3. Построить имитационную модель заданной системы и реализовать ее на компьютере. Проанализировать полученный результат.
Рассмотрим модель случайного блуждания точки вдоль вертикальной прямой [1]: если случайное число из интервала (0, 1) меньше 0,5, то точка делает шаг вверх y = y + b, в противном случае — шаг вниз y = y – b. Для моделирования используем таблицу Excel. В столбец А внесем случайные числа. Для этого используем функцию СЛЧИС(), которая возвращает случайное число из интервала (0, 1).
В столбце В будем вычислять координату y, зададим начальное значение y = 1 и b = 0,5.
Построим график зависимости координаты у от количества шагов:
Пересчитаем еще раз с теми же значениями исходных параметров:
Посмотрим, как изменится график, если выбрать более мелкий шаг b = 0,1. Нужно учесть, что случайные числа в столбце А тоже изменятся при пересчете:
Анализируя графики, можно сделать вывод, что направление пути частицы определяется случайным выбором, а величина шага b влияет на масштаб блужданий.
Варианты заданий
1. Построить модель блуждания точки на плоскости.
2. Построить модель вычисления определенного интеграла методом Монте-Карло.
Литература
1. Шестаков А.П. Информатика № 48/2002, с. 8–15.
2. Белошапка В.К. Информационное моделирование в примерах и задачах. Омск: Изд-во ОГПИ, 1993, 163 с.
Билет № 17
1. Понятие файла. Файлы прямого и последовательного доступа. Файловый принцип организации данных. Операции с файлами. Типы файлов. Аппаратное обеспечение хранения данных и функционирования файловой системы.
При ответе на этот вопрос можно несколько изменить порядок изложения.
Файловый принцип организации данных
Файловая система — основная компонента операционной системы. Она организует работу внешних устройств хранения информации. Внешняя память расположена на различных физических носителях (жесткий и гибкий диски, магнитная лента).
ФС создает для пользователя виртуальное представление о внешних запоминающих устройствах, позволяет работать с внешними устройствами памяти на высоком уровне наборов и структур данных в виде файла, скрывая реальное расположение информации и аппаратные особенности внешней памяти.
Разнообразие устройств внешней памяти делает актуальной функцию ОС по созданию логического интерфейса между приложениями и устройствами внешней памяти. Все современные ОС основывают такой интерфейс на файловой модели внешнего устройства. Любое устройство выглядит для прикладного программиста в виде последовательного набора байт, с которым можно работать с помощью системных вызовов (например, write и read), задавая имя файла-устройства и смещение от начала последовательности байт.
Понятие файла
Файл — это логически связанная совокупность данных во внешней памяти. Действия с информацией производятся над файлами (запись на диск, вывод на экран, ввод с клавиатуры, печать). В файлах хранятся разнообразные виды и формы информации: тексты, рисунки, чертежи, программы, фото, видео, звук. Особенности конкретных файлов определяются их форматом, он определяет представление информации в файле. Текстовая информация хранится в файле в кодах ASCII, в текстовом формате. Содержимое текстового файла можно просматривать с помощью программных средств. Файл с нетекстовой информацией при просмотре нельзя понять, выводятся непонятные символы.
Для характеристики файла используют:
· Полное имя файла.
· Объем файла в байтах.
· Дату создания файла.
· Время создания файла.
· Атрибуты файла (R — только для чтения, H — скрытый, S — системный, A — архивный файл).
К файлу можно обратиться с помощью имени, полного имени, спецификации.
Имя уникально, служит для отличия одного файла от другого. В различных ОС существуют различные правила образования имени. В DOS имя содержит не более 8 символов, при образовании имени нельзя использовать буквы русского алфавита и некоторые символы (“*” “?” “:” “;” “,” “=” “пробел” “<” “>”), в Windows можно организовать длинные имена (до 256 символов), использовать русские буквы.
Полное имя файла образуется из имени файла и типа (расширения), разделенных точкой. Тип служит характеристикой информации, хранящейся в файле, состоит не более чем из трех символов. Используются только буквы латинского алфавита. Некоторые программы сами создают расширение имени и потом по нему определяют свои файлы.
Спецификация файла. Состоит из имени дисковода, маршрута и полного имени файла. Например, с:\alpha\beta\primer.txt. Здесь с: — это имя дисковода, \alpha\beta\ — цепочка соподчиненных каталогов, которую нужно пройти по иерархической структуре к каталогу, где зарегистрирован нужный файл, primer.txt — полное имя файла.
При работе с группой файлов используют шаблон имени файла — специальную форму, в которой в полях имени и типа файла используют символы “*” и “?”. Символ “*” заменяет любую последовательность символов. В поле имени и типа можно использовать по одному символу “*”. Например, шаблон *.txt позволит обратиться ко всем текстовым файлам. Символ “?” заменяет один символ, например, имя R??.exe указывает на исполнимые файлы, имя которых начинается с буквы R и состоит из трех символов.