Информатика и информация: определение информатики; понятия сигнала, сообщения, данных, информации; единицы измерения и свойства информации
Информатика – это область человеческой деятельности связанная с информационными процессами, их реализацией с помощью компьютера и с взаимодействием с окружающей средой.
Информация - это сведения об объектах или явлениях окружающей среды, их параметрах, свойствах и состоянии, которые уменьшают имеющуюся о них степень неопределенности (неполных знаний).
С информацией тесно связаны следующие понятия:
Сигнал – любой процесс, несущий информацию;
Сообщение – это информация, представленная в определенной форме и предназначенная для передачи.
Данные – это информация, представленная в формализованном виде и предназначенная ля обработки техническими устройствами.
Единицы измерения информации.
Минимальной единицей измерения информации является БИТ- количество информации, необходимой для однозначного определения одного из двух равновероятных события.
Основной единицей измерения информации является байт.
1байт=8бит
1Кбайт=1024байта
1Мбайт=1024Кбайта
1Гбайт=1024Мбайта
1Тбайт=1024Гбайта
1Петабайт=1024Тбайта
Основные свойства информации:
Релевантность – это способность информации соответствовать нуждам потребителя
Полнота – свойство информации исчерпывающе характеризовать рассматриваемые объекты
Своевременность – способность информации соответствовать нуждам потребителей в конкретный момент времени
Достоверность – свойство информации не имеет скрытых ошибок
Доступность – свойство информации, характеризующее сложность ее получения конкретным потребителями
Защищенность – невозможность (запрет) несанкционированного использования информации или ее изменения
Эргономичность – свойство характеризующее удобство формы и объема информации с точки зрения потребителя
Информационные процессы: определения информационных процессов; процессов сбора, передачи, накопления, обработки информации и их характеристика.
Процессы осуществляющие сбор, хранение, передачу, обработку информации называются ИНФОРМАЦИОННЫМИ
Сбор информации – это деятельность субъекта, в ходе которой он получает сведения об интересующем его объекте. Сбор производится человеком или техническим устройством.
Сбор информации, как правило, сопровождается ее регистрацией на материальном носителе.
Передача (обмен) информации – это процесс, в ходе которого источник информации передает информацию, а получатель – принимает. Принятую информацию получатель может использовать неоднократно, с этой целью он должен зафиксировать ее на носителе.
Процесс формирования исходного несистематизированного массива информации называется накоплением.
Хранение информации – это процесс поддержания исходной информации в удобном виде, обеспечивающем выдачу информации по запросам пользователя в установленные сроки.
Обработка информации – это упорядоченный процесс преобразования информации в соответствии с алгоритмом решаемой задачи.
Архитектура ЭВМ: определения компьютера, архитектуры и структуры ЭВМ; основа и принцип действия компьютера, понятие программы и команды
Компьютер представляет собой программное электронное устройство, предназначенное для автоматизации информационных процессов.
Существует 2 основных класса компьютеров:
Цифровые (компьютер обрабатывает данные в виде двоичных кодов)
Аналоговые (обрабатывают непрерывно меняющиеся физические величины)
Основу компьютеров образует аппаратура построенная с использованием электронных и электронно-механических элементов и устройств.
Принцип действия компьютеров состоит в выполнении программ – заранее заданных четко определенных последовательностей арифметических, логических и других операций. Любая компьютерная программа представляет собой последовательность отдельных команд.
Команда – это описание операции, которую должен выполнить компьютер, как правило, у команды есть свой код(условное обозначение), исходные данные(операнды) и результат.
Совокупность команд выполняемых данным компьютером называется системой команд этого компьютера. При рассмотрении компьютерных устройств принято различать их архитектуру и структуру.
Архитектура – это описание компьютера на некотором общем уровне, включающее описание пользовательских возможностей программирования, систему команд, систему адресации, организации памяти и т.д. Архитектура определяет принципы действия информационной связи и взаимное соединение основных логических узлов компьютера (процессор, память, периферийные устройства). Общность архитектуры разных компьютеров обеспечивает их совместимость с точки зрения пользователя.
Структура компьютера – это совокупность его функциональных элементов и связей между ними. Элементами при этом могут быть самые различные устройства от основных логических узлов компьютера до простейших схем. Структура компьютера должна дать описание компьютера на любом уровне детализации.
Главные устройства компьютера и их функции. Принципы фон Неймана.
Разнообразие современных компьютеров велико, но их работа основана на общих логических принципах, позволяющих выделить в любом компьютере следующие главные устройства:
Процессор, включает в себя устройство управления (УУ) и арифметико-логическое устройство (АЛУ)
Память, (запоминающее устройство (ЗУ)), состоящую из пронумерованных ячеек
Устройство ввода и устройство вывода
Эти устройства соединены каналами связи, по которым передается информация.
Функции процессора:
Программное управление работой всех устройств компьютера
Обработка данных по заданной программе путем выполнения арифметических и логических операций.
Функции памяти:
Прием информации от других устройств
Хранение информации (HDD, flash-накопитель)
Выдача информации по запросам других устройств
В основу построения подавляющего большинства компьютеров положены общие логические принципы, сформированные в 1945г. американским ученым Джоном фон Нейманом:
Принцип программного управления. Программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в определенной последовательности. Выборка программ из памяти осуществляется с помощью счетчика команд.
Принцип однородности памяти. Программы и данные хранятся в одной и той же памяти. Компьютер не различает, что хранится в конкретной области памяти: число, текст или команда. Над командами в памяти можно выполнять такие же действия, как и над данными, а это открывает целый ряд возможностей.
Принцип адресности. Структурно основанная память состоит из пронумерованных ячеек. Процессору в произвольный момент времени доступна любая ячейка. Из этого вытекает возможность давать имена областям памяти так, чтобы к заполненным в них значениям можно было в последовательности обратиться и менять с использованием присвоенных времен.
Центральный процессор: назначение и состав центрального процессора; основные характеристики микропроцессора.
Центральный процессор – это основной рабочий компонент, который выполняет арифметические и логические операции, заданные программой, управляет вычислительными процессами и координирует работу всех устройств компьютера.
В общем случае центральный процессор содержит:
АЛУ, шины данных и шины адресов (линии для обмена данными и передачи адресов;
регистры (набор специализированного кратковременного хранения данных и команд);
КЭШ (очень быстрая память малого объема);
математический сопроцессор чисел с плавающей точкой.
Регистр – это совокупность триггеров связанных между собой системой управления.
Триггер – это электронная схема, которая способна хранить одну двоичную цифру.
Существует несколько типов регистров отличающихся видом выполняемых операций. Некоторые регистры имеют свои названия:
Суматор – регистр АЛУ, участвующий в выполнении каждой операции
Счетчик команд – регистр УУ, его содержимое соответствует адресу очередной выполняемой команды. Служит для автоматической выборки программы из последовательных ячеек памяти
Регистр команд – регистр УУ, используется для хранения кода команды на период ее выполнения
Современные процессоры выполняются в виде микропроцессоров (МП)
Основные характеристики МП:
Тактовая частота – указывает, сколько элементарных операций (тактов) МП выполняет в 1 секунду. Измеряется в герцах. Современные МП имеют тактовую частоту порядка 109 ГГц
Разрядность процессора – показывает, сколько двоичных разрядов информации обрабатывается или передается одновременно, а также, сколько двоичных разрядов может быть использовано в МП для адресации ОП. Современные МП имеют разрядность шины данных 64 бита, шины адреса – 32 бита
Существует еще одна внесистемная величина для измерения производительности процессора – FLOPS – показывает сколько операций с плавающей запятой процессор выполняет в секунду.
Для процессора, имеющего в своем составе 2 ядра, работающем на частоте 3ГГц, производительность составляет 24FLOPSа; для четырехъядерного процессора на частоте 3,5 ГГц – теоритический предел производительности 56гигаFLOPS.
Память ЭВМ: определение, строение памяти и запоминающих устройств (ЗУ), основные характеристики ЗУ; классификация ЗУ по способу организации доступа; определения постоянной, оперативной, сверхоперативной, внешней памяти
Память – это совокупность отдельных устройств, которые запоминают, хранят и выдают информацию.
Отдельные устройства памяти называются запоминающее устройство (ЗУ).
Память компьютера построена на двоичных запоминающих элементах (битах). Биты объединяются в байты, все байты пронумерованы, номер байта называется его адресом.
Основные операции с памятью:
Процедура записи
Процедура чтения (выборка)
Эти процедуры называются обращением к памяти.
Основные технические характеристики:
Емкость
Быстродействие (после обращения к ЗУ)
По способу доступа к данным все ЗУ делятся на:
ЗУ с произвольным доступом. Цикл обращения таких устройств не зависит от того, в каком физическом месте ЗУ находятся требуемые данные (оперативная память, сверхоперативная память)
ЗУ с прямым или циклическим доступом. В таких устройствах носитель информации вращается, в результате требуемые данные доступны для чтения-записи через фиксированный промежуток времени. (HDD, гибкий диск, лазерный диск – вращаются)
ЗУ с последовательным доступом. При последовательном доступе, прежде чем найти нужный участок ЗУ, необходимо «просмотреть» все предыдущие участки памяти последовательно один за другим (стример)
Оперативная память (ОП, ОЗУ) – обеспечивает хранение информации, которая непосредственно используется процессором в ходе выполнения программы. Следовательно, характеристики этой памяти непосредственно влияют на производительность процессора . ОП энергозависима (используется только во время работы компьютера).
Современные компьютеры обладают сверхоперативной памятью (КЭШ) – буфер между процессором и ОП. КЭШ имеет небольшую емкость и обеспечивает временное хранение активных участков программы, данных некоторой служебной информацией.
Постоянная память (ПП, ПЗУ) – энергонезависимая память, используется для хранения данных, которые никогда не потребуют изменения. Содержимое памяти, специальным образом «зашивается» в устройстве при его изготовлении. Из ПЗУ можно только читать.
Вышеперечисленные ЗУ относятся к внутренней памяти компьютера.
Для «постоянного» и долговременного хранения информации используется внешняя память – память большого объема, которая обеспечивает надежное хранение информации и является энергозависимой. Внешняя память принципиально процессору не доступна.
Персональные ЭВМ: определение ПК, принципы открытой архитектуры; общая структура персонального компьютера.
ПК - это микрокомпьютеры универсального назначения, рассчитанные на одного пользователя (управляемые одним пользователем). ПК проектируется на основе принципа открытой архитектуры, который заключается в следующем:
Регламентируется и стандартизуются только описания принципа действия компьютера и его конфигурация. Таким образом, компьютер можно собирать из отдельных узлов и деталей, разработанных и изготовленных независимыми фирмами-изготовителями
К
омпьютер
легко расширяется и модернизируется
за счет наличия внутренних расширительных
гнезд, в которые пользователь может
вставлять разнообразные устройства,
удовлетворяющие заданному стандарту.
Таким образом, пользователь определяет
конфигурацию своей машины самостоятельно.
Все функциональные блоки здесь связаны между собой общей шиной, называемой также системной магистралью (шиной).
Основные блоки ПК: общая характеристика системного блока и системной платы; определение, назначение системной шины, контроллеров и адаптеров, понятие интерфейса.
Современный ПК включает следующие основные конструктивные компоненты:
Системный блок
Клавиатура
Монитор
Манипулятор
В системном блоке размещаются:
Блок питания
HDD
….
Основные электронные компоненты, определяющие архитектуру процессора, размещаются на системной или материнской плате. Она является основной в системном блоке. Системные платы исполняются на основе наборов микросхем, которые называют чипсетами.
Все функциональные блоки ПК связаны между собой системной шиной.
Физически шина представляет собой многопроводную линию с гнездами для подключения электронных схем. Совокупность проводов магистрали разделены на группы:
Шина адреса
Шина данных
Шина управления
Шина данных осуществляет обмен информацией между блоками ПК.
Шина адреса используется для передачи адресов (номеров ячеек памяти или портов ввода-вывода, к которым производится обращение)
Шина управления служит для передачи управляющих сигналов.
Для того чтобы соединить устройства компьютера друг с другом они должны иметь одинаковый интерфейс.
Интерфейс – это средство сопряжения двух устройств, в котором все физические и логические параметры согласуются между собой. Если интерфейс является общепринятым, например, утвержден на уровне международных соглашений – он называется стандартным.
Для соглашения интерфейсов, устройства подключаются к шине не напрямую, а через свой контроллер (адаптер) и порты по след. схеме
устройства↔контроллер↔порт↔шина
Контроллеры и адаптеры представляют собой наборы электрических цепей, предназначенных для совместимости интерфейсов всех устройств ПК. Контроллеры, кроме того, осуществляют непосредственное управление устройствами по запросам МП. Контроллеры и адаптеры периферийных устройств, либо сами эти устройства выполняются в виде плат расширения и подключаются к шине с помощью разъемов расширения (слот расширения)
Видеосистема компьютера: состав видеосистемы, определение видеоадаптера; виды мониторов и принципы их работы
Видеосистема компьютера состоит из трех компонент:
· монитор (называемый также дисплеем);
· видеоадаптер;
· программное обеспечение (драйверы видеосистемы).
Видеоадаптер – это электронная плата, которая обрабатывает видеоданные (текст и графику) и управляет работой дисплея. Содержит видеопамять, регистры ввода вывода и модуль BIOS. Посылает в монитор сигналы управления яркостью лучей и сигналы развертки изображения.
С увеличением числа приложений, использующих сложную графику и видео, наряду с традиционными видеоадаптерами широко используются разнообразные устройства компьютерной обработки видеосигналов:
Видеоадаптер посылает в монитор сигналы управления яркостью лучей и синхросигналы строчной и кадровой развёрток. Монитор преобразует эти сигналы в зрительные образы. А программные средства обрабатывают видеоизображения — выполняют кодирование и декодирование сигналов, координатные преобразования, сжатие изображений и др.
Монитор – устройство визуального отображения информации (в виде текста, таблиц, рисунков, чертежей и др.).
Виды мониторов:
ЭЛТ-мониторы;
жидкокристаллические мониторы;
сенсорные экраны.
1. Основной элемент ЭЛТ-монитора — электронно-лучевая трубка. Её передняя, обращенная к зрителю часть с внутренней стороны покрыта люминофором — специальным веществом, способным излучать свет при попадании на него быстрых электронов. Люминофор наносится в виде наборов точек трёх основных цветов — красного, зелёного и синего. Эти цвета называют основными, потому что их сочетаниями (в различных пропорциях) можно представить любой цвет спектра. Наборы точек люминофора располагаются по треугольным триадам. Триада образует пиксел – точку, из которых формируется изображение (англ. pixel — picture element, элемент картинки).
2. ЭЛТ-мониторы сегодня вытеснены ЖК-мониторами. Жидкие кристаллы – это особое состояние некоторых органических веществ, в котором они обладают текучестью и свойством образовывать пространственные структуры, подобные кристаллическим. Жидкие кристаллы могут изменять свою структуру и светооптические свойства под действием электрического напряжения. Меняя с помощью электрического поля ориентацию групп кристаллов и используя введённые в жидкокристаллический раствор вещества, способные излучать свет под воздействием электрического поля, можно создать высококачественные изображения, передающие более 15 миллионов цветовых оттенков. По компактности такие мониторы не знают себе равных. Они занимают в 2 — 3 раза меньше места, чем мониторы с ЭЛТ и во столько же раз легче; потребляют гораздо меньше электроэнергии и не излучают электромагнитных волн, воздействующих на здоровье людей.
3) Сенсорный экран (от англ. touch screen) – координатное устройство, позволяющее путем прикосновения (пальцем, стилусом и т.п.) к области экрана монитора производить выбор необходимого элемента данных, меню или осуществлять ввод данных в какое-либо ЭВМ. Сенсорные экраны наиболее пригодны для организации гибкого интерфейса в карманных, планшетных компьютерах, устройствах для чтения электронных книг, различных терминалах и т. д.
Наиболее распространенные типы сенсорных экранов:
резистивные;
емкостные;
проекционно-ёмкостные.
Виды периферийных устройств персональных компьютеров и их назначение. Классификация принтеров и их общая характеристика.
Переферийные устройства ПК предназначены для ввода-вывода информации и делятся на:
устройства ввода информации: мышь, клавиатура, сканер, веб-камера и т.д.;
устройства вывода информации: принтер, плоттер, монитор, колонки и т.д.
Принтер – печатающее устройство, осуществляющее вывод из компьютера закодированной информации в виде печатных копий текста или графики. Основных видов принтеров по принципу действия три: матричные, лазерные и струйные.
Матричные принтеры используют комбинации маленьких штырьков, которые бьют по красящей ленте, благодаря чему на бумаге остаётся отпечаток символа. Каждый символ, печатаемый на принтере, состоит из набора 9, 18 или 24 игл, сформированных в виде вертикальной колонки. Недостатками этих недорогих принтеров являются их шумная работа и невысокое качество печати.
Лазерные принтеры работают примерно так же, как ксероксы. Компьютер формирует в своей памяти "образ" страницы текста и передает его принтеру. Информация о странице проецируется с помощью лазерного луча на вращающийся барабан со светочувствительным покрытием, меняющим электрические свойства в зависимости от освещённости. После засветки на барабан, находящийся под электрическим напряжением, наносится красящий порошок — тонер, частицы которого налипают на засвеченные участки поверхности барабана. Принтер с помощью специального горячего валика протягивает бумагу под барабаном; тонер переносится на бумагу и "вплавляется" в неё, оставляя стойкое высококачественное изображение. Цветные лазерные принтеры пока очень дороги.
Струйные принтеры генерируют символы в виде последовательности чернильных точек. Печатающая головка принтера имеет крошечные сопла, через которые на страницу выбрызгиваются быстросохнущие чернила. Эти принтеры требовательны к качеству бумаги. Цветные струйные принтеры создают цвета, комбинируя чернила четырех основных цветов — ярко-голубого, пурпурного, желтого и черного.
Плоттер (графопостроитель) – это специальный широкоформатный принтер, снабженный дополнительными функциями (например, фигурная резка), и позволяющий производить печать на различных материалах (пленка, винил, бумага, ткань и т.п.). В своей работе плоттер использует различные виды расходных материалов и несколько способов печати. Принцип работы плоттера аналогичен работе принтеров.
Сканер – устройство для ввода в компьютер графических изображений. Создает оцифрованное изображение документа и помещает его в память компьютера. Сканеры переносят информацию с бумажных документов в память компьютера. Существуют ручные сканеры, которые прокатывают по поверхности документа рукой, и планшетные сканеры, по внешнему виду напоминающие копировальные машины. Если при помощи сканера вводится текст, компьютер воспринимает его как картинку, а не как последовательность символов. Для преобразования такого графического текста в обычный символьный формат используют программы оптического распознавания образов.
11Определение программы и программного обеспечения (ПО). Общая классификация ПО и характеристика составляющих.
ПО – это совокупность программ и документации, необходимые для эксплуатации ЭВМ.
Программа – это упорядоченная последовательность команд.
Классификация ПО:
Базовое ПО
Системное ПО
Прикладное ПО
Инструментарий технологий программирования
Базовое ПО – это самый низкий уровень ПО. Отвечает за взаимодействие с базовыми программными средствами и входит в состав базового оборудования. Представляют собой микросхемы ПЗУ. К базовому ПО относится базовая система ввода/вывода – BIOS – набор программ, в функции которых входит начальное тестирование оборудования и обеспечение взаимодействия компонентов компьютера.
Системное ПО – это совокупность программ и программных комплексов, предназначенных для обеспечения работы ПК и сетей компьютеров. СПО предназначено для:
Создания операционной среды функционирования других программ
Обеспечение надежной и эффективной работы компьютера и вычислительной сети
Проведение диагностики и профилактики аппаратуры компьютера и компьютерных сетей
Выполнение вспомогательных технологических процессов (копирование, архивация, восстановление…)
К системному ПО относятся:
Операционные системы
Оболочки операционных систем (Windows Commander, far менеджер, TC, Norden Commander…)
Сервисные программы (приложения, утилиты), (архиваторы, дефрагмертатор, scan диск, антивирусы, win-rar, 7-zip….)
Сетевые операционные системы (позволяют работать в сети)
Прикладное ПО (пакеты прикладных программ) – комплекс взаимосвязанных программ для решения задач определенного класса конкретной предметной области.
В данный класс входят: программные продукты, выполняющие обработку различных видов данных (текстовые процессоры, графические редакторы, электронные таблицы, различные музыкальные редакторы, электронные таблицы, математические пакеты (Matcard, Matlab)); системы автоматизированного проектирования (компас).
Инструментарий технологий программирования – совокупность программ и программных комплексов, которые обеспечивают технологию разработки, отладки и внедрения программных продуктов.
ИТП делится на:
Средства для создания приложений, включающие:
Локальные средства, для выполнения отдельных функций по созданию программ
Интегрированные среды разработчиков программ, обеспечивающие выполнение комплекса взаимосвязанных работ по созданию программ
Case-технологии – система создания программ на компьютере, автоматизирующая процесс их разработки
12Файловая система: определение, основные элементы. Определения сектора, кластера, каталога, файла. Таблицы размещения файлов: назначение и виды.
Файловая система – система, определяющая способ организации, хранения, именования данных на цифровых носителях информации.
Основными элементами файловой системы являются:
Стартовый сектор (загрузочная запись)
Таблица размещения файлов (FAT)
Корневой каталог
Область данных (свободное пространство диска)
Они создаются операционной системой в процессе инициализации диска.
Наименьшей физической единицей хранения данных является сектор. Размер сектора равен 512 байт.
Кластер – наименьшая единица адресации к данным. Размер кластера ,в отличие от размера сектора, не фиксирован, зависит от емкости диска и файловой системы.
Файл – поименованная область диска, на которой хранится логически связанная совокупность данных определенной длины. Имя файла содержит расширения, начинающиеся с «.». Имя файла несет смысловую нагрузку, а расширение указывает на тип и формат хранящихся данных.
Атрибуты файла – дополнительные параметры, определяющие свойства файлов (скрытый, системный, только для чтения, архивный).
Каталог (папка) представляет собой справочник, содержащий сведения о файлах и папках, находящихся в нем. Каталоги низких уровней называются подкаталогами. Верхним уровнем вложенности является корневой каталог диска.
Жесткие диски разбиваются на разделы, которые рассматриваются как автономные виртуальные диски. Каждый раздел инициализируется собственным именем (C: D: …)
Принцип организации файловой системы – табличный. Поверхность жесткого диска рассматривается как 3D матрица, измерениями которой является номер поверхности, цилиндра и сектора. Под цилиндром понимается совокупность всех дорожек принадлежащих различным поверхностям и находящихся на равном удалении от оси вращения.
Существуют различные виды файловых систем, наиболее распространенными являются:
NTFS
FAT-32
13Системное программное обеспечение, его классификация. Операционная система: определение, виды. Основные характеристики ОС семейства Windows
СПО состоит из двух частей:
Минимальный набор программных средств, включает ОС, операционные оболочки и сетевые ОС.
Сервисное ПО – программы, предназначенные для диагностики работоспособности компьютера, обслуживание дисков, программы обслуживания сети, архивации, защита от вирусов и т.д.
ОС – это комплекс программ, предназначенных для управления всеми физическими и логическими ресурсами компьютера, и способных создавать интерфейс между пользователем и компьютером.
Классификация ОС ПК:
Одно- и многозадачные (в зависимости от числа параллельно выполняемых прикладных процессов
Одно- и многопользовательские (в зависимости от числа пользователей одновременно работающих с ОС)
Непереносимые и переносимые на другие типы компьютеров
Не сетевые и сетевые, обеспечивающие работу в локальной вычислительной сети
Основные характеристики ОС семейства Windows:
Многозадачность - способность параллельно выполнять несколько программ. Многозадачность может быть:
Кооперативной (распределением процессорного времени занимается программа)
Вытесняющей (распределением процессорного времени между программами занимается ОС)
Многопоточность , означает, что работающие программы могут разделится на несколько частей, самостоятельно претендующих на процессорное время
Графический пользовательский интерфейс
Подключение новых периферийных устройств по технологии plug and play, т.е. включай и работай. Система самостоятельно создает и изменяет файлы конфигурации, распознает конкретное техническое устройство, производит его автонастройку.
Виртуальная память – расширение одного адресного пространства программы (задачи), полученное за счет использования части внешней памяти. Если оперативной памяти не хватает для обеспечения работы текущего приложения, то приложение или его часть, которые не используются процессором в данный момент, выгружаются (вытесняются) из ОП на диск. На их место в ОП загружается (подкачивается) необходимый активный фрагмент приложения или другое активное приложение.
Файл подкачки – файл HDD, используемый для организации виртуальной памяти.
14.Классификация ППО и краткая характеристика составляющих
ППО делится на:
Программные средства общего назначения
Программные средства специального назначения
Программные средства профессионального назначения
Программные средства общего назначения делятся на:
Текстовые процессоры (редакторы) - программы для работы с текстом, позволяющие компоновать, форматировать, редактировать.
Настольные издательские системы – программы профессиональной издательской деятельности, осуществляют электронную верстку документов.
Графические системы – пакеты, предназначенные для создания и/или редактирования графической информации.
Пакеты демонстрационной графики – конструкторы графических образов деловой информации, призванные к наглядной и динамической форме представлять результаты некоторого аналитического исследования (Power Point)
Системы управления базами данных (СУБД) – автоматизируют процедуры создания, хранения и извлечения электронных данных (Access, dBase, FoxPro, Oracle)
К программным средствам специального назначения относятся:
Авторские системы - интегрирование среды с интерфейсной оболочкой, которую пользователь может наполнять информационным содержимым своей предметной области
Экспертные системы – решают задачи с неопределенностью и неполными исходными данными, требующие для своего решения экспертных знаний
Гипертекстовые системы – системы, в которых организация текстового материала основана в форме указаний возможных переходов(ссылок), связей между отдельными его фрагментами
Мультимедиа - взаимодействие видео и аудиоэффектов под управлением интерактивного ПО
Организаторы работ (органайзеры) – это программы, автоматизирующие процедуры планирования использования различных ресурсов (времени, денег, материалов) как отдельного человека, так и всей фирмы
К программным средствам профессионального назначения относятся:
Системы автоматизации рабочего места (АРМ) – программно-технические комплексы обеспечения рабочего места оператора, диспетчера, технолога…
Автоматизированные системы научных исследований (АСНИ) – система «привязанная» к определенной области науки, ориентируется на достаточно узкую предметную область, но с глубоким изучением.
Система автоматизированного проектирования (САПР) – пакеты программ, предназначенные для автоматизации проектно-конструкторских работ в машиностроении, строительстве, автомобилестроении… (компас, archicard)
Автоматизированные системы управления (АСУ) – комплекс технических и программных средств, обеспечивающий управление объектом в производственной, научной или общественной среде.
15.Языки программирования: определения языка программирования, алфавита, синтаксиса и семантики языка; классификация и общая характеристика языков программирования высокого уровня
ЯП – это искусственный язык, специально созданный для общения человека с компьютером.
Каждый ЯП имеет свой алфавит, словарный запас, грамматику и синтаксис, а также семантику.
Алфавит – это фиксированный для данного языка набор основных символов, допускаемых для составления текста программ на этом языке.
Синтаксис – система правил, определяющих допустимые конструкции ЯП и символов алфавита.
Семантика – система правил однозначного толкования отдельных языковых конструкций производящих процесс обработки данных.
ЯП делится на языки высокого уровня и низкого уровня.
ЯП низкого уровня – это машиноориентированные языки, позволяющие создавать программы из машинных кодов (ассемблер)
ЯП имитирующие естественный язык, обладающие укрупненными командами, ориентированные на решение прикладных задач, называются ЯП высого уровня.
Классификация ЯП высокого уровня:
Процедурные языки – программа состоит из последовательности операторов, задающие процедуру и решение задачи (Fortran, Basic, C, Паскаль)
Объектные ЯП – программа рассматривается как набор объектов, содержащих в себе наборы структур данных и процедур взаимодействующих с другими объектами (Visual Basic, C++, Delphi)
Логические ЯП – логическое программирование основано на теории и аппарате математической логики. Программа представляет собой абстрактное описание модели решаемой задачи в виде логических аксиом (пролог)
Функциональные ЯП – функциональное программирование использует математическое понятие функции для выражения действия. Программа строится в виде системы функций (LISP)
Для ЯВУ характерно:
Алфавит языка значительно шире машинного, повышается наглядность и понятность текста
Используется аппарат переменных и действий над ними
Поддерживается широкий набор типов данных
Конструкции команд(операторов) задаются в удобном для пользователя виде, и отражают содержательные виды обработки данных
16 Этапы решения задач на эвм и их характеристика
На ЭВМ могут решаться задачи различного характера, например: научно-инженерные разработки системного программного обеспечения; обучения; управления производственными процессами и т. д. В процессе подготовки и решения на ЭВМ научно-инженерных задач можно выделить следующие этапы: постановка задачи; математическое описание задачи; выбор и обоснование метода решения; алгоритмизация вычислительного процесса; составление программы; отладка программы; решение задачи на ЭВМ и анализ результатов. В задачах другого класса некоторые этапы могут отсутствовать, например, в задачах системного программного обеспечения отсутствует математическое описание. Перечисленные этапы связаны друг с другом. Например, анализ результатов может показать необходимость внесения изменений в программу, алгоритм или даже в постановку задачи. Для уменьшения числа подобных изменений необходимо на каждом этапе по возможности учитывать требования, предъявляемые последующими этапами. В некоторых случаях связь между различными этапами, например, между постановкой задачи и выбором метода ее решения, между составлением алгоритма и программированием, может быть настолько тесной, что разделение их становится затруднительным. Постановка задачи. На данном этапе формулируется цель решения задачи и подробно описывается ее содержание. Анализируются характер и сущность всех величин, используемых в задаче, и определяются условия, при которых она решается. Корректность постановки задачи является важным моментом, так как от нее в значительной степени зависят другие этапы. Математическое описание задачи. Настоящий этап характеризуется математической формализацией задачи, при которой существующие соотношения между величиной, определяющими результат, выражаются посредством математических формул. Так формируется математическая модель явления с определенной точностью, допущениями и ограничениями. Математическая модель должна удовлетворять по крайней мере двум требованиям: реалистичности и реализуемости. Под реалистичностью понимается правильное отражение моделью наиболее существенных черт исследуемого явления. Реализуемость достигается разумной абстракцией, отвлечением от второстепенных деталей, чтобы свести задачу к проблеме с известным решением. Условием реализуемости является возможность практического выполнения необходимых вычислений за отведенное время при доступных затратах требуемых ресурсов. Выбор и обоснование метода решения. Модель решения задачи с учетом ее особенностей должна быть доведена до решения при помощи конкретных методов решения. Само по себе математическое описание задачи в большинстве случаев трудно перевести на язык машины. Выбор и использование метода решения задач позволяет привести решение задачи к конкретным машинным операциям. При обосновании выбора метода необходимо учитывать различные факторы и условия, в том числе точность вычислений, время решения задачи на ЭВМ, требуемый объем памяти и другие. Одну и ту же задачу можно решить различными методами, при этом в рамках каждого метода можно составить различные алгоритмы. Алгоритмизация вычислительного процесса. На данном этапе составляется алгоритм решения задачи согласно действиям, задаваемым выбранным методом решения. Процесс обработки данных разбивается на отдельные относительно самостоятельные блоки, и устанавливается последовательность выполнения блоков. Разрабатывается блок-схема алгоритма. Составление программы. При составлении программы алгоритм решения задачи переводится на конкретный язык программирования. Для программирования обычно используются языки высокого уровня, поэтому составленная программа требует перевода ее на машинный язык ЭВМ. После такого перевода выполняется уже соответствующая машинная программа. Отладка программы. Отладка заключается в поиске и устранении синтаксических и логических ошибок в программе. В ходе синтаксического контроля программы транслятором выявляются конструкции и сочетания символов, недопустимые с точки зрения правил их построения или написания, принятых в данном языке. Сообщения об ошибках выдаются программисту, при этом вид и форма выдачи подобных сообщении зависит от вида языка и версии используемого транслятора. После устранения синтаксических ошибок проверяется логика работы программы в процессе ее выполнения с конкретными исходными данными. Для этого используются специальные методы, например, в программе выбираются контрольные точки, для которых вручную рассчитываются промежуточные результаты. Эти результаты сверяются со значениями, получаемыми ЭВМ в данных точках при выполнении отлаживаемой программы. Кроме того, для поиска ошибок могут быть использованы отладчики, выполняющие специальные действия на этапе отладки, например, удаление, замена или вставка отдельных операторов или целых фрагментов программы, вывод или изменение значений заданных переменных. Решение задачи на ЭВМ и анализ результатов. После отладки программы ее можно использовать для решения прикладной задачи. При этом обычно выполняется многократное решение задачи на ЭВМ для различных наборов исходных данных. Получаемые результаты интерпретируются и анализируются специалистом или пользователем, поставившим задачу. Разработанная программа длительного использования устанавливается на ЭВМ, как правило, в виде готовой к выполнению машинной программы. К программе прилагается документация, включая инструкцию для пользователя. Чаще всего при установке программы на диск для ее последующего использования помимо файлов с исполняемым кодом устанавливаются различные вспомогательные программы (утилиты, справочники, настройщики и т.д.), а также необходимые для работы программы разного рода файлы с текстовой, графической, звуковой и другой информацией.