В какой форме записываются алгоритмы?

На практике наиболее распространены следующие формы представления алгоритмов:

словесная (записи на естественном языке);

графическая (изображения из графических символов);

псевдокоды (полуформализованные описания алгоритмов на условном алгоритмическом языке, включающие в себя как элементы языка программирования, так и фразы естественного языка, общепринятые математические обозначения и др.);

программная (тексты на языках программирования).

Графический способ записи алгоритмов (блок-схема)

Графический способ представления алгоритмов является более компактным и наглядным по сравнению со словесным.

При графическом представлении алгоритм изображается в виде последовательности связанных между собой функциональных блоков, каждый из которых соответствует выполнению одного или нескольких действий.

Такое графическое представление называется схемой алгоритма или блок-схемой .

В блок-схеме каждому типу действий (вводу исходных данных, вычислению значений выражений, проверке условий, управлению повторением действий, окончанию обработки и т.п.) соответствует геометрическая фигура, представленная в виде блочного символа. Блочные символы соединяются линиями переходов, определяющими очередность выполнения действий.

Основные алгоритмические блоки

Начало-Конец (блок начала и конца алгоритма)

Процесс (вычислительное действие или последовательность действий)

Решение (проверка условия)

Ввод-вывод (ввод или вывод в общем виде)

Модификация (начало цикла)

Билет 7

1. Процесс передачи информации, источник и приемник информации, канал передачи информации. Скорость передачи информации.

Передача, хранение и обработка информации представляют собой информационные процессы, протекающие в социальных, биологических и технических системах.

Передача - это процесс распространения информации в пространстве.

Передача информации производится путем посылки сообщений, которые, в свою очередь, передаются сигналами, способными распространяться в различных физических средах. В компьютерной технике сообщения обычно передаются с помощью электрических сигналов. Если есть физическая возможность передать сигнал от источника к приемнику, то говорят, что между ними существует канал связи. Основными характеристиками канала связи являются надежность передачи информации и его пропускная способность, то есть скорость передачи информации по каналу.

Рис.1 Схема процесса передачи информации

Кодирующее устройство — устройство, предназначенное для преобразования исходного сообщения источника информации к виду, удобному для передачи.

Декодирующее устройство — устройство для преобразования кодированного сообщения в исходное.

Канал связи характеризуется:

пропускной способностью

помехозащищенностью

Пропускная способность канала – это отношение количества переданной информации ко времени, затраченному на передачу. Она измеряется в битах в секунду и кратных единицах:

Пример 1. Пусть по каналу передается 30 Кб информации за 2 мин. Найдем пропускную способность канала. По определению она равна

Пример 2. Пусть по каналу с пропускной способностью 512 бит/с требуется передать 2Кб информации. Определим время, необходимое для передачи. Оно равно

В восприятии человеком информации о внешнем мире основную роль играют зрительные образы. Физиологи установили, что около 90% информации человек воспринимает зрением, примерно 9% – слухом, и оставшийся 1% остальными органами чувств.

Билет 8

Устройство компьютера. Периферийные устройства компьютера.

Устройство компьютера

Условно детали в ПК, входящие в устройство компьютера, можно разделить на:

Внутренние детали (комплектующие). К этим типам относятся устройства, находящиеся внутри корпуса системного блока.

Внешние детали (периферийные). Подключаются к системному блоку через главные устройства ввода-вывода информации. К таким устройствам относятся монитор, клавиатура, мышь.

Важно отметить, что существует еще и масса других дополнительных внешних устройств компьютера, например таких, как сканер, принтер, внешних дисководов, аккустических систем и т.д. Присутствие подобных устройств не является для компьютера обязательным, но они могут приукрасить вашу работу за компьютером, сделать ее более интересной, увлекательной, комфортной, подарить массу новых возможностей и перспектив.

Здесь мы подробно разберем каждое устройство компьютера в отдельности, поговорим из чего оно состоит и как оно работает.

Устройство компьютера

Как правило в устройство компьютера входят три основные части:

системный блок ;

клавиатура - устройство компьютера, способное вводить символы в компьютер и управлять некоторыми функциями

монитор - устройство компьютера, предназначенное для отображения текстовой или графической информации на экране.

устройство компьютера

Компьютеры могут выпускаться в портативном варианте, либо в блокнотном. В первом случае они выглядят как дипломат, а во-втором случае подобный компьютер называется ноутбуком. В этом случае такое устройство компьютера, как системный блок, монитор и клавиатура заключены в один корпус таким образом, что системный блок как бы "спрятан" под клавиатурой, а монитор сделан в виде крышки к клавиатуре.

Хотя из всех этих устройств системный блок выглядит наименее эффектно, именно он является в компьютере "главным". В нем располагаются такие устройство компьютера, как:

электронные схемы, которые управляют работой персонального компьютера. К ним можно отнести микропроцессоры, оперативную память, контроллеры устройств и другие устройство компьютера);

блок питания - устройство компьютера, которое преобразует электропитание сети в постоянный ток низкого напряжения, который в свою очередь подается на электронные схемы ПК;

накопители (или дисководы) для гибких магнитных дисков. Это устройство компьютера используются для чтения или записи на гибкие магнитные диски (дискеты);

накопитель на жестких магнитных дисках - это устройство компьютера предназначаются для чтения и записи на несъемные жесткие магнитные диски (винчестер);

здесь также расположена Материнская плата.

Подробное описание системного блока можно найти здесь устройство компьютера - системный блок.

Микропроцессор – важнейший элемент, входящий в устройство компьютера, так как именно им определяется скорость выполнения машиной программ пользователя. С развитием технологий сменилось множество поколений процессоров, соответственно скорость которых увеличивалась с течением времени.

Основных параметров процессора два :

разрядность

тактовая частота, которая характеризует число команд, выполняемых процессором в секунду

Подробное описание процессора можно найти здесь устройство компьютера - процессор

устройство компьютера

Микропроцессор включает в себя:

арифметико-логическое устройство (АЛУ), устройство компьютера, которое выполняет операции (микрооперации), необходимые для выполнения команд микропроцессора;

устройство управления (УУ) – устройство компьютера, управляющее всеми частями компьютера с помощью программного управления;

микропроцессорная память (МПП). В микропроцессоре имеются так называемые собственные ячейки памяти, их называют регистрами. Они используются для хранения операндов – величин, участвующих в текущей операции. Подобные регистры принято называть регистрами общего назначения (RON).

Через интерфейсную систему, основу которой составляет системная шина персонального компьютера, микропроцессор соединяется с:

а) Основной памятью компьютера:

оперативное запоминающее устройство компьютера (RAM) хранит работающую программу и данные;

подробная информация об оперативной памяти здесь устройство компьютера - оперативная память

постоянное запоминающее устройство компьютера (ROM) - хранит информацию, которая необходима для постоянной работы.

RAM и ROM разбиты на ячейки, каждой из которых присвоен порядковый номер (адрес).

б) Внешней памятью:

накопители на жестких магнитных дисках – устройство компьютера с несъемными носителями (винчестеры). Жесткие диски служат для постоянного хранения в компьютере программ и данных.

Выполнение большинства современных прикладных программ без подобных устройств невозможно. Большинство жестких дисков называют несъемными дисками, потому что большая часть из них устроена только для работы внутри системного блока. Можно, однако приобрести и съемные жесткие диски. Такие диски ценятся значительно выше, когда необходимо сохранять конфиденциальность информации и требуется перенос больших объемов данных между компьютерами. Емкость современных накопителей на жестких магнитных дисках может достигать нескольких Гбайт.

подробная информация о жестких дисках здесь устройство компьютера - жесткий диск

устройство компьютера

Более популярны становятся накопители на оптических дисках, входящих в устройство компьютера, благодаря большой емкости и надежности.

Неперезаписываемые оптические диски часто называют компакт-дисками Compact disc (CD) ROM. Они имеют емкость до 1,5 Гбайт.

подробная информация об оптических дисках здесь устройство компьютера - оптические дисководы

Существуют накопители на гибких магнитных дисках. Для данных накопителей носителями являются дискеты (флоппи-диски).

в) С монитором через видеоадаптер, входящим в устройство компьютера.

г) С принтером через адаптер принтера, входящим в периферийное устройство компьютера.

д) С источником питания,

ж) С каналом связи через сетевой адаптер.

С помощью сетевого адаптера существует возможность подключения компьютера в локальную сеть. При этом у пользователя есть возможность получения доступа к данным, находящимся на других компьютерах.

з) С таймером (таймер – внутренние электронные часы, которые подключены к автономному источнику питания (аккумулятору), продолжающий работать даже после отключения компьютера от питающей сети).

и) Микропроцессор через интерфейс связан с клавиатурой, а также имеет генератор тактовых импульсов, который генерирует последовательность электрических импульсов. Частота этих импульсов определяет быстродействие компьютера.

к) С математическим сопроцессором.

Обычно универсальные микропроцессоры относительно медленно выполняют арифметические операции над числами с плавающей запятой. Это объясняется тем, что они работают с целыми числами, и при использовании чисел, представленных в другой форме, им требуются дополнительные команды преобразования.

Для ускорения выполнения арифметических операций часто используется отдельный процессор, входящий в устройство компьютера, называемый математическим сопроцессором. Он выполняет арифметические операции над числами с плавающей запятой самостоятельно, без дополнительных программных средств. Благодаря этому в несколько раз возрастает скорость вычислительного процесса.

устройство компьютера

Устройство компьютера

Периферийные устройства компьютера

Существует достаточно большое разнообразие периферийных устройств, которые подключаются к компьютерной системе. Они играю достаточно важную роль в ее работе. Надо отметить, что с использованием периферийных устройств компьютер становится наиболее эффективным при использовании его в различных областях деятельности.

В зависимости от тех функций, которые требуются нам от компьютера, периферийные устройства можно разделить на две основные группы. К первой группе можно отнести те устройства, наличие и работа которых нам просто необходима и без которых не обойдется ни одна компьютерная система. Как правило такие устройства называют периферийными системными устройствами компьютера. К этой группе можно отнести монитор, клавиатуру, накопители гибкий дисков, жесткие диски и печатающее устройство компьютера (принтер).

Ко второй группе периферийных устройств можно отнести устройства для ввода и вывода графической информации, модемы, сканеры, мышь и другие устройство компьютера. Они предоставляют компьютерщику дополнительные возможности. Поэтому данную группу устройств называют дополнительными периферийными устройствами.

Чаще всего большинство периферийных устройств подключаются к компьютеру через специальные гнезда (разъемы), которые расположены обычно на задней стенке системного блока компьютера. Помимо монитора и клавиатуры к подобным устройствам можно отнести:

принтер - устройство компьютера, предназначенное для вывода на печать текстовой и графической информации;

подробная информация о принтере здесь устройство компьютера - принтер

мышь - устройство компьютера, облегчающее ввод информации в ПК;

подробная информация о мыши здесь устройство компьютера - мышь

джойстик - устройство компьютера (манипулятор) в виде укрепленной на шарнире ручки с кнопкой, используется в основном для компьютерных игр.

Билет 9

Архитектура персонального компьютера. Интерфейсная система.

Основная компоновка частей компьютера и связь между ними называется архитектурой. При описании архитектуры компьютера определяется состав входящих в него компонент, принципы их взаимодействия, а также их функции и характеристики.

Практически все универсальные ЭВМ отражают классическую неймановскую архитектуру, представленную на схеме. Эта схема во многом характерна как для микроЭВМ, так и для мини ЭВМ и ЭВМ общего назначения.

Рис. 1 Архитектура персонального компьютера

Рассмотрим устройства подробнее.

Основная часть системной платы — микропроцессор (МП) или CPU (Central Processing Unit), он управляет работой всех узлов ПК и программой, описывающей алгоритм решаемой задачи. МП имеет сложную структуру в виде электронных логических схем. В качестве его компонент можно выделить:

A). АЛУ - арифметико-логическое устройство, предназначенное для выполнения арифметических и логических операций над данными и адресами памяти;

Б). Регистры или микропроцессорная память — сверхоперативная память, работающая со скоростью процессора, АЛУ работает именно с ними;

B). УУ - устройство управления - управление работой всех узлов МП посредством выработки и передачи другим его компонентам управляющих импульсов, поступающих от кварцевого тактового генератора, который при включении ПК начинает вибрировать с постоянной частотой (100 МГц, 200-400 МГц). Эти колебания и задают темп работы всей системной платы;

Г). СПр - система прерываний - специальный регистр, описывающий состояние МП, позволяющий прерывать работу МП в любой момент времени для немедленной обработки некоторого поступившего запроса, или постановки его в очередь; после обработки запроса СПр обеспечивает восстановление прерванного процесса;

Д). Устройство управления общей шиной — интерфейсная система.

Для расширения возможностей ПК и повышения функциональных характеристик микропроцессора дополнительно может поставляться математический сопроцессор, служащий для расширения набора команд МП. Например, математический сопроцессор IBM-совместимых ПК расширяет возможности МП для вычислений с плавающей точкой; сопроцессор в локальных сетях (LAN-процессор) расширяет функции МП в локальных сетях.

Характеристики процессора:

быстродействие (производительность, тактовая частота) — количество операций, выполняемых в секунду.

разрядность — максимальное количество разрядов двоичного числа, над которыми одновременно может выполняться машинная операция.

Интерфейсная система - это:

-шина управления (ШУ) - предназначена для передачи управляющий импульсов и синхронизации сигналов ко всем устройствам ПК;

-шина адреса (ША) - предназначена для передачи кода адреса ячейки памяти или порта ввода/вывода внешнего устройства;

-шина данных (ШД) - предназначена для параллельной передачи всех разрядов числового кода;

-шина питания - для подключения всех блоков ПК к системе электропитания.

Интерфейсная система обеспечивает три направления передачи информации:

- между МП и оперативной памятью;

- между МП и портами ввода/вывода внешних устройств;

- между оперативной памятью и портами ввода/вывода внешних устройств. Обмен информацией между устройствами и системной шиной происходит с помощью кодов ASCII.

Память - устройство для хранения информации в виде данных и программ. Память делится прежде всего на внутреннюю (расположенную на системной плате) и внешнюю (размещенную на разнообразных внешних носителях информации).

Внутренняя память в свою очередь подразделяется на:

- ПЗУ (постоянное запоминающее устройство) или ROM (read only memory), которое содержит - постоянную информацию, сохраняемую даже при отключенном питании, которая служит для тестирования памяти и оборудования компьютера, начальной загрузки ПК при включении. Запись на специальную кассету ПЗУ происходит на заводе фирмы-изготовителя ПК и несет черты его индивидуальности. Объем ПЗУ относительно невелик - от 64 до 256 Кб.

- ОЗУ (оперативное запоминающее устройство, ОП — оперативная память) или RAM (random access memory), служит для оперативного хранения программ и данных, сохраняемых только на период работы ПК. Она энергозависима, при отключении питания информация теряется. ОП выделяется особыми функциями и спецификой доступа:

(1) ОП хранит не только данные, но и выполняемую программу;

(2) МП имеет возможность прямого доступа в ОП, минуя систему ввода/вывода.

Логическая организация памяти — адресация, размещение данных определяется ПО, установленным на ПК, а именно ОС.

Объем ОП колеблется в пределах от 64 Кб до 64 Мб и выше, как правило, ОП имеет модульную структуру и может расширяться за счет добавления новых микросхем.

Кэш-память - имеет малое время доступа, служит для временного хранения промежуточных результатов и содержимого наиболее часто используемых ячеек ОП и регистров МП.

Объем кэш-памяти зависит от модели ПК и составляет обычно 256 Кб.

Внешняя память. Устройства внешней памяти весьма разнообразны. Предлагаемая классификация учитывает тип носителя, т.е. материального объекта, способного хранить информацию.

Билет 11