Ответы к билетам по курсу «Информатика и ИКТ» 2011 учебный год)

Ответы к билетам по курсу
«Информатика и ИКТ»
для проведения экзамена в 9 классе (2010-2011 учебный год)
Билет № 1.
1.Информация. Свойства информации. Единицы измерения информации.
Слово «информация» происходит от латинского слова informatio, что в переводе означает
сведение, разъяснение, ознакомление. Понятие «информация» является базовым в курсе
информатики, однако невозможно дать его определение через другие, более «простые»
понятия.
Человек получает информацию из окружающего мира с помощью органов чувств,
анализирует ее и выявляет существенные закономерности посредством мышления, хранит
полученную информацию в памяти. Процесс систематического научного познания
окружающего мира приводит к накоплению информации в форме знаний (фактов, научных
теорий и т. д.).
Какие органы чувств вы знаете? (обоняние, осязание, слух, зрение, вкус).
Несмотря на то, что человеку постоянно приходится иметь дело с информацией (он
получает ее с помощью органов чувств), строгого научного определения, что же такое
информация, не существует. В тех случаях, когда наука не может дать четкого определения
какому-то предмету или явлению, люди пользуются понятиями.
Понятия отличаются от определений тем, что разные люди при разных обстоятельствах
могут вкладывать в них разный смысл. В бытовом смысле под информацией обычно понимают
те сведения, которые человек получает от окружающей природы и общества с помощью
органов чувств. Наблюдая за природой, общаясь с другими людьми, читая книги и газеты,
просматривая телевизионные передачи, мы получаем информацию.
Основные свойства информации:
1. Объективность – не зависит от чего-либо мнения
2. Достоверность – отражает истинное положение дел
3. Полнота – достаточна для понимания и принятия решения
4. Актуальность – важна и существенна для настоящего времени
5. Ценность (полезность, значимость)- обеспечивает решение поставленной задачи, нужна для
того чтобы принимать правильные решения
6. Понятность (ясность)– выражена на языке, доступном получателю
Одна и та же информация может быть представлена в различной форме:
1) Знаковой письменной, состоящей из различных знаков среди которых выделяют символьную
в виде текста, чисел, спец. символов; графическую; табличную и тд.;
2) В виде жестов или сигналов;
3) В устной словесной форме (разговор).
Понятие «информация» используется в различных науках, при этом в каждой науке
понятие «информация» связано с различными системами понятий.
Для криминалистики, например, очень важно, что информация бывает полной и неполной,
истинной и ложной, достоверной и недостоверной. Юристы рассматривают информацию как
факты. Физики же рассматривают информацию как сигналы — для них наиболее важна
передача информации, поскольку физика изучает законы природы, лежащие в основе
распространения сигналов разных видов (оптических, звуковых, электромагнитных и других).
Биология изучает методы обмена информацией между животными. Информация в биологии:
Биология изучает живую природу и понятие «информация» связывается с целесообразным
поведением живых организмов. В живых организмах информация передается и храниться с
помощью объектов различной физической природы (состояние ДНК), которые
рассматриваются как знаки биологических алфавитов. Генетическая информация передается по
наследству и хранится во всех клетках живых организмов.
Единицы измерения информации. За единицу измерения количества информации
принимается такое количество информации, которое содержится в сообщении, уменьшающем
неопределенность знания в 2 раза. Такая единица называется битом.
Рассмотрим пример сообщения о том, что выпал «орел» при бросании монеты. Здесь
неопределенность уменьшилась в 2 раза, следовательно, это сообщение равно 1 биту.
Сообщение о том, что выпала определенная грань игрального кубика, уменьшает
неопределенность в 6 раз, следовательно, это сообщение равно 6 битам.
Минимальной единицей измерения количества информации является бит, а следующей по
величине единицей – байт, причем
1 байт = 8 битов
В международной системе СИ используют десятичные приставки «Кило» (103), «Мега» (106),
«Гига» (109),… В компьютере информация кодируется с помощью двоичной знаковой системы,
поэтому в кратных единицах измерения количества информации используется коэффициент 2 n.
1 килобайт (Кбайт) = 210 байт = 1024 байт
1 мегабайт (Мбайт) = 210 Кбайт = 1024 Кбайт
1 гигабайт (Гбайт) = 210 Мбайт = 1024 Мбайт
1 терабайт (Тбайт) = 210 Гбайт = 1024 Гбайт
1пета байт (Пбайт)= 210 Тбайт = 1024 Тбайт
Терабайт и Петабайт – очень крупные единицы измерения информации, поэтому применяется
крайне редко. Всю информацию, которое накопило человечество, оценивают в десятки
терабайт.
2.Глобальная сеть Интернет и ее информационные сервисы (электронная почта,
всемирная паутина, файловые архивы и пр.). Поиск информации.
Глобальная сеть Интернет - это мировая компьютерная сеть. В ней множество
компьютеров по всему свету соединены проводами, телефонными линиями, радио и
спутниковой связью. Со своего персонального компьютера Вы можете связаться с любой
точкой земного шара и получить доступ к информации, которая содержится на любом
компьютере, подключенном в сеть Интернет. А так как количество пользователей всемирной
сетью растет, то и растут Ваши возможности в ней. Вы можете вступать в дискуссии по тем или
иным темам, посещать виртуальные выставки, вести электронный бизнес, общаться с помощью
почты и многое, многое другое. Достоинствами работы в сети Интернет являются быстрота,
дешевизна,
многоаспектность
и
перспективность.
Прародителем Интернет была сеть ARPANet. Она возникла в 1969 году, в Америке, для
того, чтобы облегчить сотрудничество между организациями оборонной промышленности,
разбросанными по разным штатам. Сначала она соединяла компьютерные системы одного типа,
но по мере развития возникла необходимость в обмене данными между "разнородными"
сетями. Так возник проект Interneting Project. В результате был создан стандарт передачи
данных
протокол
TCP/IP.
Протоколом передачи данных называется соглашение, устанавливающее, каким образом
должна осуществляться передача данных из компьютера в компьютер и как можно
распознавать и устранять ошибки, которые могут при этом возникать. И для того, чтобы
осуществилась идея неограниченной коммуникации между компьютерами Интернет,
используется один и тот же протокол TCP/IP. Он состоит из набора протоколов, каждый из
которых выполняет различные задачи.
 TCP, UDP транспортные протоколы, управляющие передачей данных между машинами
 IP, ICMP, RIP протоколы маршрутизации. Они обрабатывают адресацию данных,
обеспечивают фактическую передачу данных
 DNS, ARP протоколы поддержки сетевого адреса обеспечивают идетификацию
машины с уникальным номером и именем
 FTP, TELNET протоколы прикладных сервисов. Это программы, которые пользователь
использует для получения доступа к различным услугам и др.
Протоколы семейства TCP/IP реализуют всевозможные сервисы (услуги) Интернет.
WWW.
Популярнейший из них - World Wide Web (сокращенно WWW или Web), его еще называют
Всемирной паутиной. Представление информации в WWW основано на возможностях
гипертекстовых ссылок. Гипертекст - это текст, в котором содержаться ссылки на другие
документы. Это дает возможность при просмотре некоторого документа легко и быстро
переходить к другой связанной с ним по смыслу информации, которая может быть текстом,
изображением, звуковым файлом или иметь любой другой вид, принятый в WWW. При этом
связанные ссылками документы могут быть разбросаны по всему земному шару.
Многочисленные пересекающиеся связи между документами WWW компьютерной
паутиной охватывают планету - отсюда и название. Таким образом, пропадает зависимость от
местонахождения конкретного документа.
Gopher-система
Эта система является предшественником WWW и сейчас утрачивает свое значение, хотя
пока и поддерживается в Интернет. Это информационные серверы, на которых содержаться
документы академической направленности и большие текстовые файлы. Просмотр информации
на Gopher-сервере организуется с помощью древовидного меню, аналогичного меню в
приложениях Windows или аналогично дереву каталогов (папок) файловой системы. Меню
верхнего уровня состоит из перечня крупных тем, например, экономика, культура, медицина и
др. Меню следующих уровней детализируют выбранный элемент меню предыдущего уровня.
Конечным пунктом движения вниз по дереву (листом дерева) служит документ аналогично
тому,
как
конечным
элементом
в
дереве
каталогов
является
файл.
Электронная почта
Следующий вид сервиса Интернет - электронная почта, или E - mail. Она предназначена
для передачи в сети файлов любого типа. Одни из главных ее преимуществ - дешевизна и
быстрота.
Электронная почта является исторически первой информационной услугой
компьютерных сетей и не требует обязательного наличия высокоскоростных и качественных
линий связи.
Любой пользователь Интернета может получить свой «почтовый ящик» на одном из
почтовых серверов Интернета (обычно на почтовом сервере провайдера), в котором будут
храниться передаваемые и получаемые электронные письма.
У электронной почты есть преимущества перед телефонной связью. Телефонный этикет
очень строг. Есть множество случаев, когда нельзя позвонить человеку по соображениям
этикета. У электронной почты требования намного мягче. По электронной почте можно
обратиться к малознакомому человеку или очень занятому человеку. Если он сможет, то
ответит.
Чтобы электронное письмо дошло до адресата, оно, кроме текста послания, обязательно
должно содержать электронный адрес получателя письма.
Адрес электронной почты записывается по определенной форме и состоит из двух частей:
имя_пользователя@имя_сервера
Имя_пользователя имеет произвольный характер и задается самим пользователем;
имя_сервера жестко связано с выбором пользователем сервера, на котором он разместил свой
почтовый ящик.
Пример, ivanov@kyaksa.net
В нашем классе имя пользователя – это имя компьютера, например, pc01, pc02 и т.д. имя
сервера: server, поэтому электронный адрес компьютера в локальной сети класса: pc01@server
Чтобы отправить электронное письмо, отправитель должен подключиться к Интернету и
передать на свой почтовый сервер сообщение. Почтовый сервер сразу же отправит это письмо
через систему почтовых серверов Интернет на почтовый сервер получателя, и оно попадет в его
почтовый ящик.
Однако получатель получит письмо только после того, как соединится с Интернетом и
«скачает» почту из своего почтового ящика на собственный локальный компьютер.
Телеконференции UseNet
Телеконференции UseNet представляют собой электронные форумы. Пользователи
Интернет посылают туда свои сообщения, в которых высказываются по определенной теме.
Сообщения поступают в специальные дискуссионные группы - телеконференции, при этом
каждое мнение становится доступным для всех участников конкретной группы. Уже сегодня
UseNet имеет более 20 000 телеконференций, посвященных различным темам: компьютерам,
рецептам,
вопросам
генной
инженерии
и
многому
другому.
Протокол передачи файлов FTP
Протокол передачи файлов FTP используется для переписывания файлов с
дистрибутивными копиями программ с удаленных серверов на Ваш компьютер. В зависимости
от своих прав (обычный пользователь или др.) Вы можете производить те или иные действия по
отношению к удаленному серверу ( в большинстве случаев это копия имеющейся на нем
информации).
Telnet
Программа Telnet была разработана для обеспечения дистанционного доступа к
удаленному компьютеру в Интернет. При этом компьютер пользователя выступает в качестве
терминала, подключенного к большому компьютеру. В отличие от компьютеров, терминалы не
обладают собственными вычислительными возможностями. Они только обеспечивают доступ к
какому - то компьютеру благодаря имеющимся у них монитору и клавиатуре. В качестве
примера можно привести системы в аэропортах, на вокзалах, где Вы можете получить
информацию о билетах, рейсах и т.п.
Поиск информации в Интернет
Пользуясь гипертекстовыми ссылками, можно бесконечно долго путешествовать в
информационном пространстве Сети, переходя от одной web-страницы к другой, но если
учесть, что в мире созданы многие миллионы web-страниц, то найти на них нужную
информацию таким способом вряд ли удастся.
На помощь приходят специальные поисковые серверы (их еще называют поисковыми
машинами). Поисковых серверов не очень много, и их адреса хорошо известны всем, кто
работает в Интернете. В ответ на запрос, где найти нужную информацию, поисковый сервер
возвращает список гиперссылок, ведущих web-страницам, на которых нужная информация
имеется или упоминается. Обширность списка может быть любой, в зависимости от
содержания запроса.
По принципу действия поисковые серверы делятся на два типа: поисковые каталоги и
поисковые индексы.
Поисковые каталоги служат для тематического поиска. Информация на этих серверах
структурирована по темам и подтемам. Имея намерение осветить какую-то узкую тему,
нетрудно найти список web-страниц, ей посвященных. Поисковые индексы работают как
алфавитные указатели. Клиент задает слово или группу слов, характеризующих его область
поиска, например: Бразилия футбол чемпионат, — и получает список ссылок на web-страницы,
содержащие указанные термины.
Интересную возможность сбора информации предоставляют и специальные
классификационные серверы. На них постоянно представлены тысячи ссылок на ресурсы
Интернета, классифицированные не только по теме, но и по популярности. При каждом
использовании ссылки срабатывает счетчик обращений, в результате чего новые посетители
сервера видят, какие адреса используются чаще и могут выбрать для просмотра наиболее
популярные ресурсы по интересующей их теме. Это удобно для проведения первичного сбора
информации.
3.Разработка алгоритма (программы), содержащей команду (оператор) ветвления.
Разработка алгоритма (программы), содержащей команду (оператор) ветвления.
Составьте программу вычисления значения функции:
Y=  x 3  2 x 2  x, еслиX  1


2 x  5, еслиX  1
Билет № 2.
1.Информационные процессы. Хранение, передача и обработка информации.
Любая деятельность человека представляет собой процесс сбора и переработки информации,
принятия решений на ее основе и их выполнения. Информация содержится в человеческой
речи, текстах книг, журналов, газет, сообщениях радио и телевидения, показаниях приборов и
т.д. Процесс решения в уме математической задачи, процесс перевода текста с одного языка на
другой - все это обработка информации. Человек думает, вычисляет, говорит, слушает, читает,
пишет. При этом он всегда имеет дело с информацией.
Информационный процесс - это совокупность последовательных действий, производимых
над информацией с целью получения результата. Среди всех информационных процессов
можно выделить наиболее общие. К ним относятся передача, хранение и обработка
информации.
Получаемая потребителем информация всегда поступает из некоторого источника. В этом
случае говорят о передаче информации. Информация передается по каналу передачи,
направляясь от источника к приемнику. Канал передачи - это некоторое среда, которая
осуществляет доставку информации. Для достижения взаимопонимания необходима
предварительная договоренность о значениях сигналов. Поэтому и существуют алфавиты
различных языков, правила движения, азбука Морзе, шрифт Брайля и т.д.
В процессе передачи информация может теряться, искажаться из-за помех и вредных
воздействий. Причины таких воздействий могут быть как технического характера - перегрузки,
вибрации, электрические и магнитные поля, перепады температур, давления, влажности
окружающей среды, так и следствием человеческого вмешательства
Обработка информации - процесс получения новой информации на базе уже имеющейся.
Преобразование информации может быть связано с изменением ее содержания или формы
представления. В последнем случае говорят о кодировании информации. Например,
шифрование
информации
или
перевод
текстов
на
другой
язык.
Редактирование текста, математические вычисления, логические умозаключения - примеры
процедур получения новой информации.
Обработка информации может производиться формально, руководствуясь правилами по
заданному алгоритму. Либо применяется эвристический подход, при котором создаётся новая
система действий или открываются неизвестные ранее закономерности изучаемой информации.
Информация не может существовать без своего носителя. Носитель информации - это
материальный предмет (камень, дерево, папирус, бумага, магнитные, оптические носители
информации). Например, в тетрадь мы записываем задание, а видеокассета содержит
интересный для нас фильм. Это могут быть волны различной природы (световые, звуковые,
электромагнитные) или разные состояния вещества. Чтобы иметь возможность в будущем
многократно воспользоваться информацией, используют так называемые внешние (по
отношению к человеческой памяти) носители информации. Записные книжки, справочники,
магнитные записи, картины, фото- и кинодокументы и т.д. Для извлечения информации из
внешних носителей зачастую требуется много времени и необходимы дополнительные
средства. Например, для того, чтобы получить информацию, содержащуюся на аудиокассете,
необходим магнитофон.
В обществе хранение носителей с информацией организуется в специальных хранилищах. Для
книг - это библиотеки для картин и рисунков - художественные музеи, для документов архивы, патентные бюро и т.д. Вычислительная техника дает огромные возможности для
организованного хранения информации в компактной форме электронные, магнитные,
оптические носители. Здесь играют роль такие показатели, как информационная емкость, время
доступа
к
информации,
надежность
хранения,
время
безотказной
работы.
Человеческое общество способно накапливать информацию и передавать ее от поколения к
поколению. На протяжении всей истории накапливаются знания и жизненный опыт отдельных
людей, а также "коллективная память" - традиции, обычаи народов.
2.Основы алгоритмического программирования (типы данных, операторы, функции,
процедуры и т.д.)
В теории программирования выступают две взаимосвязанные составляющие процесса
решения задачи: данные и инструкции по их обработке, т.е. алгоритм.
Данные. Одно из главных свойств алгоритма состоит в том, что он по определенным
правилам преобразует исходные (входные) данные в выходные (чаще говорят − в результат).
При этом в процессе выполнения алгоритма может потребоваться создать некоторые рабочие
(промежуточные) данные, которые будут необходимы только в ходе обработки, а после ее
завершения потеряют свое значение. Кроме того, для некоторых алгоритмов аргумент может
одновременно являться и результатом (например, увеличить массив вдвое), что приводит к
существованию еще одной разновидности данных. Специального термина для них в учебной
литературе нет, поэтому приведенное на рисунке название несколько условно.
Описанное функциональное разделение данных имеется в любом школьном учебнике.
Перечисленные выше категории названы видами величин. Вид величины показывает ее
информационную роль в алгоритме.
Величина − это элемент данных.
Кроме вида, величина имеет имя. Для человека имя переменной − это ее обозначение в
программе.
Для компьютера имя − это место в памяти. Каждой переменной отводится определенное
место, и в машинной программе, которая получается после трансляции текста на исходном
языке, имена заменяются на обращения к соответствующему адресу.
Постоянные величины, значения которых не меняются в процессе выполнения программы,
называются константами. Константы в программе могут быть представлены либо
непосредственно своим значением (числом, строкой), либо именем. Для некоторых констант в
языке Pascal определены стандартные имена: FALSE, TRUE, MAXINT.
Величины, значения которых могут изменяться в процессе выполнения программы,
называются переменными. Переменные в программе могут быть представлены только именем.
В ЭВМ каждой величине отводится определенная область памяти, где хранится ее значение.
Помимо вида и имени, каждая величина в алгоритме имеет свой тип. Тип величины
определяет множество значений, которые может принимать величина и множество операций, в
которых она может участвовать. Указывая в программе тип переменной, мы сообщаем
компьютеру, как следует преобразовывать информацию в соответствующем месте памяти.
Величина в программе может иметь какое-либо значение. Для человека значение − это
информационное содержание, а для компьютера − это код в памяти.
Все имеющиеся типы принято делить на группы. Типы, принадлежащие одной группе,
имеют определенное сходство. Прежде всего, выделяют простые и структурные типы. Простые
типы, в свою очередь подразделяют на порядковые и вещественные типы.
Порядковые типы называются так потому, что их допустимые значения представляют
собой множество, состоящее из конечного числа элементов. В этом множестве есть первый и
последний элементы. Кроме того, каждый элемент порядкового типа имеет предшествующий
ему и следующий за ним элементы. Так, например, у целого значения 12 есть предшественник
(значение 11) и преемник (значение 13). Очевидным исключением являются первый (у него нет
предшественника) и последний (нет преемника) элементы.
К порядковым типам относятся целый (целые числа со знаком и без: ShortInt, Integer,
LongInt, Byte, Word), логический (Boolean − могут принимать только два значения: True
(истина) и False (ложь)) и символьный типы данных (Char − любой символ, каждому символу
алфавита соответствует индивидуальный числовой код от 0 до 255).
В отличие от порядковых, вещественные типы представляют вещественные
(действительные) числа (числа, имеющие как целую, так и дробную части), а множество
вещественных чисел даже из ограниченного диапазона пронумеровать невозможно. Строго
говоря, следует учитывать то обстоятельство, что компьютер может оперировать лишь с
конечным набором чисел. Это связано с его конечной разрядностью (то есть количеством
двоичных разрядов, отводимых под хранение данных). Но для вещественных чисел количество
их допустимых значений весьма велико, поэтому не имеет смысла относить их к группе
порядковых типов.
К структурным типам данных относятся массив (Array), множество (Set), файл (File) и
запись(Record).
Отдельную группу составляет строковый тип данных (в Pascal это String), представляющий
собой строку символов длиной не более 255 символов.
Кроме того, во многих языках программирования имеется ограниченный тип данных,
представляющий собой интервал значений порядкового типа, называемого базовым типом
(например var a: 1..25, ch: 'a'..'z'). Переменная ограниченного типа сохраняет все свойства
базового типа.
Остается рассмотреть еще одну важную конструкцию языков программирования —
процедуру и ее некоторую специфическую разновидность — функцию. Помимо термина
"процедура" в языках программирования используются эквивалентные термины
"подпрограмма", "метод" (в объектно-ориентированных языках программирования),
"вспомогательный алгоритм" (в алгоритмических языках).
Процедура − это самостоятельный участок программы, оформленный по определенным
правилам, который можно неоднократно вызывать из любых частей программы. Главным
критерием для использования процедуры служит необходимость выполнить одни и те же
действия в разных местах программы. Программа с процедурами гораздо короче и нагляднее.
Благодаря полной автономности алгоритма процедуры от основной программы, возникает
существенно меньше ошибок, связанных с использованием одинаковых имен переменных:
локальные переменные, описанные внутри процедуры, никак не влияют на переменные
основной программы даже при совпадении имен.
Процедура вызывается по имени, при этом ей передаются необходимые фактические
параметры (но можно и не передавать никаких параметров). Из процедуры можно вызывать
другие процедуры, можно организовать такой алгоритм, при котором процедура вызывает сама
себя (так называемый рекурсивный алгоритм).
Функция представляет собой частный случай процедуры и используется тогда, когда
результатом является единственная величина. Например, функциями являются периметр или
площадь геометрической фигуры, путь, проходимый телом по определенному закону за
заданное время, количество вещества, образующееся в ходе реакции соединения, и т.д.
Характерная особенность функции состоит в том, что она не является, строго говоря,
самостоятельным оператором. Это существенно отличает ее от процедуры, которая
записывается в программе наравне со стандартными операторами. Вследствие сказанного
выше, функция обычно входит в правую часть выражения оператора присваивания. При этом
логика ее работы очень напоминает логику математических функций типа sin x или Ln x:
результат вычислений подставляется в выражение для дальнейших действий.
3.Разработка алгоритма (программы) на составление линейного алгоритма.
Разработка алгоритма (программы) на составление линейного алгоритма. Написать программу
вычисления площади и периметра параллелограмма по его сторонам и высоте.
Билет №3.
1.Управление как информационный процесс. Замкнутые и разомкнутые системы
управления, назначение обратной связи.
В 1948 году в США и Европе вышла книга американского математика Норберта Винера
«Кибернетика, или управление и связь в животном и машине». Эта книга провозгласила
рождение новой науки — кибернетики.
Не случайно время появления этого научного направления совпало с созданием первых
ЭВМ. Н. Винер предвидел, что использование ЭВМ для управления станет одним из
важнейших их приложений, а для этого потребуется глубокий теоретический анализ самого
процесса управления. Этому и посвящена наука кибернетика.
Что такое управление
Управление есть целенаправленное воздействие одних объектов, которые являются
управляющими, на другие объекты — управляемые.
Простейшая ситуация — два объекта: один — управляющий, второй — управляемый.
Например: человек и телевизор, хозяин и собака, светофор и автомобиль. В первом
приближении взаимодействие между такими объектами можно описать схемой, изображенной
на рис. 5.2.
В приведенных примерах управляющее воздействие производится в разных формах:
человек нажимает клавишу или поворачивает ручку управления телевизором; хозяин голосом
подает команду собаке; светофор разными цветами управляет движением автомобилей и
пешеходов на перекрестке.
Простейшим примером процесса управления может служить, например, система,
состоящая из светофора и автомобиля. Управляющий объект — светофор, посылает свои
команды управляемому объекту — автомобилю, никак не учитывая того, что происходит на
дороге. Поскольку в такой системе воздействия передаются только в одном направлении, она
называется разомкнутой.
Более совершенные системы управления отслеживают результаты деятельности
исполнительной системы. В них дополнительно появляется еще один информационный поток,
на этот раз от объекта управления к системе управления, который называется обратной связью.
Именно по каналу обратной связи передаются сведения о состоянии объекта и степени
достижения (или, наоборот, не достижения) цели управления. Такая система называется
замкнутой. Главным принципом управления в замкнутой системе является выдача
управляющих команд в зависимости от получаемых сигналов обратной связи.
Управляющая система стремится скомпенсировать любое отклонение объекта от
состояния, предусмотренного целями управления. Например, если на одной из улиц
перекрестка машин накопилось много, а на другой их практически нет, то алгоритм
поочередного перекрытия улиц посредством светофора требуется нарушить, чтобы по
возможности пропустить максимум машин по перегруженной улице.
С кибернетической точки зрения все варианты управляющих воздействий следует
рассматривать как управляющую информацию, передаваемую в форме команд.
В примере с телевизором через пульт управления передаются команды следующего типа:
«включить/выключить», «переключить канал», «увеличить/уменьшить громкость». Хозяин
передает собаке команды голосом: «Сидеть!», «Лежать!», «Взять!». Световые сигналы
светофора шофер воспринимает как команды: красный — «стоять», зеленый — «ехать»,
желтый — «приготовиться».
Алгоритм управления
В данном выше определении сказано, что управление есть целенаправленный процесс, т.
е. команды отдаются не случайным образом, а с вполне определенной целью. В простейшем
случае цель может быть достигнута после выполнения одной команды. Для достижения более
сложной цели бывает необходимо выполнить последовательность (серию) команд.
Последовательность команд по управлению объектом, выполнение которой приводит к
достижению заранее поставленной цели, называется алгоритмом управления.
В таком случае объект управления можно назвать исполнителем управляющего
алгоритма. Значит, в приведенных выше примерах телевизор, собака, автомобиль являются
исполнителями управляющих алгоритмов, направленных на вполне конкретные цели (найти
интересующую передачу, выполнить определенное задание хозяина, благополучно проехать
перекресток).
С точки зрения кибернетики взаимодействие между управляющим и управляемым
объектами рассматривается как информационный процесс. С этой позиции оказалось, что
самые разнообразные процессы управления в природе, технике, обществе происходят сходным
образом, подчиняются одним и тем же принципам.
2.Переменная в программировании (тип, имя, значения). Операция присваивания.
Величины: константы и переменные
Компьютер работает с информацией, хранящейся в его памяти. Отдельный
информационный объект (число, символ, строка, таблица и пр.) называется величиной.
Всякая обрабатываемая программой величина занимает свое место (поле) в памяти
ЭВМ. Значение величины — это информация, хранимая в этом поле памяти.
Существуют три основных типа величин, с которыми работает компьютер: числовой,
символьный и логический. Изучая базы данных и электронные таблицы, вы уже встречались с
этими типами. В данной главе мы будем строить алгоритмы, работающие с числовыми
величинами.
Числовые величины в программировании, так же как и математические величины,
делятся на переменные и константы (постоянные). Например, в формуле (а 2 - 2аb + b2) а, b —
переменные, 2 — константа.
Константы записываются в алгоритмах своими десятичными значениями, например: 23,
3.5, 34. Значение константы хранится в выделенной под нее ячейке памяти и остается
неизменным в течение работы программы.
Переменные в программировании, как и в математике, обозначаются символическими
именами. Эта имена называют идентификаторами (от глагола «идентифицировать», что значит
«обозначать», «символизировать»). Идентификатор может быть одной буквой, множеством
букв, сочетанием букв и цифр и т. д. Примеры идентификаторов: А, X, ВЗ, prim, r25 и т. п.
Система команд
Вам известно, что всякий алгоритм строится исходя из системы команд исполнителя, для
которого он предназначен.
Независимо от того, на каком языке программирования будет написана программа,
алгоритм работы с величинами составляется из следующих команд:
• присваивание;
• ввод;
• вывод;
• обращение к вспомогательному алгоритму;
• цикл;
• ветвление.
Команда присваивания
Команда присваивания — одна из основных команд в алгоритмах работы с величинами.
Записывать ее мы будем так:
<переменная> := < выражение>
Значок «:=» читается «присвоить». Например:
Z := X + Y
Компьютер сначала вычисляет выражение, затем результат присваивает переменной,
стоящей слева от знака «:=».
Если до выполнения этой команды содержимое ячеек, соответствующих переменным X,
Y, Z, было таким:
то после выполнения команды оно станет следующим:
Прочерк в ячейке Z обозначает, что начальное число в ней может быть любым. Оно не
имеет значения для результата данной команды.
Если слева от знака присваивания стоит числовая переменная, а справа —
математическое выражение, то такую команду называют арифметической командой
присваивания, а выражение — арифметическим.
В частном случае арифметическое выражение может быть представлено одной
переменной или одной константой. Например:
Х:= 5
Y:=Х
3.Составление таблицы истинности для логической функции.
Составление таблицы истинности для логической функции F=(А& В) V (А& С)
Билет №4.
1.Представление информации. Естественные и формальные языки. Двоичное
кодирование информации.
Язык как знаковая система
Для обмена информацией с другими людьми человек использует естественные языки
(русский, английский, китайский и др.), то есть информация представляется с помощью
естественных языков. В основе языка лежит алфавит, то есть набор символов (знаков), которые
человек различает по их начертанию. В основе русского языка лежит кириллица, содержащая
33 знака, английский язык использует латиницу (26 знаков), китайский язык использует
алфавит из десятков тысяч знаков (иероглифов).
Последовательности символов алфавита в соответствии с правилами грамматики
образуют основные объекты языка — слова. Правила, согласно которым образуются
предложения из слов данного языка, называются синтаксисом. Необходимо отметить, что в
естественных языках грамматика и синтаксис языка формулируются с помощью большого
количества правил, из которых существуют исключения, так как такие правила складывались
исторически.
Наряду с естественными языками были разработаны формальные языки (системы
счисления, язык алгебры, языки программирования и др.). Основное отличие формальных
языков от естественных состоит в наличии строгих правил грамматики и синтаксиса.
Например, системы счисления можно рассматривать как формальные языки, имеющие алфавит
(цифры) и позволяющие не только именовать и записывать объекты (числа), но и выполнять
над ними арифметические операции по строго определенным правилам.
Некоторые языки используют в качестве знаков не буквы и цифры, а другие символы, например
химические формулы, ноты, изображения элементов электрических или логических схем,
дорожные
знаки,
точки
и
тире
(код
азбуки
Морзе)
и
др.
Знаки могут -иметь различную физическую природу. Например, для представления
информации с использованием языка в письменной форме используются знаки, которые
являются изображениями на бумаге или других носителях, в устной речи в качестве знаков
языка используются различные звуки (фонемы), а при обработке текста на компьютере знаки
представляются в форме последовательностей электрических импульсов (компьютерных
кодов).
Представление информации в живых организмах
Человек воспринимает информацию об окружающем мире с помощью органов чувств
(зрения, слуха, обоняния, осязания и вкуса). Чувствительные нервные окончания органов
чувств (рецепторы) воспринимают воздействие (например, на глазном дне колбочки и палочки
реагируют на воздействие световых лучей) и передают его нейронам (нервным клеткам), цепи
которых составляют нервную систему.
Нейрон может находиться в одном из двух состояний: невозбужденном и возбужденном.
Возбужденный нейрон генерирует электрический импульс, который передается по нервной
системе.
Состояния нейрона (нет импульса, есть импульс) можно рассматривать как знаки
некоторого алфавита нервной системы, с помощью которого происходит передача информации.
Генетическая информация во многом определяет строение и развитие живых организмов и
передается по наследству.
Хранится генетическая информация в клетках организмов в структуре молекул ДНК.
Молекула ДНК состоит из двух скрученных друг с другом в спираль цепей, построенных из
четырех нуклеотидов: A, G, Т и С, которые образуют генетический алфавит.
Молекула ДНК человека включает в себя около 3 миллиардов пар нуклеотидов и
поэтому в ней закодирована вся информация об организме человека: его внешность, здоровье
или предрасположенность к болезням, способности и пр.
Кодирование информации
Представление информации происходит в различных формах в процессе восприятия
окружающей среды живыми организмами и человеком, в процессах обмена информацией
между человеком и человеком, человеком и компьютером, компьютером и компьютером и так
далее. Преобразование информации из одной формы представления (знаковой системы) в
другую называется кодированием.
Средством кодирования служит таблица соответствия знаковых систем, которая
устанавливает взаимно однозначное соответствие между знаками или группами знаков двух
различных знаковых систем.
В процессе обмена информацией часто приходится производить операции кодирования и
декодирования информации. При вводе знака алфавита в компьютер путем нажатия
соответствующей клавиши на клавиатуре происходит кодирование знака, то есть
преобразование его в компьютерный код. При выводе знака на экран монитора или принтер
происходит обратный процесс - - декодирование, когда из компьютерного кода знак
преобразуется в его графическое изображение.
Двоичное кодирование информации
В компьютере для представления информации используется двоичное кодирование, так как
удалось создать надежно работающие технические устройства, которые могут со
стопроцентной надежностью сохранять и распознавать не более двух различных состояний
(цифр):
 электромагнитные реле (замкнуто/разомкнуто), широко использовались в конструкциях
первых ЭВМ;
 участок поверхности магнитного носителя информации (намагничен/размагничен);
 участок поверхности лазерного диска (отражает/не отражает);
 триггер (см. п. 3.7.3), может устойчиво находиться в одном из двух состояний, широко
используется в оперативной памяти компьютера.
Все виды информации в компьютере кодируются на машинном языке, в виде логических
последовательностей нулей и единиц.
Цифры двоичного кода можно рассматривать как два равновероятных состояния (события).
При записи двоичной цифры реализуется выбор одного из двух возможных состояний (одной
из двух цифр) и, следовательно, она несет количество информации, равное 1 биту.
Даже сама единица измерения количества информации бит (bit) получила свое название от
английского словосочетания BInary digiT (двоичная цифра).
Важно, что каждая цифра машинного двоичного кода несет информацию в 1 бит. Таким
образом, две цифры несут информацию в 2 бита, три цифры — в 3 бита и так далее. Количество
информации в битах равно количеству цифр двоичного машинного кода.
2.Файловая система. Папки и файлы. Имя, тип, путь доступа к файлу.
Файл — это информация, хранящаяся на внешнем носителе и объединенная общим именем.
Файлы имеют свои названия. Их называют именами файлов. На диске есть списоккаталог, содержащий имена хранимых файлов.
Каталог можно вывести на экран, чтобы узнать, есть ли на данном диске нужный файл.
В каждом файле хранится отдельный информационный объект: документ, статья, числовой
массив, программа и пр. Заключенная в файле информация становится активной, т. е. может
быть обработана компьютером, только после того, как она будет загружена в оперативную
память.
Работа с файлами на компьютере производится с помощью файловой системы.
Файловая система — это функциональная часть ОС, обеспечивающая выполнение операций
над файлами. Чтобы найти нужный файл, пользователю должно быть известно: а) какое имя у
файла; б) где хранится файл1.
Имя файла
Практически во всех операционных системах имя файла составляется из двух частей,
разделенных точкой. Например: myprog.pas
Слева от точки находится собственно имя файла (myprog) Следующая за точкой часть
имени называется расширением файла (pas). Обычно в именах файлов употребляются
латинские буквы и цифры. В большинстве ОС максимальная длина расширения — 3 символа.
Кроме того, имя файла может и не иметь расширения. В операционной системе Windows в
именах файлов допускается использование русских букв; максимальная длина имени — 255
символов.
Расширение указывает, какого рода информация хранится в данном файле. Например,
расширение txt обычно обозначает текстовый файл (содержит текст); расширение рсх —
графический файл (содержит рисунок), zip или rar — архивный файл (содержит архив —
сжатую информацию), pas — программу на языке Паскаль.
Файлы, содержащие выполнимые компьютерные программы, имеют расширения ехе или
com. Например, программа популярной игры «Тетрис» хранится в файле tetris.ехе.
Инициализация программы происходит путем записи ее в оперативную память и перехода
работы процессора к ее исполнению.
Логические диски
На одном компьютере может быть несколько дисководов — устройств работы с
дисками. Каждому дисководу присваивается однобуквенное имя (после которого ставится
двоеточие), например А:, В:, С:. Часто на персональных компьютерах диск большой емкости,
встроенный в системный блок (его называют жестким диском), делят на разделы. Каждый из
таких разделов называется логическим диском, и ему присваивается имя С:, D:, Е: и т. д. Имена
А: и В: обычно относятся к сменным дискам малого объема — гибким дискам (дискетам). Их
тоже можно рассматривать как имена дисков, только логических, каждый из которых
полностью занимает реальный (физический) диск. Следовательно, А:, В:, С:, D: — это всё
имена логических дисков.
Имя логического диска, содержащего файл, является первой «координатой»,
определяющей место расположения файла.
Файловая структура диска
Вся совокупность файлов на диске и взаимосвязей между ними называется файловой
структурой. Различные ОС могут поддерживать разные организации файловых структур.
Существуют две разновидности файловых структур: простая, или одноуровневая, и
иерархическая — многоуровневая.
Одноуровневая файловая структура — это простая последовательность файлов. Для
отыскания файла на диске достаточно указать лишь имя файла. Например, если файл tetris.ехе
находится на диске А:, то его «полный адрес» выглядит так: А:\tetris.ехе
Операционные системы с одноуровневой файловой структурой используются на
простейших учебных компьютерах, оснащенных только гибкими дисками.
Многоуровневая файловая структура — древовидный (иерархический) способ
организации файлов на диске. Для облегчения понимания этого вопроса воспользуемся
аналогией с традиционным «бумажным» способом хранения информации. В такой аналогии
файл представляется как некоторый озаглавленный документ (текст, рисунок) на бумажных
листах. Следующий по величине элемент файловой структуры называется каталогом.
Продолжая «бумажную» аналогию, каталог будем представлять как папку, в которую можно
вложить множество документов, т. е. файлов. Каталог также получает собственное имя
(представьте, что оно написано на обложке папки).
Каталог сам может входить в состав другого, внешнего по отношению к нему каталога.
Это аналогично тому, как папка вкладывается в другую папку большего размера. Таким
образом, каждый каталог может содержать внутри себя множество файлов и вложенных
каталогов (их называют подкаталогами). Каталог самого верхнего уровня, который не вложен
ни в какой другой каталог, называется корневым каталогом.
В операционной системе Windows для обозначения понятия «каталог» используется
термин «папка».
Графическое изображение иерархической файловой структуры называется деревом.
На рис. 2.9 имена каталогов записаны прописными буквами, а файлов — строчными.
Здесь в корневом каталоге имеются две папки: IVANOV и РЕТROV и один файл fin.com. Папка
IVANOV содержит в себе две вложенные папки PROGS и DАТА. Папка DАТА — пустая; в
папке РROGS имеются три файла и т. д. На дереве корневой каталог обычно изображается
символом\.
Путь к файлу
А теперь представьте, что вам нужно найти определенный документ. Для этого надо
знать ящик, в котором он находится, а также «путь» к документу внутри ящика: всю
последовательность папок, которые нужно открыть, чтобы добраться до искомых бумаг.
Второй координатой, определяющей место положения файла, является путь к файлу на
диске. Путь к файлу — это последовательность, состоящая из имен каталогов, начиная от
корневого и заканчивая тем, в котором непосредственно хранится файл.
Вот всем знакомая сказочная аналогия понятия «путь к файлу»: «На дубе висит сундук, в
сундуке — заяц, в зайце — утка, в утке — яйцо, в яйце — игла, на конце которой смерть
Кощеева».
Последовательно записанные имя логического диска, путь к файлу и имя файла
составляют полное имя файла.
Если представленная на рис. 2.9 файловая структура хранится на диске С:, то полные
имена некоторых входящих в нее файлов в символике операционных систем МS-DOS и
Windows выглядят так:
C:\fin.com
C:\IVANOV\PROGS\prog1.pas
C:\PETROV\DATA\task.dat
Таблица размещения файлов
Сведения о файловой структуре диска содержатся на этом же диске в виде таблицы
размещения файлов. Используя файловую систему ОС, пользователь может последовательно
просматривать на экране содержимое каталогов (папок), продвигаясь по дереву файловой
структуры вниз или вверх.
3.Создание базы данных. Создание отчета по этой базе данных.
Практическое задание на создание базы данных, создание отчета и на поиск информации в базе
данных по заданным параметрам (создание запросов).
Создать базу данных, содержащую поля: устройство, цена, количество. База данных должна
содержать не меньше пяти записей. Произвести сортировку по одному из полей (по
возрастанию цен) созданной базы данных. Выполнить отчет по базе данных.
Билет №5.
1.Функциональная схема компьютера (основные устройства, их взаимосвязь).
Характеристики современных персональных компьютеров.
Характеристики микропроцессора
Существуют различные модели микропроцессоров, выпускаемые разными фирмами.
Основными характеристиками МП являются тактовая частота и разрядность процессора.
Режим работы микропроцессора задается микросхемой, которая называется генератором
тактовой частоты. Это своеобразный метроном внутри компьютера. На выполнение
процессором каждой операции отводится определенное количество тактов. Ясно, что если
метроном «стучит» быстрее, то и процессор работает быстрее. Тактовая частота измеряется в
мегагерцах — МГц. Частота в 1 МГц соответствует миллиону тактов в одну секунду. Вот
некоторые характерные тактовые частоты микропроцессоров: 600 МГц, 800 МГц, 1000 МГц.
Последняя величина называется гигагерцем — ГГц. Современные модели микропроцессоров
работают с тактовыми частотами в несколько гигагерц.
Следующая характеристика — разрядность процессора. Разрядностью называют
максимальную длину двоичного кода, который может обрабатываться или передаваться
процессором целиком. Разрядность процессоров на первых моделях ПК была равна 8 битам.
Затем появились 16-разрядные процессоры. На современных ПК чаще всего используются 32разрядные процессоры. Наиболее высокопроизводительные машины имеют процессоры с
разрядностью 64 бита.
Объем внутренней (оперативной) памяти
Про память компьютера мы уже говорили. Она делится на оперативную (внутреннюю)
память и долговременную (внешнюю) память. Производительность машины очень сильно
зависит от объема внутренней памяти. Если для работы каких-то программ не хватает
внутренней памяти, то компьютер начинает переносить часть данных во внешнюю память, что
резко снижает его производительность. Скорость чтения/записи данных в оперативную память
на несколько порядков выше, чем во внешнюю.
Объем оперативной памяти влияет на производительность компьютера. Современные
программы требуют оперативной памяти объемом в десятки и сотни мегабайтов.
Для хорошей работы современных программ требуется оперативная память в сотни мегабайтов:
128 Мб, 256 Мб и более.
Характеристики устройств внешней памяти
Устройства внешней памяти — это накопители на магнитных и оптических дисках.
Встроенные в системном блоке магнитные диски называются жесткими дисками, или
винчестерами. Это очень важная часть компьютера, поскольку именно здесь хранятся все
необходимые для работы компьютера программы. Чтение/запись на жесткий диск производится
быстрее, чем на все другие виды внешних носителей, но все-таки медленнее, чем в
оперативную память. Чем больше объем жесткого диска, тем лучше. На современных ПК
устанавливают жесткие диски, объем которых измеряется в гигабайтах: десятки и сотни
гигабайтов. Покупая компьютер, вы приобретаете и необходимый набор программ на жестком
диске. Обычно покупатель сам заказывает состав программного обеспечения компьютера.
Все остальные носители внешней памяти — сменные, т. е. их можно вставлять в
дисковод и доставать из дисковода. К ним относятся гибкие магнитные диски — дискеты и
оптические диски — СD-ROM, СD-RW, DVD-ROM. Об их свойствах рассказывалось в § 6.
Стандартная дискета вмещает 1,4 Мб информации. Дискеты удобны для длительного хранения
программ и данных, а также для переноса информации с одного компьютера на другой.
В последнее время па смену гибким дискам как основному средству переноса
информации с одного компьютера на другой приходит флэш-память. Флэш-память — это
электронное устройство внешней памяти, используемое для чтения и записи информации в
файловом формате. Флэш-память, как и диски, — энергонезависимое устройство. Однако, по
сравнению с дисками, флэш-память обладает гораздо большим информационным объемом
(сотни и тысячи мегабайтов). А скорость чтения и записи данных на флэш-носителе
приближается к скорости работы оперативной памяти.
Практически обязательной составляющей комплекта ПК стали дисководы для СD-ROM.
Современное программное обеспечение распространяется именно на этих носителях.
Вместимость СD-ROM исчисляется сотнями мегабайтов (стандартный объем — 700 Мб).
DVD-дисководы вы можете приобретать по собственному желанию. Объем данных на дисках
этого типа исчисляется гигабайтами (4,7 Гб, 8,5 Гб, 17 Гб). Часто на DVD-дисках записываются
видеофильмы. Время их воспроизведения достигает 8 часов. Это 4-5 полноформатных фильмов.
Пишущие оптические дисководы позволяют производить запись и перезапись информации на
CD-RW и DVD-RW. Постоянное снижение цен на перечисленные виды устройств переводит их
из категории «предметов роскоши» в общедоступные.
Все остальные типы устройств относятся к числу устройств ввода/вывода.
Обязательными из них являются клавиатура, монитор и манипулятор (обычно — мышь).
Дополнительные устройства: принтер, модем, сканер, звуковая система и некоторые другие.
Выбор этих устройств зависит от потребностей и финансовых возможностей покупателя.
Всегда можно найти источники справочной информации о моделях таких устройств и их
эксплуатационных свойствах.
2.Графические редакторы. Векторная и растровая графика. Создание. Преобразование,
сохранение рисунка в среде графического редактора.
Растровая графика. Растровые графические изображения формируются в процессе
преобразования графической информации из аналоговой формы в цифровую, например, в
процессе сканирования существующих на бумаге или фотопленке рисунков и фотографий, при
использовании цифровых фото- и видеокамер, при просмотре на компьютере телевизионных
передач с использованием ТВ-тюнера и так далее.
Можно создать растровое графическое изображение и непосредственно на компьютере с
использованием графического редактора, загрузить его с CD-ROM или DVD-ROM-дисков или
«скачать» из Интернета.
Растровое изображение хранится с помощью точек различного цвета (пикселей),
которые образуют строки и столбцы. Каждый пиксель имеет определенное положение и цвет.
Хранение каждого пикселя требует определенного количества битов информации, которое
зависит от количества цветов в изображении.
Пиксель - минимальный участок изображения, цвет которого можно задать независимым
образом.
Качество растрового изображения зависит от размера изображения (количества пикселей
по горизонтали и вертикали) и количества цветов, которые можно задать для каждого пикселя.
В качестве примера рассмотрим черно-белое (без градаций серого) изображение
улыбающейся рожицы размером 16x16. Легко подсчитать, какой информационный объем файла
требуется для хранения этого изображения. Общее количество пикселей равно 256. Так как
используется всего два цвета, то для хранения каждого пикселя необходим 1 бит. Таким
образом, файл будет иметь объем 56 битов, или 32 байта.
Растровые изображения очень чувствительны к масштабированию (увеличению или
уменьшению). При уменьшении растрового изображения несколько соседних точек
преобразуются в одну, поэтому теряется различимость мелких деталей изображения. При
увеличении изображения увеличивается размер каждой точки и появляется ступенчатый
эффект, который можно увидеть невооруженным глазом.
Векторная графика. Векторные графические изображения являются оптимальным средством
хранения высокоточных графических объектов (чертежи, схемы и пр.), для которых имеет
значение сохранение четких и ясных контуров. С векторной графикой вы сталкиваетесь, когда
работаете с системами компьютерного черчения и автоматизированного проектирования
(САПР), программами обработки трехмерной графики и др.
Векторные изображения формируются из объектов (точка, линия, окружность,
прямоугольник и пр.), которые хранятся в памяти компьютера в виде графических примитивов
и описывающих их математических формул.
Например, графический примитив точка задается своими координатами (X,Y), линия —
координатами начала (XI,Y1) и конца (X2,Y2), окружность — координатами центра (X,Y) и
радиусом (R), прямоугольник — координатами левого верхнего угла (X1,Y1) и правого нижнего
угла (X2.Y2) и так далее. Для каждого примитива задается также цвет.
Например, рисунок, рассмотренный выше в векторном графическом редакторе может быть
задан с помощью четырех примитивов (окружности, 2-х точек и кривой линии).
Достоинством векторной графики является то, что файлы, хранящие векторные
графические изображения, имеют сравнительно небольшой объем.
Важно также, что векторные графические изображения могут быть увеличены или
уменьшены без потери качества. Это возможно, так как масштабирование изображений
производится с помощью простых математических операций (умножения параметров
графических примитивов на коэффициент масштабирования).
Для обработки изображений на компьютере используются специальные программы —
графические редакторы. Графические редакторы также можно разделить на две категории:
растровые и векторные.
Растровые графические редакторы являются наилучшим средством обработки
фотографий и рисунков, поскольку растровые изображения обеспечивают высокую точность
передачи градаций цветов и полутонов.
Среди растровых графических редакторов есть простые, например стандартное
приложение Paint, и мощные профессиональные графические системы, например Adobe
Photoshop.
К векторным графическим редакторам относятся графический редактор, встроенный в
текстовый редактор Word. Среди профессиональных векторных графических систем
наиболее распространена CorelDRAW. Сюда также можно добавить Macromedia Flash MX.
Графический редактор — это программа создания, редактирования и просмотра
графических изображений.
Для создания рисунка традиционными методами необходимо выбрать инструмент
рисования (это могут быть фломастеры, кисть с красками, карандаши, пастель и многое
другое). Графические редакторы также предоставляют возможность выбора инструментов для
создания и редактирования графических изображений, объединяя их в панели инструментов.
Инструменты рисования объектов. Графические редакторы имеют набор
инструментов для рисования простейших графических объектов: прямой линии, кривой,
прямоугольника, эллипса, многоугольника и так далее. После выбора объекта на панели
инструментов его можно нарисовать в любом месте окна редактора.
В векторном редакторе существует группа инструментов группировки и разгруппировки
объектов. Операция группировки объединяет несколько отдельных объектов в один, что
позволяет производить в дальнейшем над ними общие операции (перемещать, удалять и так
далее). Можно и, наоборот, разбивать объект, состоящий из нескольких объектов, на
самостоятельные объекты (разгруппировывать).
Выделяющие инструменты. В графических редакторах над элементами изображения
возможны различные операции: копирование, перемещение, удаление, поворот, изменение
размеров и так далее. Для того чтобы выполнить какую-либо операцию над объектом, его
сначала необходимо выделить.
Инструменты редактирования рисунка. Инструменты редактирования позволяют
вносить в рисунок изменения: стирать части рисунка, изменять цвета и так далее. Для стирания
изображения в растровых графических редакторах используется инструмент Ластик, который
стирает фрагменты изображения (пиксели), при этом размер Ластика можно менять.
В векторных редакторах редактирование изображения возможно только путем удаления
объектов, входящих в изображение, целиком. Для этого сначала необходимо выделить объект, а
затем выполнить операцию Вырезать.
Палитра цветов. Операцию изменения цвета можно осуществить с помощью меню
Палитра, содержащего набор цветов, используемых при создании объектов. Различают
основной цвет, которым рисуются контуры фигур, и цвет фона. В левой части палитры
размещаются индикаторы основного цвета и цвета фона, которые отображают текущие
установки (в данном случае установлен черный основной цвет и белый цвет фона). Для
изменения основного цвета необходимо осуществить левый щелчок на выбранном цвете
палитры, а для цвета фона — правый щелчок.
Текстовые инструменты. Текстовые инструменты позволяют добавлять в рисунок
текст и осуществлять его форматирование.
В векторных редакторах тоже можно создавать текстовые области, в которые можно
вводить и форматировать текст. Кроме того, для ввода надписей к рисункам можно
использовать так называемые выноски различных форм.
Масштабирующие инструменты. В растровых графических редакторах масштабирующие
инструменты позволяют увеличивать или уменьшать масштаб представления объекта на
экране, но не влияют при этом на его реальные размеры. Обычно такой инструмент называется
Лупа.
В векторных графических редакторах можно легко изменять реальные размеры объекта с
помощью мыши.
Форматы графических файлов. Форматы графических файлов определяют способ хранения
информации в файле (растровый или векторный), а также форму хранения информации
(используемый алгоритм сжатия).
Сжатие применяется для растровых графических файлов, так как они имеют обычно
достаточно большой объем. При сжатии графических файлов алгоритм сжатия включается в
формат графического файла.
Существуют различные алгоритмы сжатия, причем для различных типов изображения
целесообразно применять подходящие типы алгоритмов сжатия.
Bit MaP image (BMP) — универсальный формат растровых графических файлов, используется
в операционной системе Windows. Этот формат поддерживается многими графическими
редакторами, в том числе редактором Paint. Рекомендуется для хранения и обмена данными с
другими
приложениями.
Tagged Image File Format (TIFF) — формат растровых графических файлов, поддерживается
всеми основными графическими редакторами и компьютерными платформами. Включает в
себя алгоритм сжатия без потерь информации. Используется для обмена документами между
различными программами. Рекомендуется для использования при работе с издательскими
системами.
Graphics Interchange Format (GIF) — формат растровых графических файлов,
поддерживается приложениями для различных операционных систем. Включает алгоритм
сжатия без потерь информации, позволяющий уменьшить объем файла в несколько раз.
Рекомендуется для хранения изображений, создаваемых программным путем (диаграмм,
графиков и так далее) и рисунков (типа аппликации) с ограниченным количеством цветов (до
256). Используется для размещения графических изображений на Web-страницах в Интернете.
Portable Network Graphic (PNG) — формат растровых графических файлов, аналогичный
формату GIF. Рекомендуется для размещения графических изображений на Web-страницах в
Интернете.
Joint Photographic Expert Group (JPEG) — формат растровых графических файлов, который
реализует эффективный алгоритм сжатия (метод JPEG) для отсканированных фотографий и
иллюстраций. Алгоритм сжатия позволяет уменьшить объем файла в десятки раз, однако
приводит к необратимой потере части информации. Поддерживается приложениями для
различных операционных систем. Используется для размещения графических изображений на
Web-страницах
в
Интернете.
Windows MetaFile (WMF) — универсальный формат векторных графических файлов для
Windows-приложений. Используется для хранения коллекции графических изображений
Microsoft
Clip
Gallery.
Encapsulated PostScript (EPS) — формат векторных графических файлов, поддерживается
программами для различных операционных систем. Рекомендуется для печати и создания
иллюстраций
в
настольных
издательских
системах.
CorelDRaw files (CDR) — оригинальный формат векторных графических файлов,
используемый
в
системе
обработки
векторной
графики
CorelDraw.
Если вы собираетесь работать с графическим файлом только в одном данном приложении,
целесообразно выбрать оригинальный формат. Если же предстоит передавать данные в другое
приложение, другую среду или иному пользователю, стоит использовать универсальный
формат.
3.Растровая графика. Задача. Создание, преобразование, сохранение, распечатка рисунка в
среде растрового графического редактора. Создание рисунка в графическом редакторе Paint.
Билет №6.
1.Устройства памяти компьютера. Внешние носители информации (гибкие диски,
жесткие диски, диски CD-ROM/R/RW, DVD и др.) Принципы записи и считывания
информации.
Основной функцией внешней памяти компьютера является способность долговременно
хранить большой объем информации (программы, документы, аудио- и видеоклипы и пр.).
Устройство, которое обеспечивает запись/считывание информации, называется накопителем,
или дисководом, а хранится информация на носителях (например, дискетах). Внешняя память в
отличие от оперативной памяти является энергонезависимой.
Основные виды накопителей:
1. накопители на гибких магнитных дисках (НГМД);
2. накопители на жестких магнитных дисках (НЖМД);
3. накопители на магнитной ленте (НМЛ);
4. накопители на CD-ROM, DVD.
Им соответствуют основные виды носителей:
1. гибкие магнитные диски (Floppy Disk)
2. жесткие магнитные диски (Hard Disk);
3. кассеты для стримеров и других НМЛ;
4. диски CD-ROM, CD-R, CD-RW, DVD и др.
Накопители принято делить на виды и категории в связи с их принципами
функционирования, эксплуатационно-техническими, физическими, программными и др.
характеристиками. Так, например, по принципам функционирования различают следующие
виды устройств: электронные, магнитные, оптические и смешанные – магнитооптические.
Каждый тип
устройств организован на основе соответствующей технологии
хранения/воспроизведения/записи цифровой информации. Поэтому в связи с видом и
техническим исполнением носителя информации различают электронные, дисковые и
ленточные устройства.
Основные характеристики накопителей и носителей:
1. информационная емкость;
2. скорость обмена информацией;
3. надежность хранения информации;
4. стоимость.
Магнитный принцип записи и считывания информации. В накопителях на гибких
магнитных дисках (НГМД) и накопителях на жестких магнитных дисках (НЖМД), или
винчестерах, в основу записи информации положено намагничивание ферромагнетиков в
магнитном поле, хранение информации основывается на сохранении намагниченности, а
считывание информации базируется на явлении электромагнитной индукции.
В процессе записи информации на гибкие и жесткие магнитные диски головка дисковода с
сердечником из магнитомягкого материала (малая остаточная намагниченность) перемещается
вдоль магнитного слоя магнитожесткого носителя (большая остаточная намагниченность). На
магнитную
головку
поступают
последовательности
электрических
импульсов
(последовательности логических единиц и нулей), которые создают в головке магнитное поле.
В результате последовательно намагничиваются (логическая единица) или не намагничиваются
(логический нуль) элементы поверхности носителя.
В отсутствие сильных магнитных полей и высоких температур элементы носителя могут
сохранять свою намагниченность в течение долгого времени (лет и десятилетий).
При считывании информации при движении магнитной головки над поверхностью носителя
намагниченные участки носителя вызывают в ней импульсы тока (явление электромагнитной
индукции). Последовательности таких импульсов передаются по магистрали в оперативную
память компьютера.
Гибкие магнитные диски. Гибкие магнитные диски помещаются в пластмассовый корпус.
Такой носитель информации называется дискетой. В центре дискеты имеется приспособление
для захвата и обеспечения вращения диска внутри пластмассового корпуса. Дискета
вставляется в дисковод, который вращает диск с постоянной угловой скоростью.
При этом магнитная головка дисковода устанавливается на определенную концентрическую
дорожку диска, на которую и производится запись или с которой производится считывание
информации. Информационная емкость дискеты невелика и составляет всего 1,44 Мбайт.
Скорость записи и считывания информации также мала (составляет всего около 50 Кбайт/с) изза медленного вращения диска (360 об/мин).
В целях сохранения информации гибкие магнитные диски необходимо предохранять от
воздействия сильных магнитных полей и нагревания, так как такие физические воздействия
могут привести к размагничиванию носителя и потере информации.
Жесткие магнитные диски. Жесткий магнитный диск представляет собой одно или несколько
дисков, размещенных на одной оси, заключенных в металлический корпус и вращающихся с
большой угловой скоростью.
За счет гораздо большего количества дорожек на каждой стороне дисков и большого
количества дисков информационная емкость жесткого диска может в сотни тысяч раз
превышать информационную емкость дискеты и достигать 150 Гбайт. Скорость записи и
считывания информации с жестких дисков достаточно велика (может достигать 133 Мбайт/с) за
счет быстрого вращения дисков (до 7200 об./мин).
В жестких дисках используются достаточно хрупкие и миниатюрные элементы (пластины
носителей, магнитные головки и пр.), поэтому в целях сохранения информации и
работоспособности жесткие диски необходимо оберегать от ударов и резких изменений
пространственной ориентации в процессе работы.
Сменные накопители. Довольно популярным сменным носителем является Zip. Эти
накопители могут хранить 100 или 250 Мбайт данных на картриджах, напоминающих дискету
формата 3,5'', обеспечивают время доступа, равное 29 мс, и скорость передачи данных до
1 Мбайт/с. Если устройство подключается через параллельный порт, то скорость передачи
данных ограничена скоростью параллельного порта. Следует отдавать предпочтение моделям с
подключением к порту USB.
К типу накопителей на сменных жестких дисках относится накопитель Jaz. Емкость
используемого картриджа – 1 или 2 Гбайт. Недостаток – высокая стоимость картриджа.
Основное применение – резервное копирование данных.
Оптический принцип записи и считывания информации. В лазерных дисководах CD-ROM
и DVD-ROM используется оптический принцип записи и считывания информации.
В процессе записи информации на лазерные диски для создания участков поверхности с
различными коэффициентами отражения применяются различные технологии: от простой
штамповки до изменения отражающей способности участков поверхности диска с помощью
мощного лазера. Информация на лазерном диске записывается на одну спиралевидную дорожку
(как на грампластинке), содержащую чередующиеся участки с различной отражающей
способностью.
При соблюдении правил хранения (в футлярах в вертикальном положении) и эксплуатации (без
нанесения царапин и загрязнений) оптические носители могут сохранять информацию в
течение десятков лет.
В процессе считывания информации с лазерных дисков луч лазера, установленного в
дисководе, падает на поверхность вращающегося диска и отражается. Так как поверхность
лазерного диска имеет участки с различными коэффициентами отражения, то отраженный луч
также меняет свою интенсивность (логические 0 или 1). Затем отраженные световые импульсы
преобразуются с помощью фотоэлементов в электрические импульсы и по магистрали
передаются в оперативную память.
Лазерные дисководы и диски. Лазерные дисководы (CD-ROM и DVD-ROM) используют
оптический принцип чтения информации.
На лазерных CD-ROM (CD – Compact Disk, компакт-диск) и DVD-ROM (DVD – Digital Versatile
Disk, универсальный цифровой диск) дисках хранится информация, которая была записана на
них в процессе изготовления. Запись на них новой информации невозможна, что отражено во
второй части их названий: ROM (Read Only Memory – память только для чтения). Производятся
такие диски путем штамповки и имеют серебристый цвет.
Информационная емкость CD-ROM диска может достигать 700 Мбайт, а скорость считывания
информации в CD-ROM-накопителе зависит от скорости вращения диска. Первые CD-ROMнакопители были односкоростными и обеспечивали скорость считывания информации
150 Кбайт/с (первые музыкальные диски, данную скорость принимают за единицу). В
настоящее время широкое распространение получили 52-скоростные CD-ROM-накопители,
которые обеспечивают в 52 раза большую скорость считывания информации (до 7,8 Мбайт/с).
DVD-диски имеют гораздо большую информационную емкость (до 17 Гбайт) по сравнению с
CD-дисками. Во-первых, используются лазеры с меньшей длиной волны, что позволяет
размещать оптические дорожки более плотно. Во-вторых, информация на DVD-дисках может
быть записана на двух сторонах, причем в два слоя на одной стороне.
Односторонние однослойные DVD-диски имеют объем 4,7 Гбайт (их часто называют DVD-5,
т.е. диски емкостью около 5 Гбайт), двусторонние однослойные – 9,4 Гбайт (DVD-10),
односторонние двухслойные – 8,5 Гбайт (DVD-9), а двусторонние двухслойные – 17 Гбайт
(DVD-18). В зависимости от объема требующих хранения данных и выбирается тип DVDдиска.
Первое поколение DVD-ROM-накопителей обеспечивало скорость считывания информации
примерно 1,3 Мбайт/с. В настоящее время 16-скоростные DVD-ROM-дисководы достигают
скорости считывания до 21 Мбайт/с.
Существуют CD-R и DVD-R-диски (R – recordable, записываемый). Информация на такие диски
может быть записана, но только один раз. На дисках CD-RW и DVD-RW (RW – Rewritable,
перезаписываемый), которые имеют «платиновый» оттенок, информация может быть записана
многократно.
Для записи и перезаписи на диски используются специальные CD-RW и DVD-RW-дисководы,
которые обладают достаточно мощным лазером, позволяющим менять отражающую
способность участков поверхности в процессе записи диска. Такие дисководы позволяют
записывать и считывать информацию с дисков с различной скоростью. Например, маркировка
CD-RW-дисковода «40×12×48» означает, что запись CD-R-дисков производится на 40-кратной
скорости, запись CD-RW-дисков – на 12-кратной, а чтение – на 48-кратной скорости.
Flash-память. Flash-память – это энергонезависимый тип памяти, позволяющий записывать и
хранить данные в микросхемах. Карты flash-памяти не имеют в своем составе движущихся
частей, что обеспечивает высокую сохранность данных при их использовании в мобильных
устройствах (портативных компьютерах, цифровых камерах и др.).
Flash-память представляет собой микросхему, помещенную в миниатюрный плоский корпус.
Для считывания или записи информации карта памяти вставляется в специальные накопители,
встроенные в мобильные устройства или подключаемые к компьютеру через USB-порт.
Информационная емкость карт памяти может достигать 1024 Мбайт.
К недостаткам flash-памяти следует отнести то, что не существует единого стандарта и
различные производители изготавливают несовместимые друг с другом по размерам и
электрическим параметрам карты памяти.
Стримеры. Для создания резервных копий информации, размещенной на жестких дисках
компьютера, широко используются стримеры – устройства для записи информации на кассеты
(картриджи) с магнитной лентой. Стримеры просты в использовании и обеспечивают самое
дешевое хранение данных. Разные стримеры отличаются по емкости (от 40 Мбайт до 13 Гбайт
на одной кассете), типу используемых кассет, исполнению (внутреннему или внешнему),
интерфейсу и скорости чтения чтения-записи данных (от 2 Мбайт/мин. до 9 Мбайт/мин.),
надежности записи на ленту и т.д. В продаже имеются стримеры самого разного назначения –
от недорогих моделей, рассчитанных на потребности индивидуальных пользователей, до очень
быстрых и надежных стримеров с автоматической сменой кассет, используемых для
резервирования десятков и сотен Гбайт данных.
2. Алгоритмическая конструкция «Линейный алгоритм».
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".
Итак, с понятием величины связаны следующие характеристики (атрибуты):
имя – это ее обозначение и место в памяти;
тип – множество допустимых значений и множество применимых операций к ней, объем
занимаемой памяти и способ представления в памяти ЭВМ:
значение – динамическая характеристика, может меняться многократно в ходе исполнения
алгоритма. Во время выполнения алгоритма в каждый конкретный момент величина имеет
какое-то значение или не определена.
Постоянной называется величина, значение которой не изменяется (и не может быть изменено в
принципе) в процессе исполнения алгоритма, а остается одним и тем же, указанным в тексте
алгоритма.
Переменной называется величина, значение которой меняется в процессе исполнения
алгоритма.
Для того чтобы переменная величина могла определить или изменить свое значение, новое
значение должно быть ей присвоено.
Оператор присваивания – один из самых простых и наиболее часто используемых операторов
в любом языке программирования. Он предназначен для вычисления нового значения
некоторой переменной, а также для определения значения, возвращаемого функцией.
В общем виде оператор присваивания можно записать так:
<переменная> <знак команды присваивания> <выражение>
Оператор выполняется следующим образом. Вычисляется выражение в правой части
присваивания. После этого переменная, указанная в левой части, получает вычисленное
значение. При этом тип выражения должен быть совместим по присваиванию с типом
переменной.
Свойства присваивания:
 пока переменной не присвоено значение, она остается неопределенной;
 значение, присвоенное переменной, сохраняется в ней вплоть до выполнения
следующего присваивания этой переменной нового значения;
 новое значение, присвоенное переменной, заменяет ее предыдущее значение.
Выражения предназначаются для выполнения необходимых вычислений, состоят из операндов
(констант, переменных, вызовов функций), объединенных знаками операций. Выражения
записываются в виде линейных последовательностей символов (без подстрочных и
надстрочных символов, обыкновенных дробей и т.д.), что позволяет вводить их в компьютер.
Различают выражения арифметические, логические и строковые.
Арифметические выражения служат для определения одного числового значения.
Например, (1+sin x)/2. Значение этого выражения при х=0 равно 0,5.
Логическое выражение может принимать только два значения – "истина" или "ложь" {"да" или
"нет"). Например, логическое выражение х∙х+у∙у<r∙r определяет принадлежность точки с
координатами (х, у) внутренней области круга радиусом r с центром в начале координат. При
х=4, у=–2, r=5 значение этого выражения – "истина", а при х=6, у=2, r=5 – "ложь".
Строковые (литерные) выражения, значениями которых являются последовательности
символов. В строковые выражения могут входить литерные и строковые константы, литерные и
строковые переменные, литерные функции, разделенные знаками операции сцепления.
Например, А+В означает присоединение строки В к концу строки A. Если А="Мама мыла", а
В="раму.", то значение выражения А+В есть "Мама мыла раму.".
Пример 1. Пешеход шел по пересеченной местности. Его скорость движения по равнине – v1
км/ч, в гору – v2 км/ч и под гору – v3 км/ч. Время движения соответственно t1, t2 и t3 ч. Какой
путь прошел пешеход?
Составим алгоритм решения этой задачи (команда присваивания здесь обозначена знаком ":="):
1. Ввести v1, v2, v3, t1, t2, t3
2. S1:=v1*t1.
3. S2:=v2*t2.
4. S3:=v3*t3.
5. S:=S1+S2+S3.
6. Вывести значение S.
7. Конец.
Для проверки работоспособности алгоритма необходимо задать значения входных переменных,
вычислить конечный результат по алгоритму и сравнить с результатом ручного счета. В
разработанном алгоритме v1, v2, v3, t1, t2, t3 – аргументы, S – результат, S1, S2, S3 –
промежуточные величины.
Пример 2. Дано натуральное трехзначное число n, в записи которого нет нулей. Составить
алгоритм, который возвращает значение "истина", если верно утверждение: "число n кратно
каждой своей цифре", и "ложь" – в противном случае.
1. Ввести число n.
2. A:=n mod 10 (разряд единиц).
3. B:=n div 100 (сотни).
4. C:=n div 10 mod 10 (десятки).
5. L:=(n mod A=0) and (n mod B=0) and (n mod C=0)
6. Вывод L.
7. Конец.
На приведенном выше алгоритме div и mod соответственно операции деления нацело и
получения остатка от целочисленного деления.
Оператор присваивания и выражения в языке Паскаль.
Оператор присваивания в языке Паскаль, как и любом другом алгоритмическом языке,
предназначен для назначения нового значения некоторой переменной, а также для определения
значения, возвращаемого функцией. В общем виде оператор присваивания можно записать так:
переменная:=выражение.
Оператор выполняется, как было описано выше. Тип выражения определяется типом
операндов, входящих в него, и зависит от операций, выполняемых над ними. Вообще тип
выражения определяется последней выполняемой операцией.
Примеры присваивания:
 X:=(К+R–102)/(2+М*10)–1/3;
 LogPer:=Q or (X<Y) and (С<>D).
Для операций сложения, вычитания и умножения тип результата в зависимости от типа
операнда будет таким:
Операнд1 Операнд2 Результат
Integer
Integer
Integer
Integer
Real
Real
Real
Integer
Real
Real
Real
Real
Для операции деления тип результата в зависимости от типа операнда будет таким:
Операнд1 Операнд2 Результат
Integer
Integer
Real
Integer
Real
Real
Real
Integer
Real
Real
Real
Real
В Паскале есть операции целочисленного деления и нахождения остатка от деления. При
выполнении целочисленного деления (операция div) остаток от деления отбрасывается.
Например, 15 div 3=5; 18 div 5=3; 123 div 10=12, 7 div 10=0.
С помощью операции mod можно найти остаток от деления одного целого числа на другое.
Например, 15 mod 3=0; 18 mod 5=3; 123 mod 10=3, 7 mod 10=7.
При записи алгебраических выражений используют арифметические операции (сложение,
умножение, вычитание, деление), функции Паскаля, круглые скобки.
Порядок действий при вычислении значения алгебраического выражения:
 вычисляются значения в скобках;
 вычисляются значения функций;
 выполняется унарная операция (смена знака, например, –с);
 выполняются операции умножения и деления, целочисленного деления и нахождения
остатка от деления;
 выполняются операции сложения и вычитания.
Некоторые встроенные математические функции языка Паскаль:
Возведение в степень (кроме возведения в квадрат и возведения в степень числа е отсутствует.
Для возведения в произвольную степень можно воспользоваться равенством: ху=eylnx. Если надо
получить натуральное значение z=ху, где х, у – натуральные, это можно сделать так:
Z:=Round(Ехр (Y*Ln(X))).
Примеры записи алгебраических выражений:
Логический операнд – это конструкция языка программирования, которая задает правило для
вычисления одного из двух возможных значений: true или false.
Чаще всего логические выражения используют в операторах присваивания или для записи того
или иного условия. Составными частями логических выражений могут быть: логические
значения (true, false); логические переменные; отношения, логические функции.
Например,
1. Y:=true;
2. Z:=false;
3. LogPer:=А>В;
4. Logl:=(A=В) and (С<=D).
Как видно из примеров, отношение – это два выражения, разделенных между собой знаком
операции отношения (>, <, =, <>, <=, >=). Отношение является простейшей конструкцией
логического выражения. Оно вычисляет результат true, если выполняется заданное
соотношение, и false – в противном случае. Операции отношения могут быть выполнены над
величинами порядковых типов (целые, логические, литерные), строковыми выражениями и т.д.
Сравнение двух строк выполняется посимвольно слева направо в соответствии с их
лексикографической упорядоченностью в таблице кодов. Эта упорядоченность предполагает,
что "1"<"2", а<b, B<С и т.д. Как только в процессе попарных сравнений символов с одинаковой
порядковой позицией обнаруживается больший по коду ASCII-символ, данный процесс
прекращается, и считается, что строка с этим символом соответственно больше другой строки.
Если строки имеют разную длину и их символы совпадают до последнего знака, то считается,
что более короткая строка меньше.
Логическое выражение – это логический операнд или последовательность логических
операндов, разделенных между собой знаками логических операций (not, and, or, xor).
Порядок вычисления значения логического выражения:
1. вычисляются значения в скобках;
2. вычисляются значения функций;
3. выполняется унарная операция - отрицание(not);
4. выполняется операция конъюнкции (and);
5. выполняются операции дизъюнкции и "исключающее ИЛИ" (оr, хоr);
6. выполняются операции отношения (>, <, =, <>, <=, >=).
Действия выполняются слева направо с учетом их приоритета. Желаемая последовательность
операций обеспечивается путем расстановки скобок в соответствующих местах выражения.
Запишем программы для рассмотренных ранее задач из примеров 1, 2.
Пример 1.
program ex_1;
var v1, v2, v3, t1, t2, t3, s, s1, s2, s3: real;
begin
write('Введите заданные скорости и времена:');
readln(v1, v2, v3, t1, t2, t3);
s1:=v1*t1; s2:=v2*t2; s3:=v3*t3; s:=s1+s2+s3;
writeln('Полный путь:', s: 10: 6);
end.
Пример 2.
program ex_2;
var n: 100..999; a,b,c,: 1..9; l: boolean;
begin
write('Введите трехзначное натуральное число:');
readln(n);
a:=n mod 10; {разряд единиц}
b:=n div 100; {разряд сотен}
с:=n div 10 mod 10; {десятки}
l:=(n mod a=0) and (n mod b=0) and (n mod с = 0);
writeln('Число делится на каждую из своих цифр?', l);
end.
3.Определение результата выполнения алгоритма по его блок-схеме или записи на языке
программирования.
Билет №7.
1.Программное обеспечение компьютера (системное и прикладное).
Для того чтобы компьютер мог полноценно функционировать, он должен не только быть
оснащен различными центральными и периферийными устройствами, отвечающими последним
требованиям времени. Для полноценной работы достаточно и более скромного компьютера. Но
совершенно невозможно представить его себе без программ, которые, собственно, и делают его
полноценным техническим устройством.
Персональные компьютеры – это универсальные устройства для обработки информации.
В отличие от телефона, магнитофона или телевизора, осуществляющих только заранее
заложенные в них функции, персональные компьютеры могут выполнять любые действия по
обработке информации. Для этого необходимо составить для компьютера на понятном ему
языке точную и подробную последовательность инструкций (т.е. программу), как надо
обрабатывать информацию. Сам по себе компьютер не обладает знаниями ни в одной области
своего применения, все эти знания сосредоточены в выполняемых на компьютере программах.
Поэтому часто употребляемое выражение "компьютер сделал" (подсчитал, нарисовал) означает
ровно то, что на компьютере была выполнена программа, которая позволила совершить
соответствующее действие.
Используя различные программы, можно превратить компьютер в рабочее место
бухгалтера или конструктора, статистика или агронома, редактировать на нем документы или
играть в какую-нибудь игру. Для эффективного использования компьютера необходимо знать
назначение и свойства необходимых при работе с ним программ.
Программным обеспечением ЭВМ (в частности, персонального компьютера, далее ПО)
называют совокупность программных средств для ЭВМ и их систем любого класса и типа,
обеспечивающих функционирование, диагностику и тестирование их аппаратных средств, а
также разработку, отладку и выполнение любых задач пользователя, где в качестве
пользователя может выступать как человек, так и любое внешнее устройство, подключенное к
ЭВМ и нуждающееся в ее ресурсах, а также совокупность необходимых для эксплуатации этих
программных средств документов.
Аппаратное (hardware) и программное (software) обеспечение ЭВМ тесно связаны.
Основная тенденция здесь такая: более сложные программные продукты требуют более
совершенных аппаратных средств.
Основными характеристиками программного обеспечения являются:
 алгоритмическая сложность;
 состав и глубина проработки реализованных функций обработки;
 полнота и системность функций обработки;
 объем файлов программ;
 требования к операционной системе и техническим средствам обработки со
стороны программного средства;
 размер оперативной памяти для запуска программ;
 тип процессора;
 версии операционной системы, в которой функционирует
 использование локальной и/или глобальной сети и др.
ПО;
Все программное обеспечение ЭВМ можно условно разделить на следующие группы:
1. Системное (СПО):
o операционные системы (ОС) (MS-DOS, Windows, Linux и т.д.);
o утилиты ОС (программы резервирования, антивирусные программы, программы
ограничения доступа, архиваторы и др.);
o оболочки ОС;
o
средства тестирования и диагностики ЭВМ и др.
2. Прикладное (ППО):
o пакеты прикладных программ общего назначения (текстовые и графические
редакторы, электронные таблицы, системы управления базами данных,
приложения для создания мультимедиа-презентаций, коммуникационные
(сетевые) программы, компьютерные игры (логические, стратегические,
спортивные и т.д.) и др.);
o проблемно-ориентированные пакеты прикладных программ или приложения
специального назначения (системы компьютерной графики, системы
автоматизированного проектирования (САПР), бухгалтерские программы,
компьютерные словари, системы автоматического перевода, обучающие
программы для самообразования или в учебном процессе (программы обучения
иностранным языкам, программы-репетиторы, тесты по различным предметам и
т.д.), мультимедиа-приложения (энциклопедии, справочники и т.д.) и др.);
o интегрированные пакеты прикладных программ (например, вместе с ОС Windows
поставляются программы для редактирования текстов (Блокнот), рисунков (Paint),
калькулятор для вычислений, различные коммуникационные программы, такие
как Internet Explorer, Outlook Express и др.);
o пакеты прикладных программ, расширяющие функции ОС;
o программное обеспечение пользователя.
3. Системы программирования или инструментальное (ИПО):
o компиляторы с языков программирования высокого уровня;
o интерпретаторы с языков программирования высокого уровня;
o библиотеки стандартных программ;
o средства редактирования, отладки и тестирования;
o прикладные утилиты.
Системное программное обеспечение управляет всеми ресурсами ЭВМ (центральный
процессор, память, внешние устройства, и др.) и осуществляет общую организацию процесса
обработки информации и взаимодействие с пользователем.
Прикладное программное обеспечение составляют пакеты прикладных программ,
предназначенных для решения определенного круга задач пользователем из различных
проблемных областей.
Системы
программирования
(инструментальное
программное
обеспечение)
предназначено для создания оригинальных программных средств в любой проблемной области,
в том числе и производства системного программного обеспечения. В недавнем прошлом
системы программирования являлись инструментами программистов-профессионалов и
позволяли создавать программы на различных языках программирования (Basic, Pascal, C и
др.). В настоящее время широкое распространение получили системы визуального
программирования (Visual Basic, Borland Delphi и др.), которые позволяют даже начинающему
пользователю компьютера создавать несложные программы.
2.Основные логические операции (инверсия, дизъюнкция, конъюнкция).
Алгебра логики – раздел математики, изучающий высказывания, рассматриваемые со
стороны их логических значений (истинности или ложности) и логических операций над ними.
Создателем алгебры логики является английский математик Дж. Буль (поэтому довольно часто
можно встретиться с термином "булева алгебра").
Под логическим высказыванием, понимается любое повествовательное предложение, в
отношении которого можно однозначно сказать, истинно оно или ложно. Например,
логическим высказыванием будет "Земля − третья планета от Солнца", но не является таковым
"Довольно морозная в этом году зима".
Чаще на практике приходится иметь дело с высказывательными формами −
повествовательными предложениями, прямо или косвенно содержащими переменные;
высказывательная форма становится логическим высказыванием, если значения всех
переменных, входящих в нее, заданы. Например, высказывательная форма "х кратно 5" при
х=34 ложна, а при х=105 − истинна. В языках программирования высказывательные формы
воплощаются в виде логических выражений.
Простые логические высказывания могут быть объединены в более сложные −
составные − с использованием логических операций. Основными логическими операциями
являются НЕ (отрицание), И (конъюнкция, или логическое умножение), ИЛИ (дизъюнкция, или
логическое сложение).
Логическое сложение (дизъюнкция). Таблица истинности
Если рассмотреть высказывательные формы "х кратно 5", "х − отрицательное число", то
можно построить следующую высказывательную форму "х кратно 5 ИЛИ х − отрицательное
число", которая будет истинна, если при заданном значении х будет истинно хотя бы одно из
простых высказываний.
Объединение двух (или нескольких) высказываний с помощью союза "или" называется
операцией логического сложения или дизъюнкцией. Если для арифметических операций
используются таблицы сложения и умножения, задающие правила выполнения этих операций
для цифр системы счисления и которые в дальнейшем используются при выполнении сложения
и вычитания, умножения и деления соответственно, так и для логических операций строят
аналогичные таблицы, называя их таблицами истинности. Операция дизъюнкции выполняется
над двумя операндами (так в математике называются величины, над которыми выполняют ту
или иную операцию). Общее правило, заложенное в построение таблицы истинности для этой
операции, звучит так: дизъюнкция ложна тогда и только тогда, когда ложны оба операнда. В
таблице истинности перечисляются все возможные сочетания значений операндов и
соответствующие значения операции.
A
B
А ИЛИ В
ИСТИНА ИСТИНА ИСТИНА
ИСТИНА ЛОЖЬ
ИСТИНА
ЛОЖЬ
ИСТИНА ИСТИНА
ЛОЖЬ
ЛОЖЬ
ЛОЖЬ
В литературе операцию дизъюнкции обозначают по-разному: ИЛИ, +, . В языках
программирования также присутствует эта операция. В Pascal она обозначается OR.
Логическим же сложением эту операцию называют по той причине, что если заменить
значение ИСТИНА на 1, а ЛОЖЬ – на 0, то таблица истинности в определенной мере будет
соответствовать таблице сложения в двоичной системе счисления. В действительности роль
дизъюнкции в алгебре логики аналогична роли операции сложения в арифметике.
Возвращаясь к примеру "х кратно 5 ИЛИ х – отрицательное число", отметим, что при
х=–100, 100, –12 это выражение принимает значение ИСТИНА, при х=22 – ЛОЖЬ.
Логическое умножение (конъюнкция). Таблица истинности
Объединение двух (или нескольких) высказываний в одно с помощью союза "И"
называется операцией логического умножения или конъюнкцией.
Составное высказывание, образованное в результате операции логического умножения
(конъюнкции), истинно тогда и только тогда, когда истинны все входящие в него простые
высказывания.
Так, из приведенных ниже четырех составных высказываний, образованных с помощью
операции логического умножения, истинно только четвертое, так как в первых трех составных
высказываниях хотя бы одно из простых высказываний ложно:
1.
2×2=5 и 3×3=10
2.
2×2=5 и 3×3=9
3.
2×2=4 и 3×3=10
4.
2×2=4 и 3×3=9
Перейдем теперь от записи высказываний на естественном языке к их записи на
формальном языке алгебры высказываний (алгебры логики). В ней операцию логического
умножения принято обозначать значком "&" либо "" Образуем составное высказывание F,
которое получится в результате конъюнкции двух простых высказываний: F=A&B.
С точки зрения алгебры высказываний мы записали формулу функции логического
умножения, аргументами которого являются логические переменные А и В, которые могут
принимать значения "истина" (1) и "ложь" (0).
Сама функция логического умножения F также может принимать лишь два значения
"истина" (1) и "ложь" (0). Значение логической функции можно определить с помощью таблицы
истинности, которая показывает, какие значения принимает логическая функция при всех
возможных наборах ее аргументов:
A
B
АИВ
ИСТИНА ИСТИНА
ИСТИНА
ИСТИНА ЛОЖЬ
ЛОЖЬ
ЛОЖЬ
ИСТИНА
ЛОЖЬ
ЛОЖЬ
ЛОЖЬ
ЛОЖЬ
По таблице истинности легко определить истинность составного высказывания,
образованного с помощью операции логического умножения. Рассмотрим, например, составное
высказывание "2×2=4 и 3×3=10". Первое простое высказывание истинно (А=1), а второе
высказывание ложно (В=0), по таблице определяем, что логическая функция принимает
значение ложь (F=0), то есть данное составное высказывание ложно.
В языке Pascal операция сложения обозначается AND.
Логическое отрицание (инверсия)
Присоединение частицы "НЕ" к высказыванию называется операцией логического
отрицания или инверсией.
Логическое отрицание (инверсия) делает истинное высказывание ложным и, наоборот,
ложное – истинным.
Пусть А="Два умножить на два равно четырем" – истинное высказывание, тогда
высказывание F="Два умножить на два не равно четырем", образованное с помощью
операции логического отрицания, – ложно.
Операцию логического отрицания (инверсию) над логическим высказыванием А в алгебре
логики принято обозначать Ā. Образуем высказывание F, являющееся логическим отрицанием
А: F=Ā.
Истинность такого высказывания задается таблицей истинности функции логического
отрицания:
A
Ā
ЛОЖЬ
ИСТИНА
ИСТИНА ЛОЖЬ
В языке Pascal логическое отрицание обозначается NOT.
3.Векторная графика. Задача. Создание, преобразование, сохранение, распечатка рисунка в
среде векторного графического редактора. Создание рисунка в графическом редакторе
(панель рисования Word). Создание блок-схемы циклического алгоритма.
Билет №8.
1.Назначение и состав операционной системы компьютера. Загрузка компьютера.
Операционная система – это важнейшая часть системного программного обеспечения,
которая организует процесс выполнения задач на ЭВМ, распределяя для этого ресурсы
машины, управляя работой всех ее устройств и взаимодействием с пользователем. Иными
словами, это своеобразный администратор компьютера, распределяющий его ресурсы так,
чтобы пользователь мог решать свои задачи максимально удобно (ресурсами компьютера
являются процессорное время, память всех видов, устройства ввода/вывода, программы и
данные).
Роль операционной системы можно наглядно представить себе с помощью рисунка. В
центре его изображен собственно компьютер, т.е. все то оборудование, которое стоит на вашем
столе и которое можно непосредственно "потрогать руками" (в информатике эта часть часто
называется hardware – техническое обеспечение). Внешней оболочкой является разнообразное
программное обеспечение (software), позволяющее многочисленным пользователям решать
свои прикладные задачи из всех областей человеческой деятельности. Операционная система
(ОС) организует их совместную работу и служит своеобразным программным расширением
управляющего устройства компьютера. Вы можете спросить: а так ли нужен еще один
дополнительный слой? Очень нужен, учитывая тот факт, что невозможно заложить в
системный блок информацию обо всех устройствах, которые к нему могут быть подсоединены.
И, кроме того, новое устройство может быть изобретено уже после изготовления компьютера!
Отсюда очевидно, что загружаемая (а следовательно, изменяемая) программная часть,
обеспечивающая работу компьютерной аппаратуры, совершенно необходима.
На современных компьютерах диалог с ним ведется именно средствами ОС, т.е.
интерфейс (способ взаимодействия с человеком) во всех программах получается примерно
одинаковым. Так, освоив 2-3 программы в системе Windows, пользователь может довольно
быстро научиться работать с еще одной, даже совершенно новой для него.
ОС решает целый комплекс важных задач управления компьютером. Сформулируем их
по возможности более полно:
 организация согласованного выполнения всех процессов в компьютере –
планирование работ, распределение ресурсов;
 организация обмена с внешними устройствами – хранение информации и
обеспечение доступа к ней, предоставление справок;
 запуск и контроль прохождения задач пользователя;
 реакция на ошибки и аварийные ситуации, контроль за нормальным
функционированием оборудования;
 обеспечение возможности доступа к стандартным системным средствам
(программам, драйверам, информации о конфигурации и т.п.);
 обеспечение общения с пользователем;
 сохранение конфиденциальности информации в многопользовательских системах.
Операционные системы разные (MS-DOS, Windows, Linux, Mac OS, UNIX и др.), но их
назначение и функции одинаковые. Операционная система является базовой и необходимой
составляющей программного обеспечения компьютера, без нее компьютер не может работать в
принципе.
Современные операционные системы имеют сложную структуру, каждый элемент
которой выполняет определенные функции по управлению компьютером.
Управление файловой системой. Процесс работы компьютера в определенном смысле
сводится к обмену файлами между устройствами. В операционной системе имеются
программные модули, управляющие файловой системой.
Командный процессор. В состав операционной системы входит специальная
программа – командный процессор, – которая запрашивает у пользователя команды и
выполняет их.
Пользователь может дать команду запуска программы, выполнения какой-либо операции
над файлами (копирование, удаление, переименование), вывода документа на печать и так
далее. Операционная система должна эту команду выполнить.
Драйверы устройств. К магистрали компьютера подключаются различные устройства
(дисководы, монитор, клавиатура, мышь, принтер и др.). Каждое устройство выполняет
определенную функцию (ввод информации, хранение информации, вывод информации), при
этом техническая реализация устройств существенно различается.
В состав операционной системы входят драйверы устройств – специальные программы,
которые обеспечивают управление работой устройств и согласование информационного обмена
с другими устройствами, а также позволяют производить настройку некоторых параметров
устройств. Каждому устройству соответствует свой драйвер.
Технология «Plug and Play» (подключи и играй) позволяет автоматизировать подключение
к компьютеру новых устройств и обеспечивает их конфигурирование. В процессе установки
Windows определяет тип и конкретную модель установленного устройства и подключает
необходимый для его функционирования драйвер. При включении компьютера производится
загрузка драйверов в оперативную память.
Пользователь имеет возможность вручную установить или переустановить драйверы.
Графический интерфейс. Первые операционные системы (DOS от Microsoft и др.)
являлись операционными системами с интерфейсом командной строки – необходимо вводить
команды с помощью клавиатуры. Развитие графических возможностей дисплеев привело к
коренному изменению принципов взаимодействия человека и компьютера. Командная строка
была безвозвратно вытеснена графическим интерфейсом, когда объекты манипуляций в ОС
изображаются в виде небольших рисунков, а необходимые действия тем или иным образом
выбираются из предлагаемого машиной списка – так называемого меню. В состав современных
операционных систем, и в частности в состав Windows, входят программные модули,
создающие графический пользовательский интерфейс. В операционных системах с
графическим интерфейсом пользователь может вводить команды с помощью мыши.
Сервисные программы. В состав операционной системы входят также сервисные
программы, или утилиты. Такие программы позволяют обслуживать диски (проверять,
сжимать, дефрагментировать и так далее), выполнять операции с файлами (копировать,
перемещать, удалять, переименовывать, архивировать и так далее), работать в компьютерных
сетях и так далее.
Справочная система. Для удобства пользователя в состав операционной системы обычно
входит также справочная система. Справочная система позволяет оперативно получить
необходимую информацию как о функционировании операционной системы в целом, так и о
работе ее отдельных модулей.
Загрузка операционной системы.
Файлы операционной системы хранятся во внешней, долговременной памяти (на жестком,
гибком или лазерном диске). Однако программы могут выполняться, только если они находятся
в оперативной памяти, поэтому файлы операционной системы необходимо загрузить в
оперативную память.
Диск (жесткий, гибкий или лазерный), на котором находятся файлы операционной
системы и с которого производится ее загрузка, называется системным.
После включения компьютера производится загрузка операционной системы с системного
диска в оперативную память. Загрузка должна выполняться в соответствии с программой
загрузки. Однако для того чтобы компьютер выполнял какую-нибудь программу, эта программа
должна уже находиться в оперативной памяти. Разрешение этого противоречия состоит в
последовательной, поэтапной загрузке операционной системы.
Самотестирование компьютера. В состав компьютера входит энергонезависимое
постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), содержащее программы тестирования
компьютера и первого этапа загрузки операционной системы – это BIOS (Basic Input/Output
System – базовая система ввода/вывода).
После включения питания компьютера или нажатия кнопки Reset на системном блоке
компьютера или одновременного нажатия комбинации клавиш Ctrl+Alt+Del на клавиатуре
процессор начинает выполнение программы самотестирования компьютера POST (Power-ON
Self Test). Производится тестирование работоспособности процессора, памяти и других
аппаратных средств компьютера.
В процессе тестирования сначала могут выдаваться диагностические сообщения в виде
различных последовательностей коротких и длинных звуковых сигналов (например, 1 длинный
и 3 коротких – не подключен монитор, 5 коротких – ошибка процессора и так далее). После
успешной инициализации видеокарты краткие диагностические сообщения выводятся на экран
монитора.
Для установки правильной даты и времени, а также внесения изменений в конфигурацию
аппаратных средств компьютера в процессе выполнения самотестирования необходимо нажать
клавишу Del. Загрузится системная утилита BIOS Setup, имеющая интерфейс в виде системы
иерархических меню. Пользователь может установить новые параметры конфигурации
компьютера и запомнить их в специальной микросхеме памяти, которая при выключенном
компьютере питается от батарейки, установленной на системной плате. В случае выхода из
строя батарейки конфигурационные параметры теряются и компьютер перестает нормально
загружаться.
Загрузка операционной системы. После проведения самотестирования специальная
программа, содержащаяся в BIOS, начинает поиск загрузчика операционной системы.
Происходит поочередное обращение к имеющимся в компьютере дискам (гибким, жестким,
CD-ROM) и поиск на определенном месте (в первом, так называемом загрузочном секторе
диска) наличия специальной программы Master Boot (программы-загрузчика операционной
системы).
Если диск системный и программа-загрузчик оказывается на месте, то она загружается в
оперативную память и ей передается управление работой компьютера. Программа ищет файлы
операционной системы на системном диске и загружает их в оперативную память в качестве
программных модулей.
Программные модули операционной системы представляет собой последовательность
символов, сообщающих о текущем диске и каталоге. Например, если загрузка операционной
системы была произведена с диска С:, а операционная система была установлена в каталог
WINDOWS, то появится приглашение: C:\WINDOWS>.
В случае загрузки графического интерфейса операционной системы команды могут
вводиться с помощью мыши.
2.Законы логики.
В 1847 г. английский математик Джордж Буль, преподаватель Коркского университета,
разработал алгебру логики. Почти 100 лет эта "алгебра высказываний" не была известна
широкому кругу пользователей. Лишь в 1938 году выдающийся американский математик и
инженер Клод Шеннон обнаружил, что алгебра логики приложима к любым переменным,
которые могут принимать только два значения. Например, к состоянию контактов: включено –
выключено или напряжению (или току): есть – нет, которыми представляется информация в
ЭВМ.
В результате алгебра логики явилась математической основой теории электрических и
электронных переключательных схем, используемых в ЭВМ, поэтому ее предпочитают
называть не алгеброй логики, а Булевой алгеброй – по имени ее создателя.
Закон в логике понимается как требование или принцип, которому необходимо следовать,
чтобы мышление было правильным.
Если условимся писать вместо знаков дизъюнкции (логическое ИЛИ) и конъюнкции
(логическое И) соответственно более привычные знаки "+" и "*", а вместо знака
эквивалентности – знак "=", то мы получим, что для любых суждений справедливы следующие
зависимости:
А=А. Всякое высказывание тождественно самому себе – закон тождества.
А*Ā=0. Закон непротиворечия. Высказывание не может быть одновременно истинным
и ложным. Если высказывание А истинно, то его отрицание не А должно быть ложным.
Следовательно, логическое произведение высказывания и его отрицания должно быть ложно.
А+Ā=1. Закон исключения третьего. Высказывание может быть либо истинным, либо
ложным, третьего не дано. Это означает, что результат логического сложения высказывания и
его отрицания всегда принимает значение "истина" .
. Закон двойного отрицания или закон отрицания отрицания Если дважды
отрицать некоторое высказывание, то в результате мы получим исходное высказывание.
Законы де Моргана.
Закон коммутативности. В обычной алгебре слагаемые и множители можно менять
местами. В алгебре высказываний можно менять местами логические переменные при
операциях логического умножения и логического сложения:
А+В=В+А – коммутативность сложения или переместительный закон;
А*В=В*А – коммутативность умножения или сочетательный закон.
Закон ассоциативности. Если в логическом выражении используются только операция
логического умножения или только операция логического сложения, то можно пренебрегать
скобками или произвольно их расставлять:
(А+В)+С=А+(В+С) – ассоциативность сложения или распределительный закон
сложения;
(А*В)*С=А*(В*С) – ассоциативность умножения или распределительный закон
умножения.
Закон дистрибутивности. В отличие от обычной алгебры, где за скобки можно выносить
только общие множители, в алгебре высказываний можно выносить за скобки как общие
множители, так и общие слагаемые:
А*(В+С)=А*В+А*С – дистрибутивность умножения относительно сложения;
А+В*С=(А+В)*(А+С) – дистрибутивность сложения относительно умножения.
А+А=А – идемпотентность сложения.
А*А=А – идемпотентность умножения.
Идемпотентность – от двух латинских слов: idem – тот же самый; potens – сильный;
дословно – равносильный.
Законы поглощения.
1+А=1 – истина или А равносильно истине (тавтология тавтологии).
1*А=А – истина и А равносильно А (тавтология тавтологии).
0+А=А – противоречие или А равносильно А.
0*А=0 – противоречие и А есть противоречие.
Пример. Рассмотрим в качестве примера применения законов логики преобразование
логического выражения. Пусть нам необходимо упростить логическое выражение:
Воспользуемся
законом
дистрибутивности
По закону исключенного третьего
Последнее выражение тождественно А .
и
вынесем
за
скобки
, следовательно:
3.Задача на построение таблицы и графика функции в среде электронных таблиц.
А:
Билет №9.
1.Файловая система. Папки и файлы. Имя, тип, путь доступа к файлу.
(См билет №4 вопрос 2).
2.Алгоритмическая конструкция «Разветвляющийся алгоритм».
При составлении алгоритмов решения разнообразных задач часто бывает необходимо
обусловить те или иные предписания, т.е. поставить их выполнение в зависимость от
результата, который достигается на определенном шаге исполнения алгоритма. Например,
алгоритм нахождения корней квадратного уравнения с помощью компьютера должен
содержать проверку знака дискриминанта. Лишь в том случае, когда дискриминант
положителен или равен нулю, можно проводить вычисление корней. Алгоритм перемещения в
заданный пункт по улицам города обязательно должен содержать предписание проверки
сигналов светофоров на пересечениях улиц, поскольку они обусловливают движение на
перекрестках. Можно привести еще много примеров подобных ситуаций, которые не имеют
решения в рамках структуры "следование" (линейная алгоритмическая конструкция). По этой
причине в теории алгоритмов наряду со "следованием" предлагается вторая базовая структура,
называемая "ветвление". Эта структура предполагает формулировку и предварительную
проверку условий с последующим выполнением тех или иных действий, реализуя
альтернативный выбор.
В словесной форме представления алгоритма "ветвление" реализуется в виде команды:
если <ЛВ> то <Серия 1> Иначе <Серия2>
Здесь <ЛВ> – это логическое выражение, <Серия1> – описание последовательности
действий, которые должны выполняться, когда <ЛВ> принимает значение ИСТИНА,
<Серия2> – описание последовательности действий, которые должны выполняться, когда
<ЛВ> принимает значение ЛОЖЬ. Любая из серий может быть пустой. В этом случае
ветвление называется неполным. Каждая серия может, в свою очередь, содержать команду
ветвления, что позволяет реализовать не только альтернативный выбор действий.
Если для представления алгоритма используется блок-схема, структура "ветвление"
изображается так:
1.
Полное ветвление
2.
Неполное ветвление
В языке программирования Turbo Pascal структура ветвления изображается оператором:
IF (если) <ЛВ> THEN (то, тогда) <Блок1> ELSE (иначе) <Блок2>;
Здесь <Блок1> и <Блок2> – последовательности операторов языка Turbo Pascal,
заключенные в операторные скобки BEGIN..END. В данном случае представлен полный
условный оператор, если ELSE отсутствует, то это неполный условный оператор.
Рассмотрим пример использования структуры "ветвление". Одной из типичных задач
информатики является задача сортировки: упорядочения по возрастанию или убыванию
величин порядкового типа. Составим алгоритм и программу сортировки списка из двух
фамилий, используя неполное ветвление. Алгоритм решения задачи представлен на блок-схеме.
Program Sort;
Var X,Y,C: String;
Begin
Writeln('Введите две фамилии');
Readln(X,Y);
o
IF X>Y THEN
Begin
С:=X; X:=Y; Y:=С
End;
Writeln('После сортировки');
Writeln(X); Writeln(Y);
Readln;
End.
Рассмотрим теперь в качестве примера использования полного ветвления алгоритм и
программу вычисления отношения двух чисел с блокировкой деления на ноль и выводом
соответствующего сообщения на экран монитора. Алгоритм решения задачи представлен на
блок-схеме.
Program REL;
Var А,В,С: Real;
Begin
Writeln('Введи 2 числа');
Readln(А,В);
IF В<>0 THEN
BEGIN
С:=А/В;
Writeln('С =',С)
End Else
Writeln('ДЕЛЕНИЕ НА 0');
Readln;
o
o
o
End.
Обратите внимание на то, что перед служебным словом Else разделитель – точка с
запятой – не ставится.
Вложенный условный оператор
При решении задач часто приходится рассматривать не два, а большее количество
вариантов. Это можно реализовать, используя несколько условных операторов. В этом случае
после служебных слов Then и Else записывается новый условный оператор.
Пример. Даны целые числа а, b, с. Если а<b<с, то все числа заменить их квадратами, если
а>b>с, то каждое число заменить наименьшим из них, в противном случае сменить знак
каждого числа.
Решение. Условие задачи перепишем следующим образом:
а:=а2, b:=b2, c:=c2, если а≤ b≤ с
а:=с, b:=с, если а>b>с
а:=–а, b:=–b, с:=–с – в остальных случаях.
Program Example;
Var a,b,c: Integer;
Begin
Writeln('Введите числа а, b, с');
Readln(a,b,с);
If (a<=b) and (b<=c) Then
Begin
a:=sqr(a); b:=sqr(b); c:=sqr(c)
End
Else If (a>b) and (b>c) Then
Begin a:=c; b:=c End
Else Begin a:=–a; b:=–b; c:=–c End;
Writeln(a:3,b:3,c:3);
Readln;
End.
3.Разработка алгоритма (программы), содержащей команду (оператор) цикла.
Составьте программу вычисления кубов чисел натурального ряда, задав с клавиатуры конечное число.
Билет №10.
1.Понятие модели. Материальные и информационные модели. Формализация как
замена реального объекта его информационной моделью.
Понятие "модель", как и многие другие научные понятия, имеет определенное бытовое
содержание. Слово "модель" часто используют для обозначения материальной копии какоголибо предмета, чаще всего транспортного средства: автомобиля, корабля, самолета, повозки и
т.д. Эта копия, как правило, сильно уменьшена. Она считается тем лучше, чем больше деталей
оригинала в ней воспроизводится, и имеет декоративный характер, поскольку копирования
возможности движения, главного свойства объекта, не требуется (вспомним модели кораблей,
автомобилей, паровозов, собранные в бутылках). Вторая группа копий – те, что создаются для
демонстрации возможности движения. От этих моделей не требуется детального соответствия
оригиналу, важно, чтобы они, обладая внешним сходством, двигались в соответствующих
условиях (плавали, ездили, летали). Чтобы подчеркнуть отличие научного содержания понятия
"модель" от бытового, обратимся к одному из определений:
Модель – создаваемое человеком подобие изучаемых объектов.
То есть главное назначение модели – помощь в изучении объектов и явлений
окружающего нас мира. С этих позиций игрушки: куклы, изображающие человека и животных,
различные конструкторы – являются моделями в гораздо большей степени, чем предметы,
примеры которых приведены выше, так как помогают ребенку изучать окружающий мир.
Кроме того, как и модели в науке, игрушки выделяют какие-то конкретные черты объекта,
опуская или просто обозначая остальные. Например, куклы, изображающие животных средней
полосы, покрываются материалом, имитирующим шерсть, так что обозначается факт ее
существования вне связи с особенностями волосяного покрова конкретного животного.
Модели всегда проще реальных объектов, но они позволяют выделить главное, не
отвлекаясь на детали.
Поскольку в разных условиях главными становятся разные особенности как структуры,
так и поведения объекта, модели одного и того же объекта могут быть различными. Например,
моделью, изображающей различные выражения лица человека, может быть кукла-колобок.
Таким образом, понятие модели включает в себя представление о неоднозначности
изображения объекта.
В науке понятие модели включает в себя возможность описания тех или иных
характерных особенностей строения или поведения исследуемого объекта вне связи с
изготовлением другого объекта.
Модели, используемые в разных науках, весьма многообразны и могут группироваться
(классифицироваться) по различным признакам. Наиболее универсальным представляется
деление моделей на материальные и информационные.
Материальные модели иначе можно назвать предметными, физическими. Они
воспроизводят геометрические, физические, динамические и функциональные характеристики
"оригинала". На таких моделях изучаются процессы, происходящие в оригинале – объекте
исследования или разработки. Они всегда имеют реальное воплощение.
Информационные модели нельзя потрогать или увидеть воочию, они не имеют
материального воплощения, потому что строятся только на информации. В основе этого метода
моделирования лежит информационный подход к изучению окружающей действительности.
Можно сказать, что информационная модель – целенаправленно отобранная информация об
объекте, которая отражает наиболее существенные для исследователя свойства этого объекта с
учетом цели ее создания.
Информационные модели одного и того же объекта могут быть совершенно разными.
Например, информационная модель сотрудника для отдела кадров – это личная карточка,
содержащая анкетные данные, сведения об образовании, служебной карьере и т.д.;
информационная модель сотрудника для больницы – это медицинская карточка, фиксирующая
его обращения к врачу, описания его заболеваний, сделанные назначения. Информационная
модель городского района для привязки к другим районам – это план или карта.
Очень большое распространение в последние годы получили информационные модели,
использующие математическое описание, которое позволяет интенсивно применять
вычислительную технику. Математические информационные модели позволяют единообразно
описать очень непохожие явления и процессы.
Построению информационной модели предшествует системный анализ, задача которого –
выделить существенные части и свойства объекта, связи между ними. Замена реального объекта
или процесса его формальным описанием, т.е. его информационной моделью, носит название
"формализация". Моделирование любой системы невозможно без предварительной
формализации. По сути, формализация – это первый и очень важный этап процесса
моделирования.
По степени формализации, строгости описания все многообразие информационных
моделей можно условно разделить на образно-знаковые и знаковые модели. По форме
представления образно-знаковых моделей среди них можно выделить следующие группы:
 геометрические модели, отображающие внешний вид оригинала (рисунок,
пиктограмма, чертеж, план, карта, объемное изображение);
 структурные модели, отображающие строение объектов и связи их параметров
(таблица, граф, схема, диаграмма);
 словесные модели, зафиксированные (описанные) средствами естественного
языка;
 алгоритмические
модели,
описывающие
последовательность
действий
(нумерованный список, пошаговое перечисление, блок-схема).
Знаковые модели можно разделить на следующие группы:
 математические
модели, представленные математическими формулами,
отображающими связь различных параметров объекта, системы или процесса;
 специальные модели, представленные на специальных языках (ноты, химические
формулы и т.п.);
 алгоритмические модели, представляющие процесс в виде программы,
записанной на специальном языке, языке программирования).
Построив информационную модель, человек использует ее вместо объекта-оригинала для
изучения свойств этого объекта, прогнозирования его поведения и пр. Например, прежде чем
строить какое-то сложное сооружение, конструкторы делают его чертежи, проводят расчеты
прочности, допустимых нагрузок. Таким образом, вместо реального моста они имеют дело с его
модельным описанием в виде чертежей, математических формул.
2.Магистрально-модульный принцип построения компьютера. Характеристики
процессора. Шина адреса и шина данных.
В основу архитектуры современных персональных компьютеров положен магистральномодульный принцип. Модульный принцип позволяет потребителю самому комплектовать
нужную ему конфигурацию компьютера и производить при необходимости ее модернизацию.
Модульная организация компьютера опирается на магистральный (шинный) принцип обмена
информацией между устройствами.
Магистраль (системная шина) включает в себя три многоразрядные шины: шину данных,
шину адреса и шину управления, которые представляют собой многопроходные линии (см.
рисунок). К магистрали подключаются процессор и оперативная память, а также периферийные
устройства ввода, вывода и хранения информации, которые обмениваются информацией на
машинном языке (последовательностями нулей и единиц в форме электрических импульсов).
Шина данных. По этой шине данные передаются между различными устройствами.
Например, считанные из оперативной памяти данные могут быть переданы процессору для
обработки, а затем полученные данные могут быть отправлены обратно в оперативную память
для хранения. Таким образом, данные по шине данных могут передаваться от устройства к
устройству в любом направлении.
Разрядность шины данных определяется разрядностью процессора, то есть количеством
двоичных разрядов, которые могут обрабатываться или передаваться процессором
одновременно. Разрядность процессоров постоянно увеличивается по мере развития
компьютерной техники.
Шина адреса. Выбор устройства или ячейки памяти, куда пересылаются или откуда
считываются данные по шине данных, производит процессор. Каждое устройство или ячейка
оперативной памяти имеет свой адрес. Адрес передается по адресной шине, причем сигналы по
ней передаются в одном направлении – от процессора к оперативной памяти и устройствам
(однонаправленная шина).
Разрядность шины адреса определяет объем адресуемой памяти (адресное пространство),
то есть количество однобайтовых ячеек оперативной памяти, которые могут иметь уникальные
адреса. Количество адресуемых ячеек памяти можно рассчитать по формуле:
N=2I,
где I – разрядность шины адреса. Разрядность шины адреса постоянно увеличивалась и в
современных персональных компьютерах составляет 36 бит. Таким образом, максимально
возможное количество адресуемых ячеек памяти равно: N=236=68 719 476 736.
Шина управления. По шине управления передаются сигналы, определяющие характер
обмена информацией по магистрали. Сигналы управления показывают, какую операцию –
считывание или запись информации из памяти – нужно производить, синхронизируют обмен
информацией между устройствами и так далее.
Процессор. Процессор аппаратно реализуется на большой интегральной схеме (БИС).
Большая интегральная схема на самом деле не является «большой» по размеру и представляет
собой, наоборот, маленькую плоскую полупроводниковую пластину размером примерно 20×20
мм, заключенную в плоский корпус с рядами металлических штырьков (контактов). БИС
является «большой» по количеству элементов.
Использование современных высоких технологий позволяет разместить на БИС
процессора огромное количество (42 миллиона в процессоре Pentium 4) функциональных
элементов (переключателей), размеры которых составляют всего около 0,13 микрон (1
микрон=10–6 метра).
Важнейшей характеристикой, определяющей быстродействие процессора, является
тактовая частота, то есть количество тактов в секунду. Такт – это промежуток времени между
началами подачи двух последовательных импульсов специальной микросхемой – генератором
тактовой частоты, синхронизирующим работу узлов компьютера. На выполнение процессором
каждой базовой операции (например, сложения) отводится определенное количество тактов.
Ясно, что чем больше тактовая частота, тем больше операций в секунду выполняет процессор.
Тактовая частота измеряется в мегагерцах (МГц) и гигагерцах (ГГц). 1 МГц=миллион тактов в
секунду. За 20 с небольшим лет тактовая частота процессора увеличилась почти в 500 раз, от
5 МГц (процессор 8086, 1978 год) до 2,4 ГГц (процессор Pentium 4, 2002 год) – см. табл.
Тип
Год
Частота Шина Шина Адресуемая
выпуска (МГц)
данных адреса память
8086
1978
5-10
16
20
1 Мб
80286
1982
6-12,5
16
24
16 Мб
80386
1985
16-33
32
32
4 Гб
80486
1989
25-50
32
32
4 Гб
Pentium
1993
60-166
64
32
4 Гб
Pentium II 1997
200-300
64
36
64 Гб
Pentium III 1999
450-1000
64
36
64 Гб
Pentium IV 2000
1000-2400 64
36
64 Гб
В настоящее время частота процессоров достигла 3000 МГц.
Другой характеристикой процессора, влияющей на его производительность, является
разрядность процессора. Разрядность процессора определяется количеством двоичных
разрядов, которые могут передаваться или обрабатываться процессором одновременно. Часто
уточняют разрядность процессора и пишут 64/36, что означает, что процессор имеет 64разрядную шину данных и 36-разрядную шину адреса.
В первом отечественном школьном компьютере «Агат» (1985 год) был установлен
процессор, имевший разрядность 8/16, соответственно одновременно он обрабатывал 8 битов, а
его адресное пространство составляло 64 килобайта.
Современный процессор Pentium 4 имеет разрядность 64/36, то есть одновременно
процессор обрабатывает 64 бита, а адресное пространство составляет 68 719 476 736 байтов –
64 гигабайта.
Производительность процессора является его интегральной характеристикой, которая
зависит от частоты процессора, его разрядности, а также особенностей архитектуры (наличие
кэш-памяти и др.). Производительность процессора нельзя вычислить, она определяется в
процессе тестирования, по скорости выполнения процессором определенных операций в какойлибо программной среде.
3. Задание по программированию на разработку программы вычисления выражения.
Задание по программированию на разработку программы вычисления выражения. Напишите
программу, вычисляющую значение выражения:
, где а – номер компьютера, за которым вы сидите; b-ваш порядковый номер по списку в
классном журнале.
Билет №11.
1.Основные этапы построения моделей.
Моделирование – исследование объектов путем построения и изучения их моделей.
Почему не исследовать сам оригинал, зачем создавать модель?
1. Оригинала может не существовать в настоящем: это объект прошлого или настоящего. На
основании известных фактов, методом гипотез и аналогий можно построить модель
событий или природных катаклизмов далекого прошлого, прогнозировать будущее
(теории вымирания динозавров, зарождения жизни на земле; теоретическая модель
"ядерной зимы", которая наступит на нашей планете в случае ядерной войны и т.д.).
2. Оригинал может иметь много свойств и взаимосвязей. На модели, являющейся
упрощенным представлением объекта, можно изучать некоторые интересующие
исследователя свойства, не учитывая других.
3. Часто модель является абстрактным обобщением реально существующих объектов
(манекенщица демонстрирует новый фасон одежды: она представляет не какого-то
реального человека с его особенностями, а некоторый обобщенный идеальный образ,
стандарт).
4. Оригинал может быть недоступен исследователю по каким-либо причинам: атом
водорода, рельеф лунной поверхности и т.д.
Объектом моделирования может быть материальный объект (наглядные пособия, чертежи,
копии объектов и т.д.), явление (модели магнитных и электрических явлений и т.д.), процесс
(стадия развития чего-либо, смена состояний, ход и т.д.), система (если объект рассматривается
как система, то строится и исследуется модель системы: жилой массив, например).
Моделирование является одним из ключевых видов деятельности человека и всегда в той
или иной форме предшествует другим ее видам.
Использование компьютера для исследования информационных моделей различных
объектов и систем позволяет изучить их изменения в зависимости от значения тех или иных
параметров. Процесс разработки моделей и их исследования на компьютере можно разделить
на несколько этапов.
На первом этапе исследования объекта или процесса
осуществляется постановка задачи. Постановка задачи, как правило
начинается с ее описания. При этом подробно описывается
исходный объект, условия, в которых он находится, и желаемый
результат, иначе говоря, отправной и конечный пункты
моделирования. Важным моментом на этапе постановки задачи
является определение цели моделирования. От выбранной цели
зависит, какие характеристики исследуемого объекта считать
существенными, а какие отбросить. В соответствии с поставленной
целью может быть подобран инструментарий, определены методы
решения задачи, формы отображения результатов. На этапе
формализации задачи требуется определить, с помощью какого
формального языка, каких формул, уравнений, неравенств и прочее
фиксировать формальные соотношения между начальными и
конечными значениями свойств объектов, а также какие
ограничения накладываются на допустимые значения этих свойств.
На втором этапе осуществляется разработка модели,
создается формализованная модель, то есть описательная
информационная модель записывается с помощью какого-либо
формального языка. В такой модели с помощью формул, уравнений,
неравенств и пр. фиксируются формальные соотношения между начальными и конечными
значениями свойств объектов, а также накладываются ограничения на допустимые значения
этих свойств.
Однако далеко не всегда удается найти формулы, явно выражающие искомые величины
через исходные данные. В таких случаях используются приближенные математические методы,
позволяющие получать результаты с заданной точностью.
Далее необходимо формализованную информационную модель преобразовать в
компьютерную модель, то есть выразить ее на понятном для компьютера языке.
Компьютерная модель – это модель, реализованная средствами программной среды.
Существуют два принципиально различных пути построения компьютерной модели:
1. построение алгоритма решения задачи и его кодирование на одном из языков
программирования;
2. построение компьютерной модели с использованием одного из приложений
(электронных таблиц, СУБД и пр.).
В процессе создания компьютерной модели полезно разработать удобный графический
интерфейс, который позволит визуализировать формальную модель, а также реализовать
интерактивный диалог человека с компьютером на этапе исследования модели.
Третий этап исследования информационной модели состоит в проведении
компьютерного эксперимента.
План эксперимента должен четко отражать последовательность работы с моделью.
Первым пунктом плана всегда является тестирование модели. Тестирование – процесс проверки
правильности построения модели. Тест – набор исходных данных, позволяющий определить
правильность построения модели. После тестирования, когда у вас появилась уверенность в
правильности построенной модели, можно переходить непосредственно к проведению
исследования.
Если компьютерная модель существует в виде программы на одном из языков
программирования, ее нужно запустить на выполнение и получить результаты.
Если компьютерная модель исследуется в приложении, например в электронных
таблицах, можно провести сортировку или поиск данных, построить диаграмму или график и
так далее.
Четвертый этап состоит в анализе полученных результатов и корректировке
исследуемой модели. В случае различия результатов, полученных при исследовании
информационной модели, с измеряемыми параметрами реальных объектов можно сделать
вывод, что на предыдущих этапах построения модели были допущены ошибки или неточности.
Например, при построении описательной качественной модели могут быть неправильно
отобраны существенные свойства объектов, в процессе формализации могут быть допущены
ошибки в формулах и так далее. В этих случаях необходимо провести корректировку, причем
уточнение модели может проводиться многократно, пока анализ результатов не покажет их
соответствие изучаемому объекту.
Рассмотрим пример решения задачи.
Задача. Имеется сумма денег S. Приглашено N гостей. Используя электронные таблицы,
составьте меню не менее чем из трех продуктов, учитывая стоимость продуктов и порционное
распределение продуктов на каждого гостя. Сколько гостей возможно пригласить, имея
максимальную сумму денег S=250 руб.?
Решение. Составим математическую модель решения задачи.
Пусть bi – порция i-го продукта на одного гостя; ci – цена за один килограмм i-го
продукта.
Тогда стоимость i-го продукта (di) на всех гостей вычисляется по формуле: di=bi∙ci∙N.
Общие расходы на день рождения:
Компьютерная модель.
Порядок работы в Excel.
1. Введите исходные данные
2. В ячейку D5 ввести формулу расчета стоимости: =В5*С5*$B$2. Используется
абсолютная ссылка к ячейке В2.
3. Скопировать содержимое ячейки D5 в ячейки D6:D7 с помощью маркера заполнения.
4. В ячейку D9 ввести формулу для итоговой суммы, для этого выделите ячейку и нажмите
на пиктограмму Автосумма.
5. В ячейки D5:D7 ввести формулы для итоговой суммы: выделить блок D5:D7 и нажать
Enter.
6. Изменить данные о количестве гостей так, чтобы уложиться в указанную в ячейке Е2
сумму: содержимое ячейки D9 должно быть меньше Е2.
7. Отцентрировать заголовок таблицы: выделить блок А1:Е1 и щелкнуть по кнопке
Объединить и поместить в центре или используя меню Формат – Ячейки – вкладка
Выравнивание – По горизонтали – По центру выделения. Оформить таблицу, используя
меню Формат – Автоформат или по своему усмотрению.
2.Алгоритмическая конструкция «Циклический алгоритм».
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).
Приведем обозначение каждого из видов циклов на блок-схемах алгоритмов.
На схемах "Серия" обозначает один или несколько любых операторов (команд); ЛВ есть
логическое выражение (если его значение истина, переход происходит по ветви, обозначенной
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. Серию команд, которые выполняются в цикле, называют
телом цикла.
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 п.
5);
3. выполняется тело цикла;
4. переход к п. 1);
5. конец цикла.
Цикл с постусловием:
1. выполняется тело цикла;
2. вычисляется значение логического выражения;
3. если значение логического выражения ложь, переход к п. 1), иначе к следующему
пункту;
4. конец цикла.
Замечание. Таким образом, цикл с постусловием организован, в частности, в
алгоритмических языках Паскаль и QBasic. В языке Си переход к повторению вычислений, как
и в цикле с предусловием, осуществляется в случае истинности логического выражения.
Цикл с параметром:
1. вычисляются значения выражений, определяющие начальное и конечное значения
параметра цикла;
2. параметру цикла присваивается начальное значение;
3. параметр цикла сравнивается с конечным значением;
4. если параметр цикла превосходит (при положительном шаге) конечное значение
параметра цикла (или, наоборот, меньше конечного значения параметра цикла при
отрицательном шаге), переход к п. 8), иначе к следующему пункту;
5. выполняется тело цикла;
6. параметр цикла автоматически изменяется на значение шага;
7. переход к п. 3);
8. конец цикла.
Циклы с предусловием и постусловием в большинстве случаев (за исключением
отдельных реализаций алгоритмических языков) являются более универсальными по
сравнению с циклом с параметром, поскольку в последнем требуется заранее указать число
повторений, в то время как в первых двух это не требуется. Цикл с параметром в любом случае
может быть преобразован к циклу с пред- или постусловием. Обратное верно не всегда.
Рассмотрим примеры задач, при решении которых необходим цикл.
Пример 1. Подсчитать количество нечетных цифр в записи натурального числа n.
Идея решения. Из заданного числа необходимо выбирать из младшего разряда цифру за
цифрой (отбрасывая просмотренную) до тех пор, пока число не исчерпается, т.е. станет равным
нулю. Каждую нечетную цифру учитывать. Задача решена двумя способами. Первое решение
оформлено с использованием цикла с предусловием, второе – с постусловием (div и mod
обозначают операции вычисления частного и остатка при делении нацело).
Первый способ (цикл с предусловием):
1. Ввести число n.
2. К:=0 (подготавливаем счетчик).
3. Если n=0, переход к п. 7.
4. Если n mod 10 mod 2=1, то К:=К+1.
5. n:=n div 10.
6. Переход к п. 3.
7. Вывод К.
8. Конец.
Способ второй (цикл с постусловием):
Пример 3. Найти произведение первых k натуральных чисел, кратных трем.
При составлении алгоритма учтем, что первое натуральное число, кратное 3, есть тройка,
а все последующие больше предыдущего на 3.
1. Ввод k.
2. P:=1 (здесь накапливаем произведение).
3. Т:=0 (здесь будут числа, кратные 3).
4. I:=1.
5. Если I>k, переход к п. 10.
6. Т:=Т+3.
7. Р:=Р*Т.
8. I:=I+1.
9. Перейти к п. 5.
10. Вывод Р.
11. Конец.
Реализация циклов в языке Паскаль
Для организации цикла с известным числом повторений в языке Паскаль используется
оператор for. Структура цикла, организованного с помощью этого оператора, имеет вид:
for i:=a downto b do
begin
тело цикла
end;
for i:=a to b do
begin
тело цикла
end;
Здесь i – параметр, изменяющийся в цикле; a, b – выражения, обозначающие начальное,
конечное значения параметра цикла. Шаг изменения номера параметра цикла равен 1, если в
заголовке цикла стоит to; и –1 – при downto. С другим шагом параметр цикла изменяться не
может. Параметр цикла, его начальное и конечное значения должны быть совместимых типов,
причем это могут быть только порядковые типы (целые, символьный, логический,
перечисляемый и диапазонный).
Порядок выполнения цикла с шагом 1 следующий: вычисляются значения начального и
конечного значений параметра цикла; параметр i принимает начальное значение; если i меньше
или равно конечному значению, исполняется тело цикла; параметр цикла заменяется
следующим по порядку значением, т.е. i:=succ(i) (здесь succ – функция, определенная для
порядковых типов, возвращает следующее по порядку значение); проверяется условие i<b (для
отрицательного шага условие i>b) и при его выполнении цикл повторяется. Выход из цикла
осуществляется, если i>b (i<b для шага –1), и выполняется оператор, следующий за оператором
цикла. Если а>b (или а<b для шага –1), то цикл не исполняется ни разу. При отрицательном
шаге значение параметра цикла при каждом повторении автоматически заменяется
предыдущим по порядку значением: i:=pred(i).
Если в операторе цикла с параметром начальное или конечное значение параметра заданы
переменными или выражениями, то значения этих переменных должны быть определены в
программе до оператора цикла. Не следует внутри цикла изменять параметр цикла, его
начальное и конечное значения с помощью операторов присваивания или ввода.
Входить в цикл можно только через его начало, т.е. нельзя входить внутрь цикла с
помощью управляющего оператора, так как в этом случае параметр цикла не определен.
3.Задача с использованием функций min, mах, сумм и др. в среде электронных таблиц.
Билет №12.
1.Понятие алгоритма. Свойства алгоритма. Исполнители алгоритмов (назначение, среда,
Режим работы, система команд). Компьютер как формальный исполнитель алгоритма
(программ).
Алгоритм – это понятное и точное указание исполнителю совершить последовательность
действий, направленных на решение поставленной задачи.
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.
Большинство женщин и некоторые мужчины пользуются поваренной книгой – сборником
всевозможных описаний последовательности действий, направленных на получение вкусных
блюд. Еще более четкие указания по изготовлению продукции содержит обыкновенный
аптечный рецепт – в этом случае от точности выполнения алгоритма может порой зависеть
жизнь пациента. Определенным алгоритмом действий "руководствуется" стиральная машина
или микроволновая печь. Любому шахматисту известен способ, как поставить мат одинокому
королю противника с помощью ладьи и своего короля. Школьный курс математики также
предлагает большое разнообразие алгоритмов: умножение "столбиком" и деление "уголком",
приведение к общему знаменателю...
Описанные выше алгоритмы обычно принято называть "бытовыми". Кроме них, можно
выделить еще три крупных разновидности алгоритмов: вычислительные, информационные и
управляющие. Первые, как правило, работают с простыми видами данных (числа, векторы,
матрицы), но зато процесс вычисления может быть длинным и сложным. Информационные
алгоритмы, напротив, реализуют сравнительно небольшие процедуры обработки (например,
поиск элементов, удовлетворяющих определенному признаку), но для больших объемов
информации. Наконец, управляющие алгоритмы непрерывно анализируют информацию,
поступающую от тех или иных источников, и выдают результирующие сигналы, управляющие
работой тех или иных устройств. Для этого вида алгоритмов очень существенную роль играет
их быстродействие, так как управляющие сигналы всегда должны появляться в нужный момент
времени.
Итак, всюду мы встречаем алгоритмы, но удивительным образом это изобилие не только
не мешает нам, но, наоборот, ведет нас кратчайшими путями к решению наших проблем.
Рассмотрим теперь, какими наиболее важными чертами обладает алгоритм. Начнем с
того, что алгоритм использует исходные данные, перерабатывая которые он получает
требуемый результат. Данное положение легко проиллюстрировать в виде следующей
наглядной схемы.
Таким образом, каждый алгоритм – это правила, описывающие процесс преобразования
исходных данных в необходимый результат. Заметим, что данное важное свойство в некоторых
книгах приводят как определение алгоритма.
Объект, который будет выполнять алгоритм называют Исполнителем. Его предназначение
- точно выполнить предписания алгоритма, подчас не задумываясь о результатах и целях.
Исполнителями могут быть: солдат армии, который обязан беспрекословно выполнять приказы
старших по званию чинов; собака, которая должна выполнять команды хозяина; робот,
производящий измерения в космосе, выполняет команды, поступающие от космического
центра; летчик, который должен точно выполнять распоряжения диспетчера аэропорта;
компьютер и т.д.
Во всех приведенных выше примерах объект, исполняющий действия алгоритма, не
обязан: понимать цели и методы достижения этой цели; пропускать действия или менять их
порядок по своему усмотрению; искать какую-то замену, если действие выполнить невозможно.
Т.е. исполнитель формально, не стараясь понять поставленную задачу, выполняет команду за
командой.
Компьютер – формальный автоматический исполнитель алгоритмов.
Представление информационного процесса в форме алгоритма позволяет поручить его
автоматическое исполнение различным техническим устройствам, среди которых особое место
занимает компьютер. При этом говорят, что компьютер исполняет программу
(последовательность команд), реализующую алгоритм. Алгоритм, записанный на "понятном"
компьютеру языке программирования, называется программой.
Исполнитель способен выполнять только ограниченное количество команд. Исполнитель,
как и любой объект, находится в определенной среде и может выполнять только допустимые в
ней действия. При создании алгоритма для конкретного Исполнителя требуется знать систему
команд Исполнителя (далее СКИ). Поэтому алгоритм дорабатывается и детализируется так,
чтобы в нем присутствовали только те команды и инструкции, которые может выполнить
Исполнитель.
Для того чтобы произвольное описание последовательности действий было алгоритмом,
оно должно обладать следующими свойствами.
Дискретность (от лат. discretus – разделенный, прерывистый). Процесс решения задачи
должен быть разбит на последовательность отдельных шагов, каждый из которых называется
командой.
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.
Определенность или детерминированность (от лат. determinate – определенность,
точность). 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.
Результативность. 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. Большинство алгоритмов данным требованиям
удовлетворяют, но при наличии ошибок возможны нарушения результативности.
Корректность. Любой алгоритм создан для решения той или иной задачи, поэтому нам
необходима уверенность, что это решение будет правильным для любых допустимых исходных
данных. Указанное свойство алгоритма принято называть его корректностью.
Массовость. Алгоритм имеет смысл разрабатывать только в том случае, когда он будет
применяться многократно для различных наборов исходных данных.
2.Позиционные и непозиционные системы счисления. Запись чисел в позиционных
системах счисления.
Определение 1. Система счисления – это совокупность правил для обозначения и
наименования чисел.
Системы счисления делятся на следующие виды:
1.
непозиционные системы счисления;
2.
позиционные системы счисления.
Простейшая и самая древняя – так называемая унарная система счисления. В ней для
записи любых чисел используется всего один символ – палочка, узелок, зарубка, камушек.
Длина записи числа при таком кодировании прямо связана с его величиной, что роднит этот
способ с геометрическим представлением чисел в виде отрезков. Сами того не осознавая, этим
кодом пользуются малыши, показывая на пальцах свой возраст. Именно унарная система
счисления до сих пор вводит детей в мир счета.
Определение 2. Непозиционной называется такая система счисления, в которой
количественный эквивалент каждой цифры не зависит от ее положения (места, позиции) в коде
числа.
Непозиционные системы счисления возникли раньше позиционных. Вот только
некоторые примеры таких систем.
Пример 1. До наших дней сохранилась римская система счисления. В римской системе
счисления цифры обозначаются буквами латинского алфавита:
I – 1; V – 5; Х – 10; L – 50; С – 100; D – 500; М – 1000; ...
Для записи промежуточных чисел используется правило:
меньшие знаки, поставленные справа от большего, прибавляются к его значению, а
меньший знак, поставленный слева от большего, вычитается, из него.
Например, IX обозначает 9, XI обозначает 11. Десятичное число 28 представляется
следующим образом: XXVIII =10+10+5+1+1+1, а десятичное число 99 имеет вот такое
представление: IC=–1+100.
Римская система счисления сегодня используется в основном для обозначения
знаменательных и юбилейных дат, разделов и глав в книгах.
Пример 2. В старину на Руси широко применялись системы
счисления, с помощью которых сборщики податей заполняли
квитанции об уплате подати (ясака) и делали записи в податной
тетради.
Например, 1232 руб. 24 коп. изображается так, как на рисунке.
Вот текст закона об этих, так называемых ясачных знаках:
"Чтобы на каждой квитанции, выдаваемой Родовитому Старосте,
от которого внесен будет ясак, кроме изложения словами, было
показано особыми знаками число внесенных рублей и копеек так,
чтобы сдающие простым счетом сего числа могли быть уверены в
справедливости показания. Употребляемые в квитанции знаки
означают: звезда − тысяча рублей, колесо − сто рублей, квадрат −
десять рублей, Х − один рубль, IIIIIIIIII − десять копеек, I − копейку.
Дабы неможно было сделать здесь никаких прибавлений, все таковые знаки очерчивать кругом
прямыми линиями" .
Непозиционные системы счисления имеют ряд недостатков:
1.
Для записи больших чисел приходится вводить новые цифры. Например,
пользуясь только цифрами I, V, X, число "тысяча" записать неудобно. И всегда есть
числа, которые трудно изобразить даже вновь введенными цифрами.
2.
Невозможно записывать дробные и отрицательные числа.
3.
Сложно выполнять арифметические операции.
Определение 3. Система счисления называется позиционной, если количественный
эквивалент (значение) цифры зависит от ее места (позиции) в коде числа.
В привычной нам системе счисления для записи чисел используются десять различных
знаков (цифры 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 и 9). Поэтому ее называют десятичной. Из двух
написанных рядом цифр (55) левая выражает число, в десять раз большее, чем правая. Имеет
значение не только сама цифра, но и ее место, позиция. Именно поэтому такую систему
счисления называют позиционной (поместной).
Потребовалось много тысячелетий, чтобы люди научились называть и записывать числа
так, как это делаем мы с вами. Начало этому было положено в Древнем Египте и Вавилоне и
было в основном завершено индийскими математиками в V—VII вв. н.э. Арабы,
познакомившись с этой нумерацией первыми, по достоинству ее оценили. Получив название
арабской, эта система в XII в. н.э. распространилась по всей Европе и, будучи проще и удобнее
остальных систем счисления, быстро их вытеснила. Произошло это еще и потому, что
простейший счетный прибор, работающий в десятичной системе счисления, был всегда у
человека под рукой – это его 10 пальцев. В XIII веке монах Беда Достопочтенный составил
описание правил счета, согласно которым различные загибы фаланг пальцев позволяли
изображать единицы, десятки, сотни и тысячи, а определенные жесты рук – считать до
миллиона. Правда, такой "инструмент" имел один весьма существенный недостаток –
неудобство хранения результатов даже в течение короткого времени. Но зато у него есть и ряд
немаловажных достоинств, которыми современные ученые пытаются наделить современные
счетные устройства. Это, прежде всего, простота и надежность, а также компактность и
удобство "хранения и транспортировки".
Сегодня десятичными числами выражаются время, номера домов и телефонов, цены,
бюджет, на них базируется метрическая система мер. Арифметические действия над
десятичными числами производятся с помощью достаточно простых операций, в основе
которых лежат известные каждому школьнику таблицы умножения и сложения, а также
правило переноса: если в результате сложения двух цифр получается число, которое больше
или равно 10, то оно записывается с помощью двух цифр, находящихся на соседних позициях.
Изучаемые в самом раннем возрасте, эти правила в результате повседневной практики
усваиваются так прочно, что мы оперируем ими уже подсознательно. По этой причине сегодня
многие люди даже не догадываются о существовании других систем счисления.
Кроме десятичной, истории цивилизации известны многие другие позиционные системы
счисления, в том числе двадцатеричная и шестидесятеричная системы счисления. Остатки
последней мы находим в сохранившемся до наших дней обыкновении делить один час на 60
минут, одну минуту – на 60 секунд.
В Китае долгое время пользовались пятеричной системой счисления.
Широкое распространение до первой трети XX в. имели элементы двенадцатеричной
системы счисления. При этом число двенадцать (дюжина) даже составляло конкуренцию
десятке в борьбе за почетный пост основания общеупотребительной системы счисления. Дело в
том, что число 12 имеет больше делителей (2, 3, 4, 6), чем 10 (2 и 5). Поэтому в
двенадцатеричной системе счисления гораздо удобнее производить расчеты, нежели в
десятичной. Неудивительно, что в XIX в. среди математиков раздавались голоса за полный
переход на эту систему. И только возможность счета по пальцам рук склонила чашу весов. Тем
не менее, дюжина достаточно прочно вошла в нашу жизнь: в сутках две дюжины часов, час
делится на пять дюжин минут, круг содержит тридцать дюжин градусов, фут делится на
двенадцать дюймов. Влияние двенадцатеричной системы счисления ощущается сегодня хотя
бы в том, что карандашей или фломастеров в наборе обычно бывает 6, 12, 24 и т.д.
А вот шведский король Карл XII в 1717 г. увлекался восьмеричной системой, считал ее
более удобной, чем десятичная, и намеревался королевским указом ввести ее как
общегосударственную. Только неожиданная смерть помешала осуществлению столь
необычного намерения.
Основные достоинства любой позиционной системы счисления – простота выполнения
арифметических операций и ограниченное количество символов, необходимых для записи
любого числа.
Определение 4. Основанием (базисом) позиционной системы счисления называется
количество знаков или символов, используемых для изображения числа в данной системе
счисления.
Основание в любой системе записывается как 10, но в разных системах имеет разное
количественное значение. Оно показывает, во сколько раз изменяется количественное значение
цифры при перемещении ее на соседнюю позицию.
В десятичном числе А=255=2х102+5х101+5х100 цифры 5, находящиеся на разных
позициях, имеют различные количественные значения – 5 десятков и 5 единиц. При
перемещении цифры на соседнюю позицию ее вес (числовой эквивалент) изменяется в 10 раз.
Позиционных систем очень много, так как за основание системы счисления можно
принять любое число не меньше 2. Наименование системы счисления соответствует ее
основанию (десятичная, двоичная, пятеричная и т.д.).
Представление чисел в позиционных системах счисления
В повседневной жизни наиболее употребительна десятичная система счисления. И тем не
менее великий французский математик и естествоиспытатель Блез Паскаль писал: "Десятичная
система построена довольно неразумно, конечно – в соответствии с людскими обычаями, а
вовсе не с требованиями естественной необходимости, как склонно думать большинство
людей". В ряде как теоретических, так и практических задач некоторые системы счисления,
отличные от десятичной, имеют определенные преимущества.
Наша десятичная система характеризуется тем, что в ней 10 единиц какого-либо разряда
образуют единицу следующего старшего разряда. Другими словами, единицы различных
разрядов представляют собой различные степени числа 10.
В системе счисления с основанием q (q-ичная система счисления) единицами разрядов
служат последовательные степени числа q, иначе говоря, q единиц какого-либо разряда
образуют единицу следующего разряда. Для записи чисел в q-ичной системе счисления
требуется q различных знаков (цифр), изображающих числа 0, 1,..., q–1. Запись числа q в
десятичной системе счисления имеет вид 10.
В позиционной системе счисления любое вещественное число может быть представлено в
следующем виде:
Aq=±(an-1qn–1+an–2qn–2+...+a0q0+a–1q–1+a–2q–2+...+a–mq–m) (1)
или
Здесь:
Аq − само число,
q − основание системы счисления,
аi − цифры данной системы счисления,
n − число разрядов целой части числа,
m − число разрядов дробной части числа.
Определение 5. Запись числа по формуле (1) называется развернутой формой записи.
Иначе такую форму записи называют многочленной, или степенной.
Пример 1. Десятичное число А10=4718,63 в виде (1) запишется так:
А10=4 × 103+7 × 102+1 × 101+8 × 100+6 × 10–1+3 × 10–2
Пример 2. Восьмеричная система счисления. Основание: q=8. Алфавит: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6 и
Формула (1) для восьмеричной системы счисления имеет вид:
A8=(an–1×8n–1+...+a0×80+a–1×8–1+...+a–m×8–m), где ai − цифры 0–7.
Восьмеричное число A8=7764,1 в виде (1) запишется так:
A8=7 × 83+7 × 82+6 × 81+4 × 80+1 × 8–1
Пример 3. Пятеричная система счисления. Основание: q=5. Алфавит: 0, 1, 2, 3 и 4.
Пятеричное число A5=2430,21 в виде (1) запишется так:
A5=2 × 53+4 × 52+3 × 51+0 × 50+2 × 5–1+1 × 5–2
Развернутая форма записи числа применяется для перевода чисел из любой системы
счисления в десятичную. Так, вычислив последнее выражение, можно получить десятичный
эквивалент указанного пятеричного числа: 365,44.
Пример 4. Шестнадцатеричная система счисления. Основание: q=16. Алфавит: 0, 1, 2, 3,
4, 5, 6, 7, 8, 9, А, В, С, D, Е и F.
Здесь только десять цифр из шестнадцати имеют общепринятое обозначение 0–9. Для
записи остальных цифр обычно используются первые пять букв латинского алфавита − А, В, С,
D, Е и F, означающие соответственно 10, 11, 12, 13, 14 и 15.
Таким образом, запись 3AF, означает:
ЗAF16=З × l62+10 × l61+l5 × l60=З × 256+160+15=94310.
Из (1) легко получить формулу (2) для записи произвольного целого числа:
Aq=±(an–1 × qn–1+an–2 × qn–2+...+a–m × q–m) (2)
и формулу (3) для записи произвольного дробного числа:
Aq=±(a–1 × q–1+a–2 × q–2+...a–m × q–m) (3)
Определение 6. Свернутой формой записи числа называется запись в виде
Aq=±аn–1аn–2...a1а0a–1...а–m
Именно такой формой записи чисел мы и пользуемся в повседневной жизни. Иначе
свернутую форму записи называют естественной, или цифровой.
Примеры чисел: 32218; 43216; 12215; 12213; 10112.
3.Практическое задание. Формирование запроса на поиск данных в среде системы
управления базами данных.
Билет N13.
1.Линейная алгоритмическая конструкция. Команда присваивания. Примеры.
(См. билет№6 вопрос 2).
2.Правила перевода из десятичной системы счисления в двоичную, восьмеричную целой и
дробной части числа.
Перевод целого числа из десятичной системы счисления в любую другую систему
счисления. При переводе целого числа из десятичной системы счисления в любую другую
систему счисления, нужно это число последовательно делить на основание новой системы
счисления так, чтобы в остатках от деления были только символы новой системы счисления.
Число в новой системе счисления записывается как последовательность остатков от деления,
записанных в обратном порядке, начиная с последнего. Например, переведём число 75 из
десятичной системы в двоичную, восьмеричную и шестнадцатеричную системы счисления:
Таким образом, число 7510 = 10010112 = 1138 = 4В16
Перевод дробной части числа из десятичной системы счисления в любую другую систему
счисления.
При переводе дробной части числа из десятичной системы счисления в любую другую
систему счисления, нужно дробную часть числа последовательно умножать на основание новой
системы счисления. Дробная часть числа в новой системе счисления записывается как
последовательность целых частей от умножения, записанных в прямом порядке, начиная с
первого.
Например,переведём дробное число 0, 96 из десятичной системы в двоичную,
восьмеричную и шестнадцатеричную системы счисления:
Таким образом, число 0,9610 = 0,1111012 = 0,753418 = 0.F5C28F16
Перевод чисел из любой системы счисления в десятичную систему
счисления.
При переводе числа из любой системы счисления в десятичную систему счисления нужно
каждый символ этого числа умножить на основание системы счисления, в которой записано это
число, в степени соответствующей положению символа в записи числа и все произведения
сложить.
Например:
1) переведём число 101100, 10112 из двоичной системы счисления в десятичную систему
счисления:
101100, 1012 = 1*25 + 0*24 + 1*23 + 1*22 + 0*21 + 0*20 + 1*2-1 + 0*2-2 + 1*2-3 =
= 32 + 0 + 8 + 4 + 0 + 0 + 0,5 + 0 + 0,125 = 44, 62510
2) переведём число 375,6248 из восьмеричной системы счисления в десятичную систему
счисления:
375, 6248 = 3*82 + 7*81 + 5*80 + 6*8-1 + 2*8-2 + 4*8-3 =
= 192 + 56 + 5 + 0,75 + 0,03125 + 0,00781835938 = 253, 7890683593810
3) переведём число ACF,5D16
ACF,
5D16=
10*162
+
12*161
+
15*160
+
5*16-1
+
13*16-2
=
= 256 + 192 + 15 + 0,3125 + 0,050775 = 463, 36327510
3. Рассчитайте, какое количество страниц простого текста можно сохранить на
дискете при заданных размерах страницы и кодовой таблице.
Рассчитайте, какое количество страниц простого текста (используется кодовая таблица СР 1251 Windows Cyrillic) можно сохраните на дискете объемом 1,44 мегабайт при размере страницы в 30 строк
по 65 символов каждая.
Билет N14.
1.Алгоритмическая структура «ветвление». Команда ветвления. Примеры полного и неполного
ветвления.
При составлении алгоритмов решения разнообразных задач часто бывает необходимо
обусловить те или иные предписания, т.е. поставить их выполнение в зависимость от
результата, который достигается на определенном шаге исполнения алгоритма. Например,
алгоритм нахождения корней квадратного уравнения с помощью компьютера должен
содержать проверку знака дискриминанта. Лишь в том случае, когда дискриминант
положителен или равен нулю, можно проводить вычисление корней.
По этой причине в теории алгоритмов наряду со "следованием" предлагается вторая
базовая структура, называемая "ветвление". Эта структура предполагает формулировку и
предварительную проверку условий с последующим выполнением тех или иных действий,
реализуя альтернативный выбор.
В словесной форме представления алгоритма "ветвление" реализуется в виде команды:
если <ЛВ> то <Серия 1> Иначе <Серия2>
Здесь <ЛВ> – это логическое выражение, <Серия1> – описание последовательности
действий, которые должны выполняться, когда <ЛВ> принимает значение ИСТИНА,
<Серия2> – описание последовательности действий, которые должны выполняться, когда
<ЛВ> принимает значение ЛОЖЬ. Любая из серий может быть пустой. В этом случае
ветвление называется неполным. Каждая серия может, в свою очередь, содержать команду
ветвления, что позволяет реализовать не только альтернативный выбор действий.
Если для представления алгоритма используется блок-схема, структура "ветвление"
изображается так:
Полное ветвление
Неполное ветвление
В языке программирования Turbo Pascal структура ветвления изображается оператором:
IF (если) <ЛВ> THEN (то, тогда) <Блок1> ELSE (иначе) <Блок2>;
Здесь <Блок1> и <Блок2> – последовательности операторов языка Turbo Pascal,
заключенные в операторные скобки BEGIN..END. В данном случае представлен полный
условный оператор, если ELSE отсутствует, то это неполный условный оператор.
Рассмотрим пример использования структуры "ветвление". Одной из типичных задач
информатики является задача сортировки: упорядочения по возрастанию или убыванию
величин порядкового типа. Составим алгоритм и программу сортировки списка из двух
фамилий, используя неполное ветвление. Алгоритм решения задачи представлен на блок-схеме.
Program Sort;
Var X,Y,C: String;
Begin
Writeln('Введите две фамилии');
Readln(X,Y);
IF X>Y THEN
Begin
С:=X; X:=Y; Y:=С
End;
Writeln('После сортировки');
Writeln(X); Writeln(Y);
Readln;
End.
Рассмотрим теперь в качестве примера использования полного ветвления алгоритм и
программу вычисления отношения двух чисел с блокировкой деления на ноль и выводом
соответствующего сообщения на экран монитора. Алгоритм решения задачи представлен на
блок-схеме.
Program REL;
Var А,В,С: Real;
Begin
Writeln('Введи 2 числа');
Readln(А,В);
IF В<>0 THEN
BEGIN
С:=А/В;
Writeln('С =',С)
End Else
Writeln('ДЕЛЕНИЕ НА 0');
Readln;
End.
Обратите внимание на то, что перед служебным словом Else разделитель – точка с
запятой – не ставится.
2.Системная среда Windows. Назначение системной среды, графический интерфейс.
Представление о папке файле.
Пользовательский графический интерфейс является системной средой Windows, включающей в
себя не только операционную систему, но и пользовательскую оболочку.
Основные компоненты интерфейса:
 рабочее поле (область экрана, в которой выполняется работа или воспроизводятся данные);
 рабочие инструменты (специальные средства для выполнения работы);
 элементы управления (средства для настройки инструментов, режимов работы программы и
параметров документа, например, разделы меню, кнопки и др.);
 управляемые объекты (программы, документы, папки, ярлыки).
Рабочее поле Windows
Рабочее поле Windows обычно называют Рабочим столом, которое занимает все пространство
экрана, и используется для формирования изображения. На рабочем столе располагаются инструменты и
элементы управления: панель задач, значки (ярлыки, иконки) программ и документов. На панели задач
расположена кнопка «Пуск», открывающая доступ к разделам основного меню — главного элемента
управления операционной системой. В противоположном конце панели задач располагаются
инструменты контроля времени и основного языка.
По характеру содержания и приемам работы в Windows различают четыре типа окон:
1. окна папок (предназначены в первую очередь для доступа к объектам);
2. диалоговые окна (предназначены для настроек и управления);
3. окна справочной системы (служат для доступа к статьям справочной системы);
4. рабочие окна приложений (предназначены для исполнения прикладных программ).
Все окна одного типа (кроме рабочих окон приложений) имеют сходную структуру, содержат
стандартные наборы элементов оформления и управления и позволяют использовать при работе с ними
стандартный набор приемов. Рабочие окна приложений тоже в определенной (хотя и не в полной) мере
подчиняются общей идеологии Windows. Различия между окнами этого типа обусловлены
функциональными различиями между соответствующими программами-приложениями, а также тем, что
приложения для Windows выпускает множество различных фирм и отдельных авторов. Тем не менее,
эти окна тоже имеют много стандартных элементов, и если пользователь уже знаком с каким-то
приложением Windows, то, освоение каждой последующей программы происходит достаточно быстро.
В исходном состоянии на рабочем столе могут размещаться:
 значки и ярлыки объектов Windows;
 окна открытых приложений;
 панель задач, содержащая кнопку «Пуск», панель индикации и ряд панелей инструментов
рабочего стола;
 подложка рабочего стола, содержащая или однородный фон, или фоновый рисунок, или
фоновый узор, или объекты активного рабочего стола.
По ходу работы на рабочем столе могут раскладываться дополнительные объекты: окна папок,
диалоговые окна, окна приложений, окна справочной‚ системы и панели инструментов рабочего стола.
Основными объектами Windows ЯВЛЯЮТСЯ приложение, папка, документ, ярлык.
Ярлык — это указатель программы или документа, содержащий информацию об объекте, на
который он указывает, но не являющийся таковым. Ярлык отличается от значка программы или
документа наличием стрелки в левом ни углу. Раскрытие свойства ярлыка можно увидеть
местоположение самой оригинальной программы, на которую он указывает. Использование позволяет
избежать проблем со случайно удаленной программой. Удаление ярлыка не приводит к удалению самой
программы.
Способы создания ярлыка:
 Перетаскивание объекта правой кнопкой. Если вы перетаскиваете объект правой кнопкой и
оставляете его на рабочем столе или в папке, то Windows выводит на экран меню с
возможностью выбора копирования, перемещения или создания ярлыка. Выберите пункт меню
«Создать ярлыки».
 Использование контекстного меню. Щелкните правой кнопкой на объекте. При этом на экран
выводится контекстное меню. Выберите из этого меню пункт «Создать ярлык». Это приведет к
созданию ярлыка объекта в том же месте (папке или каталоге), где он расположен. После того,
как вы создали ярлык, перетащите его левой кнопкой (чтобы переместить) на рабочий стол или в
папку по вашему выбору.
 Использование процедуры копирования. Щелкните на файле правой кнопкой мыши и выберите
из появившегося контекстною меню команду «Копировать». Затем перейдите в папку, в которую
хотите поместить ярлык этого файла щелкните правой кнопкой на пустом месте внутри нее и
выберите из контекстною меню пункт «Вставить ярлык».
 Использование контекстного меню рабочего стола. Щелкните правой кнопкой на свободном
месте рабочего стола. При этом на экран выводится контекстное меню для рабочего стола или
для папки. Выберите из него пункт «Создать», затем «ярлык». Откроется диалоговое окно
«Создание ярлыка», в котором предложит ввести имя программы, ярлык которой нужно создать,
либо щелкнуть на кнопке Обзор для поиска программы.
Панель задач
Панель задач (панель быстрого доступа) обеспечивает один из возможных способов открытия
программ, а также доступ к объектам, которые уже были открыты. Меню Пуск на панели задач
содержит пункты, которые позволяют получить доступ, к программам, документам и другим объектам.
Оно содержит также команды для запуска программ из командной строки, установки системных
параметров и завершения работы Windows.
Перечислим стандартные пункты меню Пуск:
 Программы — каскадное менюю дает быстрый доступ ко всем стандартным программам.
 Документы — это меню содержит 15 документов и папок, с которыми работали за последнее
время.
 Настройка — каскадное меню дает возможность доступа к панели управления (используется
для конфигурирования системы), к папке «принтеры», к окну свойств панели задач, к
настройкам рабочего стола и параметров папок, а также к программе обновления Windows.
 Поиск — позволяет найти файл или папку на компьютере или в сети, а также найти в сети
определенный компьютер.
 Справка — открывает справочную систему Windows.
 Завершение работы — используется для корректного завершения работы на компьютере, либо
для перезагрузки системы.
Проводник — приложение предоставляющее возможность комфортно просматривать
содержимое памяти компьютера. Основные возможности, заложенные в Проводнике:
• управление файлами (запуск, копирование, перемещение, поиск);
• оперирование длинными именами файлов;
• создание папок и др.
Способы открытия Проводника:
1. Выбор команды Пуск/Программы/Стандартные/Проводник;
2. Открыть папку «Мой компьютер», выделить значок С: и выбрать из меню команды
Файл/Проводник.
3. Щелкнуть правой кнопкой мыши на кнопке «Пуск» и выбрать из появившегося контекстного
меню команду «Проводник».
Окно Проводника разделено на две области. В левой показаны все ресурсы компьютера,
представленные в виде иерархической структуры, а в правой области (панели содержимого) на экран
выводится содержимое вы бранной папки. Для просмотра содержимого папки необходимо щелкнуть на
значке папки или описании в левой панели. Изменение вида значков устанавливается одной из четырех
соответствующих команд меню «Вид» или щелчками на кнопке «Вид» панели инструментов. Если
выбран просмотр крупных или мелких значков, то каждый объект помечается специальным значком,
соответствующим его типу. Если выбран просмотр Списка, то панель содержимого выводит для
каждого объекта малый значок вместе с описанием. Для папок описанием является имя папки. Для
файлов описанием является длинное имя файла или короткое имя файла, если у данного файла
отсутствует длинное имя.
Открытие объектов в окне Проводника. Если объекты содержат вложенные папки, то в дереве
они помечаются маленьким знаком (+). Для отображения структуры вложенных папок нужно щелкнуть
на знаке плюс. Когда палка раскроется и отобразится структура папок, содержащихся в ней, а знак плюс
изменится на знак (—). Для свертывания папки нужно щелкнуть на знаке минус. Свертывание папок
упрощает также просмотр полного дерева, меньше загромождая экран и делая поиск объектов более
легким. Можно разворачивать и сворачивать объект в дереве двойным щелчком на нем.
Установка параметров Проводника осуществляется с помощью команды Вид/Панели
инструментов/Настройка которая позволяет вынести новые кнопки назначения на панель инструментов.
Виды настроек:
 выключение и включение показа панели инструментов;
 выключение и включение названия кнопок;
 добавление и удаление дополнительных кнопок;
 вид отображения папок в панели содержимого.
Буфер обмена
Буфер обмена в Windows — это специальная область памяти, служащая для временного
размещения информации. Информация помещенная в буфер обмена, доступна всем работающим
программам. Таким образом, буфер обмена используется для переноса каких-либо данных между
разными приложениями и документами. В приложениях имеются два метода занесения информации в
буфер обмена: копирование и вырезание. Для этой цели используются команды Правка/Копировать и
Правка/Вырезать соответственно. Данные, заносимые в буфер обмена, должны быть предварительно
выделены. Доступные способы выделения зависят от конкретного приложения.
Для помещения в документ информации из буфера обмена используется команда
Правка/Вставить конкретное место вставки определяется в разных приложениях по-разному. Если
данные были помещены в буфер обмена в одном приложении, а вставка производится в другом,
возможным оказывается создание комбинированных документов. Работать с буфером обмена с
помощью клавиатуры намного удобнее, чем с помощью мыши. Особенно удобно то, что одни и те же
клавиатурные комбинации работают практически в любых обстоятельств в самых разных приложениях,
в диалоговых окнах, в окнах справочной системы и т. д. Есть два альтернативных набора эквивалентных
команд:
 копирование — Сtrl + С или Сtrl + Ins;
 вырезание — Сtrl + Х или Shift + Del;
 вставка — Ctrl + V или Shift + Ins.
Стандартные программы
Стандартные программы, заложенные в Windows, позволяют удовлетворить многие потребности
пользователя. К ним относятся: текстовые редакторы Блокнот, WordPad, графический редактор Раint,
программа Калькулятор и др.
Блокнот — простейший текстовый редактор, в котором можно создать текстовый документ,
запомнить его в файле и распечатать. Блокнот имеет резко ограниченные возможности обработки текста
и хранения больших текстовых документов. Это записная книжка, ориентированная на заметки, записки,
справки небольшого размера.
WordPad - текстовый редактор, позволяющий создавать простые текстовые документы и файлы,
содержащий символьное и абзацноё форматирование, а также открывать и сохранять документы в
нескольких форматах. WordPad является хорошим инструментом для создания заметок, писем, отчетов и
других текстовых документов для которых главным является содержание, а не оформление.
Раint — графический редактор, позволяющий создавать простейшие графические изображения.
В более старших версиях Windows в данный редактор встроена возможность обработки фотографий и
сохранения изображений в форматах, используемых в глобальной сети Интернет.
Калькулятор — это простая, но полезная программа, которую можно использовать так же, как
карманный калькулятор. Она работает в двух режимах: обычный калькулятор и инженерный
калькулятор. Обычный калькулятор выполняет четыре арифметических действия, а также вычисления
процентов, квадратного корня и обратной величины. Инженерный калькулятор может также вычислять
тригонометрические и логические функции, а также переводить числа и углы в раз системы счисления и
выполнять другие операции.
3.Решите текстовую логическую задачу.
Задача.
В одном доме живут Воронов, Павлов, Журавлев, Синицын. Один из них математик, другой - художник, третий-писатель, а четвертый-баянист. Известно, что:
ни Воронов, ни Журавлев не умеют играть на баяне; Журавлев не знаком с Вороновым; писатель и
художник в воскресенье уезжают на дачу к Павлову; писатель собирается написать очерк о Синицыне и
Воронове.
Требуется определить, кто есть кто.
Билет N15.
1.Алгоритмическая структура «цикл». Циклы со счетчиком и циклы по условию.
(См. билет №11 вопрос 2)
2.Основные этапы в информационном развитии общества. Основные черты
информационного общества. Информатизация.
Этапы в информационном развитии общества.
В истории человеческого общества несколько раз происходили радикальные изменения в
информационной области, которые можно назвать информационными революциями.
Первая информационная революция была связана с изобретением письменности.
Изобретение письменности позволило накапливать и распространять знания. Цивилизации,
освоившие письменность, развивались быстрее других. достигали более высокого культурного
и экономического уровня. Примерами могут служить Древний Египет, страны Междуречья,
Китай. Позднее переход к алфавитному способу письма сделал письменность более доступной
и способствовал смещению центров цивилизации в Европу (Греция, Рим).
Вторая информационная революция (в середине XVI в.) была связана с изобретением
книгопечатания. Стало возможным не только сохранять информацию, но и сделать ее массоводоступной. Все это ускорило развитие науки и техники, помогло промышленной революции,
Книги перешагнули границы стран, что способствовало началу сознания общечеловеческой
цивилизации.
Третья информационная революция (в конце XIX в.) была обусловлена прогрессом
средств связи. Телеграф, телефон, радио позволили оперативно передавать информацию на
любые расстояния. Эта революция совпала с периодом бурного развития естествознания.
Четвертая информационная революция (в 70-х гг. XX в.) связана с появлением
микропроцессорной техники и, в частности, персональных компьютеров. Вскоре после этого
возникли компьютерные телекоммуникации, радикально изменившие системы хранения и
поиска информации.
В настоящее время в мире накоплен огромный информационный потенциал, которым
люди не могут пользоваться в полной мере в силу ограниченности своих возможностей. Это
привело к необходимости внедрения новых технологий обработки и передачи информации и
послужило началом перехода от индустриального общества к информационному. Этот процесс
начался с середины XX в.
Основные черты информационного общества.
В информационном обществе главным ресурсом является информация, это общество, в
котором большинство работающих занято производством, хранением, обработкой и передачей
информации.
В качестве критериев развитости информационного общества можно перечислить следующие:
 наличие компьютеров,
 уровень развития компьютерных сетей
 доля населения, занятого в информационной сфере, а также использующего
информационные технологии в своей повседневной деятельности.
Однако, следует отметить, что в настоящее время ни одно государство не находится в
этой стадии. Ближе всех к информационному обществу подошли США, Япония, ряд стран
Западной Европы.
Изменение структуры экономики и структуры труда
В информационном обществе деятельность человека будет во многом зависеть от умения
эффективно использовать имеющуюся информацию. Использование компьютеров во всех
сферах человеческой деятельности должно обеспечить доступ к достоверным источникам
информации, избавить человека от рутинной работы, позволит ускорить принятие оптимальных
решений, автоматизировать обработку информации не только в производственной, но и в
социальной сферах. В результате этого процесса движущей силой развития общества станет
производство
информационного,
а
не
материального
продукта.
Этот процесс должен привести к созданию информационного общества, в котором главную
роль будут играть знания и интеллект.
Развитие и массовое использование информационных и коммуникационных технологий:



создание телекоммуникационной инфраструктуры, включающей в себя сети передачи данных;
появление огромных баз данных, доступ к которым через сети получили миллионы людей;
выработка единых правил поведения в сетях и поиск н них информации.
Огромную роль в обсуждаемом процессе сыграло создание международной
компьютерной сети Интернет. Сегодня она представляет собой колоссальную и
быстрорастущую систему, число пользователей которой приближается к 200 миллионам
человек. Информационные и коммуникационные технологии постоянно развиваются.
Свобода доступа к информации и свобода ее распространения.
Обсуждаемая проблема лежит больше в политической и экономической плоскости,
нежели в технической, поскольку современные информационные технологии чисто технически
открыли безграничный простор д.1я информационных обменов. Свобода доступа к информации
и свобода ее распространения - обязательное условие демократического развития,
способствующее экомическому росту, добросовестной конкуренции на рынке. Лишь опираясь
на полную и достоверную информацию, можно принимать правильные и взвешенные решения
в политике, экономике, науке, практической деятельности.
Огромное значение имеет свобода распространения информации культурнопросветительного характера. Она способствует росту культурного и образовательного уровня
общества.
Рост информационной культуры
Современное понимание информационной культуры заключается в умении и потребности
человека работать с информацией средствами новых информационных технологий. Она
включает в себя гораздо больше, чем простой набор навыков технической обработки
информации с помощью компьютера и телекоммуникационных средств. Культурный (в
широком смысле) человек должен уметь оценивать получаемую информацию качественно,
понимать ее полезность, достоверность и т. д. Существенный элемент информационной
культуры - владение методикой коллективного принятия решений. Умение взаимодействовать в
информационном поле с другими людьми - важный признак человека информационного
общества.
Изменения в сфере образования.
Большие изменения произойдут в информационном обществе в сфере образования. Одна
из принципиальных проблем, стоящих перед современным образованием — сделать его более
доступным тля каждого человека. Эта доступность имеет и экономические, и социальные, и
технологические аспекты. В силу своего динамизма информационное общество потребует от
своих членов непрерывного на протяжении десятков лет, обучения. Это позволит человеку не
отставать от времени, быть способным сменить профессию, занять достойное место в
социальной структуре общества.
Изменения уклада жизни людей.
Формирование информационного общества существенно отразится на повседневной
жизни людей. О том, насколько глубокими будут эти изменения, можно только догадываться.
Так, массовое внедрение телевидения в 60-70-х годах XX века существенно изменило быт
людей, причем не только е лучшую сторону. С. одной стороны, у миллионов людей появилась
возможность доступа к сокровищам национальной и мировой культуры, с другой - сократилось
живое общение, стало больше стереотипов, насаждаемых телевидением, сузился круг чтения.
Недавнее достижение Интернет-технологий -поход за покупками реальных товаров в
виртуальный Интернет-магазин - может развиться в информационном обществе вплоть до
ликвидации современной системы торговли.
Информатизация.
Один из этапов перехода к информационному обществу - компьютеризация
общества, которая предполагает развитие и внедрение компьютеров, обеспечивающих
оперативное получение результатов обработки информации и ее накопление.
Таким образом, под информатизацией общества понимают реализацию комплекса мер,
направленных на обеспечение полного и своевременного использования членами общества
достоверной информации, что в значительной мере зависит от степени освоения и развития
новых информационных технологий.
3. Задача. Разработка алгоритма (программы), содержащей команду ветвления.
Составьте программу для определения, что больше – площадь круга радиусом а или площадь
квадрата со стороной а, - значение а вводится с клавиатуры.
Билет №16
1.Устройства памяти компьютера. Внешние носители информации (гибкие диски,
жесткие диски, диски CD-ROM/R/RW, DVD и др.)
(См. билет №6 вопрос 1).
2.Локальные и глобальные компьютерные сети. Адресация в сетях. Аппаратные и
программные средства организации компьютерных сетей.
Компьютерная сеть – это совокупность компьютеров и различных устройств,
обеспечивающих информационный обмен между компьютерами в сети без использования
каких-либо промежуточных носителей информации.
Все многообразие компьютерных сетей можно классифицировать по группе признаков:
 Территориальная распространенность;
 Ведомственная принадлежность;
 Скорость передачи информации;
 Тип среды передачи;
По территориальной распространенности сети могут быть локальными, глобальными, и
региональными.
По принадлежности различают ведомственные и государственные сети. Ведомственные
принадлежат одной организации и располагаются на ее территории.
По скорости передачи информации компьютерные сети делятся на низко-, средне- и
высокоскоростные.
По типу среды передачи разделяются на сети коаксиальные, на витой паре,
оптоволоконные, с передачей информации по радиоканалам, в инфракрасном диапазоне.
Локальные компьютерные сети.
Локальная сеть объединяет компьютеры, установленные в одном помещении (например,
школьный компьютерный класс, состоящий из 8—12 компьютеров) или в одном здании
(например, в здании школы могут быть объединены в локальную сеть несколько десятков
компьютеров, установленных в различных предметных кабинетах).
В небольших локальных сетях все компьютеры обычно равноправны, т. е. пользователи
самостоятельно решают, какие ресурсы своего компьютера (диски, каталоги, файлы) сделать
общедоступными по сети. Такие сети называются одноранговыми.
Если к локальной сети подключено более десяти компьютеров, то одноранговая сеть
может оказаться недостаточно производительной. Для увеличения производительности, а также
в целях обеспечения большей надежности при хранении информации в сети некоторые
компьютеры специально выделяются для хранения файлов или программ-приложений. Такие
компьютеры называются серверами, а локальная сеть — сетью на основе серверов.
Каждый компьютер, подключенный к локальной сети, должен иметь специальную плату
(сетевой адаптер). Между собой компьютеры (сетевые адаптеры) соединяются с помощью
кабелей.
Топология сети.
Общая схема соединения компьютеров в локальные сети называется топологией сети.
Топологии сети могут быть различными.
Сети Ethernet могут иметь топологию «шина» и «звезда». В первом случае все
компьютеры подключены к одному общему кабелю (шине), во втором - имеется специальное
центральное устройство (хаб), от которого идут «лучи» к каждому компьютеру, т.е. каждый
компьютер подключен к своему кабелю.
Структура типа «шина» проще и экономичнее, так как для нее
не требуется дополнительное устройство и расходуется меньше
кабеля. Но она очень чувствительна к неисправностям кабельной
системы. Если кабель поврежден хотя бы в одном месте, то
возникают проблемы для всей сети. Место неисправности трудно
обнаружить.
В этом смысле «звезда» более устойчива. Поврежденный кабель –
проблема для одного конкретного компьютера, на работе сети в целом
это не сказывается. Не требуется усилий по локализации неисправности.
В сети, имеющей структуру типа «кольцо» информация
передается между станциями по кольцу с переприемом в каждом
сетевом контроллере. Переприем производится через буферные
накопители, выполненные на базе оперативных запоминающих
устройств, поэтому при выходе их строя одного сетевого контроллера
может
нарушиться
работа
всего
кольца.
Достоинство кольцевой структуры – простота реализации устройств, а
недостаток – низкая надежность.
Региональные компьютерные сети.
Локальные сети не позволяют обеспечить совместный доступ к информации
пользователям, находящимся, например, в различных частях города. На помощь приходят
региональные сети, объединяющие компьютеры в пределах одного региона (города, страны,
континента).
Корпоративные компьютерные сети.
Многие организации, заинтересованные в защите информации от несанкционированного
доступа (например, военные, банковские и пр.), создают собственные, так называемые
корпоративные сети. Корпоративная сеть может объединять тысячи и десятки тысяч
компьютеров, размещенных в различных странах и городах (в качестве примера можно
привести сеть корпорации Microsoft, MSN).
Глобальная компьютерная сеть Интернет.
В 1969 году в США была создана компьютерная сеть ARPAnet, объединяющая
компьютерные центры министерства обороны и ряда академических организаций. Эта сеть
была предназначена для узкой цели: главным образом для изучения того, как поддерживать
связь в случае ядерного нападения и для помощи исследователям в обмене информацией. По
мере роста этой сети создавались и развивались многие другие сети. Еще до наступления эры
персональных компьютеров создатели ARPAnet приступили к разработке программы
Internetting Project ("Проект объединения сетей"). Успех этого проекта привел к следующим
результатам. Во-первых, была создана крупнейшая в США сеть internet (со строчной буквы i).
Во-вторых, были опробованы различные варианты взаимодействия этой сети с рядом других
сетей США. Это создало предпосылки для успешной интеграции многих сетей в единую
мировую сеть. Такую "сеть сетей" теперь всюду называют Internet (в отечественных
публикациях
широко
применяется
и
русскоязычное
написание
-
Интернет).
В настоящее время на десятках миллионов компьютеров, подключенных к Интернету, хранится
громадный объем информации (сотни миллионов файлов, документов и т. д.) и сотни
миллионов людей пользуются информационными услугами глобальной сети.
Интернет — это глобальная компьютерная сеть, объединяющая многие локальные,
региональные и корпоративные сети и включающая в себя десятки миллионов компьютеров.
В каждой локальной или корпоративной сети обычно имеется, по крайней мере, один
компьютер, который имеет постоянное подключение к Интернету с помощью линии связи с
высокой пропускной способностью (сервер Интернета).
Надежность функционирования глобальной сети обеспечивается избыточностью линий
связи: как правило, серверы имеют более двух линий связи, соединяющих их с Интернетом.
Основу, «каркас» Интернета составляют более ста миллионов серверов, постоянно
подключенных к сети.
К серверам Интернета могут подключаться с помощью локальных сетей или
коммутируемых телефонных линий сотни миллионов пользователей сети.
Адресация в Интернет
Для того, чтобы связаться с некоторым компьютером в сети Интернет, Вам надо знать его
уникальный Интернет - адрес. Существуют два равноценных формата адресов, которые
различаются лишь по своей форме: IP - адрес и DNS - адрес.
IP - адрес
IP - адрес состоит из четырех блоков цифр, разделенных точками. Он может иметь такой
вид: 84.42.63.1
Каждый блок может содержать число от 0 до 255. Благодаря такой организации можно
получить свыше четырех миллиардов возможных адресов. Но так как некоторые адреса
зарезервированы для специальных целей, а блоки конфигурируются в зависимости от типа сети,
то фактическое количество возможных адресов немного меньше. И тем ни менее, его более чем
достаточно для будущего расширения Интернет.
С понятием IP - адреса тесно связано понятие "хост". Под хостом понимается любое
устройство, использующее протокол TCP/IP для общения с другим оборудованием. Это может
быть не только компьютер, но и маршрутизатор, концентратор и т.п. Все эти устройства,
подключенные в сеть, обязаны иметь свой уникальный IP - адрес.
DNS - адрес
IP - адрес имеет числовой вид, так как его используют в своей работе компьютеры. Но он
весьма сложен для запоминания, поэтому была разработана доменная система имен: DNS. DNS
- адрес включает более удобные для пользователя буквенные сокращения, которые также
разделяются точками на отдельные информационные блоки (домены). Например:
www.klyaksa.net
Если Вы вводите DNS - адрес, то он сначала направляется в так называемый сервер имен,
который преобразует его в 32 - битный IP - адрес для машинного считывания.
Доменные имена
DNS - адрес обычно имеет три составляющие (хотя их может быть сколько угодно).
Доменная система имен имеет иерархическую структуру: домены верхнего уровня домены второго уровня и так далее. Домены верхнего уровня бывают двух типов:
географические (двухбуквенные - каждой стране свой код) и административные
(трехбуквенные).
России принадлежит географический домен ru.
Портал Клякс@.net зарегистрировал домен второго уровня klyaksa в административном
домене верхнего уровня net.
Имена компьютеров, которые являются серверами Интернета, включают в себя полное
доменное имя и собственно имя компьютера. Так полный адрес портала Клякс@.net имеет вид
www.klyaksa.net
gov - правительственное учреждение или
net - сетевая организация
организация
org - организация, которая не относится не к
mil - военное учреждение
одной из выше перечисленных
com - коммерческая организация
Среди часто используемых доменов - идентификаторов стран можно выделить
следующие:
at - Австрия
es - Испания
no - Норвегия
au - Австралия
fi - Финляндия
nz - Новая Зеландия
ca - Канада
fr - Франция
ru - Россия
ch - Швейцария
it - Италия
se - Швеция
de - Германия
jp - Япония
uk - Украина
dk - Дания
nl - Нидерланды
za - Южная Африка
Адрес E-mail
С помощью IP - адреса или DNS - адреса в Интернет можно обратиться к любому
нужному компьютеру. Если же Вы захотите послать сообщение по электронной почте, то
указания только этих адресов будет недостаточно, поскольку сообщение должно попасть не
только в нужный компьютер, но и к определенному пользователю системы.
Для доставки и прима сообщений электронной почты предназначен специальный
протокол SMPT (Simple Mail Transport Protocol). Компьютер, через который в Интернет
осуществляется передача сообщений электронной почты, называют SMPT - сервером. По
электронной почте сообщения доставляются до указанного в адресе компьютера, который и
отвечает за дальнейшую доставку. Поэтому такие данные, как имя пользователя и имя
соответствующего SMPT - сервера разделяют знаком "@". Этот знак называется "at
коммерческое" (на жаргоне - собачка, собака). Таким образом, Вы адресуете свое сообщение
конкретному
пользователю
конкретного
компьютера.
Например:
ivanov@klyaksa.net Здесь ivanov - пользователь, которому предназначено послание, а klyaksa.net
- SMPT - сервер, на котором находится его электронный почтовый ящик (mailbox). В почтовом
ящике
хранятся
сообщения,
пришедшие
по
конкретному
адресу.
URL
URL (Uniform Resource Locator, унифицированный определитель ресурсов) - это адрес
некоторой информации в Интернет. Он имеет следующий формат:
тип ресурса://адрес узла/прочая информация
Наиболее распространенными считаются следующие типы ресурсов:
ftp:// ftp - сервер
gopher:// меню gopher
http:// адрес в WWW
mailto:// адрес электронной почты
news:// группа новостей UseNet
telnet:// компьютер, в котором можно зарегистрироваться, используя telnet
Ресурсная часть URL всегда заканчивается двоеточием и двумя или тремя наклонными
чертами. Далее следует конкретный адрес узла, который Вы хотите посетить. За ним в качестве
ограничителя моет стоять наклонная черта. В принципе, этого вполне достаточно. Но если Вы
хотите просмотреть конкретный документ на данном узле и знаете точно его место
расположения, то можете включить его адрес в URL. Ниже приведены несколько URL и
расшифровка их значений:
http://www.klyaksa.net/index.php главная страница информационно-образовательного портала
Клякс@.net
ftp://ftp.microsoft.com/dirmap.txt файл с именем dirmap.txt на ftp - сервере компании Microsoft
Итак, в Интернет возможны следующие виды адресов:
Адрес
формат
IP
12.105.58.9
DNS
компьютер.сеть.домен
E - mail
пользователь@email-сервер
URL
тип ресурса://DNS - адрес
3. Практическое задание на упорядочение данных в среде табличного процессора.
Билет N17.
1.Программные средства и технологии обработки текстовой информации (текстовый
редактор, текстовый процессор, редакционно-издательские системы).
Текстовые редакторы
Для обработки текстовой информации на компьютере используются приложения общего
назначения - текстовые редакторы.
Текстовые редакторы — это программы для создания, редактирования, форматирования,
сохранения и печати документов. Современный документ может содержать, кроме текста, и
другие- объекты (таблицы, диаграммы, рисунки и т. д.).
Простые текстовые редакторы (например, Блокнот) позволяют редактировать текст и
осуществлять простейшее форматирование шрифта.
Более совершенные текстовые редакторы, имеющие целый спектр возможностей по
созданию документов (например, поиск и замена символов, средства проверки орфографии,
вставка таблиц и др.), называют иногда текстовыми процессорами. Примером такой программы
является Word из офисного пакета MicrosoftOffice, или Writer из пакета StarOffice.
Мощные программы обработки текста — настольные издательские системы —
предназначены для подготовки документов к публикации. Пример подобной системы — Adobe
PageMaker.
Для подготовки к публикации в Интернете web-страниц используют специализированные
приложения (например, Microsoft FrontPage или Macromedia Dreamweaver).
Редактирование и форматирование
Редактирование — преобразование, обеспечивающее добавление, удаление,
перемещение или исправление содержания документа.
Редактирование документа обычно производится путем добавления, удаления или
перемещения
символов
или
фрагментов
текста.
Объектно-ориентированный подход дает возможность реализовать механизм встраивания и
внедрения объектов (OLE — Object Linking Embedding). Этот механизм позволяет копировать и
вставлять объекты из одного приложения в другое. Например, работая с документом в
текстовом редакторе Word, в него можно встроить изображения, анимацию, звук и даже
видеофрагменты и таким образом из обычного текстового документа получить мультимедиадокумент.
Форматирование — преобразование, изменяющее форму представления документа.
Любой документ состоит из страниц, поэтому в начале работы над документом
необходимо задать значения параметров страницы: формат, ориентацию, поля и др.
Стандартным является формат страницы А4 (21х29,7 см). Существуют две возможные
ориентации страницы – книжная и альбомная. Для обычных текстов чаще используется
книжная ориентация, а для таблиц с большим количеством столбцов – альбомная.
Форматирование абзацев.
Абзац с литературной точки зрения – это часть текста, представляющая собой
законченный по смыслу фрагмент произведения, окончание которого служит естественной
паузой для перехода к новой мысли.
В компьютерных документах абзацем считается любой текст, заканчивающийся
управляющим символом конца абзаца. Ввод конца абзаца обеспечивается нажатием клавиши
ВВОД (ENTER).
Форматирование абзацев позволяет подготовить правильно и красиво оформленный
документ.
В процессе форматирования абзаца задаются параметры его выравнивания (выравнивание
отражает расположение текста относительно границ полей страницы), отступы (абзац целиком
может иметь отступы слева и справа) и интервалы (расстояние между строк абзаца), отступ
красной строки и др.
Форматирование шрифта (символов).
Символы – это буквы, цифры, пробелы, знаки пунктуации, специальные символы.
Символы можно форматировать (изменять их внешний вид). Среди основных свойств символов
можно выделить следующие: шрифт, размер, начертание и цвет.
Шрифт – это полный набор символов определенного начертания. Каждый шрифт имеет
своё название, например Times New Roman, Arial, Comic Sans MS. Единицей измерения шрифта
является пункт (1 пт = 0,367 мм). Размеры шрифтов можно изменять в больших пределах.
Кроме нормального (обычного) начертания символов обычно применяют полужирное,
курсивное, полужирное курсивное.
По способу представления в компьютере различаются шрифты растровые и векторные.
Для представления растровых шрифтов служат методы растровой графики, символы шрифта —
это группы пикселей. Растровые шрифты допускают масштабирование только с определенными
коэффициентами.
В векторных шрифтах символы описываются математическими формулами и возможно
произвольное их масштабирование. Среди векторных шрифтов наибольшее распространение
получили шрифты типа TrueType.
Можно также установить дополнительные параметры форматирования символов:
подчеркивание символов различными типами линий, изменение вида символов (верхний и
нижний индекс, зачеркнутый), изменение расстояний между символами.
Если планируется цветная печать документа, то можно задать различные цвета для
различных групп символов.
Проверка орфографии и синтаксиса
Для проверки орфографии и синтаксиса используются специальные программные модули,
которые обычно включаются в состав текстовых процессоров и издательских систем. Такие
системы содержат словари и грамматические правила для нескольких языков, что позволяет
исправлять ошибки в многоязычных документах.
Формат файла
Формат файла определяет способ хранения текста в файле. Простейший формат
текстового файла (ТХТ) содержит только символы (числовые коды символов), другие же
форматы (DOC, RTF) содержат дополнительные управляющие числовые коды, которые
обеспечивают форматирование текста.
2.Логические переменные и функции, их преобразование. Таблицы истинности.
Основные понятия формальной логики
Логика - наука о формах и законах мышления. Основными формами мышления
являются понятия, суждения и умозаключения.
Понятие - это форма мышления, которая выделяет существенные признаки предмета
или класса предметов, отличающие его от других. Например, компьютер, человек, ученики.
Суждения - это форма мышления, в которой утверждается или отрицается связь между
предметом и его признаком, отношения между предметами или факт существования предмета и
которая может быть либо истинной, либо ложной. Языковой формой выражения суждения
является повествовательное предложение. Вопросительные и побудительные предложения
суждениями не являются.
Суждения могут быть простыми и сложными. "Весна наступила, и грачи прилетели" сложное суждение, состоящее из двух простых. Простые суждения (высказывания) выражают
связь двух понятий. Сложные - состоят из нескольких простых суждений.
Умозаключение - прием мышления, позволяющий на основе одного или нескольких
суждений-посылок
получить
новое
суждение
(знание
или
вывод).
Примерами умозаключений являются доказательства теорем в геометрии. Посылками
умозаключения по правилам формальной логики могут быть только истинные суждения. Тогда
и умозаключение будет истинным. Иначе можно прийти к ложному умозаключению.
Математическая логика изучает вопросы применения математических методов для решения
логических задач и построения логических схем, которые лежат в основе работы любого
компьютера. Суждения в математической логике называют высказываниями или логическими
выражениями. Подобно тому, как для описания действий над переменными был разработан
раздел математики алгебра, так и для обработки логических выражений в математической
логике была создана алгебра высказываний, или алгебра логики.
Логические выражения и логические операции
Логическое выражение - это символическая запись, состоящая из логических величин
(констант или переменных), объединенных логическими операциями (связками).
В булевой алгебре простым высказываниям ставятся в соответствие логические переменные,
значение которых равно 1, если высказывание истинно, и 0, если высказывание ложно.
Обозначаются
логические
переменные
буквами
латинского
алфавита.
Существуют разные варианты обозначения истинности и ложности переменных:
Связки "НЕ", "И", "ИЛИ" заменяются логическими операциями инверсия, конъюнкция,
дизъюнкция. Это основные логические операции, при помощи которых можно записать любое
логическое выражение.
Логическое отрицание (инверсия).
В обыденной речи мы часто пользуемся словом "НЕ", или словами "НЕВЕРНО, ЧТО", когда
хотим что-то отрицать. Пусть, например, кто-то сказал: "Тоска зеленая." (Обозначим это
высказывание А). Если Вы не согласны, Вы скажете:" Тоска НЕ зеленая." Или:" Неверно, что
тоска зеленая." (Ваше высказывание обозначим В). Нетрудно заметить, что значения
истинности высказываний А и В находятся в определенной связи: если А истинно, то В ложно,
и наоборот. Операция, с помощью которой из высказывания А получается высказывание В,
называется логическим отрицанием и само высказывание В называется отрицанием
высказывания А и обозначается ¬ А.
Таким образом, отрицанием ¬ А некоторого высказывания А называется такое
высказывание, которое истинно, когда А ложно, и ложно, когда А истинно. Отрицание
высказывания А обозначим ¬А. Определение отрицания может быть записано с помощью так
называемой таблицы истинности:
А
¬А
И
Л
Л
И
В ней указано, какие значения истинности (Истина, Ложь) принимает отрицание ¬ А в
зависимости от значений истинности исходного высказывания А.
Логическое умножение (конъюнкция) от латинского conjunctio - союз, связь.
Если два высказывания соединены союзом "И", то полученное сложное высказывание
обычно считается истинным тогда и только тогда, когда истинны оба составляющие его
высказывания. Если хотя бы одно из составляющих высказываний ложно, то и полученное из
них с помощью союза "И" сложное высказывание также считается ложным. Например, возьмем
два высказывания: "У кота есть хвост" (А), "У зайца есть хвост" (В). Сложное высказывание "У
кота есть хвост и у зайца есть хвост" истинно, т.к. истинны оба высказывания А и В. Но если
взять другие высказывания: "У кота длинный хвост" (С), "У зайца длинный хвост" (D), то
сложное высказывание "У кота длинный хвост и у зайца длинный хвост" будет ложным, т.к.
ложно высказывание (D). Таким образом, исходя из обычного смысла союза "И", приходим к
определению соответствующей логической операции - конъюнкции.
А Λ В. Иногда, для краткости, пишут просто АВ.
Определение конъюнкции может быть записано в виде таблицы истинности, в которой для
каждого из четырех возможных наборов значений исходных высказываний А и В задается
соответствующее значение конъюнкции А & В:
А
В
А&B
и
и
и
и
л
л
л
и
л
л
л
л
Определение конъюнкции двух высказываний естественным образом распространяется на
любое конечное число составляющих: конъюнкция А1 & A2 & A3 &...& AN истинна тогда и
только тогда, когда истинны все высказывания А1, A2, A3, ...AN (а, следовательно, ложна, когда
ложно
хотя
бы
одно
из
этих
высказываний).
Логическое сложение (дизъюнкция) от латинского disjunctio - разобщение, различие.
Если два высказывания соединены союзом "ИЛИ", то полученное сложное высказывание
обычно считается истинным, когда истинно хотя бы одно из составляющих высказываний.
Например, возьмем два высказывания: "Мел черный." (А), "Доска черная." (В). Высказывание
"Мел черный или доска черная" будет истинным, т.к. одно из исходных высказываний (В)
истинно.
Таким образом, дизъюнкцией двух высказываний называется такое новое высказывание,
которое истинно тогда и только тогда, когда истинно хотя бы одно из этих высказываний.
Дизъюнкцию высказываний А и В мы обозначим символом А V В и будем читать: А или В.
Определение дизъюнкции может быть записано в виде таблицы истинности:
А
В
АVB
И
И
И
И
Л
И
Л
И
И
Л
Л
Л
Определение дизъюнкции двух высказываний естественным образом распространяется на
любое конечное число составляющих: дизъюнкция А1 V А2 V А3 V...V АN истинна тогда и
только тогда, когда истинно хотя бы одно из высказываний А1, А2, А3, ..., АN (а следовательно,
ложна,
когда
ложны
все
эти
высказывания).
Логическое следование (импликация) от латинского implico - тесно связываю.
В наших рассуждениях, особенно в математических доказательствах, мы часто пользуемся
сложными высказываниями, образованными с помощью слов "если..., то...". Здесь
высказывание, расположенное после слова "если", называется основанием или посылкой, а
высказывание, расположенное после слова "то", называется следствием или заключением.
Высказывание "Если А, то В" с логической точки зрения имеет тот же смысл, что и
высказывание "неверно, что А истинно и В ложно". Это означает, что функцию импликации
можно заменить комбинацией двух функций (отрицания и конъюнкции). Обычно, когда мы
хотим установить ложность высказывания "Если А, то В", мы стараемся показать, что возможен
случай, когда А истинно, а В ложно (доказательство "от противного"). Обозначим импликацию
символом => и запись "А => В" будем читать: "Из А следует В".
Таким образом, импликацией А => В называется высказывание, которое ложно тогда и
только
тогда,
когда
А
истинно
и
В
ложно.
Запишем это определение в виде таблицы истинности:
А
В
А=>В
И
И
И
И
Л
Л
Л
И
И
Л
Л
И
Логическое тождество (эквиваленция).
Интуитивно можно догадаться, что высказывания эквивалентны (равносильными), когда их
значения истинности одинаковы. Например, эквивалентны высказывания: "железо тяжелое" и
"пух легкий", так же как и высказывания: "железо легкое" и "пух тяжелый". Обозначим
эквиваленцию символом <=> и запись "А <=> В" будем читать "А эквивалентно В", или "А
равносильно В", или "А, если и только если В".
Таким образом, эквиваленцией двух высказываний А и В называется такое высказывание,
которое истинно тогда и только тогда, когда оба эти высказывания А и В истинны или оба
ложны.
Отметим, что высказывание типа "А, если и только если В" можно заменить высказыванием
"Если А, то В и, если В, то А" (обдумайте это на досуге и обратите внимание на символ <=>).
Следовательно, функцию эквиваленции можно заменить комбинацией функций импликации и
конъюнкции. Запишем таблицу истинности для эквиваленции:
А
В
А<=>В
И
И
Л
И
Л
И
И
Л
Л
Л
Л
И
Приведем примеры записи сложных высказываний с помощью обозначения логических связок:
"Быть иль не быть - вот в чем вопрос." (В. Шекспир) А V ¬ A <=> В
"Если хочешь быть красивым, поступи в гусары." (К. Прутков) А => В
Построение таблиц истинности для логических функций
Логическая функция - это функция, в которой переменные принимают только два значения:
логическая единица или логический ноль. Истинность или ложность сложных суждений
представляет собой функцию истинности или ложности простых. Эту функцию называют
булевой функцией суждений f (a, b).
Любая логическая функция может быть задана с помощью таблицы истинности, в левой
части которой записывается набор аргументов, а в правой части - соответствующие значения
логической функции.
При построении таблицы истинности необходимо учитывать порядок выполнения
логических операций. Операции в логическом выражении выполняются слева направо с учетом
скобок в следующем порядке:
1. инверсия;
2. конъюнкция;
3. дизъюнкция;
4. импликация и эквивалентность.
Для изменения указанного порядка выполнения логических операций используются круглые
скобки.
Предлагается следующий алгоритм построения таблицы истинности.
1. Определить количество наборов входных переменных - всевозможных сочетаний значений
переменных, входящих в выражения, по формуле: Q=2n , где n - количество входных
переменных. Оно определяет количество строк таблицы.
2. Внести в таблицу все наборы входных переменных.
3. Определить количество логических операций и последовательность их выполнения.
4. Заполнить столбцы результатами выполнения логических операций в обозначенной
последовательности.
Чтобы не повторить или не пропустить ни одного возможного сочетания значений входных
переменных, следует пользоваться одним из предлагаемых ниже способов заполнения таблицы.
Например, построим таблицу истинности для логической функции:
Количество входных переменных в заданном выражении равно трем (A,B,C). Значит,
количество
входных
наборов
Q=23=8.
Столбцы таблицы истинности соответствуют значениям исходных выражений A,B,C,
промежуточных результатов и (B V C), а также искомого окончательного значения сложного
арифметического выражения
:
A
B
C
BVC
0
0
0
1
0
0
0
0
1
1
1
1
0
1
0
1
1
1
0
1
1
1
1
1
1
0
0
0
0
0
1
0
1
0
1
0
1
1
0
0
1
0
1
1
1
0
1
0
3. Запишите вычислительный алгоритм с ограниченным набором команд. (Задание
выполняется без использования компьютера).
У исполнителя Утроитель две команды, которым присвоены номера:
1) вычти 1
2) умножь на 3
Первая из них уменьшает число на экране на 1, вторая увеличивает его в три раза.
Запишите порядок команд в про грамме получения из числа 3 числа 22, содержащей не более 5 команд.
Билет N18.
1.Программные средства и технологии обработки (электронные калькуляторы и
электронные таблицы).
Электронные калькуляторы
Электронные
калькуляторы
являются
специализированными
программными
приложениями, предназначенными для произведения вычислений. Электронные калькуляторы
по своим функциональным возможностям соответствуют аппаратным микрокалькуляторам.
Аппаратные микрокалькуляторы могут существенно различаться по своим возможностям
и областям применения. Простые микрокалькуляторы позволяют осуществлять только
арифметические операции над числами и используются в быту. Инженерные
микрокалькуляторы позволяют также вычислять значения различных функций (sin, cos и др.) и
используются в процессе обучения и для инженерных расчетов; программистские
микрокалькуляторы позволяют проводить вычисления в различных системах счисления и
другие операции.
Электронные калькуляторы гораздо удобнее, так как могут обладать возможностями всех
вышеперечисленных типов аппаратных микрокалькуляторов. Электронный Калькулятор
является стандартным приложением операционной системы Windows. Также кроме
стандартной программы Калькулятор существует не мало других удобных калькуляторов.
Электронные таблицы
Электронная таблица — это программа обработки числовых данных, хранящая и
обрабатывающая данные в прямоугольных таблицах.
Электронная таблица состоит из столбцов и строк. Заголовки столбцов обозначаются
буквами или сочетаниями букв (A, G, АВ и т. п.), заголовки строк — числами (1, 16, 278 и т. п.).
Ячейка — место пересечения столбца и строки.
Каждая ячейка таблицы имеет свой собственный адрес. Адрес ячейки электронной
таблицы составляется из заголовка столбца и заголовка строки, например: Al, B5, E7. Ячейка, с
которой производятся какие-то действия, выделяется рамкой и называется активной.
Электронные таблицы, с которыми работает пользователь в приложении, называются
рабочими листами. Можно вводить и изменять данные одновременно на нескольких рабочих
листах, а также выполнять вычисления на основе данных из нескольких листов. Документы
электронных таблиц могут включать несколько рабочих листов и называются рабочими
книгами.
Типы данных.
Электронные таблицы позволяют работать с тремя основными типами данных: число,
текст и формула.
Числа в электронных таблицах Excel могут быть записаны в обычном числовом или
экспоненциальном формате, например: 195,2 или 1.952Ё + 02. По умолчанию числа
выравниваются в ячейке по правому краю. Это объясняется тем, что при размещении чисел
друг под другом (в столбце таблицы) удобно иметь выравнивание по разрядам (единицы под
единицами, десятки под десятками и т. д.).
Текстом в электронных таблицах Excel является последовательность символов, состоящая
из букв, цифр и пробелов, например запись «32 Мбайт» является текстовой. По умолчанию
текст выравнивается в ячейке по левому краю. Это объясняется традиционным способом
письма (слева направо).
Формула должна начинаться со знака равенства и может включать в себя числа, Имена
ячеек, функции (Математические, Статистические, Финансовые, Дата и время и т.д.) и знаки
математических операций. Например, формула «=А1+В2» обеспечивает сложение чисел,
хранящихся в ячейках А1 и В2, а формула «=А1*5» — умножение числа, хранящегося в ячейке
А1, на 5. При вводе формулы в ячейке отображается не сама формула, а результат вычислений
по этой формуле. При изменении исходных значений, входящих в формулу, результат
пересчитывается немедленно.
Абсолютные и относительные ссылки.
В формулах используются ссылки на адреса ячеек. Существуют два основных типа
ссылок: относительные и абсолютные. Различия между ними проявляются при копировании
формулы из активной ячейки в другую ячейку.
Относительная ссылка в формуле используется для указания адреса ячейки, вычисляемого
относительно ячейки, в которой находится формула. При перемещении или копировании
формулы из активной ячейки относительные ссылки автоматически обновляются в зависимости
от нового положения формулы. Относительные ссылки имеют следующий вид: А1, ВЗ.
Абсолютная ссылка в формуле используется для указания фиксированного адреса ячейки.
При перемещении или копировании формулы абсолютные ссылки не изменяются. В
абсолютных ссылках перед неизменяемым значением адреса ячейки ставится знак доллара
(например, $А$1).
Если символ доллара стоит перед буквой (например: $А1), то координата столбца
абсолютная, а строки — относительная. Если символ доллара стоит перед числом (например,
А$1), то, наоборот, координата столбца относительная, а строки — абсолютная. Такие ссылки
называются смешанными.
Пусть, например, в ячейке С1 записана формула =А$1+$В1, которая при копировании в
ячейку D2 приобретает вид =В$1+$В2.
Относительные ссылки при копировании изменились, а абсолютные — нет.
Сортировка и поиск данных.
Электронные таблицы позволяют осуществлять сортировку данных. Данные в
электронных таблицах сортируются по возрастанию или убыванию. При сортировке данные
выстраиваются в определенном порядке. Можно проводить вложенные сортировки, т. е.
сортировать данные по нескольким столбцам, при этом назначается последовательность
сортировки столбцов.
В электронных таблицах возможен поиск данных в соответствии с указанными условиями
— фильтрами. Фильтры определяются с помощью условий поиска (больше, меньше, равно и т.
д.) и значений (100, 10 и т. д.). Например, больше 100. В результате поиска будут найдены те
ячейки, в которых содержатся данные, удовлетворяющие заданному фильтру.
Построение диаграмм и графиков.
Электронные таблицы позволяют представлять числовые данные в виде диаграмм или
графиков. Диаграммы бывают различных типов (столбчатые, круговые и т. д.); выбор типа
диаграммы зависит от характера данных.
2.Различные типы компьютерных вирусов: методы распространения, профилактика
заражения.
Различные типы компьютерных вирусов: методы распространения, профилактика заражения.
Первая массовая эпидемия компьютерного вируса произошла в 1986 году, когда вирус Brain
«заражал» дискеты для первых массовых персональных компьютеров. В настоящее время известно
несколько десятков тысяч вирусов, заражающих компьютеры с различными операционными системами
и распространяющихся по компьютерным сетям.
Обязательным свойством компьютерного вируса является способность к размножению
(самокопированию) и незаметному для пользователя внедрению в файлы, загрузочные
секторы дисков и документы. Название «вирус» по отношению к компьютерным программам
пришло из биологии именно по признаку способности к саморазмножению.
После заражения компьютера вирус может активизироваться и заставить компьютер выполнять
какие-либо действия. Активизация вируса может быть связана с различными событиями (наступлением
определенной даты или дня недели, запуском программы, открытием документа и так далее).
Компьютерные вирусы являются программами, которые могут «размножаться» и скрытно
внедрять свои копии в файлы, загрузочные секторы дисков и документы. Активизация компьютерного
вируса может вызывать уничтожение программ и данных.
Разнообразны последствия действия вирусов; по величине вредных воздействий вирусы можно
разделить на:
• неопасные, влияние которых ограничивается уменьшением свободной памяти на диске,
графическими, звуковыми и другими внешними эффектами;
• опасные, которые могут привести к сбоям и зависаниям при работе компьютера;
• очень опасные, активизация которых может привести к потере программ и данных (изменению
или удалению файлов и каталогов), форматированию винчестера и так далее.
По «среде обитания» вирусы можно разделить на файловые, загрузочные, макровирусы и сетевые.
Файловые вирусы. Файловые вирусы различными способами внедряются в исполнимые файлы
(программы) и обычно активизируются при их запуске. После запуска зараженной программы вирус
находится в оперативной памяти компьютера и является активным (то есть может заражать другие
файлы) вплоть до момента выключения компьютера или перезагрузки операционной системы.
При этом файловые вирусы не могут заразить файлы данных (например, файлы, содержащие
изображение или звук).
Профилактическая защита от файловых вирусов состоит в том, что не рекомендуется запускать на
выполнение файлы, полученные из сомнительного источника и предварительно не проверенные
антивирусными программами.
Загрузочные вирусы. Загрузочные вирусы записывают себя в загрузочный сектор диска. При
загрузке операционной системы с зараженного диска вирусы внедряются в оперативную память
компьютера. В дальнейшем загрузочный вирус ведет себя так же, как файловый, то есть может заражать
файлы при обращении к ним компьютера.
Профилактическая защита от таких вирусов состоит в отказе от загрузки операционной системы с
гибких дисков и установке в BIOS вашего компьютера защиты загрузочного сектора от изменений.
Макровирусы. Макровирусы заражают файлы документов Word и электронных таблиц Excel.
Макровирусы являются фактически макрокомандами (макросами), которые встраиваются в документ.
После загрузки зараженного документа в приложение макровирусы постоянно присутствуют в
памяти компьютера и могут заражать другие документы. Угроза заражения прекращается только после
закрытия приложения.
Профилактическая защита от макровирусов состоит в предотвращении запуска вируса. При
открытии документа в приложениях Word и Excel сообщается о присутствии в них макросов
(потенциальных вирусов) и предлагается запретить их загрузку. Выбор запрета на загрузку макросов
надежно защитит ваш компьютер от заражения макровирусами, однако отключит и полезные макросы,
содержащиеся в документе.
Сетевые вирусы. По компьютерной сети могут распространяться и заражать компьютеры любые
обычные вирусы. Это может происходить, например, при получении зараженных файлов с серверов
файловых архивов. Однако существуют и специфические сетевые вирусы, которые используют для
своего распространения электронную почту и Всемирную паутину.
Интернет-черви (worm) — это вирусы, которые распространяются в компьютерной сети во
вложенных в почтовое сообщение файлах. Автоматическая активизация червя и заражение компьютера
могут произойти при обычном просмотре сообщения. Опасность таких вирусов состоит в том, что они
по определенным датам активизируются и уничтожают файлы на дисках зараженного компьютера.
Кроме того, интернет-черви часто являются троянами, выполняя роль «троянского коня»,
внедренного в операционную систему. Такие вирусы «похищают» идентификатор и пароль
пользователя для доступа в Интернет и передают их на определенный почтовый адрес. В результате
злоумышленники получают возможность доступа в Интернет за деньги ничего не подозревающих
пользователей.
Лавинообразная цепная реакция распространения вируса базируется на том, что вирус после
заражения компьютера начинает рассылать себя по всем адресам электронной почты, которые имеются
в адресной книге пользователя. Кроме того, может происходить заражение и по локальной сети, так как
червь перебирает все локальные диски и сетевые диски с правом доступа и копируется туда под
случайным именем.
Профилактическая защита от интернет-червей состоит в том, что не рекомендуется открывать
вложенные в почтовые сообщения файлы, полученные из сомнительных источников.
Особой разновидностью вирусов являются активные элементы (программы) на языках JavaScript
или VBScript, которые могут выполнять разрушительные действия, то есть являться вирусами (скриптвирусами). Такие программы передаются по Всемирной паутине в процессе загрузки Web-страниц с
серверов Интернета в браузер локального компьютера.
Профилактическая защита от скрипт-вирусов состоит в том, что в браузере можно запретить
получение активных элементов на локальный компьютер.
Наиболее эффективны в борьбе с компьютерными вирусами антивирусные программы.
Антивирусные программы могут использовать различные принципы для поиска и лечения зараженных
файлов.
Полифаги. Самыми популярными и эффективными антивирусными программами являются
антивирусные программы полифаги (например, Kaspersky Anti-Virus, Dr.Web). Принцип работы
полифагов основан на проверке файлов, загрузочных секторов дисков и оперативной памяти и поиске в
них известных и новых (неизвестных полифагу) вирусов.
Для поиска известных вирусов используются так называемые маски. Маской вируса является
некоторая постоянная последовательность программного кода, специфичная для этого конкретного
вируса. Если антивирусная программа обнаруживает такую последовательность в каком-либо файле, то
файл считается зараженным вирусом и подлежит лечению.
Для поиска новых вирусов используются алгоритмы «эвристического сканирования», то есть
анализ последовательности команд в проверяемом объекте.
Если «подозрительная» последовательность команд обнаруживается, то полифаг выдает
сообщение о возможном заражении объекта.
Полифаги могут обеспечивать проверку файлов в процессе их загрузки в оперативную память.
Такие программы называются антивирусными мониторами.
К достоинствам полифагов относится их универсальность. К недостаткам можно отнести большие
размеры используемых ими антивирусных баз данных, которые должны содержать информацию о
максимально возможном количестве вирусов, что, в свою очередь, приводит к относительно небольшой
скорости поиска вирусов.
Ревизоры. Принцип работы ревизоров (например, ADinf) основан на подсчете контрольных сумм
для присутствующих на диске файлов. Эти контрольные суммы затем сохраняются в базе данных
антивируса, как и некоторая другая информация: длины файлов, даты их последней модификации и пр.
При последующем запуске ревизоры сверяют данные, содержащиеся в базе данных, с реально
подсчитанными значениями.
Если информация о файле, записанная в базе данных, не совпадает с реальными значениями, то
ревизоры сигнализируют о том, что файл был изменен или заражен вирусом.
Недостаток ревизоров состоит в том, что они не могут обнаружить вирус в новых файлах (на
дискетах, при распаковке файлов из архива, в электронной почте), поскольку в их базах данных
отсутствует информация об этих файлах.
Блокировщики. Антивирусные блокировщики — это программы, перехватывающие
«вирусоопасные» ситуации и сообщающие об этом пользователю. К таким ситуациям относится,
например, запись в загрузочный сектор диска. Эта запись происходит при установке на компьютер
новой операционной системы или при заражении загрузочным вирусом.
Наибольшее распространение получили антивирусные блокировщики в BIOS компьютера. С
помощью программы BIOS Setup можно провести настройку BIOS таким образом, что будет запрещена
(заблокирована) любая запись в загрузочный сектор диска и компьютер будет защищен от заражения
загрузочными вирусами.
К достоинствам блокировщиков относится их способность обнаруживать и останавливать вирус
на самой ранней стадии его размножения.
3.Подсчитайте размер текстового файла при заданной кодовой таблице, формате и
количестве страниц.
Используется кодовая таблица СР1251 (Windows Cyrillic). Сколько килобайт будет занимать файл в
простом текстовом формате (plain text), если в тексте 300 страниц, на странице 25 строк, а в строке в
среднем 45 символов?
Билет N19.
1.Компьютерная графика. Аппаратные средства (монитор, видеокарта, видеоадаптер,
сканер и др.) Программные средства (растровые и векторные графические редакторы,
средства деловой графики, программы анимации и др.).
Аппаратные средства. Устройства вывода информации.
Монитор.
Монитор является универсальным устройством вывода информации и подключается к
видеокарте, установленной в компьютере.
Изображение в компьютерном формате (в виде последовательностей нулей и единиц)
хранится в видеопамяти, размещенной на видеокарте. Изображение на экране монитора
формируется путем считывания содержимого видеопамяти и отображения его на экран.
Частота считывания изображения влияет на стабильность изображения на экране. В
современных мониторах обновление изображения происходит обычно с частотой 75 и более раз
в секунду, что обеспечивает комфортность восприятия изображения пользователем компьютера
(человек не замечает мерцание изображения). Для сравнения можно напомнить, что частота
смены кадров в кино составляет 24 кадра в секунду.
В настольных компьютерах обычно используются мониторы на электронно-лучевой
трубке (ЭЛТ). Изображение на экране монитора создается пучком электронов, испускаемых
электронной пушкой. Этот пучок электронов разгоняется высоким электрическим напряжением
(десятки киловольт) и падает на внутреннюю поверхность экрана, покрытую люминофором
(веществом, светящимся под воздействием пучка электронов).
Система управления пучком заставляет пробегать его построчно весь экран (создает
растр), а также регулирует его интенсивность (соответственно яркость свечения точки
люминофора). Пользователь видит изображение на экране монитора, так как люминофор
излучает световые лучи в видимой части спектра. Качество изображения тем выше, чем меньше
размер точки изображения (точки люминофора), в высокачественных мониторах размер точки
составляет 0,22 мм.
Однако монитор является также источником высокого статического электрического
потенциала, электромагнитного и рентгеновского излучений, которые могут оказывать
неблагоприятное воздействие на здоровье человека. Современные мониторы практически
безопасны, так как соответствуют жестким санитарно-гигиеническим требованиям,
зафиксированным в международном стандарте безопасности ТСО'99.
В портативных и карманных компьютерах применяют плоские мониторы на жидких
кристаллах (ЖК). В последнее время такие мониторы стали использоваться и в настольных
компьютерах.
ЖК-мониторы сделаны из вещества, которое находится в жидком состоянии, но при этом
обладает некоторыми свойствами, присущими кристаллическим телам. Фактически это
жидкости, обладающие анизотропией свойств (в частности, оптических), связанных с
упорядоченностью в ориентации молекул. Молекулы жидких кристаллов под воздействием
электрического напряжения могут изменять свою ориентацию и вследствие этого изменять
свойства светового луча, проходящего сквозь них.
Преимущество ЖК-мониторов перед мониторами на ЭЛТ состоит в отсутствии вредных
для человека электромагнитных излучений и компактности.
Мониторы могут иметь различный размер экрана. Размер диагонали экрана измеряется в
дюймах (1 дюйм = 2,54 см) и обычно составляет 15, 17, 19 и более дюймов.
Принтеры.
Принтеры предназначены для вывода на бумагу (создания «твердой копии») числовой,
текстовой и графической информации. По своему принципу действия принтеры делятся на
матричные, струйные и лазерные.
Матричные принтеры — это принтеры ударного действия. Печатающая головка
матричного принтера состоит из вертикального столбца маленьких стержней (обычно 9 или 24),
которые под воздействием магнитного поля «выталкиваются» из головки и ударяют по бумаге
(через красящую ленту). Перемещаясь, печатающая головка оставляет на бумаге строку
символов.
Недостатки матричных принтеров состоят в том, что они печатают медленно, производят
много шума и качество печати оставляет желать лучшего (соответствует примерно качеству
пишущей машинки)
Струйные принтеры
В последние годы широкое распространение получили черно-белые и цветные струйные
принтеры. В них используется чернильная печатающая головка, которая под давлением
выбрасывает чернила из ряда мельчайших отверстий на бумагу. Перемещаясь вдоль бумаги,
печатающая головка оставляет строку символов или полоску изображения.
Струйные принтеры могут печатать достаточно быстро (до нескольких страниц в минуту)
и производят мало шума. Качество печати (в том числе и цветной) определяется разрешающей
способностью струйных принтеров, которая может достигать фотографического качества 2400
dpi. Это означает, что полоска изображения по горизонтали длиной в 1 дюйм формируется из
2400 точек (чернильных капель).
Лазерные принтеры обеспечивают практически бесшумную печать. Высокую скорость
печати (до 30 страниц в минуту) лазерные принтеры достигают за счет постраничной печати,
при которой страница печатается сразу целиком.
Высокое типографское качество печати лазерных принтеров обеспечивается за счет
высокой разрешающей способности, которая может достигать 1200 dpi и более.
Плоттер. Для вывода сложных и широкоформатных графических объектов (плакатов, чертежей,
электрических и электронных схем и пр.) используются специальные устройства вывода —
плоттеры.
Принцип
действия
плоттера
такой
же,
как
и
струйного
принтера.
Устройства ввода информации
Сенсорный экран
Сенсорный, или тактильный, экран представляет собой поверхность, которая покрыта
специальным слоем. Прикосновение к определенному месту экрана обеспечивает выбор
задания, которое должно быть выполнено компьютером, или команды в экранном меню.
Сенсорный экран позволяет также перемещать объекты. Он удобен в использовании,
особенно когда необходим быстрый доступ к информации. Такие устройства ввода можно
увидеть в банковских компьютерах, аэропортах, а также в военной сфере и промышленности.
Световое перо
Световое перо похоже на обычный карандаш, на кончике которого имеется специальное
устройство — светочувствительный элемент.
Соприкосновение пера с экраном замыкает фотоэлектрическую цепь и определяет место
ввода или коррекции данных. Если перемещать по экрану такое перо, можно рисовать или
писать на экране, как на листе бумаги.
Световое перо используется для ввода информации в самых маленьких персональных
компьютерах — в карманных микрокомпьютерах. Оно также применяется в различных
системах проектирования и дизайна.
Графический планшет, или дигитайзер
Графический планшет, или дигитайзер, используется для создания либо копирования
рисунков или фотографий. Он позволяет создавать рисунки так же, как на листе бумаги.
Изображение преобразуется в цифровую форму, отсюда название устройства (от англ. digit —
цифра).
С помощью специальной ручки можно чертить, рисовать схемы, добавлять заметки и
подписи к электронным документам. Качество графических планшетов характеризуется
разрешающей способностью, которая измеряется в lpi (линиях на дюйм) и способностью
реагировать на силу нажатия пера.
В хороших планшетах разрешающая способность достигает 2048 lpi (перемещение пера
по поверхности планшета на 1 дюйм соответствует перемещению на 2048 точек на экране
монитора), а количество воспринимаемых градаций нажатий на перо составляет 1024.
Условия создания изображения приближены к реальным, достаточно специальным пером
или пальцем сделать рисунок на специальной поверхности. Результат работы дигитайзера
воспроизводится на экране монитора и в случае необходимости может быть распечатан на
принтере. Дигитайзерами обычно пользуются архитекторы, дизайнеры.
Сканер
Большое распространение в наше время прибрели устройства сканирования изображений, таких
как тексты или рисунки. Термин «сканирование» происходит от английского глагола to scan,
что означает «пристально всматриваться».
Сканер предназначен для ввода в компьютер графической или текстовой информации с
листа бумаги, со страницы журнала или книги. Для работы сканера необходимо программное
обеспечение, которое создает и сохраняет в памяти электронную копию изображения. Все
разнообразие подобных программ можно подразделить на два класса — для работы с
графическим изображением и для распознавания текста.
Сканируемое изображение освещается белым светом (черно-белые сканеры) или тремя
цветами (красным, зеленым и синим). Отраженный свет проецируется на линейку
фотоэлементов, которая движется, последовательно считывает изображение и преобразует его в
компьютерный формат. В отсканированном изображении количество различаемых цветов
может достигать десятков миллиардов.
Сканеры различаются по следующим параметрам:
глубина распознавания цвета: черно-белые, с градацией серого, цветные;
оптическое разрешение, или точность сканирования, измеряется в точках на дюйм и
определяет количество точек, которые сканер различает на каждом дюйме;
К важным характеристикам сканера также относятся время сканирования и максимальный
размер
сканируемого
документа.
Сканеры находят широкое применение в издательской деятельности, системах проектирования,
анимации. Эти устройства незаменимы при создании презентаций, докладов, рекламных
материалов высокого качества.
Разрешающая способность сканеров составляет 600 dpi и выше, то есть на полоске
изображения длиной 1 дюйм сканер может распознать 600 и более точек.
Цифровые камеры и ТВ-тюнеры
Последние годы все большее распространение получают цифровые камеры (видеокамеры
и фотоаппараты). Цифровые камеры позволяют получать видеоизображение и фотоснимки
непосредственно в цифровом (компьютерном) формате.
Цифровые видеокамеры могут быть подключены к компьютеру, что позволяет сохранять
видеозаписи в компьютерном формате.
Для передачи «живого» видео по компьютерным сетям используются недорогие webкамеры, разрешающая способность которых обычно не превышает 640x480 точек.
Цифровые фотоаппараты позволяют получать высокачественные фотографии с разрешением до
2272x1704 точек (всего до 3,9 млн пикселей). Для хранения фотографий используются модули
flash-памяти или жесткие диски очень маленького размера. Запись изображений на жесткий
диск компьютера может осуществляться путем подключения камеры к компьютеру.
Если установить в компьютер специальную плату (ТВ-тюнер) и подключить к ее входу
телевизионную антенну, то появляется возможность просматривать телевизионные передачи
непосредственно на компьютере.
Программные средства
Для обработки изображений на компьютере используются специальные программы —
графические редакторы. Графический редактор — это программа создания, редактирования и
просмотра графических изображений. Графические редакторы можно разделить на две
категории: растровые и векторные.
Растровые графические редакторы. Растровые графические редакторы являются
наилучшим средством обработки фотографий и рисунков, поскольку растровые изображения
обеспечивают высокую точность передачи градаций цветов и полутонов. Среди растровых
графических редакторов есть простые, например стандартное приложение Paint, и мощные
профессиональные графические системы, например Adobe Photoshop.
Растровое изображение хранится с помощью точек различного цвета (пикселей), которые
образуют строки и столбцы. Любой пиксель имеет фиксированное положение и цвет. Хранение
каждого пикселя требует некоторого количества бит информации, которое зависит от
количества цветов в изображении.
Качество растрового изображения определяется размером изображения (числом пикселей
по горизонтали и вертикали) и количества цветов, которые могут принимать пиксели.
Растровые изображения очень чувствительны к масштабированию (увеличению или
уменьшению). Когда растровое изображение уменьшается, несколько соседних точек
превращаются в одну, поэтому теряется разборчивость мелких деталей изображения. При
укрупнении изображения увеличивается размер каждой точки и появляется ступенчатый
эффект, который виден невооруженным глазом.
Векторные графические редакторы. Векторные графические изображения являются
оптимальным средством для хранения высокоточных графических объектов (чертежи, схемы и
т. д.). для которых имеет значение наличие четких и ясных контуров. С векторной графикой вы
сталкиваетесь, когда работаете с системами компьютерного черчения и автоматизированного
проектирования, с программами обработки трехмерной графики.
К векторным графическим редакторам относятся графический редактор, встроенный в
текстовый редактор Word. Среди профессиональных векторных графических систем наиболее
распространены CorelDRAW и Adobe Illustrator.
Векторные изображения формируются из объектов (точка, линия, окружность и т. д.),
которые хранятся в памяти компьютера в виде графических примитивов и описывающих их
математических формул.
Например, графический примитив точка задается своими координатами (X, Y), линия —
координатами начала (XI, У1) и конца (Х2, Y2), окружность — координатами центра (X, Y) и
радиусом (К), прямоугольник — величиной сторон и координатами левого верхнего угла (Xl,
Y1) и правого нижнего угла (Х2, Y2) и т. д. Для каждого примитива назначается также цвет.
Достоинством векторной графики является то, что файлы, хранящие векторные
графические изображения, имеют сравнительно небольшой объем. Важно также, что векторные
графические изображения могут быть увеличены или уменьшены без потери качества.
Панели инструментов графических редакторов. Графические редакторы имеют набор
инструментов для создания или рисования простейших графических объектов: прямой линии,
кривой, прямоугольника, эллипса, многоугольника и т. д. После выбора объекта на панели
инструментов его можно нарисовать в любом месте окна редактора.
Выделяющие инструменты. В графических редакторах над элементами изображения
возможны различные операции: копирование, перемещение, удаление, поворот, изменение
размеров и т. д. Чтобы выполнить какую-либо операцию над объектом, его сначала необходимо
выделить.
Для выделения объектов в растровом графическом редакторе обычно имеются два
инструмента: выделение прямоугольной области и выделение произвольной области.
Процедура выделения аналогична процедуре рисования.
Выделение объектов в векторном редакторе осуществляется с помощью инструмента
выделение объекта (на панели инструментов изображается стрелкой). Для выделения объекта
достаточно выбрать инструмент выделения и щелкнуть по любому объекту на рисунке.
Инструменты редактирования рисунка позволяют вносить в рисунок изменения: стирать его
части, изменять цвета и т. д. Для стирания изображения в растровых графических редакторах
используется инструмент Ластик, который убирает фрагменты изображения (пиксели), при
этом размер Ластика можно менять.
В векторных редакторах редактирование изображения возможно только путем удаления
объектов, входящих в изображение, целиком. Для этого сначала необходимо выделить объект, а
затем выполнить операцию Вырезать.
Операцию изменения цвета можно осуществить с помощью меню Палитра, содержащего
набор цветов, используемых при создании или рисовании объектов.
Текстовые инструменты позволяют добавлять в рисунок текст и форматировать его.
В растровых редакторах инструментом Надпись (буква А на панели инструментов)
создаются текстовые области на рисунках. Установив курсор в любом месте текстовой области,
можно ввести текст. Форматирование текста производится с помощью панели Атрибуты текста.
В векторных редакторах тоже можно создавать текстовые области для ввода и
форматирования текста. Кроме того, надписи к рисункам вводятся посредством так называемых
выносок различных форм.
Масштабирующие инструменты в растровых графических редакторах дают возможность
увеличивать или уменьшать масштаб представления объекта на экране, не влияя при этом на
его
реальные
размеры.
Обычно
такой
инструмент
называется
Лупа.
В векторных графических редакторах легко изменять реальные размеры объекта с помощью
мыши.
Форматы графических файлов
Форматы графических файлов определяют способ хранения информации в файле
(растровый или векторный), а также форму хранения информации (используемый алгоритм
сжатия).
Сжатие применяется для растровых графических файлов, так как они имеют обычно
достаточно большой объем. Сжатие графических файлов отличается от их архивации с
помощью программ архиваторов. тем, что алгоритм сжатия включается в формат графического
файла.
Некоторые форматы графических файлов являются универсальными, так как могут быть
обработаны большинством графических редакторов. Некоторые программы обработки
изображений используют оригинальные форматы, которые распознают только самой
создающей программой.
Рассмотрим некоторые форматы графических файлов:
BMP – универсальный формат растровой графики в windows.
GIF – формат растровых графических файлов для различных ОС. Используется для
размещения графических изображений в Интернете.
JPEG - формат растровых графических файлов, который использует эффективных
алгоритм сжатия (с потерями). Используется для размещения графических изображений в
Интернете.
WMF – универсальных формат векторных графических файлов для windows-приложений.
CDR – оригинальный формат векторных графических файлов, используется в системе
обработки изображений CorelDraw.
2.Этапы развития вычислительной техники. Основные технические характеристики
современного персонального компьютера.
Основными этапами развития вычислительной техники являются:
I. Ручной – с 50-го тысячелетия до н. э.;
II. Механический – с середины XVII века;
III. Электромеханический – с девяностых годов XIX века;
IV. Электронный – с сороковых годов XX века.
Ручной – с 50-го тысячелетия до н. э.
В V веке до нашей эры в Греции и Египте получил распространение абак. Абак – это
греческое слово, которое переводится как счетная доска. Первоначально это была доска,
посыпанная тонким слоем песка или порошка из голубой глины. На ней заостренными
палочками можно было писать буквы и цифры. Впоследствии абак был усовершенствован и
вычисления на нем производились перемещением костей и камешков по желобам доски, а сами
доски начали изготовлять из бронзы, камня, мрамора, слоновой кости. Подобные счетные
инструменты распространялись по всему миру. Например, китайский вариант абака назывался
суан-пан.
Механический – с середины XVII века
Первым механическим вычислительным устройством можно считать простые счеты,
которые можно считать "потомком" абака. В России они появились на рубеже XVI–XVII веков.
И до сих пор в нашей стране счеты можно увидеть не только в музеях.
В начале XVII века шотландский математик Джон Непер ввел понятие логарифма,
опубликовал таблицы логарифмов. Затем в течение двух веков развивались вычислительные
инструменты, основанные на использовании этой математической функции. Логарифмы
позволяют свести трудоемкие арифметические операции – умножение и деление – к более
простым – сложению и вычитанию. В результате появилась логарифмическая линейка. Этот
инструмент до недавнего времени был вычислительным средством инженеров. И лишь
последние годы его вытеснили электронные калькуляторы.
Уже во втором тысячелетии блестящий изобретатель и живописец Леонардо да Винчи
(1452−1519) разрабатывает основы механической счетной машины, арифмометра.
Если в счетах десятичное число кодируется положением костяшек на спицах, то в
арифмометре (механическом вычислителе) число кодируется положением (поворотом) диска с
10 зубцами. С помощью таких связанных друг с другом дисков можно построить суммирующее
устройство.
1623 г. – немецкий ученый В. Шиккард описывает и реализует в единственном
экземпляре механическую счетную машину, предназначенную для выполнения четырех
арифметических операций над шестиразрядными числами.
В 1642 году, через полтора столетия после появления идей Леонардо да Винчи,
французский философ и математик Блез Паскаль (1623−1662) изобрел и сконструировал
первое механическое счетное устройство, позволяющее складывать в десятичной системе
счисления, в котором числа "набирались" на специальных дисках. (В суммирующей машине
Паскаля десятичные цифры шестизначного числа задавались поворотами дисков с цифровыми
делениями, а результат операции можно было прочитать в шести окошечках – по одному на
каждую цифру десятичного числа.).
Арифмометр Паскаля предназначался для его отца, работавшего сборщиком налогов.
Напоминаем, что он мог только складывать.
И счетами, и машиной Паскаля пользоваться при умножении неэффективно.
Механическое устройство, которое не только складывало, но и умножало, появилось
благодаря математику Готфриду Вильгельму Лейбницу (1646−1716). В 1671 году Лейбниц
изобрел счетное устройство, сооружение которого было завершено в 1694 году. Развив идеи
Паскаля, Лейбниц использовал операцию сдвига для поразрядного умножения чисел.
Арифмометр с подвижной кареткой механически имитировал известный школьный
алгоритм "умножение в столбик", причем этот метод использовался для всех механических
калькуляторов последующих веков.
Опытные образцы, построенные двумя великими учеными, способствовали созданию
столетием позже, в 1820 году, Томасом Колмером (Чарльз Ксавьер Томас) (1785−1870) первого
механического калькулятора, который мог не только складывать и умножать, но и вычитать и
делить. Это был первый настоящий коммерческий успех механического калькулятора. Бурное
развитие механических калькуляторов привело к тому, что к 1890 году добавился ряд полезных
функций: запоминание промежуточных результатов с использованием их в последующих
операциях, печать результатов и т.д. Однако такое развитие было следствием расширяющегося
коммерческого спроса на механические настольные машины, а не результатом научных
исследований.
А максимальное количество разрядов числа, которым может оперировать
арифметическое устройство, стали называть размером машинного слова.
Первыми носителями информации были перфокарты. Перфокарты (картонные карты с
отверстиями) в течение всего XVIII века использовались во Франции конструкторами ткацких
станков в попытках заставить главную деталь станка – челнок работать автоматически, по
программе.
Громадного успеха на этом пути добился Жозеф Мари Жаккард, французский
изобретатель, сын лионского ткача. В первом десятилетии XIX века он создал
автоматический ткацкий станок, управляемый при посредстве перфокарт. Наличие или
отсутствие отверстий в перфокарте заставляло нить подниматься или опускаться при ходе
челнока.
Станок Жаккарда был первым массовым промышленным устройством, автоматически
работающим по заданной программе. Этот станок был отмечен медалью Парижской выставки,
и вскоре только во Франции работало более 10 тысяч таких станков.
В те же годы, когда Томас Колмер работал над настольным калькулятором, свои
исследования проводил Чарльз Бэббидж (1791−1871), декан кафедры математики
Кембриджского университета (той кафедры, которую когда-то возглавлял Исаак Ньютон).
В 1823 году Бэббидж, получив финансовую поддержку британского правительства, начал
постройку аналитической машины. Машина, как это ни парадоксально, работала на пару, но
была полностью автоматизирована (вплоть до автоматической печати результатов). Машина
выполняла различные действия в соответствии с заранее составленным планом работ –
программой. Таким же образом – используя различные программы – функционируют и
современные компьютеры.
В проекте Бэббиджа были предусмотрены все основные компоненты, имеющиеся в
современном компьютере:
 "склад" для хранения чисел (память);
 "фабрика" для их обработки (арифметическое устройство);
 "контора" для управления обработкой (процессор).
Архитектура новой машины Бэббиджа практически соответствует архитектуре
современных ЭВМ.
Устройство должно было производить операции с 50-значными десятичными числами,
имея при этом память на 1000 таких чисел. Среди команд, которые должна была выполнять
машина – практически все команды современных процессоров, в том числе и изменение
порядка выполнения программы (условный переход), что позволяет осуществлять выполнение
конструкции если – то – иначе и организовывать в программе циклы. Для вывода
использовались перфорированные карты (подобные тем, которые использовались на
жаккардовом ткацком станке). Перфокарты читались с помощью одного из нескольких
устройств ввода, которые приводились в действие паром. Ввод данных осуществлялся
автоматически, требовался только один дежурный-оператор.
Аналитическая машина Бэббиджа – это уже универсальное средство, объединяющее в
себе обработку информации, хранение информации и обмен исходными данными и
результатами с человеком.
Это был статистический табулятор (суммирующая машина), построенный
американцем – сыном немецких эмигрантов Германом Холлеритом (1860−1929) с целью
ускорить обработку результатов переписи населения в США. (
Машина Холлерита была опробована при обработке данных переписи населения 1890
года. Результаты переписи 1890 года удалось получить в три раза быстрее, чем в предыдущий
раз, к тому же они оказались более точными. В 1896 году создатель машины для переписи
(статистического табулятора) основал фирму по сбыту своих машин.
Машина Германа Холлерита была весьма удачным изобретением, и в 1897 году ее даже
купила Россия – также для обработки данных переписи населения. Однако позже, в 1911 году,
автор "машины для переписи" продал свою фирму, которая, объединившись с некоторыми
другими, стала называться Computer−Tabulating Recording Co., а позднее получила название
International Business Machines Corp., сокращенно IBM.
Электромеханический – с девяностых годов XIX века
В 1896 году компания General Electric разрабатывает стандарт и использует переменный
ток для питания электрических приборов. Калькуляторы оснащаются электрическими
моторами для проведения вычислений и печати на бумаге.
В вычислительных устройствах все большее применение находят компоненты,
потребляющие электрический ток.
В программировании, дисциплине, занимающейся составлением плана действий
компьютера, тоже были свои достижения. Соратник Бэббиджа леди Ада Лавлейс (Ada Byron,
Countess of Lovelace, 1815-1852), дочь поэта Джорджа Байрона, по праву считается первым
программистом. Она была автором первых программ для еще не построенных компьютеров.
Именно она написала множество программ для вычислительных машин Бэббиджа, причем надо
отметить, что некоторые из предложенных ею терминов и определений фигурируют даже в
современных учебниках программирования.
Вообще же управляющие конструкции программ для машин, спроектированных
Бэббиджем, нашли свое место только в XX веке.
В 1936 году в Кембридже Алан Тьюринг представляет теоретические основы
современных компьютеров. Он описывает гипотетическую "машину Тьюринга", которая
(теоретически) может производить любые вычисления (выполнять любые алгоритмы).
Машина состоит из бесконечной ленты и считывающей/записывающей головки, которая
может записывать на ленту и считывать с ленты символы из некоторого набора. Лента может
продвигаться влево-вправо относительно головки. Машина имеет таблицу-программу,
предписывающую действия по символам на ленте (что записать, куда передвинуть ленту и пр.).
Несмотря на то, что машина Тьюринга не совсем похожа на компьютер, на ней можно
"запрограммировать" любые алгоритмы.
Электронный – с сороковых годов XX века.
Итак, в 40-ч годах XX века все было готово для появления электронных вычислительных
машин.
Одна из таких машин была построена из стандартных электромеханических частей
группой ученых из лаборатории фирмы IBM под руководством Говарда Айкена. Машина
Айкена получила название "Марк-1" (Marc-1). Она обрабатывала 23-разрядные десятичные
числа и выполняла все четыре (!) арифметических действия. Кроме того, этот компьютер мог
выполнять специальные встроенные алгоритмы для вычисления тригонометрических функций
и логарифмов. "Программировалась" машина с перфоленты (информация на перфоленте
кодировалась, как и на перфокартах, "пробиванием" отверстий в определенных местах). Однако
она не умела отматывать ленту назад (лента двигалась только вперед), поэтому циклическое
выполнение программы (с "передачей управления назад") было невозможно. В качестве
устройства вывода результата можно было использовать перфоратор или электрическую
пишущую машинку, которая печатала на бумаге информацию, выводимую машиной.
Первое поколение ЭВМ.
В 1942 году Джей Пр. Экерт и Джон Маучли вместе со своими сотрудникамиединомышленниками в школе электрических разработок университета штата Пенсильвания
задумывают постройку быстродействующей электронно-вычислительной машины. Эта машина
предназначалась для проведения математических расчетов в военном деле и получила название
"ЭНИАК" (ENIAC, аббревиатура от Electronic Numeral Integrator and Computer – электронный
числовой интегратор и вычислитель). Машинное слово у этого компьютера содержало всего 10
десятичных цифр (у компьютера "Марк-1" – 23), однако выполнял он 300 операций умножения
за одну секунду! Такой производительности удалось достичь за счет хранения в памяти
машины готовых результатов таблиц умножения (вспомогательных таблиц умножения).
В качестве электронных переключателей вместо "медленных" реле "ЭНИАК" использовал
18 тысяч вакуумных ламп, а для ввода и вывода закодированной информации – хорошо
знакомые нам перфокарты.
Как и у многих современных вычислительных машин, вычислитель "ЭНИАК" состоял из
нескольких блоков-устройств. Один блок умножал, другой мог извлекать квадратный корень и
делить. Кроме того, имелось еще 20 десятичных регистров-счетчиков, которые использовались
для сложения и для временного результатов. Для чтения чисел из регистров и записи в них
требовалось 0,0002 секунды.
Если для вычислений на "ЭНИАК" употреблялись электронные блоки, то программа
задавалась вручную с помощью механических переключателей и гибких кабелей со штекерами,
вставляемыми в нужные разъемы (кабельные соединения). Это сильно напоминало телефонные
станции начала XX века. Фактически программы для "ЭНИАК" не записывались, а
"навтыкивались".
Изменение программы вычислений, производимых машиной, требовало немалых (в том
числе и физических) усилий.
Еще до окончания постройки "ЭНИАК" машиной заинтересовался выдающийся
американский математик Джон фон Нейман (1903−1957) и принял участие в работе группы
Маучли-Экерта. Он существенно усовершенствовал машину, предложив создать блок со
стандартным набором кабельных соединений всех команд и всех функций.
Управлять процессом вычислений стала программа, хранящаяся в выделенной области
памяти. Программа представляла собой набор двоичных чисел, и поскольку была плохо
понятна неспециалисту, то ее назвали машинной программой. Каждая команда машинной
программы соответствовала определенной функции, то есть определенному кабельному
соединению в блоке соединений. Теперь для загрузки новой программы не требовалось делать
новые соединения или убирать старые, как при программировании с помощью кабельных
соединений. Оставалось только поместить новую программу в память.
Принципиальное описание устройства и работы компьютера принято называть
архитектурой ЭВМ.
После второй мировой войны Джон фон Нейман приступил к разработке собственного
компьютера, основанного на современных ему идеях. Компьютер получил название IAS
(Institute for Advanced Studies – компьютер Института перспективных исследований).
Впервые машина была представлена в 1952 году в Принстоне (США).
В компьютере IAS нашли применение следующие основные принципы, которые были
реализованы во всех последующих цифровых машинах:
 наличие арифметического устройства для выполнения арифметических действий;
 расположение программы и данных в общей памяти;
 цикл выполнения программы;
 последовательное расположение программы в памяти;
 наличие регистров (маленькой, быстрой и большой, медленной памяти) и т.д.
Компьютер IAS работал вполне эффективно, в частности, он производил умножение за
100 микросекунд, а доступ к памяти (чтение из памяти и запись в память) осуществлялся за 50
микросекунд. Для того времени эти результаты были весьма впечатляющими.
Гениальный ученый Джон фон Нейман ушел из жизни слишком рано.
В 1954 году фон Нейман предложил основы алгоритмического языка Фортран, который
потом (гораздо позднее) был детально разработан и остается популярным до сих пор. Работы по
конструированию вычислительных машин он вел до конца жизни, являясь консультантом в
фирме IBM.
Его компьютер IAS может быть назван основным представителем ЭВМ первого
поколения.
Второе поколение (период от конца 50-х до конца 60-х годов). В 1949 году в США был
создан первый полупроводниковый прибор, заменяющий электронную лампу. Он получил
название транзистор. Транзисторы быстро внедрялись в радиотехнику. В 60-х годах
транзисторы стали элементной базой для ЭВМ второго поколения. Соединение элементов:
печатные платы и навесной монтаж проводов. Габариты значительно уменьшились.
Производительность от сотен тысяч до 1 млн. операций в секунду. Упростилась эксплуатация.
Во времена второго поколения активно стали развиваться языки программирования высокого
уровня. Первыми из них были ФОРТРАН, АЛГОЛ, КОБОЛ, Составление программы перестало
зависеть от модели машины, сделалось проще, понятнее, доступнее. Программирование как
элемент грамотности стало широко распространяться, главным образом среди людей с высшим
образованием.
Большое развитие получили устройства внешней (магнитной) памяти: магнитные
барабаны, накопители на магнитных лентах. Благодаря этому появилась возможность создавать
на ЭВМ информационно-справочные, поисковые системы. Такие системы связаны с
необходимостью длительно хранить на магнитных носителях большие объемы информации.
Третье поколение (период от конца 60-х до конца 70-х годов). Элементная база:
интегральные схемы (ИС), которые вставляются в специальные гнезда на печатной плате.
Увеличилась производительность от сотен тысяч до миллионов операций в секунду. Более
оперативно производится ремонт обычных неисправностей. Увеличились объемы памяти.
Первые интегральные схемы содержали в себе десятки, затем – сотни элементов (транзисторов,
сопротивлений и др.). Когда степень интеграции (количество элементов) приблизилось к
тысяче, их стали называть большими интегральными схемами – БИС; затем появились
сверхбольшие интегральные схемы – СБИС.
ЭВМ третьего поколения начали производиться во второй половине 60-х годов, когда
американская фирма IBM приступила к выпуску системы машин IBM-360. Это были машины
на ИС. Немного позднее стали выпускаться машины серии IBM-370, построенные на БИС. В
нашей стране в 70-х годах начался выпуск машин серии ЕС ЭВМ (Единая система ЭВМ) по
образцу IBM 360/370.
На машинах третьего поколения появился новый тип внешних запоминающих устройств –
магнитные диски. Накопители на магнитных дисках (НМД) работают гораздо быстрее, чем
накопители на магнитных лентах (НМЛ). Широко используются новые типы устройств вводавывода: дисплеи, графопостроители.
В этот период существенно расширились области применения ЭВМ. Стали создаваться
базы данных, первые системы искусственного интеллекта, системы автоматизированного
проектирования (САПР) и управления (АСУ).
В 70-е годы получило мощное развитие линия малых (мини) ЭВМ. Своеобразным
эталоном здесь стали машины американской фирмы DEC серии PDP. В нашей стране по этому
образцу создавалась серия машин СМ ЭВМ (Система малых ЭВМ). Они меньше, дешевле,
надежнее больших машин. Машины этого типа хорошо приспособлены для целей управления
различными техническими объектами: производственными установками, лабораторным
оборудованием, транспортными средствами. По этой причине их называют управляющими
машинами. Во второй половине 70-х годов производство мини-ЭВМ превысило производство
больших машин.
Четвертое поколение (от конца 70-х годов по настоящее время). Очередное
революционное событие в электронике произошло в 1971 году, когда американская фирма Intel
объявила о создании микропроцессора. Первоначально микропроцессоры стали встраивать в
различные технические устройства: станки, автомобили, самолеты. Такие микропроцессоры
осуществляют автоматическое управление работой этой техники. С появлением
микропроцессоров связано одно из важнейших событий в истории вычислительной техники создание и применение микроЭВМ.
Самой популярной разновидностью ЭВМ сегодня являются персональные компьютеры.
Начало широкой продажи персональных ЭВМ связано с именами С. Джобса и В. Возняка,
основателей фирмы "Эппл компьютер" (Apple Computer), которая с 1977 года наладила выпуск
персональных компьютеров "Apple".
С 1982 года фирма IBM приступила к выпуску модели персонального компьютера,
ставшего эталоном на долгие времена – IBM PC (Personal Computer). Фирма придерживалась
принципа открытой архитектуры и магистрально-модульного построения компьютера (любой
изготовитель может установить свои комплектующие к компьютеру).
Есть и другая линия в развитии ЭВМ четвертого поколения. Это суперЭВМ. Машины
этого класса имеют быстродействие сотни миллионов и миллиарды операций в секунду. Первой
суперЭВМ четвертого поколения была американская машина ILLIAK-4, за ней появились
CRAY, CYBER и др. Из отечественных машин к этой серии относится многопроцессорный
вычислительный комплекс ЭЛЬБРУС. Развитие таких вычислительных систем происходит по
пути увеличения числа процессоров и их быстродействия. Современные многопроцессорные
вычислительные комплексы включают в себя десятки тысяч процессоров. Их быстродействие
исчисляется сотнями миллиардов операций в секунду.
Современные ЭВМ превосходят компьютеры предыдущих поколений компактностью,
огромными возможностями и доступностью для разных категорий пользователей. Основные
технические характеристики современного персонального компьютера: процессор
(быстродействие – тактовая частота, разрядность), оперативная и внешняя память (объем
памяти, скорость доступа к памяти и др.), видеопамять, средства ввода-вывода, средства
коммуникации и др.
Очень важно правильно выбрать конфигурацию компьютера:
 тип основного микропроцессора и материнской платы;
 объем основной и внешней памяти;
 номенклатуру устройств внешней памяти;
 виды системного и локального интерфейсов;
 тип видеоадаптера и видеомонитора;
 типы клавиатуры, принтера, манипулятора, модема и др.
ЭВМ пятого поколения – это машины недалекого будущего. Основным их качеством
должен быть высокий интеллектуальный уровень. Машины пятого поколения – это
реализованный искусственный интеллект. В них будет возможным ввод с голоса, голосовое
общение, машинное "зрение", машинное "осязание". Многое уже практически сделано в этом
направлении.
ЭВМ пятого поколения должны удовлетворять следующим качественно новым
функциональным требованиям:
1.
Обеспечивать простоту применения ЭВМ путем эффективных систем
ввода-вывода информации, диалоговой обработки информации с использованием
естественных языков, возможности обучаемости, ассоциативных построений и
логических выводов (интеллектуализация ЭВМ);
2.
Упростить процесс создания программных средств путем автоматизации
синтеза программ по спецификациям исходных требований на естественных языках;
усовершенствовать инструментальные средства разработчиков;
3.
Улучшить основные характеристики и эксплуатационные качества ЭВМ,
обеспечить их разнообразие и высокую адаптируемость к приложениям.
3.Исполните вычислительный алгоритм, записанный в виде блок-схемы.
Билет N20.
1.Технология хранения, поиска и сортировки данных (базы данных, информационные
системы).
База данных – это совокупность систематизированных сведений об объектах окружающего
нас мира по какой-либо области знаний, своеобразная информационная модель этой области.
Например: БД по сплавам металлов, БД о работниках предприятия, БД в системе продажи
билетов, БД документов в той или иной области, БД по видеофильмам – и многие другие.
Универсальное ПО для работы с базой данных, принято называть системами управления
базами данных, или сокращенно СУБД. Именно наличие СУБД превращает огромный объем
хранимых в компьютерной памяти сведений в мощную справочную систему, способную
производить поиск и отбор необходимой нам информации.
Сформулируем теперь более четко те функции, которые выполняет современная система
управления базами данных.
 Ввод информации в БД и обеспечение его логического контроля. Под логическим
контролем здесь понимается проверка на допустимость вводимых данных: нельзя,
например, вводить дату рождения 31 июня 1057 года.
 Исправление информации (также с контролем правильности ввода).
 Удаление устаревшей информации.
 Контроль целостности и непротиворечивости данных. Под термином
"целостность" обычно понимают то, что данные, хранящиеся в разных частях базы
данных, не противоречат друг другу, например, дата поступления в школу явно не может
быть позже даты ее окончания.
 Защита данных от разрушения. Помимо контроля за целостностью, который
только что обсуждался, СУБД должна иметь средства защиты данных от выключения
электропитании, сбоев оборудования и других аварийных ситуаций, а также
возможности последующего восстановления информации. Особую актуальность данный
пункт приобретает в сложных многопользовательских системах.
 Поиск информации с необходимыми свойствами. Одна из наиболее важных в
практическом отношении задач, ради которой ставятся все остальные.
 Автоматическое упорядочивание информации в соответствии с требованиями
человека. Сюда относится сортировка данных, распределение их между несколькими
базами и другие подобные процедуры.
 Обеспечение коллективного доступа к данным. В современных информационных
системах возможен параллельный доступ к одним и тем же данным нескольких
пользователей, поэтому СУБД должны поддерживать такой режим.
 Зашита от несанкционированного доступа. Не только ввод новой информации, но
даже ее просмотр должны быть разрешены только тем пользователям, у которых есть на
это права. Причем речь идет не только о сохранении военной или коммерческой тайны.
Например, казалось бы, такой безобидный факт, извлеченный из БД, как неоднократная
покупка человеком определенного лекарства в аптеке, в принципе может привести к
тому, что при приеме на работу будет взят другой претендент.

Удобный и интуитивно понятный пользователю интерфейс.
Характер связи между записями в БД определяет три основных типа организации баз
данных: иерархический, сетевой и реляционный.
В иерархической базе данных записи образуют особую структуру, называемую деревом
(см. рисунок). При таком способе организации каждая запись может принадлежать только
одному родителю (более правильный термин – "владелец отношения"). В качестве примеров
такого рода отношений можно привести следующие: организация – [основная работа] –
работник, банк – [вклад] – сберкнижка, футбольная команда – [хозяин поля] – матч и т.п.
Как следует из описанного выше, любой компонент дерева однозначно определяется путем,
по которому мы можем его достигнуть, начиная с главного (верхнего) элемента. Отметим, что
типичными примерами иерархического способа организации являются хорошо известная
система вложенных каталогов в операционной системе, или так называемое генеалогическое
дерево, представляющее собой графическое представление родословной.
В сетевой базе данных связи разрешено устанавливать произвольным образом, без всяких
ограничений, поэтому запись может быть найдена значительно быстрее (по наиболее короткому
пути). Такая модель лучше всего соответствует реальной жизни: один и тот же человек является
одновременно и работником, и клиентом банка, и покупателем, т.е. запись с информацией о нем
образует довольно густую сеть сложных связей. В определенном смысле наличие подобных
связей моделирует реальные связи между объектами внешнего мира. Трудность состоит в том,
что указанную организацию БД, к сожалению, сложно реализовать.
Хотя описанные выше способы являются более универсальными, на практике
распространен самый простой тип организации данных – реляционный. Слово "реляционный"
происходит от английского "relation", что значит отношение. Строгое определение отношения
достаточно математизировано, поэтому на практике обычно пользуются следствием из него:
поскольку отношения удобно представлять в виде таблиц, то говорят, что реляционные базы –
это базы с табличной формой организации. В качестве примера рассмотрим следующий
фрагмент базы:
№
Персонаж
Профессия
Особые приметы
Герой
1.
Буратино
деревянный человечек
2.
Папа Карло
шарманщик
3.
Карабас-Барабас директор кукольного театра борода до пола
4.
Дуремар
фармацевт
длинный нос
да
да
характерный
тины
нет
запах нет
Структура БД
В реляционных БД строка таблицы называется записью, а столбец — полем. В общем виде это
выглядит так:
поле 1
поле 2
поле 3
поле 4
поле 5
запись 1
...
...
...
...
...
запись 2
...
...
...
...
...
...
Поля — это различные характеристики (иногда говорят: атрибуты) объекта. Значения полей в
одной строке относятся к одному объекту.
В реляционной базе данных не должно быть совпадающих записей.
Первичный ключ БД
Разные поля отличаются именами. А чем отличаются друг от друга разные записи? Записи
различаются значениями ключей.
Первичным ключом в базе данных называют: поле (или совокупность полей), значение
которого не повторяется у разных записей.
В БД «Домашняя библиотека» разные книги могут иметь одного автора, могут совпадать
названия книг, год издания, полка. Но инвентарный номер у каждой книги свой (поле НОМЕР).
Он-то и является первичным ключом для записей в этой базе данных. Первичным ключом в БД
«Погода» является поле ДЕНЬ, так как его значение не повторяется в разных записях.
Не всегда удается определить одно поле в качестве ключа. Пусть, например, в базе данных,
которая хранится в компьютере управления образованием области, содержатся сведения о всех
средних школах районных центров (табл. 3.1).
Город
Номер школы
Директор
Адрес
Телефон
Крюков
1
Иванов А.П. Пушкина, 5 12-35
Шадринск 1
Строев С.С.
Лесная, 14
4-23-11
Шадринск 2
Иванов А.П. Мира, 34
4-33-24
.....
.....
.....
.....
.....
В такой таблице у разных записей не могут совпасть только одновременно два поля ГОРОД и
НОМЕР ШКОЛЫ. Эти два поля вместе образуют составной ключ: ГОРОД-НОМЕР ШКОЛЫ.
Составной ключ может состоять и более чем из двух полей.
Типы полей
С каждым полем связано еще одно очень важное свойство — тип поля.
Тип поля определяет множество значений, которые может принимать данное поле в
различных записях.
В реляционных базах данных используются четыре основных типа поля:
• числовой;
• символьный;
• дата;
• логический.
Числовой тип имеют поля, значения в которых могут быть только числами. Например, в БД
«Погода» три поля числового типа: ТЕМПЕРАТУРА, ДАВЛЕНИЕ, ВЛАЖНОСТЬ.
Символьный тип имеют поля, в которых будут храниться символьные последовательности
(слова, тексты, коды и т. п.). Примерами символьных полей являются поля АВТОР и
НАЗВАНИЕ в БД «Домашняя библиотека»; поле ТЕЛЕФОН в БД «Школы».
Тип «дата» имеют поля, содержащие календарные даты в форме «день/месяц/год» (в некоторых
случаях используется американская форма: месяц/день/год). Тип «дата» имеет поле ДЕНЬ в БД
«Погода».
Логический тип имеют поля, которые могут принимать всего два значения: «да», «нет» или
«истина», «ложь», или (по-английски) «true», «false». Если двоичную матрицу представить в
виде реляционной БД (табл. 2.4, 2.5), то ее полям, содержащим значения «0» или «1», удобно
поставить в соответствие логический тип.
Итак, значения, находящиеся в полях, — это некоторые величины определенных типов.
От типа величины зависят те действия, которые можно с ней производить.
Например, с числовыми величинами можно выполнять арифметические операции, а с
символьными и логическими — нельзя.
2.Аппаратное обеспечение компьютерных сетей.
Для работы компьютерных сетей требуются определенные аппаратные (технические) и
программные средства.
Технические средства глобальной сети
Компьютер-сервер — это высокопроизводительный компьютер, обеспечивающий
информационные услуги в сети. Обычно сервер постоянно находится во включенном
состоянии, занимаясь приемом/передачей информации по сети.
Линии связи. Для информационных связей в компьютерных сетях часто используются
телефонные линии связи (коммутируемые линии). Это удобно и дешево, поскольку система
телефонной связи уже давно организована, налажена и охватывает весь мир. Каждый раз для
организации связи между абонентом и узлом сети с помощью коммутируемых линий нужно
«дозваниваться» по соответствующему номеру. В другое время эта же линия используется для
обычных телефонных разговоров. Для связи узлов коммутации между собой могут
использоваться специально выделенные телефонные линии. В этом случае связь действует
постоянно и не требуется набирать телефонный номер.
Самую высококачественную связь поддерживают оптико-волоконные линии цифровой
связи. Для связи между удаленными узлами сети используется также беспроводная спутниковая
связь, радиорелейные линии.
Терминал абонента. Это персональная ЭВМ, используемая абонентом для получения и
передачи информации.
Модем. Информация в ЭВМ имеет дискретную двоичную форму, по линиям же
телефонной связи передается непрерывный (аналоговый) электрический сигнал. Для того чтобы
соединить персональный компьютер с телефонной сетью, необходимо специальное устройство,
согласующее их работу. Такое устройство носит название «модем» (МОдулятор —
ДЕМодулятор). Модуляция — это преобразование информации из дискретной цифровой
формы в аналоговую, которое производится при передаче абонентом информации в сеть. В
учебнике для 8-го класса (§ 24) такое преобразование было названо цифро-аналоговым — ЦАП.
Демодуляция — это обратное, аналого-цифровое преобразование (АЦП), происходящее во
время приема информации.
Схема связи между абонентом и сервером с помощью модема показана на рис.1.2.
Модем может быть выполнен в виде отдельного устройства, подключаемого к
компьютеру через стандартный последовательный порт связи, который имеется у каждого
компьютера. Бывают также встроенные модемы в виде электронной платы, устанавливаемой
внутри компьютера.
Одной из важнейших характеристик модема является скорость передачи данных,
измеряемая в битах в секунду. Вот характерные значения скорости передачи для современных
модемов: 14 400 бит/с, 19 Кбит/с. Современные высокоскоростные модемы имеют скорости 28
Кбит/с, 56 Кбит/с.
Пусть используемый модем во время работы в сети может переслать 14 400 бит/с (1800
символов в секунду). Тогда передача полной страницы текста (около 2500 знаков) займет около
полутора секунд. Переключение скорости модема на 28 Кбит/с удвоит скорость передачи.
Модем, допускающий высокую скорость, как правило, позволяет работать и с низкой
скоростью.
Серьезные проблемы при передаче данных часто возникают из-за плохого качества
телефонных линий. Это ведет к искажению передаваемой информации. Иногда один
искаженный бит может обесценить всю информацию. Многие типы модемов обладают
способностью корректировать ошибки. Такие модемы называют интеллектуальными.
Применение коррекции ошибок снижает скорость передачи данных, но зато увеличивает ее
надежность.
Что такое протоколы
В компьютерных сетях абоненты могут использовать различные марки компьютеров,
типы модемов, линии связи, коммуникационные программы. Чтобы все это оборудование
работало согласованно, работа сетей подчиняется специальным техническим соглашениям,
которые называются протоколами.
Протоколы работы сети — это стандарты, определяющие формы представления и
способы пересылки сообщений, процедуры их интерпретации, правила совместной работы
различного оборудования.
Программное обеспечение глобальной сети. Технология «клиент — сервер»
Обслуживанием сетевых информационных услуг занимается как компьютер абонента, так
и узловой компьютер-сервер. Для каждой из услуг (электронная почта, передача файлов, базы
данных и др.) должно существовать определенное программное обеспечение на машине
пользователя и на сервере. Организация программного обеспечения, принятая в современных
сетях, носит название технология «клиент — сервер».
Любая сетевая услуга на машине абонента обслуживается программой, которая
называется клиент-программой (или короче — клиентом); на узловом сервере эта услуга
обеспечивается работой сервер-программы. Таким образом, слово «сервер» употребляется по
отношению как к обслуживающему компьютеру, так и к его программному обеспечению.
Программы «клиент» и «сервер» устанавливают связь между собой, и каждая из них
выполняет свою часть работы по обслуживанию абонента. Клиент-программа подготавливает
запрос пользователя, передает его по сети, а затем принимает ответ. Сервер-программа
принимает запрос, подготавливает ответную информацию и передает ее пользователю (см. рис.
1.2). При этом программы «клиент» и «сервер» используют общие протоколы — общаются
между собой на одном и том же «сетевом языке». При предоставлении разных услуг могут
использоваться разные протоколы.
Сервер-программа электронной почты организует рассылку по сети корреспонденции,
передаваемой абонентом, а также прием в почтовый ящик поступающей информации.
Клиент-программу электронной почты обычно называют почтовой программой. Ее
назначение — подготовка и отправка писем абонента, получение поступающей
корреспонденции из почтового ящика абонента и выполнение ряда сервисных услуг.
Почтовая программа создает на магнитном диске машины абонента следующие разделы:
•
папки
для
хранения
почтовой
корреспонденции;
• адресный справочник.
Количество и названия папок, создаваемых разными почтовыми программами, могут быть
разными. Практически всегда имеется следующий набор папок:
• «Входящие» — для хранения принятой корреспонденции;
• «Исходящие» — для хранения подготовленных, но еще не отправленных писем;
• «Отправленные» — для хранения отправленных писем.
В адресный справочник пользователь заносит электронные адреса своих постоянных
корреспондентов.
Все клиент-программы обеспечивают пользователю электронной почты следующие
режимы работы.
Настройка. В этом режиме устанавливаются необходимые параметры для правильной
работы модема и почтовой программы. Обычно настройка производится во время подключения
абонента к сети.
Просмотр почты. Во время просмотра можно отсортировать полученные письма
(например, по дате отправления, по имени отправителя и т. д.) и выбрать письмо для просмотра.
В этом режиме помимо визуального просмотра письма можно выполнить следующие действия
над письмами:
• удаление из папки;
• переписывание в файл;
• пересылка другому адресату;
• печать на принтере.
Подготовка/редактирование писем. Письмо подготавливается в специальном рабочем
поле — бланке письма, который содержит адресную часть, место для краткой информации о
письме, место для указания имен файлов, отправляемых с этим письмом. Для записи на бланк
используется встроенный текстовый редактор. Заполнение адресной части можно осуществить
выбором из списка адресов. Прилагаемые к письму файлы выбираются из каталогов диска.
Отправка электронной корреспонденции. В этом режиме подготовленное письмо
отправляется по сети адресату, при этом можно использовать дополнительные услуги,
например уведомление о получении.
3. Создайте таблицу в текстовом документе по заданному образцу. Распечатайте
документ. Проведите проверку правописания. (Образец задается исходя из
элементов редактирования и форматирования, которые должны быть
продемонстрированы.)