вопросы и ответы к экзу по инфе(МТ)

ВОПРОСЫ К ЭКЗАМЕНУ ПО ИНФОРМАТИКЕ

1. Информация. – это сведения о лицах, предметах, фактах, событиях, явлениях, процессах независимо от формы их представления.

Свойства информации:

1. атрибутивные (без них информация не существует):

   1. непрерывность (возможность «сливаться» с ранее накопленной информацией);

   2. дискретность (информация характеризует отдельные данные и свойства объектов);

2. прагматические (характеризуют степень полезности):

   1. новизна;

   2. ценность;

   3. полнота;

   4. актуальность;

   5. доступность;

   6. достоверность

3. динамические (характеризуют изменение информации с течением времени):

   1. накопление информации;

   2. старение информации.

Информатика. - техническая наука, занимающаяся способами создания, хранения, воспроизведения, обработки и передачи информации средствами вычислительной техники, принципами функционирования этих средств и методами управления ими.

Информационные технологии. - процесс, использующий совокупность средств и методов сбора, обработки и передачи первичной информации для получения информации нового качества о состоянии объекта, процесса или явления (информационного продукта).

2. Информационные революции. – существенное изменение средств и способов хранения, распространения информации, её доступности.

Информационный кризис – накопление большого объёма информации и неспособности человека её обработать

информатизация общества. - процесс создания оптимальных условий для удовлетворения информационных потребностей человека.

3. данные. - информация, зафиксированная в определённой форме, пригодной для обработки, хранения, передачи.

Формы представления информации. - Непрерывная (аналоговая) – характеризует процесс, который не имеет перерывов и может изменяться в любой момент времени на любую величину (например - музыка); Прерывистая (дискретная, цифровая) – характеризует процесс, который может изменяться лишь в определённые моменты времени и принимать лишь заранее обусловленные значения.

4. Системы счисления. - совокупность приемов и правил представления чисел в виде конечного числа символов. Системы счисления разделяют на не позиционные и позиционные. Не позиционная система счисления – это система, в которой цифры не меняют своего количественного эквивалента в зависимости от местоположения (позиции) в записи числа. К не позиционным системам счисления относится система римских цифр, основанная на употреблении латинских букв. Позиционная система счисления – это система, в которой количественный эквивалент цифры зависит от ее положения в числе (чем «левее» цифра в записи числа, тем её значение больше).

Перевод числа из десятичной в двоичную систему. – Разделить число на основание системы счисления (на 2) и зафиксировать остаток и частное. Если частное больше или равно основанию системы счисления, то продолжать делить, в конце записать все полученные остатки в обратной последовательности с последнего частного.

5. Этапы развития вычислительной техники. –

Этап	Время
Ручной (абак, счеты)	3 тыс. лет до Н.Э.
Механический (арифмометр)	Конец XVII века
Электромеханический	Конец XIX века
Электронный (ЭВМ)	С середины XX века по наше время

Определение ЭВМ. - комплекс программных и технических средств, объединённых под общим управлением и предназначенный для автоматизированной обработки информации по заданному алгоритму.

6. Классификация ЭВМ. –

1. По элементной базе

Поколение	Годы	Элементная база
Первое	1950-1955	Электронные лампы
Второе	1955-1965	Транзисторы
Третье	1965-1980	Интегральные микросхемы
Четвертое - пятое	С 1980 до настоящего времени	Микропроцессоры

2. По производительности:

1. Супер-ЭВМ. Самые мощные компьютеры, представляющие собой многопроцессорные вычислительные системы. Предназначены для решения уникальных задач (прогнозирование метеообстановки, управление космическими и оборонными комплексами и др.). Очень дорогие (стоят сотни миллионов долларов).

2. ЭВМ общего назначения. Предназначены для решения широкого класса научно-технических и статистических задач. Они обрабатываю около 60% всей информации в мире.

3. Мини-ЭВМ. Предназначены чаще всего для управления технологическими процессами предприятий. Они гораздо компактнее и дешевле ЭВМ общего назначения.

4. Микро-ЭВМ и персональные компьютеры. Появились после изобретения микропроцессора. Имеют очень широкую область применения. Ещё более компактны. К ним относятся:

• Учебные (используются в тренажерах).

• Бытовые (в бытовой технике).

• Профессиональные (персональные компьютеры).

3. По типу обрабатываемых сигналов:

• ЭЦВМ (цифровые).

• АВМ (аналоговые).

• Гибридные (смешанные).

7. Обобщенная структурная схема ЭВМ. -

Основная память (ОП) – устройство, предназначенное для хранения данных и программ. Это электронное устройство, основанное на микросхемах. Для него характерна большая скорость доступа к данным. Состоит из ПЗУ и ОЗУ.

ПЗУ – постоянное запоминающее устройство. Хранит служебные программы (записанные туда при изготовлении микросхемы устройства), выполняемые во время загрузки ЭВМ (диагностика и начальная отладка, оптимизация связей, запуск загрузчика операционной системы). Является энергонезависимой памятью (при выключении компьютера информация, записанная в ПЗУ, не пропадает).

ОЗУ – оперативное запоминающее устройство. Хранит программы, исходные данные и результаты обработки во время их использования. Является энергозависимой памятью.

ВЗУ – внешнее запоминающее устройство. Служит для длительного хранения программ и больших объёмов данных. По мере необходимости они переписываются в ОП и там используются. В настоящее время это, как правило, электромеханические устройства. В связи с этим, скорость доступа к данным у этих устройств гораздо ниже, чем у электронных.

ЦУУ – центральное устройство управления. Осуществляет управление аппаратными и программными ресурсами ЭВМ. Производит чтение команд из основной памяти, определяет адреса операндов команд, тип операции, передаёт сигнал в ОП и АЛУ.

АЛУ – арифметико-логическое устройство. Выполняет арифметические и логические операции над данными и вырабатывает различные условия, влияющие на ход вычислительного процесса.

8. Устройства ввода ЭВМ. Назначение, типы. - служит для преобразования информации в закодированную последовательность сигналов и записи её в основную память (ОП). Примеры: Клавиатура, мышь, джойстик, touchpad, touchscreen, Сканер; Камера; Микрофон.

9. Устройства вывода ЭВМ. Назначение, типы. - служит для преобразования результатов обработки сигналов в информацию, в удобном для пользователя виде. Примеры: Монитор, Принтер, Плоттер, Динамик, Экраны, проекторы

10. Основная память ЭВМ. Назначение и состав. - устройство, предназначенное для хранения данных и программ. Это электронное устройство, основанное на микросхемах. Для него характерна большая скорость доступа к данным. Состоит из ПЗУ и ОЗУ.

11. Внешние запоминающие устройства ЭВМ. Назначение и типы. - Служит для длительного хранения программ и больших объёмов данных. По мере необходимости они переписываются в ОП и там используются. В настоящее время это, как правило, электромеханические устройства. В связи с этим, скорость доступа к данным у этих устройств гораздо ниже, чем у электронных.

Типы: Магнитные, Оптические и Электронные

12. Центральные устройства ЭВМ. Состав и принцип работы. - ЦУУ и АЛУ вместе составляют ПРОЦЕССОР. Процессор и основная память вместе составляют центральные устройства (ядро) ЭВМ. Остальные устройства являются внешними устройствами ЭВМ.

13. Обработка машинной команды центральными устройствами ЭВМ. - ????

14. Взаимодействие центральных и внешних устройств ЭВМ. Типы интерфейса. - Процесс взаимодействия центральных и внешних устройств ЭВМ происходит посредством интерфейса (сопряжения), под которым понимается совокупность линии связи между устройствами, а также вид и порядок сигналов, проходящих по этим линиям.

Типы взаимодействия:

• множественный интерфейс - каждое устройство компьютера соединено отдельными линиями связи с другими устройствами;

• единый интерфейс (общая шина) – в этом случае на одну линию связи (шину) параллельно подключены все устройства компьютера. Их взаимодействие происходит в режиме разделённого по времени интерфейса (по очереди).

15. Шина. Характеристики и типы. - Шина – не только линии связи, но и устройства синхронизации и усиления сигналов. Важная характеристика шины – пропускная способность (количество информации в единицу времени). Зависит она от разрядности шины и от тактовой частоты компьютера. Разрядность (количество проводов шины) определяет количество бит информации, обрабатываемой одновременно. Тактовая частота задает скорость выполнения операций. Существуют шины трёх типов:

• Шины данных;

• Шины адресов;

• Шины команд.

16. Обобщенная структурная схема персонального компьютера. –

Основа элементной базы – микропроцессор (МП) – программно-управляющее средство, построенное на больших интегральных схемах (БИС);

Взаимодействие устройств ЭВМ происходит посредством единого интерфейса (общей шины).

Центральные устройства:

МП – микропроцессор.

ОП – основная память.

Внешние устройства:

ВЗУ – внешнее запоминающее устройство.

УВВ – устройство ввода.

Увыв – устройство вывода.

ТКУ – телекоммуникационное устройство.

Современные ПК активно подключаются к компьютерным сетям. Поэтому в их архитектуре появляются ТКУ - модем, сетевая карта и др.

17. Программное обеспечение ЭВМ. Типы и состав. - Программное обеспечение (ПО) – организованная совокупность обрабатывающих программ и обрабатываемых данных, реализованная на ЭВМ.

ПО делится на две группы:

1. Общее ПО – предназначено для обеспечения функционирования компьютера и эффективной работы на нём. Этим ПО пользуется каждый пользователь. В состав ПО входит: операционная система (ОС) и специальный комплекс программ технического обслуживания (КПТО).

2. Специальное (или прикладное) ПО – предназначено для решения специальных прикладных задач. С ним работают пользователи-специалисты какой-либо прикладной области (математики, экономисты, художники, программисты и др.). В его состав входят пакеты прикладных программ (ППП). Среди них отдельно выделим системы программирования (СП).

18. Операционные системы. Основные функции. - Операционная система – комплекс программ, обеспечивающий организацию вычислительного процесса на компьютере.

Основные функции ОС:

1. Управление аппаратными и программными ресурсами ЭВМ.

2. Организация интерфейса (взаимодействия) пользователя с ЭВМ.

3. Запуск на выполнение прикладных программ.

19. Типы диалога пользователя с компьютером. –

1) меню (пользователь выбирает один вариант действий из нескольких предложенных);

2) вопросы, требующие ответа типа да/нет (частный случай меню);

3) шаблоны (ОС воспринимает информацию пользователя в строго определённой заданной форме);

4) команды.

Диалог также может быть синхронным и асинхронным. При синхронном диалоге его участники (пользователь и компьютер) поочередно находятся в активном состоянии, которое характеризуется обработкой сообщений, их анализом и выработкой решений. При асинхронном диалоге его участники одновременно находятся в активном состоянии (пользователь может в любой момент вмешиваться в работу компьютера и вносить в нее какие-либо изменения).

20. Решение прикладной задачи под управлением ЭВМ. –

21. Системы программирования. Назначение и состав. - Системы программирования предназначены для автоматизации процесса написания программ. В их состав входит язык программирования (ЯП), транслятор (Т) и специальные средства редактировании, отладки и компоновки (СРОК).

22. Технология разработки программных комплексов. Основные этапы. - совокупность приёмов, позволяющих создать безошибочную программу в течение заданного времени.

Состоит из четырёх этапов:

1) формулировка задачи на естественном языке и создание математической модели;

2) разработка нового или выбор существующего метода численного решения математической задачи (алгоритма);

3) написание программы на языке программирования;

4) тестирование и отладка программ.

23. Основы структурного программирования. - Исходная сложная задача условно разбивается на более простые подзадачи, которые являются относительно независимыми друг от друга. Каждая из этих задач программируются в отдельной программе-модуле. Эти прикладные модули объединяются в единое целое специальным управляющим модулем, который может входить в группу подобных модулей (в случае решения сложных задач), объединённых основным управляющим модулем. В результате получается структурированная иерархическая система – программа, представляющая собой композицию из последовательных или вложенных друг в друга модулей.

24. Базовые управляющие конструкции. –

• Конструкция следования (например, оператор GOTO);

• Конструкции ветвления:

• конструкция условного ветвления (IF);

• конструкция выбора (CASE).

25. Методы создания многомодульных программ. –

1. Метод восходящего проектирования. Суть его заключается в том, что каждая прикладная подзадача программируется в отдельном модуле, который отдельно компилируется, тестируется и отлаживается независимо от других модулей. После этого прикладные модули объединяются управляющими модулями, и затем происходит компиляция и отладка всей многомодульной системы.

2. Метод нисходящего проектирования. Этот метод используется при разработке сложных многоуровневых программ. Суть его заключается в том, что программирование начинается с разработки основного управляющего модуля. Затем программируются и подключаются вспомогательные управляющие модули и отлаживаются связи между ними. В конце к разработанной программе подключаются прикладные модули-программы. На каждом из этих этапов происходит общая компиляция и отладка всего комплекса.

26. Алгоритм и схема алгоритма. - Алгоритм принято представлять в виде графической схемы, которая составляется из нескольких геометрических фигур – блоков.

27. Тестирование и отладка программ. - Тестирование – выполнение программы с целью обнаружения наличия ошибок. Тест – совокупность специально подобранных исходных данных и соответствующих им результатов расчетов (как промежуточных, так и окончательных). Отладка – выполнение программы с целью локализации, диагностики и исправления ошибок.

28. Виды ошибок в программах. –

• некорректность текста (синтаксические ошибки);

• некорректность компоновки (ошибки редактирования);

• некорректность данных (семантические ошибки);

• некорректность алгоритма (семантические ошибки).

Синтаксические ошибки проявляются на этапе компиляции (система программирования выводит сообщение об ошибке и указывает место в программе, содержащее ошибку). После компиляции следует компоновка программы, при которой могут быть ошибки редактирования (неправильное использование подключаемых модулей). Семантические ошибки могут проявляться как на этапе выполнения программы (до её завершения), так и после выполнения программы. К первым относятся такие ошибки, как, например, деление на ноль, выход за границы диапазона, нехватка памяти и т.п. О них выводится сообщение компилятором, что облегчает исправление. Семантические ошибки второго типа находить и исправлять гораздо сложнее, так как компилятор их не может найти (они связаны с погрешностями самого алгоритма).

29. Методы получения дополнительной информации о процессе выполнения программы. –

1)Слежение:

• трассировка – построчное выполнение программы (клавиши F7, F8 в Turbo Delphi, Lazarus);

• математическое слежение – контроль за изменением значений определенных переменных в процессе расчёта (подсказки при наведении курсора на идентификатор при трассировке).

2) Печать в узлах – вывод значений заданных переменных в узловых точках программы (разветвление или схождение алгоритма, точки входа и выхода из подпрограммы и др.).

3) Прокрутка – вывод значений всех переменных, используемых в программе после выполнения каждого оператора в программе.

30. Назначение и типы вычислительных комплексов. - Вычислительные комплексы служат для повышения производительности и надежности обработки информации. Они объединяют несколько ЭВМ, территориально расположенных в одном месте, и делятся на два типа:

• многомашинные комплексы (несколько самостоятельных ЭВМ, в том числе и резервных, объединенных общим управлением);

• многопроцессорные комплексы (несколько процессоров, работающих с одной общей памятью с различными возможными типами доступа к ней). Использование вычислительных комплексов позволяет разделить поставленную задачу на несколько подзадач (если это позволяет сама задача) и решать их параллельно.

31. Назначение и типы компьютерных сетей. - Компьютерные сети могут классифицироваться по разным критериям. Например, по территориальному признаку, т.е. по масштабу охвата территории, сети делят на локальные (LAN – Local Area NetWork), региональные (MAN – Metropolia Area NetWork) и глобальные (WAN – Wide Area NetWork): - локальные сети, как правило, размещаются в одном здании или на территории одного предприятия (примером локальной сети является локальная сеть в учебном классе); - региональные сети объединяют несколько предприятий или город (примером сетей такого типа является сеть кабельного телевидения); - глобальные сети охватывают значительную территорию, часто целую страну или континент, и представляют собой объединение сетей меньшего размера (примером глобальной сети является сеть Интернет).

32. Состав и основные характеристики компьютерных сетей. - Взаимодействие в КС происходит по определенным правилам – протоколам, которые обеспечивают подключение к сети разнотипных ЭВМ с различными ОС. Основные характеристики компьютерных сетей:

• скорость передачи (бит/с);

• достоверность передачи информации (количество ошибок/знак);

• надёжность (среднее время безотказной работы в сетях).

33. Виды топологии компьютерных сетей. - Компьютеры, объединенные в локальную сеть, физически могут располагаться различным образом. Однако порядок их подсоединения к сети определяется топологией – усредненной геометрической схемой соединений узлов сети. Наиболее распространенными топологиями локальных сетей, в которых передающей средой является кабель, являются: кольцо, шина, звезда

Топология кольцо Топология шина Топология звезда

34. Сеть Интернет. – глобальная компьютерная сеть, точнее - сообщество сетей. В состав его на добровольной основе входят различные региональные и локальные сети. У этого сообщества нет единого центра управления.

Структура. –

Управление. –

Протоколы. – 1) базовые (обеспечивают физическую передачу сообщений между узлами в сети – протоколы нижнего уровня):

• протокол TCP - используется для управления передачей данных (регулировка, синхронизация, организация их в виде пакетов);

• протокол IP - используется для определения адресов получателей сообщений;

2) прикладные (обеспечивают функционирование служб сети Интернет – протоколы высокого уровня):

• протоколы HTTP и HTTPS – служат для передачи гипертекстовых документов; • протокол FTP – используется для передачи файлов;

• протокол SMTP – используется для передачи электронной почты.

35. Адреса компьютера в сети Интернет. – IP-адрес содержит информацию, необходимую для идентификации узла в сети. Он состоит из четырех чисел, разделенных точками. IP-адрес трудно запоминаем пользователем, поэтому некоторые узлы в сети Интернет имеют символьные DNS-адреса

Унифицированный указатель ресурса. – Адрес URL является сетевым расширением понятия полного имени ресурса, например, файла и пути к нему в ОС. В адресе URL, кроме имени файла и пути к нему, указывается сетевое имя компьютера, на котором этот ресурс расположен, вид сервиса Интернет (см. далее) и протокол доступа к ресурсу, который можно использовать для обращения к нему (например URL устава МГТУ - https://www.bmstu.ru/content/documents/sveden/устав.pdf).

36. Основные сервисы сети Интернет. –

• почтовая служба (e-mail);

• информационный сервис (www);

• служба передачи файлов (ftp).

37. Базы данных и их назначение. - База данных (БД) – совокупность определенным образом связанных данных, описывающая некоторую предметную область (часть реального мира, представляющую интерес для исследования и использования). База данных – современная форма хранения и доступа к информации. Базы данных предназначены для централизованного накопления и коллективного многоцелевого использования информации. Их использование позволяет ускорить процесс поиска и обработки информации, существенно уменьшить документооборот.

38. Основные требования к базам данных. –

1) полнота;

2) непротиворечивость;

3) отсутствие дублирования;

4) актуальность информации;

5) защищённость от разрушения;

6) возможность быстрого и полного восстановления.

39. Предметная область. – это отраженная в БД, совокупность объектов реального мира с их связями, относящихся к некоторой области знаний и имеющая практическую ценность для пользователя.

Объекты предметной области. – элемент предметной области, который можно четко идентифицировать.

Атрибуты объектов. – это логически неделимый элемент, относящийся к свойству некоторого объекта или процесса.

40. Типы связей между объектами предметной области. -

1:1 ("один к одному») – каждому экземпляру объекта А соответствует только один экземпляр объекта В и наоборот (рисунок 17).

Рисунок 17 – Связь «один к одному»

1. 1:М («один ко многим») – каждому экземпляру объекта А может соответствовать 0, 1 или несколько экземпляров объекта В, однако каждому экземпляру объекта В соответствует только 1 экземпляр объекта А (рисунок 18).

Рисунок 18 – Связь «один ко многим»

2. М:М («многие ко многим») – каждому экземпляру объекта А соответствует 0, 1 или несколько экземпляров объекта В и наоборот (рисунок 19).

Рисунок 19 - Связь «многие ко многим»

41. Отношения и их свойства. Реляционные базы данных. –

• каждая строка содержит информацию об одном экземпляре объекта (строка отношения - кортеж);

• все столбцы однородные, то есть все элементы в столбце имеют одинаковый тип и длину, имеют имя и содержат информацию об отдельном атрибуте объекта;

• каждый элемент таблицы представляет собой один элемент данных об объекте;

• все строки и столбцы уникальны (нет повторений);

• в таблицах нет пустых ячеек. Базы данных, основанные на таблицах-отношениях, называются реляционными (relation - отношение). Набор отношений (таблиц) используется в БД для хранения информации об объектах реального мира и моделирования связей между ними.