
- •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
9.3. Правила и требования, предъявляемые к построению алгоритма
Первое правило - при построении алгоритма, прежде всего необходимо задать множество объектов, с которыми будет работать алгоритм. Формализованное (закодированное) представление этих объектов носит название данных. Алгоритм приступает к работе с некоторым набором данных, которые называются входными, и в результате своей работы выдает данные, которые называются выходными. Таким образом, алгоритм преобразует входные данные в выходные.
Это правило позволяет сразу отделить алгоритмы от "методов" и "способов". Пока мы не имеем формализованных входных данных, мы не можем построить алгоритм.
Второе правило - для работы алгоритма требуется память. В памяти размещаются входные данные, с которыми алгоритм начинает работать, промежуточные данные и выходные данные, которые являются результатом работы алгоритма. Память является дискретной, т.е. состоящей из отдельных ячеек. Поименованная ячейка памяти носит название переменной. В теории алгоритмов размеры памяти не ограничиваются, т. е. считается, что мы можем предоставить алгоритму любой необходимый для работы объем памяти.
Практическая работа с алгоритмами (программирование) начинается именно с реализации этих правил. В языках программирования распределение памяти осуществляется декларативными операторами (операторами описания переменных).
Третье правило - дискретность. Алгоритм строится из отдельных шагов (действий, операций, команд). Множество шагов, из которых составлен алгоритм, конечно.
Четвертое правило - детерминированность. После каждого шага необходимо указывать, какой шаг выполняется следующим, либо давать команду остановки.
Пятое правило - сходимость (результативность). Алгоритм должен завершать работу после конечного числа шагов. При этом необходимо указать, что считать результатом работы алгоритма.
Итак, алгоритм - неопределяемое понятие теории алгоритмов. Алгоритм каждому определенному набору входных данных ставит в соответствие некоторый набор выходных данных, т. е. вычисляет (реализует) функцию. При рассмотрении конкретных вопросов в теории алгоритмов всегда имеется в виду какая-то конкретная модель алгоритма.
9.4. Типы алгоритмических процессов
Типы алгоритмических процессов. Алгоритм применительно к вычислительной машине - точное предписание, т.е. набор операций и правил их чередования, при помощи которого, начиная с некоторых исходных данных, можно решить любую задачу фиксированного типа.
Виды алгоритмов как логико-математических средств отражают указанные компоненты человеческой деятельности и тенденции, а сами алгоритмы в зависимости от цели, начальных условий задачи, путей ее решения, определения действий исполнителя подразделяются следующим образом:
Механические алгоритмы, или иначе детерминированные, жесткие (например, алгоритм работы машины, двигателя и т.п.).
Гибкие алгоритмы, например стохастические, т.е. вероятностные и эвристические.
Механический алгоритм задает определенные действия, обозначая их в единственной и достоверной последовательности, обеспечивая тем самым однозначный требуемый или искомый результат, если выполняются те условия процесса, задачи, для которых разработан алгоритм.
Вероятностный (стохастический) алгоритм дает программу решения задачи несколькими путями или способами, приводящими к вероятному достижению результата.
Эвристический алгоритм (от греческого слова "эврика") - это такой алгоритм, в котором достижение конечного результата программы действий однозначно не предопределено, так же как не обозначена вся последовательность действий, не выявлены все действия исполнителя. К эвристическим алгоритмам относят, например, инструкции и предписания. В этих алгоритмах используются универсальные логические процедуры и способы принятия решений, основанные на аналогиях, ассоциациях и прошлом опыте решения схожих задач.
Линейный алгоритм - набор команд (указаний), выполняемых последовательно во времени друг за другом (Рисунок 9 .54).
Рисунок 9.54 – Схема линейного алгоритма
Разветвляющийся алгоритм - алгоритм, содержащий хотя бы одно условие, в результате проверки которого ЭВМ обеспечивает переход на один из двух возможных шагов (Рисунок 9 .55 – Схема разветвляющегося алгоритма).
Рисунок 9.55 – Схема разветвляющегося алгоритма
Циклический алгоритм – алгоритм, предусматривающий многократное повторение одного и того же действия (одних и тех же операций) над новыми исходными данными. К циклическим алгоритмам сводится большинство методов вычислений, перебора вариантов.
Цикл программы - последовательность команд (серия, тело цикла), которая может выполняться многократно (для новых исходных данных) до удовлетворения некоторого условия.
Вспомогательный (подчиненный) алгоритм (процедура) - алгоритм, ранее разработанный и целиком используемый при алгоритмизации конкретной задачи. В некоторых случаях при наличии одинаковых последовательностей указаний (команд) для различных данных с целью сокращения записи также выделяют вспомогательный алгоритм.
Выбор. В некоторых алгоритмах необходимо выбрать одно значение из нескольких. Такой алгоритм реализуется с помощью следующей блок-схемы (Рисунок 9 .56).
Рисунок 9.56 – Выбор
Оператор Sn1 может быть опущен.В программировании в том же смысле, что и термин “ключ”, используется термин “селектор”.
Вложенные циклы. Схему вложенного цикла можно представить в виде (Рисунок 9 .57).
Рисунок 9.57 – Схема вложенного цикла