
- •Содержание
- •1.Понятие информатики
- •1.1. История развития информатики
- •1.2. Мировоззренческие экономические и правовые аспекты информационных технологий
- •2.Понятие информации и ее измерение
- •2.1. Меры информации
- •2.2. Единицы измерения информации и примеры
- •2.2.1Синтаксическая мера информации
- •2.2.2Семантическая мера информации
- •2.2.3Прагматическая мера информации
- •2.2.4Алгоритмическая мера информации
- •2.3. Количество и качество информации
- •2.4. Единицы измерения информации
- •2.5. Информация и энтропия
- •2.5.1Сообщения и сигналы
- •2.5.2Схема передачи информации
- •2.5.3Энтропия
- •2.5.4Избыточность
- •2.5.5Сенсация
- •3.Понятие информационной технологии
- •3.1. Новая информационная технология
- •3.2. Инструментарий информационной технологии
- •3.3. Составляющие информационной технологии
- •3.4. Развитие информационных технологий
- •3.4.1Нулевое поколение ит
- •3.4.2Первое поколение ит
- •3.4.3Второе поколение ит
- •3.4.4Третье поколение ит
- •3.4.5Четвертое поколение ит
- •3.4.6Пятое поколение ит
- •3.5. Базовая информационная технология
- •3.6. Предметная информационная технология
- •3.7. Обеспечивающая информационная технология
- •3.8. Функциональная информационная технология
- •3.9. Виды пользовательского интерфейса информационных технологий
- •3.10. Свойства информационных технологий
- •4.Сообщения и сигналы
- •4.1. Кодирование и квантование сигналов
- •4.2. Виды и характеристики носителей и сигналов
- •4.2.1Характеристики сигналов, передаваемых по каналу
- •4.2.2Модуляция сигналов
- •4.2.3Виды и характеристики носителей
- •4.2.4Спектры сигналов
- •4.2.5Периодические сигналы
- •4.2.5.1Тригонометрическая форма
- •4.2.5.2Комплексная форма
- •4.2.5.3Определение погрешности
- •4.2.5.4Спектр
- •4.2.6Непериодические сигналы
- •5.Модуляция и кодирование
- •5.1. Коды: прямой, обратный, дополнительный, модифицированный
- •5.1.1Прямой код числа
- •5.1.2Обратный код числа
- •5.1.3Дополнительный код числа
- •5.1.4Модифицированный код числа
- •5.2. Систематические коды
- •5.3. Контроль по четности, нечетности, по Хеммингу
- •5.3.1Кодирование по методу четности-нечетности
- •5.3.2Коды Хэмминга
- •5.4. Сетевые технологии обработки данных
- •5.4.1Распределенная обработка данных
- •5.4.2Обобщенная структура компьютерной сети
- •5.4.3Классификация вычислительных сетей
- •5.5. Каналы передачи данных и их характеристики
- •5.5.1Обобщенные характеристики сигналов и каналов
- •5.5.2Характеристики канала передачи информации без помех
- •5.5.3Характеристики каналов передачи информации с помехами
- •5.6. Методы повышения помехоустойчивости передачи и приема
- •5.7. Современные технические средства обмена данных и каналообразующей аппаратуры
- •6.Представление информации в цифровых автоматах (ца).
- •6.1. Информационные основы контроля работы цифровых автоматов
- •6.2. Основные принципы помехоустойчивого кодирования
- •6.3. Помехоустойчивость кода
- •6.4. Методы помехоустойчивого кодирования
- •6.4.1Метод контроля четности
- •6.4.2Метод контрольных сумм
- •6.4.3Коды Хэмминга
- •6.4.4Контроль по модулю
- •6.4.5Числовой метод контроля
- •6.4.6Цифровой метод контроля
- •6.4.7Выбор модуля для контроля
- •6.5. Контроль логических операций
- •6.5.1Операции сдвига
- •6.5.2Операция сложения по модулю 2
- •6.5.3Операция логического умножения.
- •6.6. Контроль арифметических операций
- •6.7. Арифметические коды
- •7.1. Основные понятия относящиеся к преобразователям
- •7.2. Уровни цифровой логики
- •7.3. Управляющий выходной сигнал – выходной сигнал «состояние»
- •7.4. Управляющий выходной сигнал строб-импульс
- •7.5. Аналоговые сигналы
- •7.6. Цифроаналоговые преобразователи
- •7.6.1Цифроаналоговое преобразование
- •7.6.2Основные типы цап
- •7.6.2.1Цап со взвешенными резисторами
- •7.6.2.2Цап с цепочкой резисторов типа r—2r
- •7.6.3 Другие типы цап
- •7.7. Аналоговые преобразователи
- •7.7.1 Аналогоцифровое преобразование
- •7.7.2 Основные типы ацп
- •7.7.2.1Двухтактные интегрирующие ацп
- •7.7.2.2Ацп последовательного приближения
- •7.7.3 Другие типы ацп
- •7.7.3.1Преобразователи напряжения в частоту
- •7.7.3.2Параллельные ацп
- •7.8. Факторы применения
- •7.8.1 Характеристики цап
- •7.8.2 Характеристики ацп
- •7.9. Совместимость с системой
- •7.10. Совместимость преобразователей (взаимозаменяемость)
- •8.Позиционные системы счисления
- •8.1. Методы перевода чисел.
- •8.2. Форматы представления чисел с плавающей запятой.
- •8.3. Двоичная арифметика.
- •9.Понятие и свойства алгоритма
- •9.1. Определение алгоритма
- •9.2. Свойства алгоритма
- •9.3. Правила и требования, предъявляемые к построению алгоритма
- •9.4. Типы алгоритмических процессов
- •9.5. Принцип программного управления
- •9.5.1Принципы Джона фон Неймана
- •9.5.2Функциональная и структурная организация компьютера
- •9.6. Выполнение арифметических операций с числами с фиксированной и плавающей запятой
- •9.6.1Коды: прямой, обратный, дополнительный,
- •9.6.2Операция сложения
- •9.6.3Операция умножения
- •9.6.4Операция деления
- •10.Файлы данных
- •10.1. Файловые структуры
- •10.2. Носители информации и технические средства для хранения данных
- •10.3. Организация данных на устройствах с прямым и последовательным доступом
- •11. Вычислительная техника
- •11.1. Древнейшие счетные инструменты
- •11.2. Развитие абака
- •11.3. Логарифмы
- •11.4. Суммирующая машина Блеза Паскаля
- •11.5. Чарльз Бэббидж и его изобретение
- •11.6. Табулятор Холлерита
- •11.7. Машина ц3
- •11.8. Марк I
- •11.9. Эниак
- •11.10. Эдсак
- •11.11. Мэсм
- •11.12. Машина электронная вычислительная общего назначения бэсм-6
- •11.14. Альтаир 8800
- •11.15. Компьютеры Apple
- •12.Основы языка Object Pascal/Delphi
- •12.1. Описание структуры проекта
- •12.2. Описание структуры модуля
- •12.3. Описание элементов программ
- •12.3.1 Элементы языка программирования-алфавит
- •12.3.2 Элементы языка программирования-идентификаторы,константы, выражения
- •13.Выражения на Object Pascal
- •13.1. Целая и вещественная арифметика
- •13.2. Приоритет операций
- •13.3. Встроенные функции. Построение сложных выражений
- •14.Типы данных
- •14.1. Встроенные типы данных. Целые типы. Представление знака числа. Арифметическое переполнение
- •14.1.1Встроенные типы данных
- •14.1.2Целые типы
- •14.1.3Представление знака числа
- •14.1.4Арифметическое переполнение
- •14.2. Вещественные типы. Сопроцессор
- •14.3. Текстовые типы
- •14.4. Логический тип
- •14.5. Оператор присваивания. Совместимость типов по присваиванию
- •15.Ввод-вывод данных
- •15.1. Устройства вывода
- •15.2. Объекты, обеспечивающие вывод данных на экран
- •15.2.1Перечень компонентов ввода и отображения текстовой информации
- •15.2.2Отображение текста в надписях компонентов Label, StaticText и Panel
- •15.2.3Окна редактирования Edit и MaskEdit
- •15.2.4Многострочные окна редактирования Memo и RichEdit
- •15.2.5Группа радиокнопок – компонент RadioGroup
- •15.2.6Ввод и отображение целых чисел — компоненты UpDown и SpinEdit
- •15.2.7Компоненты выбора из списков — ListBox, CheckBox, CheckListBox и ComboBox
- •15.2.8 Таблица строк — компонент StringGrid
- •15.2.9Функция InputBox
- •15.2.10Процедура ShowMessage
- •15.3. Вывод в текстовый файл
- •15.3.1Объявление файла
- •15.3.2Назначение файла
- •15.3.3Вывод в файл
- •15.3.4Открытие файла для вывода
- •15.3.5Ошибки открытия файла
- •15.3.6Закрытие файла
- •15.4. Устройства ввода. Ввод с клавиатуры. Реакция на действия пользователя
- •15.4.1Устройства ввода
- •15.5. Ввод из файла
- •15.5.1Открытие файла
- •15.5.2Чтение данных из файла
- •15.5.3Чтение чисел
- •15.5.4Чтение строк
- •15.5.5Конец файла
- •16.Ветвление
- •16.1. Операции отношения
- •16.2. Логические (булевские) операции
- •16.3. Составной оператор
- •16.4. Оператор ветвления if
- •16.5. Оператор ветвления case
- •Исключительные ситуации
- •17.Циклы
- •17.1. Функции цикла в программе. Циклы с пред- и постусловием
- •17.2. Оператор While. Вечные циклы
- •17.3. Вечные циклы
- •17.4. Оператор repeat. Процедуры inc и dec
- •17.5. Цикл for
- •17.6. Команды break и continue
- •17.7. Вложенные циклы
- •17.8. Примеры задач с циклами
- •18.Массивы
- •18.1. Объявление массива
- •18.2. Операции с массивами
- •18.2.1Вывод массива
- •18.2.2Ввод массива
- •18.2.2.1Использование компонента StringGrid
- •18.2.2.2Использование компонента Memo
- •18.2.3Поиск минимального (максимального) элемента массива
- •18.2.4Поиск в массиве заданного элемента
- •18.2.4.1Алгоритм простого перебора
- •18.3. Ошибки при использовании массивов
- •19.Библиографический список
- •20.Предметный указатель
5.1.4Модифицированный код числа
При сложении чисел, меньших единицы с фиксированной запятой, может получиться результат по абсолютной величине больший единицы, что ведет к искажению результатов вычислений. Переполнение разрядной сетки легко обнаружить, используя модифицированный прямой, модифицированный обратный или модифицированный дополнительный коды. Отличие модифицированных кодов от обычных заключается в том, что на изображение знака числа отводится два разряда. “Плюс” изображается двумя нулями, а ”минус” – двумя единицами.
Например, обратные модифицированные коды чисел А1 = 0,11010 и А2 = -0,11010 запишутся в виде [А1]обр = 00,11010; [А2]обр = 11,00101.
Дополнительные модифицированные коды этих же чисел будут иметь вид [А1]доп = 00,11010; [А2]доп = 11,00110.
5.2. Систематические коды
Как уже указывалось, функции контроля можно осуществить при информационной избыточности. Такая возможность появляется при использовании специальных методов кодирования информации. В самом деле, некоторые методы кодирования информации допускают наличие разрешенных и запрещенных комбинаций. В качестве примера можно привести двоично-десятичные системы представления числовой информации (Д-коды). Появление запрещенных комбинаций для подобного представления свидетельствует об ошибке в результатах решения задачи. Такой метод можно использовать для контроля десятичных операций. Однако он является частным примером и не решает общей задачи.
Задача кодирования информации представляется как некоторое преобразование числовых данных в заданной программе счисления. В частном случае эта операция может быть сведена к группированию символов (представление в виде триад и тетрад) или представлению в виде символов позиционной системы счисления. Так как любая позиционная система счисления не несет в себе избыточности информации, и все кодовые комбинации являются разрешенными, то использовать такие системы для контроля не представляется возможным.
Систематический код – код, содержащий в себе кроме информационных контрольные разряды.
В контрольные разряды записывается некоторая информация об исходном числе. Поэтому можно говорить, что систематический код обладает избыточностью. При этом абсолютная избыточность будет выражаться количеством контрольных разрядов k, а относительная избыточность – отношением k/n, где n=m+k – общее количество разрядов в кодовом слове (m – количество информационных разрядов).
Понятие корректирующей способности кода обычно связывают с возможностью с возможностью обнаружения и исправления ошибки. Количественно корректирующая способность кода определяется вероятностью обнаружения или исправления ошибки. Если имеем n- разрядный код и вероятность искажения одного символа будет P, то вероятность того, что искажены k символов, а остальные n-k символов не искажены, по теореме умножения вероятностей будет
W=Pk(1-P)n-k.
Число кодовых комбинаций, каждая из которых содержит k искаженных элементов, равна числу сочетаний из n по k:
Тогда вероятность искажения
Так как на практике P=10-3÷10-4, наибольший вес в сумме вероятностей имеет вероятность искажения одного символа. Следовательно, основное внимание нужно обратить на обнаружение и исправление одиночной ошибки.
Корректирующая способность кода связана также с понятием кодового расстояния.
Кодовое расстояние d(A,B) кодовых комбинаций А и В определяется как вес такой третьей кодовой комбинации, которая получается сложением исходных комбинаций по модулю 2.
Вес кодовой комбинации V(A) – количество единиц, содержащихся в кодовой комбинации.
Коды можно рассматривать и как некоторые геометрические (пространственные) фигуры. Например, триаду можно представить в виде единичного куба, имеющего координаты вершин, которые отвечают двоичным символам (Рисунок 5 .15) в этом случае кодовое расстояние воспринимается как сумма длин ребер между соответствующими вершинами куба (принято, что длина одного ребра равна 1). Оказывается, что любая позиционная система отличается тем свойством, что минимальное кодовое расстояние равно 1.
В
теории кодирования показано, что
систематический код обладает способностью
обнаружить ошибки только тогда, когда
минимальное кодовое расстояние для
него больше или равно 2t, т.е.
,
где t – кратность обнаруживаемых ошибок,
t=1 (в случае обнаружения одиночных ошибок
t=1). Это означает, что между соседними
кодовыми комбинациями должна существовать
по крайней мере одна кодовая комбинация
(Рисунок 5 .16).
Рисунок 5.15 - Геометрическое представление кодов
Рисунок 5.16 - Кодовые расстояния для позиционной системы
В тех случаях, когда необходимо не только обнаружить ошибку, но и исправить ее (т.е. указать место ошибки), минимальное кодовое расстояние должно быть
.