МетодическиеРекомендацииДляСтудентов

Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального
образования
«Волжский государственный инженерно-педагогический университет»
Институт дизайна
Кафедра «Математика и информатика»
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ СТУДЕНТОВ
ОПД.Ф.00- ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ, СЕТИ И
ТЕЛЕКОММУНИКАЦИИ
Специальность: 080801.65 Прикладная информатика (в менеджменте)
Специализация: Информатик-менеджер
Форма обучения: очная
Нижний Новгород
2009
2
ББК - 00.0:00.00
С - 00
Поначугин А.В.
С --00. " Вычислительная техника и сети ": Метод. рекомендации.Н.Новгород: Из-во ВГИПУ, 2009.-00 с.
Методические рекомендации представляют собой опыт систематизации
изучаемых студентами вопросов связанных с практическим применением
вычислительной техники и компьютерных сетей
Особый интерес представляют собой примеры практических заданий.
Данные методические указания могут быть использованы как помощь при выполнении практических и лабораторных работ в терминал классе.
Методические рекомендации адресуются преподавателям, студентам
педагогических ВУЗов.
Рекомендовано к печати Учебно-методически советом Волжского государственного инженерно-педагогического университета
©Поначугин А.В. 2008
© ВГИПУ, 2008
3
Тематический план курса "Вычислительная техника и сети "
№
п\п
Наименование разделов, тем
Всего
колво
часов
Теоретические занятия
1
1
2
История развития и классификация
ЭВМ.
Предмет и содержание курса.
Этапы развития ЭВМ
Современный этап развития
Информационно-логические основы
построения ЭВМ.
Физические основы вычислительных процессов.
Представление информации в ЭВМ
Основные понятия алгебры логики.
Архитектура, структурная и функциональная организация ЭВМ.
Общие принципы построения ЭВМ
Понятие структуры и архитектуры
ЭВМ,
Понятие о семействах ЭВМ.
Центральные устройства ПЭВМ.
Микропроцессоры (МП)
Основные характеристики, система команд МП.
Системный блок: состав и конструктивное исполнение
Внешние устройства ЭВМ, управление внешними устройствами.
Каналы и интерфейсы ввода вывода
Принципы управления внешними
устройствами.
Устройства ввода данных в информационных системах.
Выбор и модернизация персонального компьютера.
Функциональные характеристики
ПЭВМ
Обзор состояния рынка ПК,
Сравнительный анализ выпускаемых МП.
Архитектурные особенности и организация функционирования вычислительных машин различных
классов
многомашинные и многопроцес-
3
4
4
2
4
4
2
5
4
2
5
4
2
5
4
2
5
2
2
2
5
2
2
2
1.1
1.2
1.3
2
2.1
2.2
2.3
3
3.1
3.2
3.3
4
4.1
4.2
4.3
5
5.1
5.2
5.3
6
6.1
6.2
6.3
7
7.1
Количество часов
Практические
Контрольные
работы
Л.П.З Практи- ОбяТекуческие
затель- щие
занятия ные
5
6
7
8
2
4
7.2
7.3
8
8.1
8.2
8.3
9
9.1
9.2
9.3
10
10.1
10.2
10.3
11
11.1
11.2
11.3
12
12.1
12.2
12.3
13
13.1
13.2
13.3
14
14.1
14.2
14.3
сорные вычислительные системы,
Архитектура вычислительных систем
Классификация ВС
Программное обеспечение (ПО)
Структура программного обеспечения
Специальное ПО
Режимы работы ЭВМ
Классификация и архитектура вычислительных сетей техническое,
информационное и программное
обеспечение сетей
Основные термины и определения:
определение ТВС
Классификация ТВС
Структура и характеристики систем
телекоммуникаций
коммутация и маршрутизация
Типы и характеристики каналов
связи
Развитие цифровых сетей связи.
Локальные вычислительные сети
(ЛВС)
Назначение, классификация, топология ЛВС
Программное обеспечение ЛВС.
Обзор отечественных и зарубежных
ЛВС.
Структура и организация функционирования глобальной вычислительной сети на примере сети
Internet.
Структура сети, особенности функционирования.
Сетевые протоколы, адресация в
Internet.
WWW - технология
Корпоративные вычислительные
сети:
характеристика, оборудование
Назначение, особенности функционирования
сетевое оборудование,
Эффективность функционирования
вычислительных, систем и сетей;
пути ее повышения.
Перспективы развития вычислительных средств.
Эффективность функционирования
ТВС
Перспективы развития ЭВМ и ТВС
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
5
Итого
72
36
18
18
Содержание учебной дисциплины
1. История развития и классификация ЭВМ.
Студент должен знать:
 Предмет и содержание курса.
 Этапы развития ЭВМ. 1-6 поколения ЭВМ, свойственные им особенности.
 Современный этап развития вычислительных средств, в том числе, в
России.
Студент должен уметь:
2. Информационно-логические основы построения ЭВМ.
Студент должен знать:
 Физические основы вычислительных процессов.
 Представление информации в ЭВМ. Системы счисления и формы
представления чисел.
 Основные понятия алгебры логики.
 Техническая интерпретация логических функций, логический синтез
блоков ЭВМ.
 Элементная база ЭВМ, классификация узлов и элементов ЭВМ.
 Проблемы развития элементной базы.
Студент должен уметь:
 Перевод чисел из одной системы счисления в другую.
 Использование кодов ASCII для кодирования информации в ЭВМ.
3. Архитектура, структурная и функциональная организация ЭВМ.
6
Студент должен знать:
 Общие принципы построения ЭВМ.
 Понятие структуры и архитектуры ЭВМ, общие принципы функциональной и структурной организации.
 Структура команд ПЭВМ.
 Элементная база ЭВМ, основные параметры элементной базы.
 Понятие о семействах ЭВМ.
 Программная, аппаратная и информационная совместимость ЭВМ.
Студент должен уметь:
 Методы оценки производительности ЭВМ.
4. Центральные устройства ПЭВМ.
Студент должен знать:
 Микропроцессоры (МП): назначение, структурная схема МП, назначение и взаимодействие устройств МП при выполнении программ.
 Основные характеристики, система команд МП.
 Рассмотрение развития семейства МП фирмы Intel.
 Характеристики современных и перспективных моделей МП этой
фирмы.
 Системный блок: состав и конструктивное исполнение.
 Назначение системной платы, состав и назначение устройств на системной плате.
 Основная память (ОП): назначение, основные характеристики, модульная структура, конструктивное исполнение, состав и принцип действия
ОП. Размещение информации в ОП, расширение ОП, принцип работы с
расширенной памятью.
 Кэш-память: назначение, конструктивное исполнение, характеристики.
Студент должен уметь:
7
5. Внешние устройства ЭВМ, управление внешними устройствами.
Студент должен знать:
 Каналы и интерфейсы ввода вывода, периферийные устройства, режим
работы, программное обеспечение.
 Технические средства человеко-машинного интерфейса.
 Принципы управления внешними устройствами.
 Последовательный и параллельный интерфейс ввода-вывода.
 Интерфейс системной шины и внешних устройств, организация совместной работы внешних и центральных устройств.
 Типы и характеристики шин расширения и локальных шин.
 Внешние запоминающие устройства: назначение, классификация, основные характеристики.
 Устройства ввода данных в информационных системах.
 Мультимедийные системы: понятие, аппаратные мультимедийные
средства, особенности видеоадаптеров, 3D-ускорителей.
 Физические основы создания компьютерной графики, анимационных и
аудио-эффектов.
Студент должен уметь:
 Использовать программное обеспечение систем мультимедиа.
6. Выбор и модернизация персонального компьютера.
Студент должен знать:
 Функциональные характеристики ПЭВМ, важные для пользователя.
 Обзор состояния рынка ПК,
 Обозначения МП и устройств ПК, принятое в прайс-листах.
 Рекомендации по выбору и модернизации ПЭВМ в зависимости от потребностей пользователя.
 сравнительный анализ выпускаемых МП.
8
7. Архитектурные особенности и организация функционирования вычислительных машин различных классов:
Студент должен знать:
 многомашинные и многопроцессорные вычислительные системы,
 Классификация ЭВМ по быстродействию, по назначению, по принципу
действия и др.
 Основные характеристики ЭВМ различных классов.
 Определение ВС.
 Архитектура вычислительных систем
 Классификация ВС по разным признакам: по методу управления, по
типу применяемых ЭВМ, по степени территориальной разобщенности,
по назначению и др. Типовые структуры, организация функционирования ВС, особенности программного обеспечения многомашинных и
многопроцессорных ВС.
 Кластеризация как средство повышения эффективности работы ВС.
8. Программное обеспечение (ПО) ЭВМ.
Студент должен знать:
 Структура программного обеспечения: общее и специальное ПО.
 Специальное ПО: пакеты прикладных программ: состав, назначение.
 Режимы работы ЭВМ: однопрограммный и мультипрограммный, режим разделения времени, режим реального времени, многозадачный и
многопоточный режимы.
Студент должен уметь:
 Использовать основные компонентов общего ПО: операционных систем, систем автоматизации программирования, комплекса программ
технического обслуживания, системы документации.
9
9. Классификация и архитектура вычислительных сетей,
Студент должен знать:
 техническое, информационное и программное обеспечение сетей.
 Основные термины и определения: определение ТВС, сервера, рабочей
станции.
 Аппаратное, программное и информационное обеспечение ТВС.
 Классификация ТВС
 Назначение каждого уровня сетевой эталонной модели.
 Понятие протоколов и методов доступа к передающей среде.
 Характеристика основных сетевых протоколов.
Студент должен уметь:
 Управление взаимодействием прикладных процессов.
10. Структура и характеристики систем телекоммуникаций:
Студент должен знать:
 коммутация и маршрутизация телекоммуникационных систем, цифровые сети связи.
 Типы и характеристики каналов связи.
 Кодирование и синхронизация данных, методы коммутации, коммутация пакетов – основной метод для передачи данных в сетях, понятие
виртуальных каналов.
 Технологии, используемые в телекоммуникационных системах (территориальных сетях связи): X25, Frame Relay, ISDN, ATM: назначение и
основные свойства.
 Современные требования к средствам связи.
 Развитие цифровых сетей связи.
Студент должен уметь:
10
 Средства создания распределенных систем обработки данных (модемы,
факс - и радиомодемы и др.).
 Программное обеспечение модемов.
 Спутниковые и цифровые сети связи.
11. Локальные вычислительные сети (ЛВС):
Студент должен знать:
 классификация, техническое и программное обеспечение, структура и
организация функционирования.
 Назначение, классификация, топология, протоколы, сетевое оборудование ЛВС.
 Понятие одноранговой и двуранговой сети, технологии клиент-сервер.
 Программное обеспечение ЛВС.
 Обзор отечественных и зарубежных ЛВС.
Студент должен уметь:
 Использовать средства настройки и администрирования в одноранговых и двуранговых: создание пользователей, организация взаимодействия объектов сети, задание регламента доступа к информации, защита информации, мониторинг и аудит в сети.
12. Структура и организация функционирования глобальной вычислительной сети на примере сети Internet.
Студент должен знать:
 Структура сети, особенности функционирования.
 Система сетевых коммуникаций и дисциплина обслуживания в Internet.
 Сетевые протоколы, адресация в Internet.
 Информационные ресурсы INTERNET: удаленный доступ TELNET,
FTP - серверы, WWW – серверы, электронная почта, телеконференции
и др..
11
 WWW - технология как основная при работе в глобальной сети.
 Проблемы развития сети Internet. Характеристика отечественных глобальных сетей.
Студент должен уметь:
 Клиентское программное обеспечение сети. Использование броузеров
при обращении к разным ресурсам Internet.
 Поиск информации в INTERNET.
 Электронная почта в Internet:основные протоколы, функционирование,
основные свойства почтовых программ.
13. Корпоративные вычислительные сети:
Студент должен знать:
 характеристика, оборудование, программное Особенности организации
региональных сетей.
 Назначение, особенности функционирования, структура КВС,
 сетевое оборудование,
Студент должен уметь:
 программное обеспечение,
 традиционные и специфические методы и средства обеспечения безопасности информации в КВС.
14. Эффективность функционирования вычислительных, систем и сетей; пути ее повышения.
Студент должен знать:
 Перспективы развития вычислительных средств.
 Эффективность функционирования ТВС и методология её оценки.
 Показатели эффективности ТВС, пути их повышения
 Перспективы развития ЭВМ и ТВС.
 Перспективы развития элементной базы МП
12
Примеры практических заданий для самопроверки.
Занятие № 1
"Microsoft Excel : расчет амортизации"
Примечание. Прежде чем выполнять работу необходимо внимательно
прочитать все задание. В процессе работы периодически не забывайте сохраняться.
Создайте книгу электронных таблиц «амортизация» в программе Excel и сохраните в папку Практика по информатике.
На первом листе сделайте и оформите таблицу.
Вынесите на панель инструментов кнопки содержащие следующие команды: Отмена объединения ячеек, Вставить значения, вставить знак
умножения, знак деления, знак «плюс» и знак «минус»..
Таблица 1. Расчет годовой суммы амортизации компьютера
По данным таблицы на первом листе, используя стандартные функции
Excel, необходимо рассчитать годовую сумму амортизации компьютера тремя способами: метод суммы лет (функция АМГД), линейная (АМР), уменьшающегося остатка (ДДОБ).
Расчет по каждому способу должен быть оформлен на отдельном
листе. Для этого сделайте еще 2 копии первого листа двумя способами:
13
1) выделить все на первом листе, скопировать в буфер обмена и вставить на втором листе значения и форматы (специальная вставка);
2) используя контекстное меню к ярлыку листа, сделать копию первого
листа. Листы должны иметь название соответствующее способу начисления амортизации (например: Линейный). Исходные данные (балансовая
и остаточная стоимость, полезный срок службы и текущий период) вводятся
только на первом листе, ячейки с исходной информацией на втором и третьем листах должны быть завязаны формулами с первым листом.
Таблицы должны быть оформлены, как приведено.
Все расчетные рублевые данные должны быть округлены с помощью
функции Округл до 2-х десятичных знаков.
Сумма амортизации рассчитывается по стандартным финансовым
функциям, соответствующим способу начислению амортизации (см. первый
абзац). При расчете по способу уменьшающегося остатка коэффициент ускорения (норма снижения балансовой стоимости) = 2.
Остаток (недоамортизированная сумма) = (Балансовую стоимость –
Остаточную стоимость) – Итого. Формат этих данных должен быть денежный, с двумя десятичными знаками.
Процент износа = сумма амортизации / (Балансовую стоимость – Остаточную стоимость). Формат данных должен быть процентный.
Накопительный процент износа = сумме Накопительного процента износа за предыдущий период + Процент износа за текущий год.
После выполнения всех расчетов необходимо построить:
1) простой график отображающий развитие процесса во времени для
каждого способа на текущем листе, где рядами данных должен быть Процент износа по каждому способу;
2) объемный вариант графика отображающего развитие процесса во
времени для каждого способа на отдельном листе, где рядами данных должен
быть Накопительный процент износа по каждому способу.
14
На обоих графиках легенда должна отражать названия способов начисления амортизации. Названия графиков должны отражать содержание.
Сохраните книгу в папку Практика по информатике.
Занятие № 2
1. Запустите программу Internet Explorer
2. В адресную строку введите www.iomas.vsau.ru и нажмите кнопку
переход.
3. Включите отображение строки состояния.
4. Наведите курсор мыши на логотип кафедры ИОМАС и определите
адрес страницы, на которую он ссылается по информации в строке состояния.
5. Откройте страницу, щелчком мыши по логотипу.
6. Поочередно измените кодировку, текста, отображаемого в окне
браузера на:
- Центрально-Европейскую (Windows),
- Кириллица (KOI-8),
- Кириллица (DOS),
- Кириллица (Windows).
7. Сделайте текущую страницу домашней.
8. В меню сайта выберите пункт «Учебный процесс».
9. Используя средства поиска, найдите на открытой странице ссылку
на электронную версию учебника «Компьютерные сети» (поиск по слову
«сети») и откройте его. (Страница откроется в новом окне браузера, потому
что так настроена ссылка).
10.
Сохраните ссылку на текущую страницу в Избранное.
11.
Закройте все окна обозревателя IE.
12.
Загрузите обозреватель IE снова (если правильно настроена
домашняя страница, то должна загрузится главная страница сайта кафедры
ИОМАС).
15
13.
Откройте учебное пособие «Компьютерные сети», используя
ссылку в меню Избранное.
14.
Откройте по ссылке на страннице ЛЕКЦИЮ 1.
15.
Создайте новое окно (меню Файл).
16.
Используя кнопку Назад откройте предыдущую страницу
текущего сеанса обозревателя и затем первую страницу.
17.
Используя кнопку Вперед откройте последнюю страницу те-
кущего сеанса обозревателя.
18.
Переключитесь в окно обозревателя «Лекция 1».
19.
Вернитесь на домашнюю страницу.
20.
Откройте в новом окне ссылку Фотоальбом.
21.
Удалите из меню Избранное ссылку на учебник «Компью-
терные сети».
22.
Закройте все окна обозревателя.
23.
Загрузите IE.
24.
Откройте сохраненную в папке Практика по информатике
страницу: файл лекция1.html.
25.
Откройте Журнал посещений.
26.
Просмотрите все ссылки, посещенные сегодня.
27.
Запустите браузер IE.
28.
В адресную строку введите: www.yandex.ru .
29.
После загрузки страницы, добавьте ссылку на этот информа-
ционно-поисковый сайт в Избранное.
30.
Откройте в отдельном окне и изучите помощь (справку) по
поиску (описание языка запроса, результаты поиска, расширенный поиск и
др.), воспользовавшись соответствующими ссылками (помощь и др.).
31.
Осуществите поиск информации со следующими критерия-
ми:
- в предложении должны содержатся слова «сельское», «хозяйство»;
- в документе должно быть обязательно слово «экономика»;
16
- не должно быть (исключить) слова «финансы»;
32.
Задайте составленный запрос и изучите результат первые
двадцать ссылок).
33.
Поочередно составьте запросы, осуществите поиск в сети
Интернет и скопируйте в Отчет по практике тексты следующих документов:
- текст главы «Права и свободы человека и гражданина» конституции Российской Федерации;
- данные о площади территории и количестве населения в Воронежской области;
- советы по выбору монитора;
- информацию о картине художника Ван Гога, на которой изображены подсолнухи: (точное название картины; год написания; настоящее местонахождение; ее фотографию).
34.
Примените к названиям фрагментов стили заголовков, обно-
вите оглавление и сохраните Отчет по практике.
35.
В адресной строке введите адрес: www.referat.ru или
www.bankreferatov.ru.
36.
На открытой странице найдите реферат с названием "Все об
INTERNET" или любой другой связанный с глобальной сетью
INTERNET.
37.
Вызовите контекстное меню к надписи ZIP-файл, (ссылке
скачать, или загрузить, или значку, обозначающему архив или файл для загрузки).
38.
Выберите пункт "Сохранить этот файл на диске" и
нажмите ОК.
39.
Укажите папку Практика по ифнорматике для сохранения
загружаемого файла и нажмите кнопку "Сохранить".
40.
но.
Когда загрузка файла завершиться, закройте диалоговое ок-
17
41.
Распакуйте загруженный файл и откройте его.
42.
Ознакомитесь с содержимым этого файла.
43.
Завершите работу с IE (скаченный файл можно удалить).
Занятие № 3
1. Запустите браузер IE.
2. В окне адресов введите адрес бесплатного почтового Web–сервера
www.rambler.ru, или www.mail.ru или www.yandex.ru.
3. На загруженной странице найдите ссылку, связанную с регистрацией или получением бесплатного почтового ящика (адреса) и откройте ее.
4. Внимательно прочтите правила пользования услугами системы. Для
начала процесса регистрации нажмите ссылку о принятии перечисленных
условий.
5. Заполните предлагаемую регистрационную карточку (анкету) пользователя (можно вводить недостоверную информацию о себе; поля, отмеченные знаком «*» или «#», обязательные для заполнения; для имени пользователя и пароля используются латинские буквы и цифры, панапример: имя ivan145 , пароль – avi541; запомните или запишите имя и пароль; имя пользователя будет использовано в получаемом электронном адресе:
имя_пользователя@yandex.ru; секретный вопрос и ответ предназначены для
того чтобы узнать пароль в случаев, когда пользователь его забыл). По окончании заполнения карточки нажмите ссылку завершения регистрации (ОК
или Зарегистрироваться)». При успешном прохождении регистрации будет
сообщено о полученном адресе. В случае выдачи ошибки, необходимо ее исправить или заново заполнить анкету, учитывая сделанную ошибку.
6. В отдельном окне изучите помощь (справку) по пользованию ящиком электронной почты.
7. Узнайте адреса одногруппников.
8. Добавьте адреса в адресную книгу.
18
9. Обменяйтесь письмами с одногруппниками, вложив в письмо любой текстовый файл.
10.
В папке Входящие нажмите ссылку, означающую проверку
или доставку почты (можно закрыть и заново открыть страницу почтового
ящика).
11.
Откройте и ознакомьтесь с полученными письмами, сохра-
ните прикрепленный файл Практика по информатике.
12.
Откройте свой почтовый ящик.
13.
Изучите помощь по настройке почтовой программы Outlook
Express на почтовый ящик.
14.
Следуя указаниям в помощи, настройте почтовую программу
на прием и отправку почты с имеющегося почтового ящика без использования веб-интерфейса.
15.
Введите адреса одногруппников в адресную книгу Outlook
Express.
16.
Закройте IE.
17.
С помощью программы Outlook Express обменяйтесь пись-
мами с одногруппниками, вложив в письмо любой текстовый файл.
18.
Доставьте почту.
19.
Откройте и ознакомьтесь с полученными письмами, сохра-
ните прикрепленный файл в папку Практика по информатике.
20.
Заархивируйте архиватором RAR файл отчет по
практике.doc в самораспаковывающийся архив отчет.exe пользуясь командами FAR.
21.
Создайте письмо с темой «Для … (ФИО преподавателя) от-
чет …. (ФИО студента с указанием своей группы курса и факультета)». В
поле ввода текста напишите мнение о практике по информатике. Прикрепите
(вложите) к письму файл с архивом отчета.
22.
Отправьте письмо по адресу, который даст преподаватель.
23.
Завершите работу с почтовой программой.
19
Занятие № 4
Разработать презентацию с тематическим содержанием «Моя учебная
группа» с общим количеством слайдов не более пяти.
Первый слайд оформите в виде титульного листа, т.е. разместите на
нем название и вид университета, название факультета и дату разработки.
На втором слайде перечислите основные изучаемые дисциплины с
примерным объемом часов по каждой и ведущих преподавателей. Фамилии
ведущих преподавателей по возможности должны быть ссылками на их личные интернетовские странички.
На третьем постройте круговую диаграмму и отразите долю каждого
предмета в общем объеме времени.
На четвертом постройте ниспадающую древовидную структуру
управления факультетом до уровня зав.кафедр.
На пятом вставьте объекты из различных приложений.
Последовательность выполнения:
1. Запустите программу Power Point.
2. Выберите понравившийся шаблон оформления. (Формат _ Применить шаблон оформления). Например, «Античность».
3. На первом слайде в окне заголовка введите название учебного заведения, в подзаголовке факультет и разместите их в верхней части слайда. В
нижней части добавьте текст «Воронеж 2003». В середине экрана разместите
фотографию учебного заведения взятую с интернетовского сайта агроуниверситета (www.vsau.ru). Установите анимационный эффект «жалюзи» для
вывода фотографии на экран. (в контекстном меню вставленной фотографии
выбрать команду Настройка анимации _ Выбор объекта _ Эффект _ Жалюзи
_ Вертикальные _ Порядок и время _ Автоматически через 1 сек)
4. Измените цветовую схему на «Бежевые цвета на белом фоне»,
(Формат _ Цветовая схема слайда) и цвет фона на светло-желтый (вкладка
Специальная _ Фон _ Изменить цвет)
20
5. Создайте новый слайд (Вставка _ Создать слайд). В окне заголовка
введите: «Основные изучаемые дисциплины». Вставьте таблицу из 4
столбцов и 5-8 строк. В первой строке таблицы введите названия столбцов:
«№ п.п.», «Название предмета», «Количество часов», «Ведущий преподаватель». Заполните таблицу данными (неизвестную информацию можно выдумать).
6. Добавьте новый слайд. Вставьте круговую диаграмму, заполнив
данными из предыдущего слайда появившуюся таблицу и указав соответствующий тип диаграммы.
7. Создайте слайд со структурой управления факультета (Вставка _
объект _ Microsoft Organization Chart и ввести соответствующую информацию о декане, заместителях и секретарях).
8. Создайте новый слайд и добавьте в него объекты созданные другими приложениями: математическую формулу Microsoft Equation, графический текст (объект WordArt), рисунок.
9. Установите режим автоматической смены слайдов во время просмотра презентации. (Показ слайдов _ Смена слайдов _ Эффект: Вертикальная панорама наружу – Средне _ Продвижение: Автоматически после 3 сек _
Применить ко всем.
10.
Просмотрите созданную презентацию (F5) и при необходи-
мости подкорректируйте.
Занятие 5
1. Переведите числа в десятичную систему, а затем проверьте результаты,
выполнив обратные переводы:
110100,112;
123,418;
1DE,C816.
2. Переведите числа из двоичной системы в восьмеричную и шестнадцатеричную, а затем проверьте результаты, выполнив обратные переводы:
1001111110111,01112; 1011110011100,112;
21
3. Сложите числа, а затем проверьте результаты, выполнив соответствующие десятичные сложения:
10112, 112 и 111,12;
7,58 и 14,68;
A,B16 и E,F16;
4. Перемножьте числа, а затем проверьте результаты, выполнив соответствующие десятичные умножения:
1012 и 1111,0012;
6,258 и 7,128.
5. Вычислите значения выражения:
101010 + (10616 - 110111012) - 128;
Десятичное число 59 эквивалентно числу 214 в некоторой другой системе
счисления. Найдите основание этой системы.
Занятие 6
1. Кодирование числовой информации
Все числовые данные хранятся в машине в двоичном виде, т.е. в виде последовательности нулей и единиц, однако формы хранения целых и действительных чисел различны.
Для представления чисел в памяти ПК используются два формата:
-формат с фиксированной точкой (запятой) целые числа;
-формат с плавающей точкой (запятой) вещественные числа.
Представление целых чисел
Множество целых чисел, представленных в ЭВМ, ограничено. Диапазон
значений зависит от размера ячеек памяти, используемых для их хранения.
Для целых чисел существуют два представления:
-беззнаковое;
-со знаком.
В К-разрядной ячейке может храниться 2к различных значений целых чисел.
Диапазон значений целых беззнаковых чисел (только положительные):
от 0 до 2к - 1
22
для 16-разрядной ячейки от 0 до 65535
для 8-разрядной ячейки от 0 до 255
Диапазон значений целых чисел со знаком (и отрицательные, и положительные в равном количестве):
от -2к-1 до 2к-1-1
для 16-разрядной ячейки от -32768 до 32767
для 8-разрядной ячейки от -128 до 127
Чтобы получить внутреннее представление целого положительного числа
N, хранящегося в К-разрядной ячейке, необходимо:
1. перевести число N в двоичную систему счисления;
2. полученный результат дополнить слева незначащими нулями до К разрядов.
Пример:
Получить внутреннее представление целого числа 1607 в 2-х байтовой ячейке.
Решение:
N=1607=110010001112.
Внутреннее представление этого числа будет: 0000 0110 0100 0111. Шестнадцатеричная форма внутреннего представления числа: 0647.
Для представления целого отрицательного числа используется дополнительный код.
Дополнительным кодом двоичного числа X в N-разрядной ячейке является
число, дополняющее его до значения 2N.
Получение дополнительного кода:
1. получить внутреннее представление положительного числа N (прямой
код);
2. получить обратный код этого числа заменой 0 на 1 или 1 на 0 (обратный
код);
3. к полученному числу прибавить 1.
23
Положительное число в прямом, обратном и дополнительном кодах не
меняют свое изображение.
Использование дополнительного кода позволяет заменить операцию вычитания на операцию сложения.
A-B=A+(-B).
Процессору достаточно уметь лишь складывать числа.
Старший, К-й разряд во внутреннем представлении любого положительного
числа равен 0, отрицательного числа равен 1. Поэтому этот разряд называется знаковым разрядом
Пример:
Получить внутреннее представление целого отрицательного числа - 1607.
Решение:
1. Внутреннее представление положительного числа: 000 0110 0100 0111;
2. Обратный код: 1111 1001 1011 1000;
3. Дополнительный код: 1111 1001 1011 1001 - внутреннее двоичное представление числа.
16-ричная форма: F9B9.
Представление вещественных чисел
Вещественные числа представляются в ПК в форме с плавающей точкой.
Этот формат использует представление вещественного числа R в виде произведения мантиссы m на основание системы счисления p в некоторой целой
степени n которую называют порядком: R=m*pn
Представление числа в форме с плавающей точкой неоднозначно.
Например: 25.324=25324*101=0.0025324*104=2532.4*10-2
В ЭВМ используют нормализованное представление числа в форме с плавающей точкой. Мантисса в нормализованном представлении должна удовлетворять условию: 0.1p m<1p
Иначе говоря, мантисса меньше 1 и первая значащая цифра - не 0.
24
В памяти компьютера мантисса представляется как целое число, содержащее
только значащие цифры (0 целых и запятая не хранится). Следовательно,
внутреннее представление вещественного числа сводиться к представлению
пары целых чисел: мантиссы и порядка.
Например: 4-x байтовая ячейка памяти. В ячейке должна содержаться следующая информация о числе:
- знак числа;
- порядок;
- значащие цифры мантиссы.
МАН
1-й байт
2-й байт
ТИ
3-й
байт
ССА
4-й байт
В старшем бите 1-го байта хранятся знак числа: 0 обозначает плюс, 1 - минус.
Оставшиеся 7 бит 1-го байта содержат машинный порядок. В следующих
трех байтах хранятся значащие цифры мантиссы (24 разряда).
В семи двоичных разрядах помещаются двоичные числа в диапазоне от
0000000 до 1111111. Значит, машинный порядок изменяется в диапазоне от
0 до 127 (в десятичной системе счисления). Всего 128 значений. Порядок,
очевидно, может быть как положительным так и отрицательным. Разумно
эти 128 значений разделить поровну между положительным и отрицательным значениями порядка: от -64 до 63.
Машинный порядок смещен относительно математического и имеет только
положительные значения. Смещение выбирается так, чтобы минимальному
математическому значению порядка соответствовал нуль.
Связь между машинным порядком (Мр) и математическим (р) в рассматриваемом случае выражается формулой:
+ 64
Мр = р
25
Полученная формула записана в десятичной системе. В двоичной системе
формула имеет вид: Mp2=p2+10000002
Для записи внутреннего представления вещественного числа необходимо:
1) перевести модуль данного числа в двоичную систему счисления с 24 значащими цифрами;
2) нормализовать двоичное число;
3) найти машинный порядок в двоичной системе счисления;
4) учитывая знак числа, выписать его представление в 4-х байтовом машинном слове.
Пример
Записать внутреннее представление числа 250,1875 в форме с плавающей
точкой.
Решение
1) Приведем его в двоичную систему счисления с 24 значащими цифрами:
250.187510=11111010, 0011000000000000002.
2) Запишем в форме нормализованного двоичного числа с плавающей точкой: 0,111110100011000000000000*1021000. Здесь мантисса, основание системы счисления (210=102) и порядок (810=10002) записаны в двоичной системе.
3) Вычислим машинный порядок в двоичной системе счисления: Mp2= 1000
+ 100 0000 =100 1000.
4) Запишем представление числа в 4-х байтовой ячейке памяти с учетом знака числа:
0
1001000
31
11111010
00110000
24 23
00000000
0
Шестнадцатеричная форма: 48FA3000.
Пример
По шестнадцатеричной форме внутреннего представления числа в форме с
плавающей точкой C9811000 восстановить само число.
26
Решение 1) Перейдем к двоичному представлению числа в 4-х байтовой
ячейке, заменив каждую шестнадцатеричную цифру 4-мя двоичными цифрами:
1100 1001 1000 0001 0001 0000 0000 0000
1
1001001
10000001
31
00010000
23
00000000
0
2) Заметим, что получен код отрицательного числа, поскольку в старшем
разряде с номером 31 записана 1. Получим порядок числа: р=10010012 10000002=10012=910.
3) Запишем в форме нормализованного двоичного числа с плавающей точкой
с учетом знака числа:
-0,100000010001000000000000 *21001
4) Число в двоичной системе счисления имеет вид: -100000010.0012.
5) Переведем число в десятичную систему счисления:
-100000010.0012= -(1*28+1*21+1*2-3)= -258.12510
Задание для решений №1
1) Получить двоичную форму внутреннего представления целого числа в 2-х
байтовой ячейке.
2) Получить шестнадцатеричную форму внутреннего представления целого
числа 2-х байтовой ячейке.
3) По шестнадцатеричной форме внутреннего представления целого числа в
2-х байтовой ячейке восстановить само число.
Номера заданий
№ Вари-
1
2
3
1
1450
-1450
F67D
2
1341
-1341
F7AA
анта
27
3
1983
-1983
F6D7
4
1305
-1305
F700
5
1984
-1984
F7CB
6
1453
-1453
F967
7
1833
-1833
F83F
8
2331
-2331
F6E5
9
1985
-1985
F8D7
10
1689
-1689
FA53
11
2101
-2101
F840
12
2304
-2304
FAE7
13
2345
-2345
F841
14
2134
-2134
FAC3
15
2435
-2435
FA56
Задание для решений №2
1) Получить шестнадцатеричную форму внутреннего представления числа в
формате с плавающей точкой в 4-х байтовой ячейке.
2) По шестнадцатеричной форме внутреннего представления вещественного
числа в 4-х байтовой ячейке восстановить само число.
Номера заданий
№ Вари-
1
2
1
26.28125
C5DB0000
2
-29.625
45D14000
3
91.8125
C5ED0000
4
-27.375
47B7A000
анта
28
5
139.375
C5D14000
6
-26.28125
488B6000
7
27.375
C7B7A000
8
-33.75
45DB0000
9
29.265
C88B6000
10
-139.375
45ED0000
11
333.75
C6870000
12
-333.75
46870000
13
224.25
C9A6E000
14
-91.8125
49A6E000
15
33.75
48E04000
2. Кодирование нечисловой информации
Цифровое представление символов
Правило цифрового представления символов следующее: каждому
символу ставится в соответствие некоторое целое число, то есть каждый
символ нумеруется.
Пример:
Рассмотрим последовательность строчных букв русского алфавита: а,
б, в, г, д, е, ё, ж, з, и, й. к, л, м. н. о, п, р, с, т, у, ф, х, ц, ч, ш, щ, ъ, ы, в, э, ю, я.
Присвоив каждой букве номер от 0 до 33. получим простейший способ представления символов. Последнее число - 32 в двоичной форме имеет вид
100000, то есть для хранения символа в памяти понадобится 6 бит.Так как с
помощью шести бит можно представить число 26 - 1 = 63, то шести бит будет
достаточно для представления 64 букв.
Имеются разные стандарты для представления, символов, которые отличаются лишь порядком нумерации символов. Наиболее-распространён
29
американский стандартный код для информационного обмена - ASCII
[American Standard-Code for Information Interchange] введён в США в 1963г. В
1977 году в несколько модифицированном виде он был принят в качестве
всемирного стандарта Международной организации стандартов [International
Standards Organization -. ISO] под названием ISO-646. Согласно этому стандарту каждому символу поставлено в соответствие число от 0 до 255. Символы от 0 до 127 - латинские буквы, цифры и знаки препинания - составляют
постоянную часть таблицы. Остальные символы используются для представления национальных алфавитов. Конкретный состав этих символов определяется кодовой страницей. В русской версии ОC Windows95 используется
кодовая, страница 866. В ОС Linux для представления русских букв более
употребительна кодировка КОИ-8. Недостатки такого способа кодировки
национального, алфавита очевидны. Во-первых, невозможно одновременное
представление русских и ,например, французских букв. Во-вторых, такая кодировка совершенно непригодна для представления, китайских иероглифов.
В 1991 году была создана некоммерческая организация Unicode, в которую
входят представители ряда фирм (Borland. IBM, Noyell, Sun и др) и которая
занимается развитием и внедрением нового стандарта. Кодировка Unicode
использует 16 разрядов ,и может содержать 65536 символов. Это символы
большинства народов мира, элементы иероглифов, спецсимволы, 5000 – мест
для частного использования, резерв из 30000 мест.
Пример:
ASCII-код символа А.= 6510 =4116= 010001112;
Unicode-код символа С= 6710=00000000011001112
Цифровое представление изображений
Под изображением будем понимать прямоугольную область, закрашенную, непрерывно изменяющимся цветом. Поэтому, для представления
изображений в целых числах необходимо отдельно дискретизировать прямоугольную область и цвет.
30
Для описания области она разбивается на множество точечных элементов - пцкселов [pixel]. Само множество называется растром [bit map, dot
matrix, raster], а изображения, которые формируются на основе растра, называются растровыми.
Число пикселов называется разрешением [resolution]. Часто встречаются значения 640x480, 800x600. 1024x768. 1280x1024. Каждый пиксел нумеруется, начиная с нуля слева направо и сверху вниз. Для представления цвета
используются цветовые модели. Цветовая модель [color model] это правило.
по которому может быть вычислен цвет. Самая простая цветовая модель битовая. В ней для описания цвета каждого цвета каждого пиксела (черного
или белого), используется всего один бит. Для представления полноцветных
изображений, используются несколько более сложных моделей. Известно,
что любой цвет может быть представлен как сумма, трёх основных цветов:
красного, зелёного и синего. Если интенсивность каждого цвета представить
числом, то любой цвет будет выражаться через набор из трёх чисел. Так
определяется наиболее известная цветовая RGB-модель. На каждое число отводится один байт. Так можно представить 224 цвета, то есть примерно 16,7
млн. цветов. Белый цвет в этой модели представляется как (1,1,1), чёрный (0,0,0); красный - (1,0,0), синий - (0,0,1). Жёлтый цвет является комбинацией
красного и зелёного и потому представляется как (1,1,0).
Цветовая модель RGB [Red-Green-Blue] была стандартизирована в 1931
г. и впервые использована в цветном телевидении. Модель RGB является аддитивной моделью, то есть цвет получается в результате сложения базовых
цветов. Существуют и другие цветовые модели, которые для ряда задач оказываются более предпочтительными, чем RGB-модель. Например, для представления цвета в принтере используется субтрактивная CMY-модель [CyanMagenta-Yellow], цвет в которой получается в результате вычитания базовых
цветов из белого цвета. Белому цвету в этой модели соответствует (0.0.0).
чёрному - (1,1,1), голубому - (1,0,0). сиреневому - (0,1,0), жёлтому - (0,0,1). В
цветовой модели HSV [Hue-Saturation-Value] цвет представляется через цвет,
31
насыщенность и значение, а в модели HLS [Hue-Lightness-Saturation] через
оттенок, яркость и насыщенность. Современные графические редакторы, как
правило, могут работать с несколькими цветовыми моделями.
Цифровое представление звука
Звук можно описать в виде совокупности синусоидальных волн определённых частоты и амплитуды. Частота волны определяет высоту звукового
тона, амплитуда - громкость звука. Частота измеряется в герцах (Гц [Hz]).
Диапазон слышимости для человека составляет от 20 Гц до 17000 Гц (или 17
кГц).
Задача цифрового представления звука, таким образом, сводится к задаче описания синусоидальной кривой. Каждой дискретной выборке присваивается целое число - значение амплитуды. Количество выборок в секунду
называется частотой выборки [sampling rate]. Количество возможных значений амплитуды называется точностью выборки [sampling size]. Таким образом, звуковая волна представляется в виде ступенчатой кривой. Ширина ступеньки тем меньше, чем больше частота выборки, а высота ступеньки тем
меньше, чем больше точность выборки.
Пример
Возможности наиболее распространённой современной аппаратуры
предусматривают работу с частотой выборки до 44.1 кГц, что позволяет правильно описывать звук частотой до 22,05 кГц. Точность выборки имеет всего
два значения 8 бит и 16 бит. То есть для представления амплитуды 8-битного
звука используется 28 = 256 уровней амплитуды.
Задания
1. Закодируйте свое имя, фамилию и отчество с помощью одной из таблиц (win-1251, KOI-8r)
2. Раскодируйте ФИО соседа
32
3. Закодируйте следующие слова, используя таблицы ASCII-кодов: ИНФОРМАТИЗАЦИЯ, МИКРОПРОЦЕССОР, МОДЕЛИРОВАНИЕ
4. Раскодируйте следующие слова, используя таблицы ASCII-кодов:
88 AD E4 AE E0 AC A0 E2 A8 AA A0
50 72 6F 67 72 61 6D
43 6F 6D 70 75 74 65 72 20 49 42 4D 20 50 43
5.
Сколько цветов можно закодировать с помощью 1, 2, 3, 4 битов?
33
Список рекомендованной литературы
Для студентов:
1.Пятибратов А.П.Вычислительные системы, сети и телекоммуникации.
Учебник. - М: Финансы и статистика, 2002.
2.Бройдо В.Л. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации. Учебник
для ВУЗов. - Питер: 2002.
3.С.В.Назаров. Администрирование локальных сетей Windows 2000.-М: Финансы и статистика, 2002.
4.Авербах В.С., Патлань Л.М. "Основы работы в локальных вычислительных
сетях", Учебное пособие, СГЭА, 2002.
5.Авербах В.С., Патлань Л.М. "Основы работы в глобальной сети Internet",
Учебное пособие, СГЭА, 2002.
6. Косарев "Вычислительные системы и сети. Учебное пособие".- М: Финансы и статистика, 2002.
7. Крупник А. Самоучитель. Поиск в Интернете. Знакомство. Работа. Развлечение: СПб, Питер, 2001.
8.Гук. Аппаратные интерфейсы ПК. Энциклопедия. -СПБ: Питер, 2002.
9.Гук. Аппаратные средства IBM PC. Энциклопедия. -СПБ: Питер, СПБ,
2002.
10. Учебный курс для самостоятельной подготовки “Компьютерные сети”.
Пер. с англ. Издательский отдел “Русская редакция”, Редмонд, Вашингтон,
США,1997.
11. Ф. Чекмарёв.Windows 2000. Active Directory.-СПБ: BHV, 2001.
12. Ю.А.Семенов “Протоколы и ресурсы Internet”, М, Радио и связь, 1999.
13. Ю.Новиков, А.Черепанов. Персональные компьютеры: аппаратура, системы, Интернет. Учебный курс. СПб: Питер, 2002.
34
ОГЛАВЛЕНИЕ
Тематический план курса "Вычислительная техника и сети"............................3
Содержание учебной дисциплины.........................................................................5
Примеры практических заданий для самопроверки..........................................12
Список рекомендованной литературы................................................................33