навсегда формировалось на
заводе, теперь же современные технологии позволяют в случае необходимости аккуратно
обновлять его, даже не извлекая из компьютерной платы.
Для увеличения производительности компьютера, согласования работы устройств с
различным быстродействием ПК использует кэш-память (от англ. cache - тайник, склад). Кэшпамять является промежуточным запоминающим устройством или буфером. Она используется
при обмене данными между микропроцессором и RAM, между RAM и внешним накопителем.
Использование кэш-памяти сокращает число обращений к жесткому диску для чтения-записи, так
как в ней хранятся данные, повторное обращение к которым, со стороны процессора не требует
повторения процесса чтения или иной обработки информации. Существует два типа кэш-памяти:
внутренняя, размещаемая внутри процессора и внешняя, которая устанавливается на системной
плате.
CMOS-память содержит настроечную информацию по конфигурации данного ПК и
некоторого дополнительного оборудования. «Вход» в редактирование CMOS-памяти, как правило,
по нажатию клавиши Delete сразу после включения ПК в процессе работы POST-программы.
Содержание CMOS-памяти (основное):






системные часы;
информация по результатам диагностики POST-программы;
информация по наличию и типе FDD;
информация по наличию и тине HDD;
размер ОЗУ;
наличие дополнительного оборудования.
Сокращение CMOS (Complement Metal Oxide Semiconductor – комплементарные пары
метал-оксид-полупроводник) указывает на технологию изготовления данной памяти, а не на её
функциональное назначение.
Видеопамять размещена на видеокарте. Она используется, как правило, в качестве буфера
для хранения кадров динамического изображения. В текстовом режиме работы ПК в видеопамяти
обычно хранятся коды символов и, возможно, их цвета. При работе в графическом режиме в
видеопамяти хранятся характеристики каждой точки изображения на экране: цвет, яркость,
мерцание.
МОУ «Гимназия №1 г. Владивостока»
28
Билет № 13
Внешние устройства ПК. Назначение и основные характеристики
К внешним устройствам ПК относятся внешняя память и устройства ввода-вывода
информации.
Внешняя память используется для долговременного хранения информации. В частности,
во внешней памяти хранится все программное обеспечение компьютера. Существует большое
количество внешних запоминающих устройств, но наиболее распространенными, имеющимися
практически на любом компьютере, являются накопители на жестких (НЖМД), гибких (НГМД)
магнитных дисках, накопители CD-ROM (RW), DVD-ROM (RW) и флэшки.
Информация поступает в ПК с помощью устройств ввода.
Устройствами ввода являются:
 клавиатура – устройство для ручного ввода числовой, текстовой и управляющей
информации;
 графический планшет – для ручного ввода графической информации, изображений
путем перемещения по планшету специального указателя (пера);
 сканер – для автоматического считывания с бумажных носителей и ввода в ПК
машинописных текстов и различных изображений;
 манипуляторы: мышь, джойстик, трекбол, световое перо;
 цифровая камера;
 микрофон.
Важнейшим из устройств ввода является клавиатура – кнопочное устройство для ввода
символьной информации. При нажатии клавиши с символом автоматически генерируется
связанный с ней код, который заносится в соответствующий буфер памяти. Как только клавиша
отпускается, генерируется другой код, что позволяет перепрограммировать назначение клавиш.
Важным свойством клавиатуры является её эргономичность.
В состав стандартного оборудования современного ПК входит мышь – устройство ввода и
управления. Движение мыши по поверхности стола позволяет выполнять перемещение курсора по
экрану, а нажатие кнопок на ее корпусе – отдавать команды.
Для ввода информации с листа бумаги применяется сканер. Лучик света с огромной
скоростью пробегает по листу, светочувствительные датчики воспринимают яркость и цветность
изображения и трансформируют в двоичный код.
Устройствами вывода информации являются:
 монитор;
 принтер;
 звуковые колонки;
 графопостроитель (плоттер) – для вывода графической информации из ПК на
бумажный носитель.
Самым популярным устройством вывода является монитор. Монитор относится к числу
неотъемлемых принадлежностей компьютера. Мониторы классифицируются по нескольким
разным параметрам, отражающим их назначение и возможности. Прежде всего, они бывают
монохромные (воспроизводящие два цвета – черный и белый, зеленый и черный и т.д.) и цветные.
Бывают мониторы графические и алфавитно-цифровые (впрочем, последние, способные
отображать лишь символы определенного алфавита, практически вышли из употребления).
Графический монитор способен отображать и символы, и любое изображение, которое
формируется из пикселей.
По физическим принципам работы мониторы подразделяются на использующие в качестве
базы электронно-лучевые трубки и жидкокристаллические дисплеи. Рассмотрим принципы
формирования изображения в первом случае. Внутренняя поверхность экрана покрыта слоем
люминофора – вещества, обладающего способностью светиться под воздействием электронного
луча. Специальное устройство, называемое «электронной пушкой», генерирует луч, которым
можно управлять с помощью специальной системы горизонтальной и вертикальной развертки
МОУ «Гимназия №1 г. Владивостока»
29
(пары пластин, на которые подается соответствующее напряжение). Попадая на участок экрана,
луч вызывает свечение определенного его участка.
Жидкокристаллический экран состоит из крошечных сегментов, заполненных специальным
веществом, способным менять отражательную способность под воздействием слабого
электрического поля, создаваемого электродами, подходящими к каждому сегменту.
Кроме того, характеристиками дисплеев являются: разрешающая способность (число
высвечиваемых точек по горизонтали и вертикали), число воспроизводимых цветов.
В настоящее время выпускаются плазменные дисплеи. В основе их работы лежит
возможность управлять электрическими разрядами в некоторых газах, сопровождающимися
свечением газа. Такие дисплеи обладают высоким качеством изображения и могут иметь большие
размеры при небольшой толщине, например, экран с диагональю более 1 м имеет толщину менее 8
см.
Огромную роль при выводе информации играют печатающие устройства – принтеры.
Первые принтеры копировали пишущую машинку, т.е. имели отдельную ударную клавишу для
каждого символа, которая, нанося механический удар по красящей ленте, оставляла желаемый
след на бумаге.
Следующим этапом в развитии принтеров стало появление матричных принтеров.
Изображение в них формируется с помощью печатающей головки, которая может перемещаться
вдоль строки. Головка состоит из металлических игл, каждая из которых независимо от остальных
может наносить удар по ленте. Такое устройство позволяет формировать изображение любого
символа, воспроизводить несложные рисунки и чертежи. Матричные принтеры могут быть и
цветными. Тогда они заправляются специальной 4-цветной лентой. В таких принтерах впервые
появилось собственное ОЗУ и электронный блок управления с целью не занимать функциями
печати основное ОЗУ компьютера и не отнимать время у центрального процессора.
Струйные принтеры вместо головки с иглами имеют головку со специальной краской и
микросоплом, через которое краска выпрыскивается на бумагу и быстро сохнет. Для
формирования изображения головка имеет несколько сопел, расположенных по принципу
матричного принтера. Для формирования цветного изображения красители, порознь распыляемые
разными соплами, смешиваются на бумаге. Изображение, полученное при помощи струйного
принтера, по качеству превосходит изображение, получаемое при помощи матричного принтера.
Кроме того, струйный принтер работает намного тише.
Самое высококачественное изображение дает использование лазерных принтеров.
Основным элементом такого принтера является вращающийся барабан, на внешнюю поверхность
которого нанесен светочувствительный материал. Луч лазера, управляемый электронным блоком,
оставляет на поверхности барабана наэлектризованную «картинку», соответствующую
изображению, подлежащему печати. Затем на барабан наносится порошок – тонер, очень мелкие
частички которого налипают на электризованные участки. Затем к барабану прижимается лист
бумаги, на который переходит тонер. Для фиксации изображения лист проходит через горячие
валики. Все действия происходят очень быстро, поэтому скорость работы лазерного принтера
очень высока. Кроме того, работает он почти бесшумно. Существуют и черно-белые, и цветные
лазерные принтеры. Единственным недостатком такого принтера является его высокая стоимость.
Близки к принтерам по назначению плоттеры – специализированные устройства для
вывода на бумагу чертежей и рисунков. Рисунок выполняется специальным пером, которое
управляется электронным блоком.
Существуют устройства, которые одновременно являются устройствами ввода и вывода.
Кроме устройств внешней памяти к ним относятся:
 модем – устройство для обмена информацией с другими компьютерами через
телефонную сеть;
 сетевая карта.
МОУ «Гимназия №1 г. Владивостока»
30
Билет № 14
Внешняя память. Носители и накопители информации, их основные
характеристики
Внешняя (долговременная) память предназначена для длительного хранения данных
(программ, результатов расчётов, текстов и т.д.), не используемых в данный момент в оперативной
памяти компьютера. Внешняя память, в отличие от оперативной, является энергонезависимой.
Носители внешней памяти, кроме того, обеспечивают транспортировку данных в тех случаях,
когда компьютеры не объединены в сети (локальные или глобальные).
Для работы с внешней памятью необходимо наличие накопителя (устройства,
обеспечивающего запись и (или) считывание информации) и устройства хранения информации —
носителя.
Основные виды накопителей:
 накопители на гибких магнитных дисках (НГМД);
 накопители на жестких магнитных дисках (НЖМД);
 накопители на магнитной ленте (НМЛ);
 накопители CD-ROM, CD-RW, DVD
 накопители Blu-ray.
Им соответствуют основные виды носителей:
 гибкие магнитные диски (Floppy Disk) (диаметром 3,5’’ и ёмкостью 1,44 Мб);
 жёсткие магнитные диски (Hard Disk или винчестер);
 кассеты для стримеров и других НМЛ;
 оптические диски CD-ROM, CD-R, CD-RW, DVD, Blu-ray Disc;
 устройства на основе микросхем Flash-памяти.
По принципам функционирования различают следующие виды запоминающих устройств:
электронные, магнитные, оптические и смешанные – магнитооптические. Каждый тип устройств
организован на основе соответствующей технологии хранения/воспроизведения/записи цифровой
информации.
Основные характеристики накопителей и носителей:
 информационная ёмкость;
 скорость обмена информацией;
 надёжность хранения информации;
 стоимость.
Принцип работы магнитных запоминающих устройств основан на способах хранения
информации с использованием магнитных свойств материалов. Как правило, магнитные
запоминающие устройства состоят из собственно устройств чтения/записи информации и
магнитного носителя, на который, непосредственно осуществляется запись и с которого
считывается информация. Магнитные запоминающие устройства принято делить на: дисковые и
ленточные устройства. Общая технология магнитных запоминающих устройств состоит в
намагничивании переменным магнитным полем участков носителя и считывания информации,
закодированной как области переменной намагниченности. Запись производится в цифровом коде.
Намагничивание достигается за счет создания переменного магнитного поля при помощи головок
чтения/записи. Головки представляют собой два или более магнитных управляемых контура с
сердечниками, на обмотки которых подается переменное напряжение. Изменение величины
напряжения вызывает изменение направления линий магнитной индукции магнитного поля и, при
намагничивании носителя, означает смену значения бита информации с 1 на 0 или с 0 на 1.
Дискеты требуют аккуратного обращения. Они могут быть повреждены, если
 дотрагиваться до записывающей поверхности;
 писать на этикетке дискеты карандашом или шариковой ручкой;
 сгибать дискету;
 перегревать дискету (оставлять на солнце или около батареи отопления);
 подвергать дискету воздействию магнитных полей.
МОУ «Гимназия №1 г. Владивостока»
31
Типичной конструкцией жесткого диска является исполнение в виде одного устройства —
камеры, внутри которой находится один или более дисковых носителей, помещённых на один ось,
и блок головок чтения/записи с их общим приводящим механизмом. В настоящее время
используются в основном жёсткие диски ёмкостью от 80 Гб до 1 Tb. Наиболее популярными
являются диски ёмкостью 160, 250, 320 Гб.
В накопителях на магнитных лентах (чаще всего в качестве таких устройств выступают
стримеры) запись производится на мини-кассеты. Ёмкость таких кассет — от 40 Мб до 13 Гб,
скорость передачи данных — от 2 до 9 Мб в минуту.
CD-ROM — это оптический носитель информации, предназначенный только для чтения, на
котором может храниться до 650 Мб данных. Доступ к данным на CD-ROM осуществляется
быстрее, чем к данным на дискетах, но медленнее, чем на жёстких дисках.
Компакт-диск изготавливается из полимера и покрыт металлической плёнкой. Информация
считывается именно с этой металлической плёнки, которая покрывается полимером,
защищающим данные от повреждения. CD-ROM является односторонним носителем информации.
Считывание информации с диска происходит за счёт регистрации изменений интенсивности
отражённого от алюминиевого слоя излучения маломощного лазера. Приёмник или фотодатчик
определяет, отразился ли луч от гладкой поверхности, был рассеян или поглощён. Рассеивание
или поглощение луча происходит в местах, где в процессе записи были нанесены углубления.
Фотодатчик воспринимает рассеянный луч, и эта информация в виде электрических сигналов
поступает на микропроцессор, который преобразует эти сигналы в двоичные данные или звук.
Скорость считывания информации с CD-ROM сравнивают со скоростью считывания
информации с музыкального диска (150 Кб/с), которую принимают за единицу. На сегодняшний
день наиболее распространенными являются 52х-скоростные накопители CD-ROM (скорость
считывания 7500 Кб/с).
Накопители CD-R (CD-Recordable) позволяют записывать собственные компакт-диски.
Более популярными являются накопители CD-RW, которые позволяют записывать и
перезаписывать диски CD-RW, записывать диски CD-R, читать диски CD-ROM, т.е. являются в
определённом смысле универсальными.
Аббревиатура DVD расшифровывается как Digital Versatile Disk, т.е. универсальный
цифровой диск. Имея те же габариты, что обычный компакт-диск, и весьма похожий принцип
работы, он вмещает чрезвычайно много информации — от 4,7 до 17 Гбайт. Возможно, именно изза большой емкости он и называется универсальным. Правда, на сегодня реально применяется
DVD-диск лишь в двух областях: для хранения видеофильмов (DVD-Video или просто DVD) и
сверхбольших баз данных (DVD-ROM, DVD-R).
Blu-ray Disc (blue ray — синий луч и disc — диск) — формат оптического носителя,
используемый для записи и хранения цифровых данных, включая видео высокой чёткости с
повышенной плотностью. Blu-ray получил своё название от использования для записи и чтения
коротковолнового «сине-фиолетового» лазера. Коммерческий запуск формата Blu-ray прошел
весной 2006 года. Однослойный диск Blu-ray может хранить 23,3/25/27 или 33 Гб, двухслойный
диск может вместить 46,6/50/54 или 66 Гб. Корпорация TDK уже анонсировала прототип
четырёхслойного диска объёмом 100 Гб. Ассоциация Blu-ray дисков настоятельно рекомендует
производителям проигрывателей давать возможность Blu-ray-устройствам проигрывать диски
формата DVD для обеспечения обратной совместимости.
Устройства Flash-памяти — это энергонезависимые полупроводниковые запоминающие
устройства емкостью от 256 Кб до 64 Гб. Она может быть прочитана сколько угодно раз, но
писать в такую память можно лишь ограниченное число раз (максимально — около миллиона
циклов). Распространена флеш-память, выдерживающая около 100 тысяч циклов перезаписи —
намного больше, чем способна выдержать дискета или CD-RW Устройства хранения данных на
основе микросхем Flash-памяти в сравнении с устройствами на основе магнитных дисков имеют
больше достоинств: механическая устойчивость, отсутствие механического износа, меньший вес и
габариты. Недостаток устройств на базе флеш-памяти по сравнению с жёсткими дисками — как
ни странно, меньшая скорость.
МОУ «Гимназия №1 г. Владивостока»
32
Каждое устройство внешней памяти снабжено специализированным блоком управления —
контроллером. Контроллер взаимодействует с системным программным модулем — драйвером,
управляющим устройством. Контроллер получает от драйвера выводимую на устройство
информацию и команды управления, которые сообщают, что нужно сделать с информацией,
например, записать в определенный сектор диска. Под управлением контроллера устройство
выполняет операции чтения или записи информации.
Билет № 15
Структура программного обеспечения и ИКТ. Назначение программ,
относящихся к системному ПО. Информационные задачи, решаемые с
помощью прикладных программ
Работой компьютера управляет программа. Все программы компьютера, которые хранятся
в его внешней памяти, образуют программное обеспечение (ПО). Многообразие программ для
компьютеров можно классифицировать следующим образом (см. схему).
Программное обеспечение
компьютера (ПО)
Системы
программирования
Библиотеки
стандартных
программ и
модулей
Трансляторы с
языков
программирования
Языки
Системное
ПО
Общего назначения
Операционные
системы
Оболочки ОС
(файловые
менеджеры)
Сервисные
программы
-текстов. редакторы;
-электрон. таблицы;
-граф. редакторы;
-настольные СУБД
-пакеты презентаций;
-игры и т.д.
Спец. назначения
-издательские
программирования
Утилиты
Сервисные
программы:
редактор,
отладчик
Прикладное ПО
Программыархиваторы
системы;
-математич. пакеты;
-обучающ.
программы;
-бухгалтерские
программы и т.д.
Антивирусные
программы
МОУ «Гимназия №1 г. Владивостока»
33
Системные программы предназначены для управления техническими и программными
средствами компьютера, организации диалога с пользователем.
Основу системного ПО составляют операционные системы. Самая популярная
в настоящее время операционная система для персональных компьютеров — ОС Windows.
При включении компьютера операционная система загружается в оперативную память
и организует:
 выполнение всех других программ;
 взаимодействие пользователя с программами и компьютером;
 управление ресурсами компьютера;
 работу файловой системы.
Файловый менеджер (Windows Commander, Norton Commander, Far) - компьютерная
программа, предоставляющая интерфейс пользователя для работы с файловой системой и
файлами. Файловый менеджер позволяет выполнять наиболее частые операции над файлами —
создание, открытие/просмотр, редактирование, перемещение, переименование, копирование,
удаление, изменение атрибутов и свойств, поиск файлов и назначение прав.
Утилита — это системная программа, выполняющая действия, направленные на
улучшение работы компьютера. Например: оптимизацию дисковой памяти, восстановление
ошибочно удаленных файлов, обслуживание диска (лечение, дефрагментации) и т.д.
Программа-архиватор (WinZip, WinRar) – программа, позволяющая за счет применения
специальных методов сжатия информации создавать копии файлов меньшего размера.
Антивирусные программы (антивирус Касперского, Norton Antivirus, Dr Web)
предназначены для борьбы с компьютерными вирусами. Компьютерным вирусом является
программа, способная внедряться в другие программы и выполнять нежелательные и опасные
действия для работы компьютера (разрушают файловой структуры, «забивают» ОЗУ мусором,
форматируют ЖД и т.д.).
Системы программирования предназначены для создания новых программ. Из
школьного курса известны системы QBasic, Turbo Pascal, Delphi, Visual Basic. Обычно система
программирования содержит небольшой текстовый редактор для написания программы, средства
синтаксического контроля, транслятор для перевода программы на машинный язык, редактор
связей для подключения стандартных функций и процедур, отладчик.
Прикладное ПО используется для решения определенных информационных задач
пользователя. Благодаря прикладным программам компьютеры используют в различных областях
деятельности человека, а также для игр и развлечений. Прикладное ПО можно разделить на три
части: программы общего назначения, программы специального назначения и профессионального
уровня.
Прикладное ПО общего назначения включает следующие программы.
Текстовые редакторы и издательские системы. Примеры текстовых редакторов —
Блокнот, WordPad, Word. Текстовые редакторы позволяют вводить, обрабатывать и печатать
текстовую информацию. Издательские системы имеют более мощные функции для верстки текста.
Примеры: PageMaker, Ventura Publisher.
Электронные таблицы обрабатывают информацию, представленную в виде таблиц.
Основное их достоинство — при вводе новых данных производится мгновенный пересчет по
формулам, числовые данные отображаются в графических диаграммах. Пример — MS Excel.
Графические редакторы позволяют строить статические и динамические изображения,
редактировать изображения, введенные с помощью сканера и видеокамеры. Примеры: Paint,
Photoshop, CorelDraw.
Музыкальные редакторы могут работать с аудиофайлами различных форматов,
редактировать их и создавать звуковые эффекты, например, редактор Sound Forge.
Системы управления базами данных предназначены для манипулирования большими
объемами данных, организованными в базы данных. Пример — СУБД для персонального
компьютера Access.
Программы разработки презентаций создают слайд-фильмы для докладов и рекламных
сообщений, пример — PowerPoint. На слайд можно поместить любую информацию: текст,
графику, анимацию, таблицу, диаграмму, звуковые эффекты.
МОУ «Гимназия №1 г. Владивостока»
34
Программы-браузеры позволяют работать пользователю с ресурсами Интернета,
просматривать web-страницы. Пример — Internet Explorer.
Рассмотрим программы специального назначения.
Авторские системы предоставляют пользователю стандартный интерфейс для выполнения
работ в некоторой предметной области.
Экспертные системы решают задачи с неполными исходными данными, требующие
экспертных знаний. Отличительной чертой экспертных систем является их адаптивность,
самообучение. В состав экспертной системы входят база знаний (компьютерная модель знаний
специалиста в конкретной области) и модуль логического вывода. Экспертные системы
распространены в науке, технике, медицине.
Гипертекстовые системы организуют иерархию нескольких текстовых документов с
помощью гиперссылок. Гиперссылка — это ключевое слово, с которым связан указатель для
перехода к другому документу. Если документы, кроме текста, содержат графическую и звуковую
информацию, то система называется гипермедиа и применяется в Интернете. Технология WWW
структурирует информационные ресурсы, расположенные на разных серверах, с помощью
гиперссылок.
Мультимедийные программы объединяют интерактивным интерфейсом графику, видео,
анимацию и звук. Используются в обучающих программах, в рекламе и играх.
Программы
профессионального
уровня
ориентированы
на
конкретную
профессиональную деятельность, реализованы в виде информационных систем.
САПР — системы автоматизированного проектирования — моделируют, проводят
технические расчеты, создают эскизы и чертежи для автоматизации инженерного проектирования
новых механизмов, зданий.
Обучающие системы основаны на электронных учебниках и дистанционных курсах.
Электронный учебник объединяет обучающие программы, интерактивный тренинг, тесты и
другие виды контроля, основан на мультимедийной технологии. Дистанционное образование
реализуется в глобальной сети и позволяет получить образование людям, географически
удаленным от образовательных центров.
Геоинформационные системы хранят данные, привязанные к географической карте.
Указав на объект географической карты или схемы города, получают некоторую информацию об
этом объекте. Пример — ГИС “Черное море”.
Информационно-поисковые системы дают оперативные ответы на запросы
пользователей. Примеры — библиотечная справочная система, поисковые серверы Интернета.
§47 в учебнике Информатика 9 (Семакин И.Г.)
Билет № 16
Операционная система компьютера (назначение, компоненты ОС, виды ОС,
интерфейс ОС, способ организации диалога с пользователем). Примеры ОС
Работой компьютера управляет программа. Все программы компьютера, которые хранятся
в его внешней памяти, образуют программное обеспечение (ПО). Основу системного ПО
составляет операционная система (ОС). ОС управляет работой компьютера.
При включении компьютера с магнитного диска загружается ядро операционной
системы в оперативную память. Ядро – та часть ОС, которая должна постоянно находиться в
оперативной памяти, пока работает компьютер. Диск, на котором хранится ОС и с которого
происходит ее загрузка, называется системным диском.
Любые ОС, независимо от их типа, выполняют три основные функции:
 управление ресурсами компьютера;
 взаимодействие пользователя с программами и компьютером;
 работа с файлами.
МОУ «Гимназия №1 г. Владивостока»
35
Компоненты операционной системы
Командный
интерпретатор –
программа,
обеспечивающая
диалог ЭВМ с
пользователем
Файловая система:
 сохранение информации в ВЗУ;
 чтение информации из файлов;
 удаление файлов;
 переименование файлов;
 копирование файлов;
 вывод на экран каталога
Драйверы внешних устройств
– набор служебных программ,
обеспечивающих позволяющая
операционной системе
корректно работать с
определенным с внешним
устройством компьютера
(принтером, сканером,
фотокамерой и т.д.)
Операционные системы являются программным посредником между аппаратными
средствами, с одной стороны, и пользователем и программами — с другой стороны. ОС
организует пользовательский и программный интерфейс. ОС избавляет программиста и
пользователя от необходимости напрямую работать с аппаратурой, предоставляет им виртуальную
машину, которой легко управлять и которую легко программировать. ОС берет на себя рутинные
операции по управлению всеми аппаратными устройствами компьютера (физической памятью,
таймером, принтерами). Операционная система управляет аппаратурой с помощью драйверов
устройств. Это программы, взаимодействующие с контроллерами устройств для выполнения
операций в периферийных устройствах. Драйвер разрабатывается для конкретного типа
устройства: принтера, дисковода, монитора. Он преобразует запрос в последовательность команд
физических операций, которые нужно выполнить устройству.
Для работы компьютерной системы необходимо три участника – программное обеспечение,
аппаратное обеспечение и человек (пользователь). Взаимосвязь между ними называют
интерфейсом.
Взаимодействие между различными узлами ПК – это аппаратный интерфейс,
взаимодействие между программами – программный интерфейс, а взаимодействие между
аппаратурой и программами – аппаратно-программный интерфейс. Способ взаимодействия
человека с программой называют интерфейсом пользователя.
В компьютере аппаратный интерфейс обеспечивают изготовители оборудования. Они
следят, чтобы все узлы имели одинаковые разъемы и работали с одинаковым напряжением.
Согласование между программным и аппаратным обеспечением берет на себя операционная
система. Человеку в первую очередь приходится иметь дело с интерфейсом операционной
системы. Интерфейсы операционных систем можно разделить на текстовые (интерфейс
командной строки) и графические.
Текстовый интерфейс имеют OC MS-DOS или shell-интерпретатор UNIX. Пользователь
взаимодействует с вычислительной системой с помощью клавиатуры, набирая специальные
команды командной строке.
МОУ «Гимназия №1 г. Владивостока»
36
Главный недостаток подобных систем - для эффективного использования их пользователю
необходимо знать синтаксис всех команд. Но подобный интерфейс сохранился при удаленном
доступе для администрирования или настройки сервера.
Современные ОС - имеют графический оконный пользовательский интерфейс. Для
обычного пользователя (а не для профессионального программиста или системного
администратора) такой интерфейс является наиболее удобным. Например, Windows не требует
знания команд операционной системы и их точного ввода с клавиатуры. Подавляющее
большинство операций по управлению работой персонального компьютера выполняются
манипулятором мышь над графическими объектами, либо короткими комбинациями клавиш
(горячими клавишами) на клавиатуре.
Операционные системы можно разделить на группы по следующим признакам:
Однопользовательская ОС (обслуживающая одного пользователя) и однозадачная ОС
(обрабатывающая только одну прикладную программу) уже ушли в историю, например, MS-DOS.
Многопользовательская ОС работает со многими пользователями, которые
подключаются к вычислительной системе с помощью терминалов.
Многозадачная ОС располагает в оперативной памяти одновременно несколько задач.
Центральный процессор их попеременно обрабатывает. Например, в ОС Windows пользователь
может одновременно запустить программы Калькулятор, Блокнот, Paint. На экране появятся окна
этих программ. Пользователь переходя из одного окна в другое, может поочередно работать с
этими приложениями. При таких переходах предыдущая программа не закрывается, т.е. не
выгружается из оперативной памяти и в любой момент готова продолжить свою работу.
Сетевые системы обеспечивают совместное использование ресурсов всеми выполняемыми
в сети задачами. Все современные ОС стали сетевыми. ОС могут работать с основными
технологиями локальных и глобальных сетей. ОС поддерживают работу с Интернетом, включают
утилиты популярных служб — telnet (работа с удаленным компьютером), ftp (передача файлов с
удаленного компьютера), DNS (служба доменных имен), web-сервис.
Приведем примеры операционных систем.
Семейство операционных систем Windows занимает ведущее положение в мире
персональных компьютеров. В мире ПК менее распространены ОС семейства Apple (Macintosh),
пример операционной системы — Mac OS. Операционные системы семейства UNIX стали
стандартом для мини-ЭВМ, Linux — современный вариант OS UNIX, предназначенный для
использования на ПК.
Билет № 17
Понятие файла. Файловый принцип организации данных. Типы файлов.
Операции с файлами
Вся информация пользователя ПК хранится на физических носителях (жесткий и гибкий
диски, оптические диски) в виде файлов. Файловая система — основная компонента
операционной системы. Она организует работу внешних устройств хранения информации.
Файл — это логически связанная совокупность данных во внешней памяти. Действия с
информацией производятся над файлами (запись на диск, вывод на экран, ввод с клавиатуры,
печать). В файлах хранятся разнообразные виды и формы информации: тексты, рисунки, чертежи,
программы, фото, видео, звук. Особенности конкретных файлов определяются их форматом, он
определяет представление информации в файле. Текстовая информация хранится в файле в кодах
ASCII, в текстовом формате. Содержимое текстового файла можно просматривать с помощью
программных средств. Файл с нетекстовой информацией при просмотре нельзя понять, выводятся
непонятные символы.
Для характеристики файла используют:
 Полное имя файла.
МОУ «Гимназия №1 г. Владивостока»
37




Объем файла в байтах.
Дату создания файла.
Время создания файла.
Атрибуты файла (R — только для чтения, H — скрытый, S — системный, A —
архивный файл).
К файлу можно обратиться с помощью имени, полного имени, спецификации.
Имя файла уникально, служит для отличия одного файла от другого. В различных ОС
существуют различные правила образования имени. В DOS имя содержит не более 8 символов,
при образовании имени нельзя использовать буквы русского алфавита и некоторые символы (“*”
“?” “:” “;” “,” “=” “пробел” “<” “>”), в Windows можно организовать длинные имена (до 256
символов), использовать русские буквы.
Полное имя файла образуется из имени файла и типа (расширения), разделенных точкой.
Тип служит характеристикой информации, хранящейся в файле, состоит не более чем из трех
символов. Используются только буквы латинского алфавита. Некоторые программы сами создают
расширение имени и потом по нему определяют свои файлы.
Существуют некоторые общепринятые расширения:
.exe – главный запускаемый файл;
.com – запускаемый файл;
.bat – командный файл;
.bak – страховая копия файла, создает программа во избежании потери информации;
.bmp – графическая информация;
st1.txt
.avi – видеоинформация;
Т1
.bas – текст программы на Бейсике;
st2.txt
.pas – текст программы на Паскале;
.txt – текстовый файл;
Y
Т2
.doc – документ, созданный MS Word;
.xls – файл, созданный MS Excel и т.д.
Т4
Файловые
структуры
поддерживают
X
st3.txt
функционально различные типы файлов.
1. Обычные файлы. Содержат произвольную
информацию. Их заполняет пользователь или
st4.txt
системные и прикладные программы. Обычные
файлы разделяют на следующие типы:

текстовые — состоят из строк
st5.txt
символов, их можно прочитать на экране,
распечатать на принтере;

двоичные — не используют коды символов, содержат исполняемый код
программы, архивный файл.
2. Каталоги. Содержат системную справочную информацию о наборе файлов. Каталог это специальное место на диске, в котором хранятся имена файлов, сведения о размере файлов,
времени их последнего обновления, атрибуты (свойства) файлов и т.д. Если в каталоге хранится
имя файла, то говорят, что этот файл находится в данном каталоге.
Каждый каталог имеет имя, и он может быть зарегистрирован в другом каталоге. Если
каталог Х зарегистрирован в каталоге Y, то говорят, что Х — подкаталог Y, а Y— надкаталог X.
Требования к именам каталогов те же, что к именам файлов. Как правило, расширение имени для
каталогов не используется, хотя делать это никто не запрещает.
На каждом диске имеется один главный, или корневой, каталог. В нем регистрируются
файлы и подкаталоги (каталоги 1-го уровня). В каталогах 1-го уровня регистрируются файлы и
каталоги 2-го уровня и т.д. Получается иерархическая древообразная структура каталогов на
диске. Каталог, с которым в настоящий момент работает пользователь, называется текущим.
Что такое папка? Согласно официальной формулировке разработчиков Windows, папка —
это объект Windows, который соответствует каталогу в MS-DOS.
МОУ «Гимназия №1 г. Владивостока»
38
Папки бывают двух видов:
 обычные папки-каталоги (т.е. обычная папка — это просто каталог);
 специальные папки (Мой компьютер, Принтеры и т.д.).
В представлении пользователя, папка — это некий объект Windows, который может
содержать другие папки, программы, документы и ярлыки. Папка может быть пустой.
Перечислим основные папки, с которыми работает большинство пользователей:
 Рабочий стол (Desktop);
 Мой компьютер (My computer, это доступ к ресурсам ПК);
 логические диски (А:, С:, D:, ... фактически это корневые каталоги дисков);
 Корзина (Recycle Bin);
 Панель управления (Control Panel);
 Принтеры (Printers);
 обычные папки с файлами (каталоги).
Как правило, каждая папка физически действительно представлена неким каталогом
(например. Рабочий стол — это подкаталог каталога Windows, Программы входят в подкаталог
Главное меню каталога Windows и т.д.).
Спецификация файла. Состоит из имени дисковода, маршрута и полного имени файла.
Например, с:\alpha\beta\primer.txt. Здесь с: — это имя дисковода, \alpha\beta\ — цепочка
соподчиненных каталогов, которую нужно пройти по иерархической структуре к каталогу, где
зарегистрирован нужный файл, primer.txt — полное имя файла.
При работе с группой файлов используют шаблон имени файла — специальную форму, в
которой в полях имени и типа файла используют символы “*” и “?”. Символ “*” заменяет любую
последовательность символов. В поле имени и типа можно использовать по одному символу “*”.
Например, шаблон *.txt позволит обратиться ко всем текстовым файлам. Символ “?” заменяет
один символ, например, имя R??.exe указывает на исполнимые файлы, имя которых начинается с
буквы R и состоит из трех символов.
Операции с файлами
Файловая система обеспечивает основные операции над файлами: открытие, копирование,
перемещение, объединение, удаление, закрытие. Открытие файла сопровождается копированием
учетной информации о файле в оперативную память, подготовкой буферов и каналов для передачи
информации.
Доступ к файлу — это установление связи с файлом для записи и чтения. Информация о
файле хранится в каталогах. Сам файл хранится на диске без всякой справочной информации.
Каталог — справочник файлов с указанием их положения на диске. Во многих ОС принята
иерархическая структура каталогов. На каждом диске имеется единственный главный корневой
каталог (обозначается символом “/”), имеет ограниченный объем и не может быть удален. В
корневой каталог входят другие каталоги и файлы. Каталоги организованы как системные файлы.
В каталогах хранятся записи о файлах и каталогах нижнего уровня. Переход в каталог нижнего
уровня организован последовательно через соподчиненные каталоги. Нельзя перейти из главного
каталога сразу к каталогу 4-го уровня, нужно пройти через все предыдущие каталоги. Этот
принцип организации доступа к файлу является основой ФС. ФС управляет размещением и
доступом к файлам и каталогам на диске.
Билет № 18
Электронные таблицы. Назначение и принципы работы электронных таблиц.
MS Excel. Основные функции. Адресация (абсолютная и относительная).
Современные технологии обработки информации часто приводят к тому, что возникает
необходимость представления данных в виде таблиц. Для табличных расчетов характерны
относительно простые формулы, по которым производятся вычисления, и большие объемы
МОУ «Гимназия №1 г. Владивостока»
39
исходных данных. Такого рода расчеты принято относить к разряду рутинных работ, для их
выполнения следует использовать компьютер. Для этих целей созданы электронные таблицы
(табличные процессоры) — прикладное программное обеспечение общего назначения,
предназначенное для обработки различных (чаще всего числовых) данных, представимых в
табличной форме.
Электронная таблица (ЭТ) позволяет хранить в табличной форме большое количество
исходных данных, результатов, а также связей (алгебраических или логических соотношений)
между ними. При изменении исходных данных все результаты автоматически пересчитываются и
заносятся в таблицу. При работе с табличными процессорами создаются документы, которые
также называют электронными таблицами. Такие таблицы можно просматривать, изменять,
записывать на носители внешней памяти для хранения, распечатывать на принтере.
Рабочим полем табличного процессора является экран дисплея, на котором электронная
таблица представляется в виде прямоугольника, разделенного на строки и столбцы. Строки
нумеруются сверху вниз. Столбцы обозначаются слева направо. На экране виден не весь
документ, а только его часть. Документ в полном объеме хранится в оперативной памяти, а экран
можно считать окном, через которое пользователь имеет возможность просматривать таблицу.
Для работы с таблицей используется табличный курсор — выделенный прямоугольник, который
можно поместить в ту или иную клетку. Минимальным элементом электронной таблицы, над
которым можно выполнять те или иные операции, является такая клетка, которую чаще
называют ячейкой. Каждая ячейка имеет уникальное имя, которое составляется из номеров
столбца и строки, на пересечении которых располагается ячейка. Нумерация столбцов обычно
осуществляется с помощью латинских букв (поскольку их всего 26, а столбцов значительно
больше, то далее идет такая нумерация — AA, AB, ..., AZ, BA, BB, BC, ...), а строк — с помощью
десятичных чисел, начиная с единицы. Таким образом, возможны имена (или адреса) ячеек B2,
C265, AD11 и т.д.
Следующий объект в таблице — диапазон ячеек. Его можно выделить из подряд идущих
ячеек в строке, столбце или прямоугольнике. При задании диапазона указывают его начальную и
конечную ячейки, в прямоугольном диапазоне — ячейки левого верхнего и правого нижнего
углов. Наибольший диапазон представляет вся таблица, наименьший — ячейка. Примеры
диапазонов — A1:A100; B12:AZ12; B2:K40.
Если диапазон содержит числовые величины, то они могут быть просуммированы,
вычислено среднее значение, найдено минимальное или максимальное значение и т.д.
Иногда электронная таблица может быть составной частью листа, листы, в свою очередь,
объединяются в книгу (такая организация используется в Microsoft Excel).
Ячейки в электронных таблицах могут содержать числа (целые и действительные),
символьные и строковые величины, логические величины, формулы (алгебраические, логические,
содержащие условие).
Можно выделить следующие режимы работы табличного процессора:
 формирование электронной таблицы;
 управление вычислениями;
 режим отображения формул;
 графический режим;
 работа электронной таблицы как базы данных.
Режим формирования электронных таблиц предполагает заполнение и редактирование
документа. При этом используются команды, изменяющие содержимое клеток (очистить,
редактировать, копировать), и команды, изменяющие структуру таблицы (удалить, вставить,
переместить).
Режим управления вычислениями. Вычисления проводятся в естественном порядке, т.е.
если в очередной ячейке находится формула, включающая адрес еще не вычисленной ячейки, то
вычисления по этой формуле откладываются до тех пор, пока значение в ячейке, от которого
зависит формула, не будет определено. При каждом вводе нового значения в ячейку документ
пересчитывается заново — выполняется автоматический пересчет.
МОУ «Гимназия №1 г. Владивостока»
40
Режим отображения формул задает индикацию содержимого клеток на экране. Обычно
этот режим выключен, и на экране отображаются значения, вычисленные на основании
содержимого клеток.
Графический режим дает возможность отображать числовую информацию в графическом
виде: диаграммы и графики. Это позволяет считать электронные таблицы полезным инструментом
автоматизации инженерной, административной и научной деятельности.
В современных табличных процессорах, например в Microsoft Excel, в качестве базы
данных можно использовать список (набор строк таблицы, содержащий связанные данные). При
выполнении обычных операций с данными, например, при поиске, сортировке или обработке
данных, списки автоматически распознаются как базы данных.
MS Excel является мощным программным средством для работы с таблицами
данных, позволяющим упорядочивать, анализировать и графически представлять различные виды
данных. Программа Excel входит в пакет Microsoft Office для Windows.
Документом (т.е. объектом обработки) MS Excel является файл с произвольным именем и
расширением .xls. Такой файл называется рабочей книгой. В каждом файле .xls может размещаться
от 1 до 255 электронных таблиц. Каждая из них называется рабочим листом.
Структура таблицы
Электронная таблица Excel состоит из 65536 строк и 256 столбцов. Строки пронумерованы
целыми числами от 1 до 65536, а столбцы обозначены буквами латинского алфавита A, B, … Z,
AA, AB, … , IV. На пересечении столбца и строки располагается основной структурный элемент
таблицы – ячейка. Для указания на конкретную ячейку таблицы используется адрес: А1, С5.
В любую ячейку можно ввести исходные данные – число или текст, а также формулу для
расчета (до 240 символов).
Текстом является любая последовательность, состоящая из цифр, пробелов и нецифровых
символов. Введенный текст выравнивается в ячейке по левому краю.
Число – некоторая последовательность цифр, которая может начинаться со знаков “+” или
“–“, и которая может содержать “,”, как разделитель целой и дробной части (в качестве
разделителя может использоваться и “.”, в зависимости от настройки). Введенное число
выравнивается в ячейке по правому краю.
Для очень маленьких и очень больших чисел используется экспоненциальная форма. Если
ширина введенного числа больше, чем ширина ячейки на экране, то Excel отображает его в
экспоненциальной форме или вместо числа ставит символы # ### (при этом число в памяти будет
сохранено полностью). Точность представления числа (количество знаков после запятой) можно
регулировать с помощью кнопок панели инструментов “Форматирование”.
Формула – арифметическое выражение, которое может содержать числа, адреса ячеек и
функции, соединенные между собой знаками арифметических операций. Ввод формулы
начинается со знака “=”. Формула не должна содержать пробелов.
В Excel в формулах при обращении к ячейкам существует три способа адресации ячеек:
абсолютная, относительная и смешанная. При использовании относительной адресации
копирование, перемещение формулы, вставка или удаление строки (столбца) с изменением
местоположения формулы приводят к перестраиванию формулы относительно ее нового
местоположения. В силу этого сохраняется правильность расчетов при любых указанных выше
действиях над ячейками с формулами. В некоторых же случаях необходимо, чтобы при изменении
местоположения формулы адрес ячейки (или ячеек), используемой в формуле, не изменялся. В
таких случаях используется абсолютная адресация. В приведенных выше примерах адресов ячеек
и диапазонов ячеек адресация является относительной. Примеры записи абсолютной адресации:
$A$10; $B$5:$D$12.). При смешанной адресации символ $ ставится там, где он необходим. Тогда
при копировании один параметр адреса изменяется, а другой – нет. $M10; K$12 (в первом примере
фиксирован только столбец, а строка может изменяться, в последнем — фиксирована строка,
столбец может изменяться).
МОУ «Гимназия №1 г. Владивостока»
41
Билет № 19
Понятие компьютерной сети. Виды компьютерных сетей. Аппаратное и
программное обеспечение компьютерных сетей. Топология локальных
сетей. Характеристики каналов (линий) связи
Компьютерная сеть — это совокупность компьютеров, соединенных с помощью каналов
связи и средств коммутации в единую систему для обмена сообщениями и доступа пользователей
к различным ресурсам.
Сети обычно делят на:
 локальные – объединяют компьютеры, находящиеся недалеко друг от друга, например,
стоящие в соседних комнатах, в одном здании;
 глобальные – компьютеры могут находиться в разных городах, странах и континентах.
Глобальные сети, как правило, объединяют несколько локальных сетей.
Преимущества, которые предоставляют компьютерные сети по сравнению с отдельно
работающими компьютерами:
 Использование аппаратных ресурсов более мощного или лучше оснащенного, чем у вас,
компьютера. Например, с помощью обращения по сети можно распечатать документ на
цветном лазерном принтере, установленном в соседней комнате.
 Использование программы, работающей на доступном по сети компьютере. На этом
принципе функционируют многие крупные компьютеры-серверы, которые, получая
запросы по сети, мгновенно проводят сложную обработку и возвращают в качестве ответа
результаты.
 Использование данных, хранящихся на удаленных компьютерах. Ярким примером такого
рода является доступ к информации через Интернет.
 Обмен информацией между пользователями компьютеров, совместная работа над общими
проектами. Наиболее наглядным (но далеко не единственным) примером такого рода
является электронная почта.
Для подсоединения компьютера к сети необходимо наличие специальных аппаратных и
программных средств. К аппаратным средствам компьютерных сетей относится несколько
видов устройств.
Прежде всего, это сами подключаемые к сети компьютеры. В простейших случаях все
участвующие в сети компьютеры равноправны и такая сеть называется одноранговой. В более
сложных конфигурациях выделяются специализированные компьютеры — серверы, которые
предоставляют свои ресурсы для обслуживания входящих в сеть машин.
Для организации передачи и приема данных каждый из компьютеров должен иметь
специальное сетевое устройство, которое может быть двух типов: сетевой адаптер и модем.
Разница между ними заключается в том, что первые организуют работу по специализированным
компьютерным линиям связи, а вторые — по обычной телефонной сети или иным уже
имеющимся линиям, например, сети кабельного телевидения. Характерной особенностью
применения модемов является временный (для осуществления передачи данных по аналоговой
линии) переход от цифровой формы представления к аналоговой.
Мы уже упомянули о том, что для доставки данных от одного компьютера к другому
используются каналы связи. Классическим вариантом канала является использование
качественных электрических кабелей. Высокие требования к кабелям возникают в связи с тем, что
в них при передаче высокочастотных сигналов протекают весьма характерные волновые
процессы, которые при неудачном подборе свойств могут приводить к существенным потерям.
Распространены два способа существенного уменьшения потерь в кабеле: сделать его
коаксиальным (центральная токопроводящая жила и вокруг нее экранирующая металлическая
оплетка) или использовать свитые вместе провода (витую пару); первый способ обеспечивает
меньшее затухание. Более современными и имеющими значительно лучшие характеристики
являются оптические линии связи (световоды), информацию по которым переносит световой луч.
Высокая частота оптических волн позволяет существенно повысить скорость передачи
МОУ «Гимназия №1 г. Владивостока»
42
информации. Наконец, самые современные технологии передачи данных вообще стали
беспроводными: они используют связь в инфракрасном и радиочастотном диапазонах волн.
Перечисленных выше аппаратных средств уже достаточно для построения не слишком
больших сетей. Тем не менее, когда компьютеров в сети становится много, линии связи начинают
сильно перегружаться. Главным способом борьбы с этим негативным явлением служит разделение
сети на отдельные сегменты. При этом используется еще один тип сетевого оборудования, которое
называется коммутационным. К нему относятся концентраторы, коммутаторы, маршрутизаторы
и некоторые другие устройства.
Классификация компьютерных сетей по топологии
Физическая топология означает форму сети, т.е. правила соединения компьютеров в сети и путь
прокладки кабеля. Логическая топология означает путь, по которому сигналы проходят из
одной точки сети в другую. Физическая и логическая топологии могут совпадать.
Тополо
Схема и описание сети
Преимущества
Недостатки
гия
Шина
Кольцо
Шина представляет собой сеть, проложенную по
линии. Кабель проходит от одного компьютера к
следующему, затем к следующему и т.д. На
каждом конце шины должен быть терминатор
(оконечное устройство). Один из концов шины
должен быть заземлен. Устройства
подключаются при
помощи
коаксиального
кабеля.
В кольце каждый компьютер соединен с двумя
другими и сигнал может проходить по кругу.
Устройства подключаются при помощи
коаксиального
кабеля.
Очень проста в
реализации,
относительно дешевая,
требует меньше
кабелей, чем другие
топологии.
Проста в реализации,
относительно дешевая,
требует меньше
кабелей, чем топология
«звезда» и смешанные.
1. Сигналы в такой сети
подвержены затуханию, т.е.
интенсивность сигнала с
расстоянием уменьшается.
2. Если происходит разрыв
кабеля (или один из
пользователей вынимает
разъем из гнезда, чтобы
отключиться от сети), то вся
сеть разрывается.
1. Если происходит разрыв
кабеля (или один из
пользователей вынимает
разъем из гнезда, чтобы
отключиться от сети), то вся
сеть разрывается.
2. В такую сеть трудно добавить
новый компьютер. Для
добавления компьютера кольцо
кабеля нужно разрывать и вся
сеть выходит временно из строя.
Звезда
Звезда образуется
путем соединения
каждого компьютера с
центральным
концентратором (Hub).
Устройства
подключаются при
помощи витой пары
или оптоволокна
(иногда коаксиального кабеля).
1. Если кабель
разрывается (или один
из пользователей
вынимает разъем из
гнезда, чтобы
отключиться от сети),
то вся сеть продолжает
нормально работать.
2. Легко добавить
новый компьютер.
1. Финансовые затраты на
большое количество кабелей и
концентратор.
2. Как правила работает по
системе Клиент/Сервер. Если
сервер выходит из строя, то
происходит потеря сетевой
функции.
Смешанные сети
МОУ «Гимназия №1 г. Владивостока»
43
Передают электрический сигнал по медным
проводникам
МОУ «Гимназия №1 г. Владивостока»
В больших помещениях, где использование
обычных линий затруднено или
нецелесообразно. Связь удаленных сегментов
на расстоянии 3-5 км (антенна типа волновой
канал) и 25 км (направленная параболическая
антенна) при условии прямой видимости.
Намного дороже проводной связи.
Защищенная
витая пара
Обеспечивают наивысшую скорость
передачи, более надежны, не подвержены
электромагнитным помехам.. Более легкий
и гибкий, чем медный. Дороже медного.
Более сложный монтаж.
Незащищенная
витая пара
Используют более толстые провода,
чем незащищенные пары, защищены
слоем изолятора. Более высокая
стоимость.
Коаксиальный
кабель
Состоит из двух проводов, скрученных
вместе (6 оборотов на дюйм) для
обеспечения защиты от электромагнитных
помех и др. Чувствительны к помехам..
Состоит из двух проводников, окруженных
изолирующими слоями, первый слой изоляции
окружает центральный провод, он оплетен
снаружи внешним экранирующим
проводником. Бывают тонкие (более дешевые)
и толстые (дороже, сложнее в монтаже, но
более устойчив к помехам).
Рассмотрим основные характеристики линий связи. При выборе типа кабеля следует
учитывать следующие показатели:
Сетевые кабели
Волоконнооптический кабель
Беспроводная
связь
Передает свет по
стеклянному волокну
Радиоволны СВЧ
диапазона
§1,3 глава 1 в учебнике
Информатика 9 (Семакин И.Г.)
44
Билет № 20
Организация связи в глобальных сетях. Назначение основных услуг сетей
(электронная почта, телеконференции, форумы, доски объявлений и т.д.).
Что такое Internet. Адресация в Internet
Глобальная сеть связывает между собой многие локальные сети, а также отдельные
компьютеры, не входящие в локальные сети. Размеры глобальных не ограничены: могут
существовать сети от региональных до всемирных.
Глобальную компьютерную сеть называют телекоммуникационной сетью, а процесс
обмена информацией по такой сети телекоммуникацией («tele» - далеко, «comunicato» - связь).
Организация связи в глобальных сетях похожа на организацию телефонной связи. Телефон
каждого абонента подключен к определенному узлу-коммутатору. Связь между коммутаторами
организована таким образом, чтобы любые два абонента, где бы они не находились, могли бы
поговорить друг с другом. И такая телефонная сеть «покрывает» весь мир. Аналогично работают
компьютерные сети. Персональный компьютер пользователя сети подключается к определенному
узлу сети. Узлы связаны между собой, и эта связь действует постоянно.
Сети, обслуживающие какую-то отрасль государства называют корпоративными
(отраслевыми) сетями. Если сеть существует в пределах определенного региона, то она называется
региональной. Каждая региональная или корпоративная сеть обычно имеет связь с другими
сетями. Для этого один из узлов сети выполняет функцию шлюза. Шлюз соединяется линией связи
с аналогичными узлами других сетей.
Существует мировая система компьютерных сетей – это Интернет («net» - сеть, «Internet» объединение сетей). Интернет объединяет в себе тысячи локальных и региональных
компьютерных сетей всего мира.
Учитывая, что в сеть могут объединяться машины самых разных типов с разнородным
программным обеспечением, для них должны быть установлены единые правила взаимодействия:
как передавать информацию, что делать, если сообщение прервалось, и т.д. Такие правила
называются протоколами. Требования протоколов по смыслу аналогичны способам преодоления
языковых проблем при общении людей: те, кто говорит на разных языках, едва ли поймут друг
друга. Приведем несколько примеров сетевых протоколов. Широкое распространение получил
набор протоколов TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol), который стал
стандартом для передачи информации между компьютерами во всем мире. В основе концепции
локального сетевого окружения Windows лежит протокол NetBIOS, который позволяет получать
доступ к общим ресурсам другого компьютера так же, как к своим собственным. В операционной
системе Linux для доступа к Windows-ресурсам используется протокол Samba.
Для передачи информации от одного компьютера к другому необходимо иметь
определенную систему их адресации. Подобно тому, как пересылка почтовых сообщений
базируется на определенных общепринятых соглашениях об адресах людей, компьютеры для
обеспечения правильной доставки информации также должны иметь какие-то средства
идентификации.
Каждая сетевая плата, предназначенная для подсоединения компьютера к информационной
сети, имеет свой физический адрес (так называемый “MAC-адрес”). Он закладывается в
аппаратуру при изготовлении, а специальные соглашения между производителями сетевого
оборудования гарантируют уникальность номера каждой платы. Адрес принято записывать в виде
последовательности из 6 шестнадцатеричных чисел.
При работе в сети Интернет используются IP-адреса (IP — Internet Protocol). Протокол IP
определяет глобальную систему адресации. Для установления соответствия между двумя
названными независимыми адресами компьютер хранит специальную таблицу их соответствия,
которая формируется автоматически. MAC-адрес жестко задан заводом-изготовителем, а IP-адрес
выбирает сетевой администратор с учетом положения машины в сети Интернет. Если машину
перемещают в другую часть сети, IP-адрес должен быть изменен.
МОУ «Гимназия №1 г. Владивостока»
45
IP-адрес записывается в виде четырех десятичных чисел, разделенных точками, например,
192.168.100.129. Входящие в адрес числа (четыре числа по 1 байту каждый) не могут превышать
255 (1 байт=8 бит 28=256, а так как отсчет начинается с нуля, то 0 до 255).
IP-адрес состоит из двух частей: сетевой и машинной. Первая обозначает логическую сеть,
к которой относится адрес; на ее основе принимаются решения по маршрутизации между сетями.
Вторая определяет конкретную машину в сети. Разбиение на указанные части происходит по
специальным правилам, которые мы рассматривать не будем. Скажем только, что для типичного
IP-адреса номер машины определяется последним байтом.
Для человека запоминать IP-адрес неудобно. Поэтому параллельно с IP-адресами в
Интернете существует более подходящая для человеческого восприятия доменная система имен
компьютеров (Domain Name System — DNS). Доменные имена образуются из символьных
сочетаний, разделяющихся между собой точками. Принято называть самую правую запись
доменом первого уровня, далее второго и т.д. уровней. Например, в имени openoffice.org доменом
первого уровня является org, а второго — openoffice. Домены первого уровня стандартизированы.
В самом первом (американском) стандарте их было семь: com — коммерческие организации, edu
— учебные заведения, gov — правительственные организации, mil — военные учреждения, net —
поставщики сетевых услуг, org — бесприбыльные организации, int — международные
организации. Позднее, когда сети стали интернациональными, были дополнительно введены
двухбуквенные домены стран (для нашей страны ru — от английского Russia). Встречаются и
отдельные “нестандартные” доменные имена, например, eu — Европа. Наконец, в последнее время
вводятся некоторые новые домены первого уровня, такие, как info, biz, и другие.
Преобразование доменных имен в IP-адреса и обратно осуществляется автоматически.
Этим занимаются так называемые “серверы имен”, хранящие таблицы соответствия между двумя
формами адресов.
По мере объединения сетей в единое информационное пространство Интернет постепенно
складывались различные сетевые службы. Первоначально они были изолированными и имели
четко ограниченную сферу применения. С развитием Интернета стала все более отчетлива
тенденция к объединению и унификации всех этих служб; основой такого объединения является
“Всемирная паутина” — World Wide Web, или более коротко — WWW.
К сервисам Интернета традиционно относятся следующие виды работ на компьютере.
 Удаленный доступ (telnet) – соединение одного компьютера с другим компьютером сети и
работа на нем как на своем собственном. Расстояние до удаленного компьютера
принципиального значения не имеет: он может находиться в той же комнате, а может —
в другом государстве противоположного полушария Земли. Такой способ реализации
межкомпьютерного соединения часто называют удаленным терминалом. При удаленном
доступе вы можете просматривать каталоги и файлы на другом компьютере, запускать и
редактировать документы, словом, делать практически все то же самое, что вы обычно
делаете на своем компьютере. Разумеется, для получения возможности работы на другом
компьютере вы должны быть на нем зарегистрированы. Другой возможный вариант —
общедоступные серверы, например, каталог библиотеки.
 Передача файлов (FTP)
Упомянутая выше программа telnet, несмотря на свои большие возможности, не позволяет
копировать файлы с удаленного компьютера. Для этой цели имеется специальное ПО — ftp
(от File Transfer Protocol — протокол переноса файлов). Одной из важнейших возможностей
ftp является разрешение анонимного доступа к некоторым серверам, что позволяет получать
файлы с них абсолютно всем желающим. Для того чтобы воспользоваться такой
возможностью, необходимо ввести специальное имя anonymous. Чаще всего общедоступные
файлы хранятся в каталоге /pub. На многочисленных ftp-серверах можно найти самые
разнообразные архивы, начиная с программного обеспечения и кончая текстами
художественных книг.
 Электронная почта (E-mail) – служба обмена письмами в компьютерных сетях.
Электронное письмо – это файл, содержащий электронный адрес получателя и текст
МОУ «Гимназия №1 г. Владивостока»
46
письма. Зарегистрированный абонент сети получает на почтовом сервере почтовый ящик.
Почтовый ящик - это раздел внешней памяти почтового сервера, отведенный для абонента.
Остальную информацию по этому вопросу читайте в § 2 учебник Информатика 9 (Семакин
И.Г.)
 Чат, instant messaging
Англо-русский словарь дает следующие переводы слова chat: “дружеский разговор, беседа,
болтовня”. Перевод весьма точно характеризует суть данного вида интернет-общения, которое
представляет собой обмен короткими текстовыми сообщениями. Сообщения можно посылать
как всем сразу, так и конкретному участнику чата, с которым вы хотите пообщаться.
Каждый участник чата при регистрации выбирает себе “ник” (псевдоним, прозвище,
символическое имя) и именно под ним публикует все свои высказывания. Анонимность
придает общению непринужденность.
Некоторой разновидностью чата (своеобразным его гибридом с электронной почтой)
является обмен сообщениями через программу, которую называют instant messenger
(примерный перевод термина может выглядеть как программа для мгновенного, немедленного
обмена сообщениями). Техническое отличие от чата заключается в том, что беседа ведется не
через стандартный браузер, в котором отображается формируемая сервером диалоговая
страница, а с помощью специализированного ПО, устанавливаемого на компьютере. Наиболее
известной программой такого рода является ICQ (Аська).
 Телеконференции, форумы
Телеконференция — это обмен электронными сообщениями по определенной тематике (в
чате тематика, как правило, не определена). Любое сообщение, отправленное в ту или иную
тему конференции, попадает всем, кто участвует в работе этой темы. Существует огромное
количество телеконференций, посвященных самым разнообразным темам: образованию,
искусству, программированию, бизнесу и т.д.
Работа в режиме телеконференции выглядит так. Участник готовит свои сообщения по тем
или иным темам, а затем соединяется с сервером конференции. Компьютер передает
написанные сообщения (если они, конечно, есть) и принимает все новое, что появилось по
интересующим абонента темам.
Некоторой разновидностью телеконференции является форум. Это также способ
тематического электронного общения, когда участники выражают свое мнение по какомулибо вопросу, обсуждают кино или новость, помогают друг другу в овладении каким-то
программным продуктом или сервисом. Последнее применение (своеобразная “народная
консультация”) может во многих случаях оказаться практически полезным.
По данному экзаменационному вопросу желательно прочитать § 2,
4, 5 в учебнике Информатика 9 (Семакин И.Г.)
Билет № 21
Способы поиска информации в Интернет. Поисковые серверы. Язык
запросов поисковой системы
Существуют три основных способа поиска информации в Интернет.
1. В адресной строке указать адрес (URL) нужной Web-страницы. Это самый
быстрый способ поиска, но его можно использовать только в том случае, если
точно известен адрес документа.
2. Передвижение по гиперссылкам. Это наименее удобный способ, так как с его
помощью можно искать документы, только близкие по смыслу текущему
документу. Если текущий документ посвящен музыке, то используя
гиперссылки этого документа, вряд ли можно попасть на сайт, посвященный
спорту.
МОУ «Гимназия №1 г. Владивостока»
47
3. Обращение к поисковой системе (поисковому серверу). В настоящее время
популярными поисковыми системами являются: Яндекс, Google, Yahoo и др.
Поисковая система представляет собой специализированный Web-узел. Пользователь
сообщает поисковой системе данные о содержании искомой Web-страницы, а она выдает список
гиперссылок на страницы, на которых упоминаются соответствующие сведения. Поисковые
системы обеспечивают поиск по заданным ключевым словам. Они предоставляют доступ к
большему числу Web-ресурсов, позволяя отыскивать малоизвестную и узкоспециализированную
информацию. Поисковые серверы непрерывно “обыскивают” Интернет, создавая и пополняя базы
данных, содержащие информацию о том, в каких документах Сети встречаются те или иные
ключевые слова. Таким образом, реально поиск происходит не по серверам Internet, что было бы
нереализуемо технически, а по базе данных поисковой машины, и отсутствие подходящей
информации, найденной по запросу, еще не означает, что ее нет в Сети - можно попробовать
воспользоваться другим поисковым средством.
У каждой поисковой машины свой язык запросов (специальный набор служебных команд,
позволяющих максимально конкретизировать передаваемый поисковой системе запрос с
использованием простейших логических функций объединения или исключения слов).
Наиболее распространенными для большинства поисковых запросов являются команды так
называемого логического объединения и исключения. Команды «+» и «-» позволяют
принудительно добавлять или исключать какие-либо слова из текста запроса. Слово, помеченное
знаком « + », должно обязательно присутствовать в искомом документе, а помеченное символом
«-» — обязательно отсутствовать. Например, если вы хотите найти объявления о продаже
недорогого ноутбука запрос можно сформулировать так: продам ноутбук+недорого
Поисковая система будет искать все сообщения о продаже ноутбуков, в тексте которых
встречается слово «недорого». У вас может возникнуть также необходимость разыскать в
Интернете информацию о процессорах Intel Pentium IV, но вы хотели бы исключить из
результатов поиска сообщения об их продаже и рекламу компьютерных магазинов. В этом случае
запрос следует сформулировать так:
процессор Intel Pentium IV -компьютерный -магазин -продажа
Знак «-» записывается через пробел от предыдущего слова и слитно с последующим.
Например, запрос коммерческое -предложение будет обработан поисковой системой корректно,
а в запросе коммерческое - предложение знак «-» будет проигнорирован.
Оператор «логическое И», обозначающийся знаком амперсанд (&), позволяет перечислять
слова, которые должны встречаться в пределах одного предложения искомого документа.
Например, запрос коммерческое & предложение заставит поисковую систему искать документы,
включающие предложения, содержащие оба этих слова.
Следует отметить, что в файл отчета могут попасть данные с различной степенью
релевантности, то есть в результирующем списке вы сможете найти как документы, в тексте
которых присутствует фраза «наше коммерческое предложение действительно до 31 декабря», так
и фраза «Оценив финансовое положение своей семьи и размер предлагаемого приданого, он
сделал ей предложение руки и сердца». Учтите, что степень релевантности сточки зрения
поискового механизма тем выше, чем ближе стоят искомые слова друг к другу в обнаруженной
фразе и чем меньше между ними встречается других слов.
Поэтому ссылки на документы, содержащие выражения, подобные первому, будут
размещены в начале файла отчета, а подобные второму — в конце.
Оператор «логическое ИЛИ», обозначающийся символом «|», позволяет искать документы,
в тексте которых содержится только одно из перечисленных слов. Например, по запросу
рисунок | изображение | иллюстрация будут найдены файлы, в которых встречается
либо слово «рисунок», либо слово «изображение», либо слово «иллюстрация».
Символ тильда «~», как правило, описывает действие, аналогичное действию знака «-», то
есть исключает из искомого документа отмеченные подобным образом слова. То есть в ответ на
запрос программное обеспечение ~цена поисковая система выдаст пользователю список
документов, в которых встречается словосочетание «программное обеспечение», но нет слова
«цена». Удвоение какой-либо команды означает, что данное условие необходимо применять не к
одному предложению, а ко всему документу в целом.
МОУ «Гимназия №1 г. Владивостока»
48
Например, запрос столица Италии ~~турфирма означает, что пользователю необходим
список файлов, в которых встречаются слова «столица» и «Италия», но отсутствует слово
«турфирма» в пределах всего документа, а не только в пределах предложения, где были
обнаружены данные слова.
Запрос строительные &&. материалы указывает поисковой системе на то, что в файл
отчета необходимо включать все документы, в тексте которых удастся найти слова
«строительные» и «материалы», независимо оттого, расположены они в одном предложении или
разбросаны по тексту в произвольном порядке. Логические операторы языка запросов можно
комбинировать. Для этих целей служат символы открывающей и закрывающей скобки. Например,
запрос музыка & {beattes | битлз) означает, что пользователь ищет документы, содержащие либо
слова «музыка» и «beatles», либо слова «музыка» и «битлз».
Кроме того, поисковая система воспринимает кавычки как служебный оператор,
означающий, что заключенную в них фразу следует искать только целиком.
Мы рассмотрели язык запросов на примере поисковой системы Яндекс, которая является
наиболее популярной в российской части Интернет – Рунете. В мире на первом месте уже
несколько лет лидирует поисковая система Google.
Язык запросов Gooole:
ПРИМЕР ОПЕРАТОРА
GOOGLE НАЙДЕТ:
отдых Сочи
слова отдых и Сочи.
Сочи OR Анапа
либо Сочи либо Анапу
"Я помню чудное мгновенье"
точную фразу или цитату
вирус –компьютерный
слово вирус, но НЕ компьютерный
Алексий +II
Найдёт имя и римский порядковый номер II
~авто кредит
информацию о кредитах для авто и синонимов
define:интернет
определения понятия интернет
президент * федерации
слова президент и федерации, разделённые одним или
несколькими словами
§ 5 учебник Информатика 9 (Семакин И.Г.)
Билет № 22
Основные этапы развития вычислительной техники
Всю историю вычислительной техники принято делить на три основных этапа –
Домеханический, механический и электронно-вычислительный. Эти три периода включают в себя
весь прогресс от счета на пальцах до вычислений сверхмощных компьютеров.
ДОМЕХАНИЧЕСКИЙ ПЕРИОД
а) человеческая рука (десятичная система счисления);
б) предметный счёт (камни, ракушки);
в) узелковый счёт (в древней Америке);
г) счёт при помощи бирок (в Англии до XVI века).
С увеличением объёма вычислений появился первый счетный переносной инструмент,
похожий на счеты..
а) абак (использовался в древнем Египте и древней Греции);
б) китайские счёты (суань-пань) появились в VI веке нашей эры;
в) японские счёты (соро-бан) выглядели так же, как китайские, появились в XV веке на;
г) русские счёты появились в XIII веке нашей эры.
МОУ «Гимназия №1 г. Владивостока»
49
В средние века возникла необходимость в сложных вычислениях, потребовались счётные
устройства, способные выполнять большой объём вычислений с высокой точностью.
Первый в мире эскизный рисунок тринадцатиразрядного десятичного суммирующего
устройства на основе колес с десятью зубцами принадлежит Леонардо да Винчи.
Первая механическая счетная машина была изготовлена в 1623 г. профессором
математики Вильгельмом Шиккардом (1592—1636). В ней были механизированы операции
сложения и вычитания, а умножение и деление выполнялось с элементами механизации. Но
машина Шиккарда вскоре сгорела во время пожара. Поэтому биография механических
вычислительных устройств ведется от суммирующей машины, изготовленной в 1642 г. Блез
Паскалем (1623—1662), в дальнейшем великим математиком и физиком. Она называется
"паскалина" и могла выполнять сложение и вычитание. Формой своей машина напоминала
длинный сундучок. Она была достаточно громоздка, имела несколько специальных рукояток, при
помощи которых осуществлялось управление, имела ряд маленьких колес с зубьями. Первое
колесо считало единицы, второе - десятки, третье - сотни и т.д. Сложение в машине Паскаля
производится вращением колес вперед. Двигая их обратно, выполняется вычитание.
В 1673 г. немец Готфрид Лейбниц изобрёл машину, которая могла выполнять умножение и
деление. Хоть машина Лейбница и была похожа на "Паскалину", она имела движущуюся часть и
ручку, с помощью которой можно было крутить специальное колесо или цилиндры,
расположенные внутри аппарата. Такой механизм позволил ускорить повторяющиеся операции
сложения, необходимые для умножения. Само повторение тоже осуществлялось автоматически. С
некоторыми усовершенствованиями эти машины, а названы они были арифмометрами,
использовались до недавнего времени. (Подобные арифмометры с зубчаткой с переменным
количеством зубцов, в 1880г. В.Т. Однер создает в России, которые в первой четверти 19-ого века
были основными математическими машинами, нашедшими применение во всем мире. Их
модернизация "Феликс" выпускалась в СССР до 50-х годов.
В 1802 г. французский ткач и механик Жозеф Жаккар создал первый образец машины,
управляемой введением в нее информацией. Он построил машину, которая облегчила процесс
производства тканей со сложным узором. При изготовлении такой ткани нужно поднять или
опустить каждую из ряда нитей. После этого ткацкий станок протягивает между поднятыми и
пущенными нитями другую нить. Затем каждая из нитей опускается или поднимается в
определенном порядке и станок снова пропускает через них нить. Этот процесс многократно
повторяется до тех пор, пока не будет получена нужная длина ткани с узором. Для задания узора
на ткани Жаккар использовал ряды отверстий на картах. Если применялось десять нитей, то в
каждом ряду карты предусматривалось место для десяти отверстий. Карта закреплялась на станке
в устройстве, которое могло обнаруживать отверстия на карте. Это устройство с помощью щупов
проверяло каждый ряд отверстий на карте. Информация на карте управляла станком.
В 1822 г. англичанин Чарльз Бэббидж построил счетное устройство, которое назвал
разностной машиной. В эту машину вводилась информация на картах. Для выполнения ряда
математических операций в машине применялись цифровые колеса с зубьями.
Мысль о создании автоматической вычислительной машины, которая бы работала без
участия человека, впервые была высказана Чарльзом Бэббиджем в начале XIX в. Он
спроектировал такое счетное устройство, которое назвал аналитической машиной.
Друг Бэббиджа, графиня Ада Августа Лавлейс, показала, как можно использовать
аналитическую машину машину для выполнения ряда конкретных вычислений. Чарльза Бэббиджа
считают изобретателем компьютера, а Аду Лавлейс называют первым программистом
компьютера.
В 1985 г. сотрудники Музея науки в Лондоне решили выяснить наконец, возможно ли на
самом деле построить вычислительную машину Бэббиджа. После нескольких лет напряженной
работы старания увенчались успехом. В ноябре 1991 г. незадолго до двухсотлетия со дня
рождения знаменитого изобретателя, разностная машина впервые произвела серьезные
вычисления.
В конце XIX в. были созданы более сложные механические устройства. Самым важным из
них было устройство, разработанное американцем Германом Холлеритом. Исключительность
его заключалась в том, что в нем впервые была употреблена идея перфокарт и расчеты велись
МОУ «Гимназия №1 г. Владивостока»
50
с помощью электрического тока. Это сочетание делало машину настолько работоспособной, что
она получила широкое применение в своё время. Например, при переписи населения в США,
проведенной в 1890 г., Холлерит, с помощью своих машин, смог выполнить за три года то, что
вручную делалось бы в течении семи лет, причем гораздо большим числом людей.
В 1937 г. Джон Атанасов (болгарин по происхождению, живший в США) начал
разработку специализированной ВМ, впервые применив электронные лампы (300 ламп).
Завершающую точку в создании первых ЭВМ поставили, почти одновременно, в 194952 гг. ученые Англии, Советского Союза и США (Морис Уилкс –ЭДСАК, 1949 г. Сергей Лебедев
–МЭСМ, 1951 г., Джон Мочли и Преспер Эккерт, Джон фон Нейман – ЭДВАК, 1952 г.),
создавшие ЭВМ с хранимой в памяти программой.
I поколение
(до 1955 г)
Все ЭВМ I-го поколения были сделаны на основе электронных ламп, что делало их
ненадежными - лампы приходилось часто менять. Эти компьютеры были огромными, неудобными
и слишком дорогими машинами, которые могли приобрести только крупные корпорации и
правительства. Лампы потребляли огромное количество электроэнергии и выделяли много тепла.
Притом для каждой машины использовался свой язык программирования. Набор команд был
небольшой, схема арифметико-логического устройства и устройства управления достаточно
проста, программное обеспечение практически отсутствовало. Показатели объема оперативной
памяти и быстродействия были низкими. Для ввода-вывода использовались перфоленты,
перфокарты, магнитные ленты и печатающие устройства, оперативные запоминающие устройства
были реализованы на основе ртутных линий задержки электроннолучевых трубок.
Эти неудобства начали преодолевать путем интенсивной разработки средств автоматизации
программирования, создания систем обслуживающих программ, упрощающих работу на машине и
увеличивающих эффективность её использования. Это, в свою очередь, потребовало значительных
изменений в структуре компьютеров, направленных на то, чтобы приблизить её к требованиям,
возникшим из опыта эксплуатации компьютеров
II поколение
(1958-1964)
В 1958 г. в ЭВМ были применены полупроводниковые транзисторы, изобретённые в 1948 г.
Уильямом Шокли, они были более надёжны, долговечны, малы, могли выполнить значительно
более сложные вычисления, обладали большой оперативной памятью. 1 транзистор способен был
заменить ~ 40 электронных ламп и работает с большей скоростью.
Во II-ом поколении компьютеров дискретные транзисторные логические элементы
вытеснили электронные лампы. В качестве носителей информации использовались магнитные
ленты и магнитные сердечники, появились высокопроизводительные устройства для работы с
магнитными лентами, магнитные барабаны и первые магнитные диски.
В качестве программного обеспечения стали использовать языки программирования
высокого уровня, были написаны специальные трансляторы с этих языков на язык машинных
команд. Для ускорения вычислений в этих машинах было реализовано некоторое перекрытие
команд: последующая команда начинала выполняться до окончания предыдущей.
Появился широкий набор библиотечных программ для решения разнообразных
математических задач. Машинам второго поколения была свойственна программная
несовместимость, которая затрудняла организацию крупных информационных систем. Поэтому в
середине 60-х годов наметился переход к созданию компьютеров, программно совместимых и
построенных на микроэлектронной технологической базе.
III поколение
(1964-1972)
В 1960 г. появились интегральные схемы (ИС), которые получили широкое
распространение в связи с малыми размерами, но громадными возможностями. ИС - это
кремниевый кристалл, площадь которого примерно 10 мм2. 1 ИС способна заменить десятки тысяч
транзисторов. 1 кристалл выполняет такую же работу, как и 30-ти тонный “Эниак”. А компьютер с
использованием ИС достигает производительности в 10 млн. операций в секунду.
МОУ «Гимназия №1 г. Владивостока»
51
В 1964 году, фирма IBM объявила о создании шести моделей семейства IBM 360 (System
360), ставших первыми компьютерами третьего поколения.
Машины третьего поколения — это семейства машин с единой архитектурой, т.е.
программно совместимых. В качестве элементной базы в них используются интегральные схемы,
которые также называются микросхемами.
Машины третьего поколения имеют развитые операционные системы. Они обладают
возможностями мультипрограммирования, т.е. одновременного выполнения нескольких
программ. Многие задачи управления памятью, устройствами и ресурсами стала брать на себя
операционная система или же непосредственно сама машина.
Примеры машин третьего поколения — IBM-370, ЕС ЭВМ (Единая система ЭВМ), СМ
ЭВМ (Семейство малых ЭВМ) и др. Быстродействие машин внутри семейства изменяется от
нескольких десятков тысяч до миллионов операций в секунду. Ёмкость оперативной памяти
достигает нескольких сотен тысяч слов.
IV поколение
(1972 – настоящее время)
К машинам четвертого поколения относятся персональные компьютеры и
суперкомпьютеры (многопроцессорные вычислительные комплексы). Элементной базой машин
IV поколения являются микропроцессоры (сверхбольшие интегральные схемы). В аппаратном
комплекте ПК используется цветной графический дисплей, манипуляторы типа «мышь»,
клавиатура. Программное обеспечение ПК позволяет любому человеку быстро освоить основные
приёмы работы на компьютере, не прибегая к программированию. Суперкомпьютеры имеют
быстродействие в сотни миллиардов операций в секунду. Используются суперкомпьютеры при
обработке больших объёмов информации, составления прогнозов погоды, моделирования
климатических изменений.
ЭВМ пятого поколения, уже создаются и основаны на реализованном искусственном
интеллекте. В них возможен ввод с голоса, машинное зрение.
§44, 46 учебник Информатика 9 (Семакин И.Г.)
МОУ «Гимназия №1 г. Владивостока»
52