Информатика

Конспект лекций, семестр 1

Сергей Литвиненко

nelearin@gmail.com

Преподаватель: Смирнов Сергей Сергеевич

Кафедра: Общей информатики

Заведующий кафедры: Карпов Дмитрий Анатольевич

Недоработки

Оглавление

Информация 1

О термине 1

Свойства информации 2

Признаки перехода к информационному обществу 2

Системы счисления 3

Позиционные системы счисления 3

Перевод чисел из системы с основанием N в систему с основанием M, где M=NK, и наоборот 4

Позиционные смешанные системы счисления 4

Коды представления чисел 4

Прямой код 4

Обратный код 4

Дополнительный код 5

Модифицированные коды 5

Код со смещением 5

Разрядная сетка 5

Формы представления чисел 6

Разрядная сетка 6

Форма с фиксированной точкой 6

Форма с плавающей точкой 7

Стандарт IEEE 754 7

Алгоритм получения числа с плавающей точкой 8

Алгоритм восстановления десятичного числа 9

Характеристики некоторых форматов стандарта 9

Категории отображаемых значений 9

Логические основы вычислительной техники 10

Способы задания логических функций 10

Однозначность взаимопреобразований 12

Логические функции от одной переменной 12

Множество логических функций от двух переменных 12

Совершенные конъюнктивная и дизъюнктивная нормальные формы 13

Логические законы и правила 14

Минимизация логических функций 16

Метод эквивалентных логических преобразований 16

Диаграмма Вейча (карта Карно) 16

Дешифраторы 22

Таблица истинности 22

Функциональная схема 22

Условное графическое обозначение 22

Традиционное применение 23

Реализация логической функции 4 переменных 23

Мультиплексоры 23

Идея работы 23

Таблица истинности мультиплексора 4-1 23

Функциональная схема 24

Условное графическое обозначение 24

Традиционное применение 24

Реализация логической функции 4 переменных 24

Демультиплексоры 25

Таблица истинности 25

Функциональная схема 25

Условное графическое обозначение 25

Традиционное применение 25

Шифраторы 25

Таблица истинности 26

Комбинационная схема 26

Условное графическое обозначение 26

Традиционное использование 26

Преобразователь кодов 26

Триггеры 27

Классификация 28

Асинхронный RS-триггер на элементах ИЛИ-НЕ 29

Асинхронный RS-триггер на элементах И-НЕ 29

Синхронный статический RS-триггер 30

Синхронный двухступенчатый статический RS-триггер с асинхронными входами 30

D-триггер 30

T-триггер 31

Счетчики 31

Классификация 32

Четырехразрядный суммирующий двоичный счетчик на T-триггерах с последовательным переносом 32

Синтез счетчиков 32

Регистры 34

Четырехразрядный параллельный регистр на D-триггерах 35

Сдвиговый регистр 35

Регистр с последовательным приемом и выдачей, реализующий сдвиг вправо 37

Регистр с последовательным приемом и выдачей, реализующий сдвиг влево 37

Регистр с последовательным приемом, параллельно-последовательной выдачей, реализующий сдвиг вправо 37

Регистр с последовательным приемом, последовательной выдачей, с выбором направления счета 38

Регистр с параллельно-последовательным приемом и выдачей, реализующий сдвиг вправо 38

Универсальный сдвиговый регистр (на примере одного разряда) 38

Задача: разработать простой кодовый замок для комбинации из 4 десятичных цифр 39

Сумматоры 39

Четвертьсумматор 39

Полусумматор 40

Полный одноразрядный двоичный сумматор 40

Многоразрядный сумматор параллельного действия с последовательным переносом 40

Сумматор последовательного действия 41

Резюме 41

Лекция №1-2

Информация о термине

• Рональд Фишер, 1921 год: набор статистических данных;

• Ральф Хартли, 1928 год: математическая переменная;

• Клод Шеннон – передача сигнала для устранения неопределенности;

• Норберт Виннер, 1948 год: обозначение содержания, полученного нами из внешнего мира в процессе приспосабливания к нему. «Информация – это информация, а не материя или энергия»;

• Виктор Михайлович Глушков: совокупность сведений, которые циркулируют в природе и обществе;

• Борис Коллендер: определенное разнообразие.

Федеральный закон №149:

1. Информация – сведения (сообщения, данные) независимо от формы их представления;

2. Информационные технологии – процессы, методы поиска, сбора, хранения, обработки, распространения информации и способы осуществления таких процессов и методов;

3. Информационная система – совокупность содержащейся в базах данных информации и обеспечивающих ее обработку информационных технологий и технических средств;

4. Информационно-телекоммуникационная сеть – технологическая система, предназначенная для передачи по линиям связи информации.

Информация – это новые сведения о чем-либо, полученные при помощи некоторого метода интерпретации данных, считанных с материального носителя.

Данные – это сигналы, зафиксированные на материальном носителе, искусственным или естественным образом.

Сигнал – это событие, повлекшее изменение некоторой физической величины.

Метод интерпретации накладывает определенную структуру на данные и предписывает определенные действия для извлечения полезных сведений из данных. Без метода интерпретации невозможно получить сведения из данных. Если же методов несколько, то возможно получение различных сведений из одних данных.

Свойства информации

• Объективность информации. Информация объективна, если она не зависит ни от методов ее фиксации, чьего-либо мнения.

• Точность информации определяется степенью ее близости к реальному состоянию объекта, процесса, явления и т.п.

• Достоверность информации. Информация достоверна, если она отражает истинное положение дел. Объективная информация всегда достоверна, но достоверная информация может быть как объективной, так и субъективной.

• Полнота информации. Если информации достаточно для понимания и принятия решения, информация полная.

• Актуальность информации – ее важность в настоящее время

• Полезность информации – ее нужность.

• Синтаксическая адекватность. (вписать с фотки)

• Связанность. Информация не бывает изолированной от материальных объектов, а всегда характеризуется связанностью со своим носителем.

• Осмысленность. Смысл информации сохраняется независимо от формы ее представления.

• Неисчерпаемость. Информация не подвержена физическому старению, обладает возможностью неограниченного тиражирования и накопления.

Информатика (обобщенно) (первая концепция) – междисциплинарное научное направление, изучающее вопросы производства, хранения, накопления, передачи, обработки и использования информации.

Информатика (вторая концепция) – это методология работы с информацией, определяющая информационную культуру личности человека.