- •Основные понятия и методы теории информатики
- •Введение в информатику
- •Информатика как наука. Предмет цель и задачи дисциплины.
- •Основные направления в информатике
- •Основные сведения об информации
- •Понятия виды и свойства информации.
- •Классификация информации
- •Формы представления информации. Меры и единицы количества и объема информации
- •Системы кодирования информации. Показатели качества информации.
- •Позиционные системы счисления
- •Логические основы эвм
- •3)«Или-не» (nor), она же «стрелка Пирса».
- •Общая характеристика процесса сбора, передачи, обработки и накопления информации.
- •2. Передача информации
- •Технические средства реализации информационных процессов
- •История развития, структура и архитектура эвм
- •История развития эвм. Поколения эвм.
- •Понятие и основные виды архитектуры эвм.
- •Общие принципы работы эвм.
- •3) Устройства ввода и вывода.
- •Состав и назначение основных элементов персонального компьютера
- •Состав и назначение основных элементов пк, их характеристики.
- •Запоминающие устройства эвм: классификация, принцип работы, основные характеристики.
- •Устройства ввода / вывода данных, их разновидности и характеристики.
- •Программные средства реализации информационных процессов.
- •Программное обеспечение.
- •Назначение и классификация программного обеспечения. Эвм.
- •Понятие системного и сервисного программного обеспечения: назначение возможности и классификация
- •Файловая структура операционных систем. Операции с файлами.
- •Прикладное программное обеспечение.
- •Общая характеристика прикладного программного обеспечения. Классификация и назначение наиболее распространённых прикладных программ
- •1 Проблемно-ориентированные ппп
- •3 Ппп общего назначения
- •4 Офисные ппп
- •6 Методо - ориентированные ппп
- •7 Настольные издательские системы и системы подготовки технических документов.
- •8. Ппп аудиов/ идиео
- •Технологии обработки текстовой информации.
- •Создание и использование стилей и шрифтов в ms Word.
- •Создание и форматирование таблиц и форм документов в ms Word
- •Создание и форматирование графических объектов в ms Word
- •Создание шаблонов и форм в текстовом редакторе ms Word
- •1. Подготовка основного документа. Основной документ может быть подготовлен как:
- •2. Подготовка источника данных.
- •3. Объединение.
- •Электронные таблицы.
- •Назначение ms Excel и возможности обработки данных в среде электронных таблиц
- •Применение электронных таблиц для расчетов. Использование встроенных функций в ms Excel.
- •Визуализация табличных данных с помощью диаграмм и графиков
- •Статистическая обработка данных в Excel.
- •3. Рассчитываем показатели описательной статистики для столбца у.
- •4. Для расчёта показателей открываем модуль «Анализ данных» и в его окне выбираем строку «Описательная статистика».
- •6. Рассчитываем показатели для регрессионно-корреляционного анализа.
- •7. Форматирование листа 2.
- •8. Используя режим предварительного просмотра сделать настройку на печать информации на одной странице.
- •9. Записываем уравнение регрессии.
- •10. Оформляем таблицу «Вывод остатка» и строим по ней график.
- •Создание сводных таблиц в ms Excel. Консолидация данных.
- •Математический пакет MathCad
- •Вычислительные возможности программы.
- •Работа с массивами, решение уравнений.
- •Построение графиков.
- •Регрессионный анализ. Решение оптимизационных задач
- •Технологии обработки графической информации.
- •Растровая и векторная графика.
- •Программы для работы с графикой
- •Создание электронных презентаций.
- •Локальные и глобальные сети эвм. Защита информации в сетях
- •Основы компьютерной коммуникации. Принципы организации и основные топологии вычислительных сетей.
- •Сетевой сервис и сетевые стандарты.
- •4) Служба World Wide Web (www).
- •9) Cистема телеконференций Usenet (от Users Network).
- •Защита информации в локальных и глобальных сетях
- •Базы данных.
- •Основы баз данных и знаний. Субд ms Access
- •Понятие баз данных (бд) и баз знаний. Модели бд.
- •1. Иерархические бд
- •2. Сетевые бд
- •3. Реляционные бд
- •5. Объектно-реляционные
- •6. Очень большие базы данных
- •Системы управления базой данных.
- •Реляционные бд.
- •Начение и возможности бд ms Access
- •Виды запросов. Порядок создания.
- •Виды отчётов. Порядок создания.
- •Алгоритмизация и программирование.
- •Алгоритмизация
- •Понятие алгоритма. Свойства алгоритма и способы описания.
- •Основные алгоритмические конструкции. Базовые алгоритмы.
- •Пример вложенных циклов для
- •Пример вложенных циклов пока
- •Технологии программирования.
- •Структурное программирование
- •Модульный принцип программирования
- •Подпрограммы
- •Принцип проектирования программ сверху-вниз и снизу–вверх.
- •Этапы решения задач на эвм
- •Классификация тестирования программного обеспечения:
- •Языки программирования.
- •Общая характеристика и обзор языков и систем программирования.
- •Бейсик. Характеристика Visual Basic (vb).
- •Интегрированная среда разработки Visual Basic.
- •Объектно-ориентированное программирование.
- •Объектно-ориентированное программирование
- •Объектно-ориентированное программирование
- •Взаимосвязь свойств, методов и событий.
- •Проект. Этапы разработки проекта.
- •Объявление и использование переменных.
- •Переменные, имена и типы переменных.
- •Классификация типов данных
- •Способы объявления переменных.
- •Понятие процедуры, оператора, функции.
- •1. Разбиение программного кода на отдельные компактные модули.
- •2. Разбиение программного кода уже внутри модуля на отдельные части — процедуры.
- •Создание приложений.
- •Создание форм и работа с ними
- •Свойства форм (60 свойств)
- •События форм (31)
- •Методы форм(19)
- •Размещение и использование элементов управления.
- •События, свойства и методы элементов управления.
- •Свойства кнопок(44)
- •События кнопок (17)
- •Методы кнопок(7)
- •2) Метка –Lable Метка на форме
- •3) Текстовое поле – TextBox Текстовое поле на форме
- •Свойства текстовых полей (56)
- •События текстовых полей (23)
- •Методы текстовых полей (11)
- •Создание простого вычислительного проекта. Линейный вычислительный процесс.
- •Создание приложений с ветвлением.
- •Создание приложений с использованием циклов.
Понятие и основные виды архитектуры эвм.
Под архитектурой ЭВМ понимается совокупность общих принципов организации аппаратно-программных средств и их характеристик, определяющая функциональные возможности ЭВМ при решении соответствующих классов задач.
Открытая архитектура - предполагает наличие единого стандарта при разработке устройств, располагающихся на материнской плате и плате расширения.
Структура компьютера — это некоторая модель, устанавливающая состав, порядок и принципы взаимодействия входящих в нее компонентов
Рисунок 3 – архитектура ЭВМ.
В настоящее время наибольшее распространение в ЭВМ получили 2 типа архитектуры: Принстонская (фон Неймана) и Гарвардская. Обе они выделяют 2 основных узла ЭВМ: центральный процессор и память компьютера. Различие заключается в структуре памяти: в принстонской архитектуре программы и данные хранятся в одном массиве памяти и передаются в процессор по одному каналу, тогда как гарвардская архитектура предусматривает отдельные хранилища и потоки передачи для команд и данных.
Согласно Джону фон Нейману, любая ЭВМ должна включать четыре основных блока - процессор, оперативную память, внешнюю память и комплекс устройств ввода-вывода
Рисунок 4 – Структурная схема ЭВМ
Эта схема, широко использовавшаяся в первых вычислительных машинах, имела один существенный недостаток: управление вводом-выводом и выполнение команд осуществлялось одним устройством управления. При такой структуре ЭВМ все виды программной обработки на время выполнения операций ввода-вывода прекращались из-за занятости процессора, что существенно снижало быстродействие машины.
Для устранения этого недостатка в схему был включен дополнительный компонент - канал ввода-вывода (устройство, обеспечивающее прямое взаимодействие процессора и периферийных устройств).
Гарвардская архитектура — архитектура ЭВМ, отличительным признаком которой является раздельное хранение и обработка команд и данных. Архитектура была разработана Говардом Эйкеном в конце 1930-х годов в Гарвардском университете
Типичные операции (сложение и умножение) требуют от любого вычислительного устройства нескольких действий: выборку двух операндов, выбор инструкции и её выполнение, и, наконец, сохранение результата.
Идея, реализованная Эйкеном, заключалась в физическом разделении линий передачи команд и данных. В первом компьютере Эйкена «Марк I» для хранения инструкций использовалась перфорированная лента, а для работы с данными — электромеханические регистры. Это позволяло одновременно пересылать и обрабатывать команды и данные, благодаря чему значительно повышалось общее быстродействие.
В более подробное описание, определяющее конкретную архитектуру, также входят: структурная схема ЭВМ, средства и способы доступа к элементам этой структурной схемы, организация и разрядность интерфейсов ЭВМ, набор и доступность регистров, организация памяти и способы её адресации, набор и формат машинных команд процессора, способы представления и форматы данных, правила обработки прерываний.
По перечисленным признакам и их сочетаниям среди архитектур выделяют:
1. По разрядности интерфейсов и машинных слов: 8-, 16-, 32-, 64-, 128- разрядные (ряд ЭВМ имеет и иные разрядности);
2. По особенностям набора регистров, формата команд и данных: CISC, RISC, VLIW;
3. По количеству центральных процессоров: однопроцессорные, многопроцессорные, суперскалярные; многопроцессорные по принципу взаимодействия с памятью: симметричные многопроцессорные (SMP), масcивно-параллельные (MPP), распределенные.
Большинство многопроцессорных систем сегодня используют архитектуру SMP.
SMP системы позволяют любому процессору работать над любой задачей независимо от того, где в памяти хранятся данные для этой задачи; с должной поддержкой операционной системы, SMP системы могут легко перемещать задачи между процессорами эффективно распределяя нагрузку. С другой стороны, память гораздо медленнее процессоров, которые к ней обращаются, даже однопроцессорным машинам приходится тратить значительное время на получение данных из памяти. В SMP только один процессор может обращаться к памяти в данный момент времени.
Массивно-параллельная архитектура (англ. Massive Parallel Processing, MPP) — класс архитектур параллельных вычислительных систем Особенность архитектуры состоит в том, что память физически разделена. Система строится из отдельных модулей, содержащих процессор, локальный банк операционной памяти, коммуникационные процессоры или сетевые адаптеры, иногда — жесткие диски и/или другие устройства ввода/вывода. Доступ к банку операционной памяти из данного модуля имеют только процессоры из этого же модуля. Модули соединяются специальными коммуникационными каналами. в отличие от SMP-систем, в машинах с раздельной памятью каждый процессор имеет доступ только к своей локальной памяти, в связи с чем не возникает необходимости в потактовой синхронизации процессоров.
Распределённые вычисления, метакомпьютинг (англ. grid — сеть) - способ решения трудоёмких вычислительных задач с использованием нескольких компьютеров, объединённых в параллельную вычислительную систему (одновременное решения различных частей одной вычислительной задачи несколькими процессорами (или ядрами одного процессора) одного или нескольких компьютеров)
В суперскалярных процессорах также есть несколько вычислительных модулей, но задача распределения между ними работы решается аппаратно. Это сильно усложняет дизайн процессора, и может быть чревато ошибками. В процессорах VLIW задача распределения решается во время компиляции и в инструкциях явно указано, какое вычислительное устройство должно выполнять какую команду.
Суперскалярность — архитектура вычислительного ядра, использующая несколько декодеров команд, которые могут нагружать работой множество исполнительных блоков. Планирование исполнения потока команд является динамическим и осуществляется самим вычислительным ядром. Если в процессе работы команды, обрабатываемые конвейером, не противоречат друг другу, и одна не зависит от результата другой, то такое устройство может осуществить параллельное выполнение команд. В суперскалярных системах решение о запуске инструкции на исполнение принимает сам вычислительный модуль, что требует много ресурсов
Многопроцессорные по принципу взаимодействия с памятью
Симметричное мультипроцессирование (англ. Symmetric Multiprocessing, или SMP) это архитектура многопроцессорных компьютеров, в которой два или более одинаковых процессоров (или ядер одного процессора) подключаются к общей памяти.
4. По особенностям набора регистров, формата команд и данных различают:
CISC (англ. сomplex instruction set computing, или англ. complex instruction set computer — компьютер с полным набором команд) — концепция проектирования процессоров, которая характеризуется следующим набором свойств:
нефиксированное значение длины команды;
арифметические действия кодируются в одной команде;
небольшое число регистров, каждый из которых выполняет строго определённую функцию.
Типичными представителями являются процессоры на основе x86-команд (исключая современные Intel Pentium 4, Pentium D, Core, AMD Athlon, Phenom, которые являются гибридными) и процессоры Motorola MC680x0.
RISC (англ. Restricted (reduced) instruction set computer — компьютер с сокращённым набором команд) — архитектура процессора, в которой быстродействие увеличивается за счёт упрощения инструкций, чтобы их декодирование было более простым, а время выполнения — короче. Первые RISC-процессоры даже не имели инструкций умножения и деления. Это также облегчает повышение тактовой частоты и делает более эффективной суперскалярность (распараллеливание инструкций между несколькими исполнительными блоками).
VLIW (англ. very long instruction word — «очень длинная машинная команда») — архитектура процессоров с несколькими вычислительными устройствами.
Характеризуется тем, что одна инструкция процессора содержит несколько операций, которые должны выполняться параллельно. Фактически это «видимое программисту» микропрограммное управление, когда машинный код представляет собой лишь немного свернутый микрокод для непосредственного управления аппаратурой.