ЭКЗАМЕН_ИНФА
.pdf
программное обеспечение, такое как текстовые процессоры, электронные таблицы, графические редакторы и базы данных, предназначено для решения конкретных задач пользователей.
7. Состав программ операционной системы. Управляющие и обрабатывающие программы. Файловая система. Средства диалога пользователя.
1.Состав программ операционной системы (Components of an Operating System):
▪Управляющие программы (System Programs): Эти программы управляют и контролируют общую работу компьютерной системы. Они включают в себя такие функции, как управление процессами, управление памятью и управление устройствами.
▪Обрабатывающие программы (Application Programs): Эти программы выполняют определенные задачи или функции на основе пользовательского ввода. В качестве примера можно привести текстовые процессоры, веб-браузеры и медиаплееры.
2.Файловая система (файловая система): Файловая система управляет организацией, хранением и извлечением данных на устройствах хранения, таких как жесткие диски, твердотельные накопители и съемные носители. Он предоставляет иерархическую структуру для организации файлов и каталогов, а также методы чтения, записи и доступа к данным.
3.Средства диалога пользователя (User Interface):
Пользовательские интерфейсы служат средством взаимодействия пользователей с операционной системой и ее приложениями. Существуют различные типы пользовательских интерфейсов, такие как интерфейсы командной строки (CLI), использующие текстовые команды, графические пользовательские интерфейсы (GUI), использующие окна, значки и меню, а также более современные методы, такие как интерфейсы сенсорного экрана или распознавание голоса.
Важно отметить, что специфика этих компонентов может различаться в разных операционных системах.
8. Этапы решения задач на ЭВМ. Состав программных средств для обработки программ: трансляция, редактирование, загрузка, выполнение. Понятие исходного, объектного, загрузочного, исполняемого модулей.
Этапы решения задач на ЭВМ обычно включают следующие:
1.Анализ задачи и планирование: на этом этапе определяются требования к программе, ее функциональность, а также способы ее реализации.
2.Написание исходного кода: программист создает исходный код, который содержит инструкции и алгоритмы, необходимые для решения задачи.
3.Трансляция: исходный код программы проходит процесс трансляции, который включает компиляцию или интерпретацию. Компиляция преобразует исходный код в объектный код, тогда как интерпретация выполняет код построчно без предварительной компиляции.
4.Редактирование: на этом этапе можно вносить изменения в исходный код программы для устранения ошибок или улучшения функциональности.
5.Загрузка: объектный код или исполняемый файл программы загружается в оперативную память компьютера для выполнения.
6.Выполнение: программа запускается и выполняется, взаимодействуя с входными данными и вычисляя результаты согласно своей задаче.
По отношению к программным модулям, можно выделить следующие понятия:
▪Исходный модуль: это файл или набор файлов, содержащих исходный код программы. Исходные модули создаются программистом для разработки и отладки программы.
▪Объектный модуль: это файл, полученный в результате компиляции исходного модуля. Объектный модуль содержит
низкоуровневый машинный код, который может быть связан с другими объектными модулями для создания исполняемого файла.
▪Загрузочный модуль: это файл, который содержит информацию о загрузке и размещении объектных модулей в оперативной памяти компьютера. Загрузочный модуль используется операционной системой для подготовки программы к выполнению.
▪Исполняемый модуль: это файл, который содержит скомпилированный машинный код программы, готовый к выполнению. Исполняемый модуль может быть запущен операционной системой или пользователем, и он выполняет задачи, для которых программа была разработана.
9.Классификация языков программирования.
Машинно-ориентированные и процедурно-ориентированные языки программирования. Языки программирования для решения научных задач, общие свойства и различия.
Машинно-ориентированные и процедурно-ориентированные языки программирования относятся к разным категориям языков программирования.
Машинно-ориентированные языки программирования, такие как ассемблер, предназначены для написания программ, которые непосредственно взаимодействуют с аппаратным обеспечением компьютера. Они обеспечивают низкоуровневый доступ к ресурсам компьютера, таким как память, процессорные регистры и периферийные устройства. Машинно-ориентированные языки предлагают более прямое управление над железом, но требуют от программистов более глубокого понимания аппаратуры.
Процедурно-ориентированные языки программирования, такие как C, Pascal или Java, позволяют программистам писать код, который структурирован в виде процедур или функций. Они ориентированы на алгоритмическое мышление и позволяют разбивать сложные задачи на более простые подзадачи. Процедурно-ориентированные языки обычно предоставляют высокоуровневые конструкции и абстракции, что упрощает разработку и поддержку программ.
Языки программирования для решения научных задач (также известные как языки научного программирования) разработаны специально для решения математических, научных и инженерных проблем. Примеры таких языков включают MATLAB, R, Python с библиотеками NumPy и SciPy. Они обеспечивают мощные инструменты для работы с числовыми данными, выполнения сложных вычислений и визуализации результатов. Языки научного программирования обычно имеют большой набор математических функций и удобные средства работы с массивами данных.
Общие свойства языков программирования включают синтаксис (грамматику и правила написания кода), семантику (правила интерпретации и выполнения кода) и набор доступных конструкций и библиотек. Различия между языками могут быть в синтаксисе, поддерживаемых парадигмах программирования, возможностях оптимизации кода и других факторах.
10. повтор первого вопроса.
11. Языки программирования высокого уровня. Общие свойства языков. Формальный подход к описанию языка. Виды современных языков программирования.
Языки программирования высокого уровня (High-level programming languages) — это языки, которые разработаны для облегчения процесса программирования. Они используют абстракции, более понятные для человека, что позволяет программистам более эффективно и легко писать код.
Общие свойства языков программирования:
1.Абстракция: языки программирования предоставляют различные абстрактные концепции и структуры данных для описания задач и решений.
2.Синтаксис: каждый язык имеет свою грамматику и правила, определяющие структуру кода.
3. Семантика: это правила и значения, связанные с исполнением кода на языке программирования.
Формальный подход к описанию языка программирования включает:
1.Синтаксическое описание: определение правил языка,
описывающих структуру и синтаксис кода.
2.Семантическое описание: описывает значения и действия, связанные с конструкциями языка.
3.Система типов: описывает правила типизации языка и проверку типов.
Существует множество различных языков программирования с разными целями и применением. Некоторые из современных языков программирования включают:
1.Java: Объектно-ориентированный язык, используемый для создания кросс-платформенных приложений.
2.Python: Язык с открытым исходным кодом, который известен своей простотой и читаемостью.
3.C++: Мультипарадигменный(поддерживает несколько парадигм программирования, включая процедурную, объектноориентированную и обобщённую йу4456) язык
программирования, широко используемый для разработки системного и прикладного программного обеспечения.
4.JavaScript: Язык программирования, который часто используется для создания интерактивных веб-страниц и вебприложений.
5.Swift: Язык программирования, разработанный компанией Apple для создания приложений под iOS и macOS.
Современные языки программирования можно классифицировать по различным признакам:
•Объектно-ориентированные языки (OOP): например, Java, C#, и Python. Они используют концепцию "объектов" для моделирования данных и поведения.
•Функциональные языки: например, Haskell и Scala. Они фокусируются на использовании функций и неизменяемости данных.
•Процедурные языки: например, C. Он следует последовательному порядку выполнения операций.
•Логические языки: например, Prolog. Они основаны на формальной логике и используются для решения задач логического программирования.
•Сценарные языки: например, JavaScript и Ruby. Они часто используются для написания скриптов, которые автоматизируют выполнение задач в операционных системах и веб-приложениях.
12.Основные понятия исчисления высказываний. Логика переключательных функций (алгебра Буля). Определение логической переменной и логической функции. Простые и сложные функции. Переключательные функции двух аргументов.
Исчисление высказываний — это формальная система, которая изучает логическую структуру высказываний и правила их
преобразования. Она позволяет анализировать и выводить логические следствия из заданных высказываний.
Логика переключательных функций, также известная как алгебра Буля, является математической структурой, которая исследует логические операции над двумя значениями и дает возможность рассматривать их с помощью алгебраических методов. Она основана на переключательных или булевых переменных, которые могут принимать значения "истина" (1) или "ложь" (0).
Логическая переменная представляет собой символ или символьное выражение, которое может принимать одно из двух логических значений: "истина" или "ложь". Например, переменная A может быть истинной (A = 1) или ложной (A = 0).
Логическая функция — это правило, которое связывает логические переменные и выражает отношение между их значениями. Она принимает одно или более логических переменных в качестве входных данных и возвращает результат в виде логического значения. Примером логической функции может быть конъюнкция (логическое И), дизъюнкция (логическое ИЛИ), отрицание (логическое НЕ) и другие.
Простые функции — это логические функции, которые зависят только от одной логической переменной или ее отрицания. Примером простой функции может быть функция отрицания, которая принимает одну переменную и возвращает противоположное значение.
Сложные функции, с другой стороны, зависят от нескольких логических переменных или их комбинаций. Примерами сложных функций являются конъюнкция и дизъюнкция, так как они требуют двух или более переменных для определения их значений.
Переключательные функции двух аргументов — это логические функции, которые зависят от двух логических переменных. Примерами таких функций являются конъюнкция (A B), дизъюнкция (A B), импликация (A → B), эквиваленция (A ↔ B) и другие.
13. Однопроцессорные вычислительные системы. Аппаратнопрограммные средства организации мультипрограммной работы системы.
Вычислительная система (ВС) — это взаимосвязанная совокупность аппаратных средств вычислительной техники и программного обеспечения, предназначенная для обработки информации.
Иногда под ВС понимают совокупность технических средств ЭВМ, в
которую входит не менее двух процессоров, связанных общностью управления и использования общесистемных ресурсов (память, периферийные устройства, программное обеспечение и т.п.).
Виды вычислительных систем
В зависимости от ряда признаков различают следующие вычислительные системы (ВС):
•однопрограммные и многопрограммные (в зависимости от количества программ, одновременно находящихся в оперативной памяти);
•индивидуального и коллективного пользования (в зависимости от числа пользователей, которые одновременно могут использовать ресурсы ВС);
•с пакетной обработкой и разделением времени (в зависимости от организации и обработки заданий);
•однопроцессорные, многопроцессорные и многомашинные (в зависимости от числа процессоров);
•сосредоточенные, распределенные (вычислительные сети) и ВС с теледоступом (в зависимости от территориального расположения и взаимодействия технических средств);
•работающие или не работающие в режиме реального времени (в зависимости от соотношения скоростей поступления задач в ВС и их решения);
•универсальные, специализированные и проблемноориентированные (в зависимости от назначения).
Режимы работы вычислительных систем
Мультипрограммирование - это режим, в котором несколько процессов используют ресурсы системы одновременно, управляемые программой для интерактивной работы.
Режим реального времени - это режим, где система взаимодействует с внешними процессами в реальном времени, часто используемый в системах управления.
Однопрограммный режим - в этом режиме в памяти находится и выполняется только одна программа, характерный для персональных компьютеров.
Мультипрограммный режим - в памяти находится несколько программ, которые выполняются параллельно, что повышает эффективность использования ресурсов системы.
Режим пакетной обработки - задачи выполняются последовательно в соответствии с очередью.
Режим коллективного доступа - задачи выполняются в режиме индивидуального пользования, используя квантование времени для разделения ресурсов между пользователями.
Эти режимы обеспечивают различные уровни эффективности и удобства для пользователей и администраторов системы, позволяя выбирать оптимальный вариант в зависимости от задач и ресурсов.
Аппаратно-программные средства организации мультипрограммной работы системы - это комплекс технологий и методов, используемых для эффективного распределения и использования ресурсов компьютера между несколькими задачами. Вот ключевые аспекты:
Аппаратные средства:
•Процессоры: Мультипрограммирование требует мощных процессоров с возможностью быстрого переключения между задачами.
•Память: Необходима достаточная оперативная память для хранения нескольких программ одновременно.
•Устройства ввода/вывода: Должны поддерживать асинхронную обработку данных, чтобы не блокировать выполнение программ при ожидании операций ввода/вывода.
Программные средства:
•Операционная система: Является ключевым элементом, управляющим распределением ресурсов и планированием задач.
•Диспетчер задач: Отвечает за распределение процессорного времени между задачами.
•Системы виртуализации: Позволяют создавать изолированные виртуальные среды для отдельных задач, что увеличивает безопасность и стабильность системы.
Методы организации:
•Многозадачность: позволяет выполнять несколько задач одновременно, используя технику разделения времени.
•Приоритеты задач: Задачам назначаются приоритеты, определяющие порядок их выполнения.
•Квантование времени: Каждой задаче выделяется определенный квант времени для выполнения, после чего происходит переключение на следующую задачу.
Эти средства и методы обеспечивают гибкость и эффективность в управлении ресурсами компьютера, позволяя одновременно выполнять множество задач, что является ключевым для современных вычислительных систем.
14. Понятие о различных системах счисления. Системы счисления, применяемые в ЭВМ. Способы представления чисел с фиксированной и плавающей запятой, сравнение по точности и диапазону.
Система счисления – это способ записи чисел с помощью заданного набора специальных символов и соответствующие ему правила действий над числами. Алфавит системы счисления – это набор