Лекции_ОЗО_ИНФОРМАТИКА

По исполнению различают модемы: внешние, внутренние, встроенные — являются внутренней частью устройства, например ноутбука

Сетевые платы

Сетевая плата (также известная как сетевая карта, сетевой адаптер, Ethernet-

адаптер, NIC (англ. network interface card)) — периферийное устройство, позволяющее компьютеру взаимодействовать с другими устройствами сети.

Программное обеспечение ЭВМ

Понятие и классификация программного обеспечения компьютера

В основу работы компьютеров положен программный принцип управления, состоящий в том, что компьютер выполняет действия по заранее заданной программе.

Программа – упорядоченная последовательность команд (инструкций) компьютера для решения задачи. Конечной целью любой компьютерной программы является управление аппаратными средствами.

Программным обеспечением (software) ЭВМ (в частности, персонального компьютера) называют совокупность программных средств и их систем, обеспечивающих функционирование, диагностику и тестирование аппаратных средств, а также разработку, отладку и выполнение любых задач пользователя, где в качестве пользователя может выступать как человек, так и любое внешнее устройство, подключённое к ЭВМ и нуждающееся в её ресурсах, а также совокупность необходимых для эксплуатации этих программных средств документов.

Программное обеспечение современных компьютеров принято разделять на три большие группы: системные ПО, инструментальные программные средства и

прикладные программы.

Системные программы необходимы для обеспечения работы самого компьютера. В состав системного ПО в частности входят: драйверы устройств – программы, отвечающие за взаимодействие с конкретными устройствами; операционные системы – отвечают за взаимодействие с пользователем; утилиты, средства тестирования и диагностики ЭВМ.

Инструментальные программы используются для создания других программ. К ним прежде всего относятся различные системы программирования для работы на соответствующих языках программирования. (компиляторы; интерпретаторы; библиотеки стандартных программ; средства редактирования, отладки и тестирования).

Прикладное программное обеспечение ориентировано на проблемную область, для которой предназначены программы. Удовлетворяют информационные потребности пользователя.

Операционная система

Операционная система представляет собой комплекс системных и служебных программных средств. С одной стороны, она опирается на базовое программное обеспечение компьютера, входящее в его систему BIOS (базовая система ввода-вывода), с другой стороны, она сама является опорой для программного обеспечения более высоких уровней – прикладных и большинства служебных приложений.

ОС выполняет следующие функции:

1.Управление устройствами компьютера. Организация согласованного выполнения всех процессов в компьютере. Планирование работ, распределение ресурсов (процессорное время, память всех видов и др.)

11

2.Взаимодействие с пользователем. Запуск и контроль прохождения задач пользователя.

3.Работа с файлами.

4.Организация обмена с внешними устройствами. Хранение информации и обеспечение доступа к ней, предоставление справок.

5.Реакция на ошибки и аварийные ситуации. Контроль за нормальным функционированием оборудования.

6.Обеспечение возможности доступа к стандартным системным средствам

(программам, драйверам, информации о конфигурации).

7.Сохранение конфиденциальности информации в многопользовательских системах. Работа с файлами осуществляется с помощью раздела ОС, которая называется

файловой системой.

Файловая система (ФС) - функциональная часть ОС, т.е. это порядок хранения и - организации файлов на диске

Виды файловой структуры:

1.Одноуровневая ФС - линейная последовательность имен файлов, используется для дисков с небольшим количеством файлов;

2.Многоуровневая иерархическая ФС - представляет собой древовидную структуру, служит для хранения сотни и тысячи файлов. Каталог (Папка) верхнего уровня содержит вложенные папки 1уровня, которые могут содержать папки 2 уровня и тд Файл - это именованная область памяти определённого размера, рассматриваемая

впроцессе обработки как единое целое. (минимальная структура).

Основное имя складывается из имени файла и его расширения.

Путь к файлу - это имя диска и перечень всех подкаталогов, в которые входит файл. (C:\Games\Chess\chess.exe). Полное имя - путь к файлу вместе с именем файла.

Расширения файлов:

.exe, .bat – программы (исполняемые файлы)

.ppt - презентации

.txt, doc – текстовые документы

.jpg, .jpeg, .bmp – графические файлы

.rar, .zip, .arj - архивные файлы – любая информация в сжатом виде.

Разнообразие прикладного программного обеспечения.

1.Текстовые редакторы. Основные функции - это ввод и редактирование текстовых данных. Для операций ввода, вывода и хранения данных текстовые редакторы используют системное программное обеспечение.

2.Текстовые процессоры. Разрешают форматировать, то есть оформлять текст. Основными средствами текстовых процессоров являются средства обеспечения взаимодействия текста, графики, таблиц и других объектов, составляющих готовый документ, а также средства автоматизации процессов редактирования и форматирования.

3.Графические редакторы. Широкий класс программ, предназначенных для

создания и обработки графических изображений. Различают три категории:

растровые редакторы;

векторные редакторы;

3-D редакторы (трехмерная графика).

12

4.Системы управления базами данных (СУБД). Базой данных называют большие массивы данных, организованные в табличные структуры. Основные функции СУБД

5.Электронные таблицы. Предоставляют комплексные средства для хранения разных типов данных и их обработки. Широкое применение находят в бухгалтерском учете, анализе финансовых и торговых рынков, средствах обработки результатов экспериментов, то есть в автоматизации регулярно повторяемых вычислений больших объемов числовых данных.

6.Системы автоматизированного проектирования. Предназначены для автоматизации проектно-конструкторских работ. Применяются в машиностроении, приборостроении, архитектуре.

7.Настольные издательские системы. Автоматизируют процесс верстки полиграфических изданий. Их целесообразно применять к документам, которые предварительно обработаны в текстовых процессорах и графических редакторах.

8.Редакторы HTML (Web-редакторы). Особый класс редакторов, объединяющих в себе возможности текстовых и графических редакторов. Предназначены для создания и редактирования Web-страниц Интернета. Программы этого класса можно использовать при подготовке электронных документов и мультимедийних изданий.

9.Браузеры (средства просмотра Web-документов). Программные средства предназначены для просмотра электронных документов, созданных в формате HTML. Восроизводят, кроме текста и графики, музыку, человеческий язык,

радиопередачи, видеоконференции и разрешают работать с электронной почтой.

10.Системы автоматизированного перевода. Различают электронные словари и программы перевода языка. Электронные словари - это средства для перевода отдельных слов в документе. Используются профессиональными переводчиками, которые самостоятельно переводят текст. Программы автоматического перевода используют текст на одном языке и выдают текст на другом, то есть автоматизируют перевод.

11.Интегрированные системы делопроизводства. Средства для автоматизации рабочего места руководителя. В частности, это функции создания, редактирования и форматирования документов, централизация функций электронной почты, факсимильной и телефонной связи, диспетчеризация и мониторинг документооборота предприятия, координация работы подразделов, оптимизация административно-хозяйственной деятельности и поставка оперативной и справочной информации.

12.Бухгалтерские системы. Имеют функции текстовых, табличных редакторов и СУБД. Предназначены для автоматизации подготовки начальных бухгалтерских документов предприятия и их учета, регулярных отчетов по итогам производственной, хозяйственной и финансовой деятельности в форме, приемлемой для налоговых органов, внебюджетных фондов и органов статистического учета.

13.Финансовые аналитические системы. Используют в банковских и биржевых структурах. Разрешают контролировать и прогнозировать ситуацию на финансовых, торговых рынках и рынках сырья, выполнять анализ текущих событий, готовить отчеты.

13

14.Экспертные системы. Предназначены для анализа данных, содержащихся в базах знаний и выдачи результатов, при запросе пользователя. Такие системы используются, когда для принятия решения нужны широкие специальные знания. Используются в медицине, фармакологии, химии, юриспруденции. С использованием экспертных систем связана область науки, которая носит название инженерии знаний.

15.Геоинформационные системы (ГИС). Предназначены для автоматизации картографических и геодезических работ на основе информации, полученной топографическим или аэрографическими методами.

16.Системы видеомонтажа. Предназначены для цифровой обработки видеоматериалов, монтажа, создания видеоэффектов, исправления дефектов, добавления звука, титров и субтитров.

17.Инструментальные языки и системы программирования. Эти средства служат для разработки новых программ

14

Моделирование как метод познания и решения функциональных задач

Моделирование – метод познания, состоящий в создании и исследовании объектов.

Модель - общенаучное понятие, означающее как идеальный, так и физический объект анализа.

Границы между моделями различных типов или классов, а также отнесение модели к какому-то типу или классу чаще всего условны. Рассмотрим наиболее распространенные признаки, по которым классифицируются модели:

цель использования;

область знаний;

фактор времени;

способ представления.

игровые,

научно-технические.

По фактору времени разделяются модели

Динамические

статические.

Статическая модель отражает строение и параметры объекта, поэтому ее называют также структурной. Она описывает объект в определенный момент времени, дает срез информации о нем.

Динамическая модель отражает процесс функционирования объекта или изменения и развития процесса во времени.

Любая модель имеет конкретный вид, форму или способ представления, она всегда из чего-то и как-то сделана или представлена и описана.

По способу представления модели делятся на:

материальные

идеальные (абстрактные)

Материальные модели

Материальные модели - это материальные копии объектов моделирования. Они всегда имеют реальное воплощение, воспроизводят внешние свойства или внутреннее строение, либо действия объекта-оригинала.

Примеры: глобус - модель формы земного шара, кукла - модель внешнего вида человека, робот - модель действий человека на вредном производстве.

Материальное моделирование использует экспериментальный (опытный) метод познания. Нематериальное моделирование использует теоретический метод познания. По-другому его называют, абстрактным, идеальным.

Абстрактные модели

15

Абстрактные

Информационные Воображаемые (мысленные)

Абстрактные модели, в свою очередь, делятся на информационные и воображаемые (мысленные).

Информационные модели

Информационная модель - это совокупность информации об объекте, описывающая свойства и состояние объекта, процесса или явления, а также связи и отношения с окружающим миром. Информационную модель нельзя потрогать, у нее нет материального воплощения, она строится только на информации.

Информационную модель можно выразить на языке:

1.описания (знаковая модель)

2.представления (наглядная модель).

Знаковые модели

Знаковое (символическое выражено на языке описания) моделирование использует алфавиты формальных языков: условные знаки, специальные символы, буквы, цифры и предусматривает совокупность правил оперирования с этими знаками. Примеры: специальные языковые системы, физические или химические формулы, математические выражения и формулы, нотная запись и т. д. Программа, записанная по правилам языка программирования, является знаковой моделью.

Математическая модель - способ представления информационной модели, отображающий связь различных параметров объекта через математические формулы и понятия.

Вербальное моделирование (относится к знаковым) - это представление информационной модели средствами естественного разговорного языка (фонемами). Мысленная модель, выраженная в разговорной форме, называется вербальной (от латинского слова verbalize - устный). Форма представления такой модели - устное или письменное сообщение. Примерами являются литературные произведения, информация в учебных пособиях и словарях, инструкции пользования устройством, правила дорожного движения

Наглядные модели

Наглядное (выражено на языке представления) моделирование - это выражение свойств оригинала с помощью образов. Например, рисунки, художественные полотна, фотографии, кинофильмы. При научном моделировании понятия часто кодируются рисунками - иконическое моделирование. Сюда же относятся геометрические модели - информационные модели, представленные средствами графики.

16

Наглядные

модели

Табличные модели применяются для описания ряда объектов с одинаковыми наборами свойств.

Иерархические информационные модели. В них объекты распределены по уровням. Каждый элемент более высокого уровня может состоять из элементов нижнего уровня, а элемент нижнего уровня может входит в состав только одного элемента более высокого уровня.

Граф – способ наглядного представления информационных моделей. Вершины графа (овалы) отображают элементы системы. Элементы верхнего уровня находятся в отношении «состоять из» к элементам более низкого уровня. Такая связь между элементами отображается в форме дуги графа

Воображаемое моделирование

Воображаемое (мысленное или интуитивное) моделирование - это мысленное представление об объекте. Например, музыкальная тема в мозгу композитора - интуитивная модель музыкального произведения.

Компьютерные модели

Компьютерная модель - это созданный за счет ресурсов компьютера виртуальный образ, качественно и количественно отражающий внутренние свойства и связи моделируемого объекта, иногда передающий и его внешние характеристики.

17

Алгоритм и его свойства

АЛГОРИТМ (алгорифм) (от algorithmi, algorismus, первоначально — лат.

транслитерация имени математика аль-Хорезми), способ (программа) решения вычислительных и др. задач, точно предписывающий, как и в какой последовательности получить результат, однозначно определяемый исходными данными.

Исполнитель алгоритма – человек, группа людей, робот, станок, компьютер, ЯП. Свойство исполнителя – умение выполнять команды.

Совокупность команд, которые может выполнять данный исполнитель – система

команд исполнителя (СКИ). Свойства алгоритма:

1.Дискретность (весь алгоритм разбит на действия, которые выполняются друг за другом и называются командами). Набор команд называется программой.

2.Понятность (знание исполнителя о том, что надо делать для исполнения этого алгоритма).

3.Детерминированность/определенность (в любой момент времени исполнитель должен знать какую команду ему выполнять).

4.Массовость (применение одного алгоритма к задачам одного типа).

5.Результативность (любой алгоритм приводит к нужному результату).

6.Эффективность (время исполнения, ресурсы исполнения).

Способы представления алгоритмов

1.Словесный (рецепт – не полный алгоритм, инструкция)

2.Блок-схема (графический)

3.Языки программирования

Блок-схема алгоритма – графическое представление программы или алгоритма с использованием стандартных графических элементов (прямоугольников, ромбов, трапеций и др.), обозначающих команды, действия, данные и т. п.

Графическое

Описание

представление

Начало или конец.

Прямоугольником обозначается операция. Например, присваивание. Внутри блока пишут операции, которые выполняются на данном шаге алгоритма.

Ромбом обозначается оператор ветвления. Внутри ромба пишутся проверяемые условия. Например, «a < b»

Вызов подпрограммы. Внутри блока пишут имя вызываемой подпрограммы и передаваемые ей параметры.

Параллелограмм обозначает операции ввода-вывода данных

Цикл с известным числом итераций. Внутри обычно указывают счетчик цикла, начальное, конечное значение и шаг цикла.

18

Типы алгоритмов

1.Линейный

2.Разветвляющийся

3.Циклический

Линейный алгоритм

Линейным называется алгоритм, в котором все этапы решения задачи выполняются строго последовательно.

Пример. Пешеход шел по пересеченной местности. Его скорость движения по равнине v1 км/ч, в гору — v2 км/ч и под гору — v3 км/ч. Время движения соответственно t1, t2 и t3 ч. Какой путь прошел пешеход?

Алгоритм решения задачи:

1.Ввести v1, v2, v3, t1, t2, t3.

2.S1 := v1 * t1.

3.S2 := v2 * t2.

4.S3 := v3 * t3.

5.S := S1 + S2 + S3.

6.Вывести значение S.

7.Конец.

Разветвляющийся алгоритм

Алгоритмом ветвящейся структуры будем называть такой алгоритм, котором выбирается один из нескольких возможных путей (вариантов) вычислительного процесса.

Ветвью алгоритма называется каждый подобный путь.

Полное ветвление

Неполное ветвление

Циклический алгоритм

Цикл - разновидность управляющей конструкции в высокоуровневых языках программирования, предназначенная для организации многократного исполнения набора инструкций.

Итерация – однократное выполнение тела цикла Условие выхода из цикла (= условие окончания цикла) - выражение

определяющее, будет в очередной раз выполняться итерация, или цикл завершится

19

20

Счетчик итераций (= счетчик цикла) – переменная, хранящая текущий номер итерации

Цикл с предусловием — цикл, который выполняется, пока истинно некоторое условие, указанное перед его началом.

Это условие проверяется до выполнения тела цикла, поэтому тело может быть не выполнено ни разу (если условие с самого начала ложно).

Цикл с постусловием — цикл, в котором условие проверяется после выполнения тела цикла.

Отсюда следует, что тело всегда выполняется хотя бы один раз.

В языке Паскаль этот цикл реализует оператор repeat..until

Цикл со счётчиком — цикл, в котором некоторая переменная изменяет своё значение от заданного начального значения до конечного значения с некоторым шагом, и для каждого значения этой переменной тело цикла выполняется один раз.

В большинстве процедурных языков программирования реализуется оператором for, в котором указывается счётчик (так называемая «переменная цикла»), требуемое количество проходов (или граничное значение счётчика) и, возможно, шаг, с которым изменяется счётчик.

20