Лекция 1 Основные термины информатики

Лекция 1
Основные термины информатики
Информатика — это область деятельности, связанная с процессами сохранения,
преобразования и использования информации с помощью компьютера.
Предметом изучения информатики является информация и способы ее получения,
отображения, обработки, хранения и передачи.
Строго научного, общепризнанного определения информации не существует. В
различных источниках встречаются самые разные определения. Приведем некоторые из них:
1. Информация — это сведения об окружающем мире, которые повышают уровень
осведомленности человека, т.е. уменьшают меру неопределенности знаний.
2. Информация — это используемые данные. Данные — это результаты наблюдений над
объектами или явлениями, которые не используются, а только хранятся. Как только
данные начинают использоваться, они становятся информацией.
3. Информация — это сведения о лицах, предметах, фактах, событиях, явлениях и
процессах, независимо от формы их представления. (Закон РФ «Об информации,
информатизации и защите информации» от 25.01.95 г.)
Принципы представления информации в ПК
Для автоматизации процесса обработки данных в компьютере используется кодирование
с помощью чисел. Для этого используются системы счисления.
Система счисления — это форма записи чисел и связанный с ней способ выполнения
вычислений. Системы счисления делятся на позиционные и иероглифические.
Позиционные системы — это разложение числа по степеням основания.
Самая привычная для нас десятичная система счисления, которая основана на
степенях 10. То есть записывая число, мы раскладываем его по степеням 10.
Пример. Разложить по основанию 10 число 123.
Решение. 12310 = 1*102 + 2*101 + 3*100
В компьютере информация представлена в двоичной системе счисления. То есть
разложена по степеням 2.
Пример. Разложить по основанию 2 число 1111011.
Решение. 1*26+1*25+1*24+1*23+0*22+1*21+1*20 = 64 + 32 + 16 + 8 + 0 + 2 +1 = 123
Соответствие двоичной и десятичной систем счисления
десятичная
10 цифр
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
двоичная
2 цифры
0
1
10
11
100
101
110
111
1000
1001
1010
Единицы измерения количества информации
Бит — минимальная единица количества информации. Одним битом кодируются 2
символа, могут выражаться 2 понятия: единица (1), ноль (0); Логические константы «Да»,
«Нет»; «Истина», «Ложь».Два бита выражают четыре различных понятия: 00, 01, 10, 11.
Байт — минимальная адресуемая единица памяти компьютера. 1 байт = 8 бит. Одним
байтом кодируется 28 символов (256).
Для измерения количества информации используются также производные единицы
информации:
Килобайт (1Кб = 210 байт = 1024 байт.
Мегабайт (1Мб = 210 Кб = 1048576 байт.
Гигабайт (1Гб = 210 Мб = 1073741824 байт.
Виды хранимой в памяти ПК информации
Целые числа — занимают целое число байт.
Вещественные числа хранятся в виде мантиссы и степени 10.
Например 12,5 хранится в виде 0,125*102.
Символьные данные. Используются таблицы кодировок.
Первые 128 символов таблицы кодировки — это символы латинского алфавита,
строчные и прописные, цифры, специальные символы (*,/), знаки препинания, коды клавиш
ENTER, ESC.
Символы с кодами от 128 до 255 — это символы национальных алфавитов и
псевдографики.
Графическая информация может хранится:
1. В виде набора точек, соответствующих точкам на экране — пикселям, т.е. в растровом
виде (форматы TIFF, GIF, BMP, JPEG);
2. В виде кривых, т.е. в векторном виде (форматы AI, CDR, FH7, DXF);
3. В смешанном или универсальном виде (форматы EPS, PDF).
Устройство персонального компьютера
Персональные компьютеры выпускаются в виде: стационарных (настольных) и
переносных.
Конфигурацией принято называть состав ПК. Поскольку настольные современные
компьютеры имеют блочно-модульную конструкцию, то необходимую аппаратную
конфигурацию можно реализовать из готовых узлов и блоков (модулей), изготовляемых
различными производителями.
К базовой конфигурации относятся устройства, без которых не может работать
современный ПК:
 системный блок;
 монитор — устройство вывода текстовой и графической информации;
 клавиатура, которая обеспечивает ввод информации в компьютер;
 манипулятор мышь, облегчающий ввод информации в компьютер.
Системный блок
Системный блок представляет собой металлическую коробку со съемной крышкой, в
которой расположены основные узлы компьютера:
1. Материнская или системная плата — главный компонент к которому подключены
все элементы компьютера:
 процессор — основная микросхема, управляющая работой компьютера и обработкой
данных. Главная характеристика — быстродействие. На быстродействие влияет: 1)
тактовая частота; 2) тип процессора 3) кэш-память — сверхоперативная память,
доступ к которой осуществляется во много раз быстрее, чем к оперативной памяти;
она служит для хранения наиболее часто используемых данных.
 оперативная память — служит для хранения оперативной информации — программ и
данных. Основные характеристики: время доступа (наносек.), объем (Ггб),
пропускная способность (Мгб/сек.)
 шина — микросхема, управляющая процессами ввода и вывода через внешние
устройства. Она команды контроллеру или адаптеру соответствующего устройства и
проводит поток данных. Внешние устройства подключены к контроллеру через порт.
2. Блок питания, преобразующий электропитание сети в постоянный ток низкого напряжения,
для электронных схем компьютера;
3. Накопители — это устройства, предназначенные для долговременного хранения
информации. К ним относятся:
 Винчестер — накопитель на жестком магнитном диске, предназначен для
долговременного хранения информации. На нем хранятся все необходимые
программы и архивы.
4. Устройства охлаждения.
Системный блок
Материнская плата
Блок питания
процессор
оперативная память
Накопители
Шина (системная магистраль)
Устройства
охлаждения
Контроллеры и адаптеры
Внешние устройства
Системы вывода информации
Монитор – экран для отображения информации, главное устройство вывода. В
графическом режиме экран состоит из точек (пикселей), полученных разбиением экрана на
столбцы и строки.
Виды мониторов:
 Мониторы на базе электронно-лучевой трубки;
 Жидкокристаллические дисплеи;
 Плазменные мониторы.
Основные характеристики:
 Размер экрана (17’,19’, … 30’; 40’ — плазменные)
 Разрешение — количество пикселей на экране по горизонтали и вертикали. В
настоящее время мониторы ПК могут работать в следующих режимах: 480х640,
600х800, 768х1024, 864х1152, 1024х1280. Чем больше разрешение, тем меньше
размер зерна на экране, тем четче графическое изображение.
 Частота развертки — количество обновлений изображения в секунду. Чем
выше — тем менее заметны обновления (для ЭЛТ — не ниже 85 Гц, для ЖК — 60
Гц)
Другие системы вывода информации: принтер, проектор, плоттер.
Системы ввода информации
Клавиатура — устройство, предназначенное для ввода информации в компьютер.
Современные клавиатуры имеет 104-105 клавиш. Клавиши клавиатуры разделяются на 4 групп:
1. Алфавитно-цифровые — содержит клавиши латинского и национального алфавитов, а
также клавиши цифр и специальных символов. Каждая клавиша имеет верхний и нижний
регистры. Переключение регистров: фиксированное переключением клавиши <CapsLock> и
нефиксированное удержанием клавиши <Shift>.
2. Функциональные клавиши F1-F12. Расположены в верхней части клавиатуры,
выполняют различные функции в разных программах. F1 — обычно вызывает справочную
систему.
3. Служебные клавиши — слева и справа от алфавитно-цифровой клавиатуры.
<Enter> — ввод команд;
<Ctrl>, <Alt>, <Shift> — используются в сочетании с другими клавишами при
формировании команд;
<Esc> — отменяет последнюю команду;
<Tab> — ввод табуляции в тексте;
<Bacespace> — стирает символ слева;
<Delete> — стирает символ справа;
<Scroll Lock> — различные функции в зависимости от действующей операционной
системы;
<Print Screen> — сохраняет в буфере копию экрана;
<Pause/Break> — приостанавливает текущий процесс;
<Home>, <End> — переводит курсор в начало/конец строки;
<Page Up>, <Page Down> — переводит курсор на страницу вверх/вниз;
<Insert> — переключает ражим замены/вставки;
<Num Lock> — переключает дополнительную клавиатуру в режим ввода цифр.
4. Цифровые клавиши При включенной клавише <Num Lock> — режим ввода цифр. При
выключенной клавише <Num Lock> — с дополнительной клавиатуры можно вводить символы
отсутствующие на клавиатуре по коду (при нажатой <Alt>).
Манипулятор мышь
Манипулятор мышь – устройство управления манипуляторного типа. Небольшая
коробочка с клавишами (1, 2 или 3 клавиши).
По принципу работы манипуляторы делятся на механические, оптомеханические и
оптические.
Другие устройства ввода: сканер, планшет
____________________________________________________________________________
Лекция 2
Алгоритмизация
Алгоритм — это точное предписание, определяющее вычислительный процесс, ведущий
от варьируемых начальных данных к искомому результату.
Типы алгоритмов:
1. Линейный
2. Разветвляющийся
3. Циклический
4. Массивы
Способы описания алгоритмов:
1. Словесное описание — описание по пунктам последовательности действий.
2. Блок-схема — графическое представление, элементы которого соответствуют
выполняемым предписаниям и представляют собой геометрические фигуры, определенные
ГОСТ19781-74.
Блок схема должна полностью соответствовать словесному описанию, т.е. каждый пункт
словесного описания является одним из блоков в блок-схеме.
3. Программная реализация — написание программы на языке программирования с
помощью 1 и 2 шагов.
Мы будем рассматривать реализацию алгоритмов на языке BASIC.
Символы языка программирования BASIC
1. Строчные и прописные буквы латинского алфавита — для операторов.
2. Буквы русского алфавита — только в текстовых константах.
3. Арабские цифры от 0 до 9.
4. Все знаки препинания.
5. Знаки математических операций: сложение (+), вычитание (-), умножение (*), деление
(/), возведение в степень (^). Для извлечения корня используется оператор SQRT.
6. Знаки логических операций:
a OR b — «или», равно «истина», если истинно a или b
a AND b — «и», равно «истина», если истинно и a и b
NOT b — отрицание
a>b — больше
a<b — меньше
a=b — равно
+ — знак операции сцепления
Константы — слова текста программы. Бывают числовые, текстовые и логические.
Переменные — величина, которая в процессе выполнения программы может изменять
свое значение, которое хранится в ячейке памяти. Имя переменной — это имя ячейки памяти.
Переменные, имена которых заканчиваются на знак $ считаются символьными, а
заканчивающиеся на % — числовыми (целые числа). Примечание: переменные без знака
считаются числовыми.
Оператор – это запись действия на языке программирования. В результате выполнения
оператора в ячейку памяти записывается значение, или изменяется ход выполнения программы,
или происходит вызов подпрограммы, или иные действия. Об операторах мы будем подробно
говорить при изучении алгоритмов, т.к. они являются средством реализации алгоритмов в
программе.
Линейный алгоритм
Линейный алгоритм — алгоритм в котором все операторы выполняются
последовательно друг за другом. Выполнение каждого последующего оператора возмжно
только после выполнения предыдущего. Это самый простой и самый функциональный из всех
алгоритмов.
Операторы линейного алгоритма
1. Оператор ввода
INPUT “текст”, числа
где ТЕКСТ — это пояснение для пользователя (все что в кавычках будет выводится в
результате программы;
числа (константы, переменные) — участок оперативной памяти, куда пользователь будет
вносить данные.
Пример. Необходимо организовать ввод трех чисел.
INPUT “Введите 3 числа ”, A, B, C
На экран появится запрос: «Введите три числа», а затем программа остановится, ожидая
ввод. Чтобы продолжить программу, надо последовательно ввести в одну строку три числа
через запятую. При вводе символа, который не может быть числом, программой будет выдано
сообщение об ошибке.
2. Оператор вывода
PRINT “текст”, переменная
3. Оператор присваивания
Имя переменной = выражение
Оператор присваивания работает следующим образом — вычисляется значение
выражения, записанного справа от символа присваивания «=» и результат пересылается в
ячейку памяти, имя которой записано слева от символа присваивания.
Пример: Присвоить переменной A выражение D*5.
A=D*5
Оператор присваивания не выводится в результат программы, он необходим для
вычислений внутри программы.
4. Оператор очистки экрана
CLS — записывается вначале программы.
5. Оператор окончания программы
END — записывается в конце программы.
Блоки линейных операторов
1. Оператор ввода и Оператор вывода — параллелограмм.
2. Оператор присваивания — прямоугольник.
3. Оператор начала и окончания программы — овал.
Пример: Осуществить запрос текущей даты в виде число-месяц-год. Вывести на экран
сообщение Сегодня текущая дата.
I. Словесное описание:
1. Запрос ввода текущего числа
2. Запрос ввода текущего месяца
3. Запрос ввода текущего года
4. Присвоить переменной все значения связанные между собой
5. Вывести результат
II. Блок схема:
Начало
Введите число, A$
Введите месяц, B$
Введите год, C$
D$ = A$ + B$ + C$
Сегодня, D$
Конец
III. Программа:
CLS
INPUT “Введите число”, A$
INPUT “Введите месяц”, B$
INPUT “Введите год”, C$
D$ = A$ + B$ + C$
PRINT “Сегодня “, D$
END
Задания на разработку линейных алгоритмов и программ
1. Вводится информация о пользователе в виде: фамилия, имя, отчество. Вывести на экран
приветствие пользователю.
2. Вводится информация начала письма в виде: приветствие, форма обращения, имя.
Вывести на экран обращение к получателю письма.
3. Вводится информация о стоимости аренды зала, сувениров, напитков, рекламного
плаката. Вычислить стоимость пресс-конференции в зависимости от количества
журналистов.
4. Вводится информация о стоимости аренды зала, сувениров, напитков, рекламного
плаката, из расчёта приглашения 30 журналистов. Рассчитать затраты на прессконференцию в рублях и евро.
5. Вводится информация о пресс-конференции на 20 журналистов в виде стоимости аренды
зала, сувениров, напитков, рекламного плаката. Вычислить стоимость прессконференции с учётом НДС.
Лекция 3
Алгоритм с ветвлением
Алгоритм ветвящейся структуры применяется когда в зависимости от каких-либо
промежуточных результатов или введенных данных вычисление осуществляется либо по
одним, либо по другим формулам, т. е. в зависимости от выполнения некоторого логического
условия вычислительный процесс осуществляется по одной или другой ветви.
Синтаксис условного оператора
IF условие THEN оператор 1 ELSE оператор 2,
где условие – логическое выражение, оператор 1 – оператор или группа операторов,
которые будут работать в случае, если логическое выражение истинно, оператор 2 – оператор
или группа операторов, которые будут работать в случае если логическое выражение ложно.
Блок-схема условного оператора
да
нет
условие
Оператор 1
Оператор 2
Пример: Вводится информация о
количестве экскурсий по Парижу и по
Берлину. Вывести информацию по какому городу экскурсий больше.
I. Словесное описание
1. Ввести информацию о числе экскурсий по Парижу.
2. Ввести информацию о числе экскурсий по Берлину.
3. Проверить условие каких экскурсий больше.
4. Вывести результат.
II. Блок схема
начало
Ввод числа экскурсий по Парижу, А
Ввод числа экскурсий по Берлину, B
да
нет
A>B
По Парижу >
III. Программа:
По Берлину >
конец
CLS
INPUT “Число экскурсий по Парижу ”, A$
INPUT “Число экскурсий по Берлину ”, B$
IF A>B THEN PRINT “по Парижу >“ ELSE PRINT “по Берлину >“
END
Вложенный условный оператор
Вложенный условный оператор используется когда необходимо проверить несколько
условий. При этом следующее условие записывается вместо оператора 2 и имеет такой же
синтаксис как и обычный условный оператор.
Такие функции называются вложенными «если». Вложенные «если» образуют блок-if.
Блок-if — это набор условных операторов, каждый из которых записывается с новой
строки. В конце блока-if записывается оператор END IF.
Синтаксис блока-if
IF условие 1 THEN
оператор 1
ELSEIF условие 2 THEN
оператор 2
ELSE
оператор 3
END IF
Блок схема вложенного условного оператора
да
нет
условие 1
да
оператор 1
оператор 2
условие 2
нет
оператор 3
Пример: Вводится информация о количестве экскурсий по Парижу и по Берлину. Вывести
информацию по какому городу экскурсий больше, рассмотрев все возможные варианты.
I. Словесное описание
1. Ввести информацию о числе экскурсий по Парижу.
2. Ввести информацию о числе экскурсий по Берлину.
3. Проверить условие — каких экскурсий больше.
4. Проверить условие на равенство экскурсий.
5. Вывести результат.
II. Блок схема
начало
Ввод числа экскурсий по Парижу, А
Ввод числа экскурсий по Берлину, B
да
A>B
По Парижу >
нет
A=B
Одинаково
По Берлину >
конец
III. Программа:
CLS
INPUT “Число экскурсий по Парижу ”, A$
INPUT “Число экскурсий по Берлину ”, B$
IF A>B THEN
PRINT “по Парижу >“
ELSEIF A=B THEN
PRINT “одинаково”
ELSE
PRINT “по Берлину >“
END IF
END
_____________________________________________________________________________
Задания на разработку алгоритмов и программ с ветвлением.
A2 * B 3  C 4
1. Вводятся три числа: А, В, С. Решить уравнение и вывести результат: x 
.
A B
При выводе результата напечатать само уравнение, произведённые действия и результат.
2. Составить программу так, чтобы она начинала выполняться только при правильном
вводе пароля. В противном случае должно выводиться сообщение «Пароль неверен.
Доступ к программе закрыт».
3. Вводится информация о стоимости рекламы в МК, КП. Вычислить и вывести, в каком
издании реклама дешевле и на сколько.
4. Вводится информация о количестве проголосовавших за кандидата Иванова и кандидата
Петрова. Вычислить и вывести какой кандидат победил на выборах, и с каким
перевесом.
5. Вводится информация о количестве проведенных мероприятий в 2007 и в 2008 году.
Вычислить и вывести, в каком году мероприятий проведено больше и насколько.
6. Выяснить, что выгоднее: разместить черно-белый рекламный модуль на 6 месяцев или
цветной на 4 месяца, если заданы стоимости черно-белого и цветного рекламных
модулей.
7. Вводится информация о тиражах газет «Известия» и «Коммерсант». Определить тираж
какой газеты больше и на сколько.
8. Вводится информация о количестве разосланных пресс-релизов PR-менеджерами
Тяпкиной и Ляпкиной. Вычислить и вывести кто из них проделал большую работу.
Лекция 4
Циклический алгоритм
Циклический алгоритм — это алгоритм в котором осуществляется повтор выбранных
действий. Под выбранными действиями понимают операторы языка BASIC. Повтор
осуществляется до тех пор, пока не будет выполнено условие, либо не завершится цикл
алгоритма.
Синтаксис циклического алгоритма
FOR i = n1 TO n2 STEP n3
Тело цикла
NEXT i
где n1 — число с которого начинается количество повторов
n2 — число, указывающее сколько будет повторов
n3 — шаг, с которым будут осуществляться повторы
тело цикла — операторы, которые необходимо повторять
NEXT i — переход к следующей попытке
i — счетчик, отвечающий за количество повторов (может обозначаться также буквами j, k)
n1 , n2 , n3 — любые числа (натуральные, дробные, отрицательные)
Досрочный выход из цикла
Оператор досрочного выхода из цикла используется в случае, если поставленное в цикле
условие выполнилось и осуществлять повторы нет необходимости.
GOTO метка
где метка — это любая цифра на которую в дальнейшем осуществляется переход программы.
Метка устанавливается в начале строки перед оператором. Оператор GOTO записывается в
конце строки после всех операторов и после знака двоеточие.
Блок циклического алгоритма
i = n 1 , n2, n3
тело цикла
Пример. Осуществить проверку пароля наложенного на какую-либо программу следующим
образом: Пользователю предоставляется 4 попытки, чтобы ввести правильный пароль. Если
пароль введен верно, то выдается соответствующее сообщение и программа завершается. Если
по истечении 4 попыток пользователь неправильно ввел пароль — выдается соответствующее
сообщение и происходит выход из программы.
I. Словесное описание.
1. Организовать цикл, выполняющий 4 повтора.
2. Запрос ввода пароля.
3. Проверить условие на правильность ввода пароля.
4. Если пароль верен, то выдать соответствующее сообщение и завершить программу.
5. Если пароль неверен, то выдать соответствующее сообщение и перейти к следующей
попытке.
6. Если по истечении 4 попыток пользователь не ввел правильный пароль, то выдать
соответствующее сообщение и завершить программу.
II. Блок схема.
начало
i = 1, 4, 1
Попыток не
осталось
Введите пароль, A$
нет
Пароль неверен,
попробуйте еще раз
A$ = “кот”
да
Пароль верен
конец
III. Программа:
CLS
FOR i = 1 TO 4 STEP 1
INPUT “введите пароль “, A$
IF A$ = “кот” THEN
PRINT “пароль верен” : GOTO 1
ELSE
PRINT “пароль неверен, попробуйте еще раз”
END IF
NEXT i
PRINT “Попыток не осталось”
1 END
Задания на разработку циклических алгоритмов и программ
1. Вводится информация о ценах на рекламу в 5-ти изданиях. Определить газету с
расценками в пределах бюджета.
2. Имеется список 7 изданий. Определить есть ли в списке журнал «Собеседник» и
вывести результат.
3. Вводится информация о ежемесячном числе мероприятий за 6 месяцев. Вывести
информацию в каком месяце мероприятий прошло больше установленного.
4. Вводится информация о подготовленных к мероприятию документах. Определить есть
ли среди них пресс-релиз и вывести результат.
5. Вводится названия фирм, упомянутых в прессе. Определить упоминался ли РосНОУ и
вывести результат.
6. Вводится информация о количестве клиентов в четырех отделах PR-агентства.
Вывести информацию в каком отделе клиентов меньше нормы.
7. Вводится список из 6 кандидатов в Президенты. Определить есть ли среди них
Жириновский и вывести результат.
8. Вводится информация о бюджетах пяти различных предвыборных PR-кампаний.
Определить какая PR-кампанию превысила установленную норму.