Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Введение в профессиональную деятельность для IT-специалистов. Учебное пособие
.pdf
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
РЯЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ РАДИОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
им. В.Ф. УТКИНА
А.И. ЕФИМОВ, Е.Р. МУРАТОВ, М.Б. НИКИФОРОВ
ВВЕДЕНИЕ В ПРОФЕССИОНАЛЬНУЮ
ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ДЛЯ IT-СПЕЦИАЛИСТОВ
Учебное пособие
Рекомендовано научно-методическим советом ФГБОУ ВО
«Рязанский государственный радиотехнический университет
им. В.Ф. Уткина» в качестве учебного пособия для студентов высших
учебных заведений всех форм обучения по специальности
27.05.01 «Специальные организационно-технические системы» (уровень –
специалитет) и направлениям подготовки: 02.03.03 – «Математическое
обеспечение и администрирование информационных систем» (уровень –
бакалавриат), 09.03.01 «Информатика и вычислительная техника» (уровень –
бакалавриат), 38.03.05 «Бизнес-информатика» (уровень – бакалавриат)
Рязань 2022
УДК 004
© Рязанский государственный
радиотехнический университет, 2022
Введение в профессиональную деятельность для ITспециалистов: учеб. пособие / А.И. Ефимов, Е.Р. Муратов, М.Б.
Никифоров; Рязан. гос. радиотехн. ун-т. – Рязань, 2022. – 92 с.
Предназначены бакалаврам направления подготовки 02.03.03
«Математическое обеспечение и администрирование информационных
систем», 09.03.01 «Информатика и вычислительная техника», 38.03.05
«Бизнес-информатика» и студентам, обучающимся по специальности
27.05.01 «Специальные организационно-технические системы».
Табл. 3. Ил. 45. Библиогр.: 17 назв.
IT-индустрия, IT-профессии, бизнес-аналитика, разработка
программного обеспечения, тестирование программного обеспечения,
профессиональные стандарты
В подготовке материалов учебного пособия принимали участие
студенты групп: 046 - Храмова А.А., Васильева Т.С., Никонов К.А.,
Сизова С.В.; 045 - Маркина Ю.А.; 0048 - Серегина Е.В.
Печатается по решению научно-методического совета
Рязанского государственного радиотехнического университета.
Рецензенты: кафедра ЭВМ РГРТУ (зав. кафедрой проф. Б.В.
Костров); кафедра вычислительной техники и систем управления
ВлГУ (доц. В.Б.Буланкин )
Е ф и мо в Алексей Игоревич
М у р ат ов Евгений Рашитович
Н и ки ф ор о в Михаил Борисович
Введение в профессиональную деятельность для IT-специалистов
Редактор Р.К. Мангутова
Корректор И.В. Черникова
Подписано в печать 30.11.22. Формат бумаги 60 х 84 1/16.
Бумага писчая. Печать трафаретная. Усл. печ. л. 5,75.
Тираж 30 экз. Заказ 4192.
Рязанский государственный радиотехнический университет.
390005, Рязань, ул. Гагарина, 59/1.
Редакционно-издательский центр РГРТУ.
ВВЕДЕНИЕ
С развитием современных технологий сфера информационных
технологий (IT - Information Technology) превратилась в отдельный
мир со своими правилами, иерархиями и направлениями. Нет
однозначного ответа на вопрос: кто такой IT-специалист и чем он
занимается. Сегодня под кодовым названием «IT-специалист»
скрывается огромное количество различных и крайне разнообразных
направлений деятельности.
Так же, как и специальности, разнообразны IT-предприятия,
обеспечивающие специалистов работой. Зачастую профессионалы
данной сферы имеют стабильно высокую заработную плату. Однако за
этим скрываются колоссальный труд и большой объём знаний, а также
необходимо учитывать высокую скорость развития сферы IT.
Разберем на примере нескольких рязанских предприятий: чем
занимаются подобного рода предприятия, что производят и какие
услуги оказывают. Также рассмотрим вакансии на этих предприятиях
и разберем сферу IT в целом на примере Рязанского региона.
Сразу следует оговориться, что сфера IT является одной из
наиболее динамично развивающихся отраслей и приводимые в
настоящем учебном пособии сведения актуальны на июнь 2021 года и
могут в дальнейшем измениться либо существенно корректироваться.
Кафедра ЭВМ РГРТУ готовит специалистов, способных
занимать любую из описываемых в настоящем учебном пособии
должностей. Высокое качество подготовки подтверждается отзывами
работодателей и соответствует лучшим российским образцам.
Студенты и будущие выпускники не испытывают проблем с
трудоустройством по причине повсеместной цифровизации и
огромной потребности в специалистах в сфере информационных
технологий. Фактическая зарплата в отрасли существенно выше
средней по региону и стране.
1
1. КЛАССИФИКАЦИЯ СВТ
Средство вычислительной техники (СВТ) – это совокупность
технических и программных элементов систем обработки данных,
способных функционировать самостоятельно или в составе других
систем. Классификация СВТ представлена на рисунке 1.1.
По принципу действия вычислительные машины делятся на три
больших класса: аналоговые (АВМ), цифровые (ЦВМ) и гибридные
(ГВМ).
ЦВМ – вычислительные машины дискретного действия,
работают с информацией, представленной в дискретной, а точнее, в
цифровой форме.
АВМ - вычислительные машины непрерывного действия,
работают с информацией, представленной в непрерывной (аналоговой)
форме, то есть в виде непрерывного ряда значений какой-либо
физической величины (чаще всего электрического напряжения).
ГВМ – вычислительные машины комбинированного
действия, работают с информацией, представленной и в цифровой, и в
аналоговой форме; они совмещают в себе достоинства АВМ и ЦВМ.
ГВМ целесообразно использовать для решения задач управления
сложными быстродействующими техническими комплексами.
По области применения разделяют универсальные (общего
применения) и специализированные вычислительные машины.
Рисунок 1.1 – Классификация СВТ
2
Универсальные ЭВМ предназначены для решения самых
различных инженерно-технических задач: экономических,
математических, информационных и других задач, отличающихся
сложностью алгоритмов и большим объемом обрабатываемых данных.
Они широко используются в вычислительных центрах коллективного
пользования и в других мощных вычислительных комплексах.
Специализированные ЭВМ используются для решения узкого
круга задач или реализации строго определенной группы функций.
Такая узкая ориентация ЭВМ позволяет четко специализировать их
структуру, существенно снизить их сложность и стоимость при
сохранении высокой производительности и надежности их работы.
1.1. Аналоговые ЭВМ
Аналоговые вычислительные машины (АВМ) —
вычислительная машина, которая представляет числовые данные при
помощи аналоговых физических параметров. Наиболее часто
используемым в аналоговых машинах моделирующим процессом
является процесс протекания электрического тока постоянного
напряжения в цепях, состоящих из типовых элементов и блоков:
резисторов, конденсаторов, усилителей и т.п., а параметром,
представляющим математические величины, в этом случае является
напряжение постоянного тока.
Каждой элементарной математической операции над
машинными величинами, как правило, соответствует некоторый
физический закон, устанавливающий математические зависимости
между физическими величинами на выходе и входе решающего
элемента.
У АВМ отсутствует хранимая программа, под управлением
которой с помощью одной и той же вычислительной машины можно
решать разнообразные задачи. Решаемая задача (класс задач) жёстко
определяется внутренним устройством АВМ и выполненными
настройками (соединениями, установленными модулями, клапанами
и т. п.). Даже для универсальных АВМ для решения новой задачи
требовалась перестройка внутренней структуры устройства.
При работе аналоговый компьютер имитирует процесс
вычисления, при этом характеристики, представляющие
цифровые данные, в ходе времени постоянно меняются.
3
Результатом работы аналогового компьютера являются
либо графики, изображённые на бумаге или на экране осциллографа,
либо электрический сигнал, который используется для контроля
процесса или работы механизма.
Организация вычислительного процесса
В аналоговых вычислительных машинах решение задачи
осуществляется с помощью собираемой из решающих блоков машины
схемы, поэтому говорят, что в АВМ имеет место схемная
организация вычислительного процесса. Например, вычисление
выражения y = (b*x – c) * a выполняется по схеме, представленной на
рисунке 1.2.
Рисунок 1.2 – Схема вычисления выражения на АВМ
Характеристики:
принцип вычислений – параллельный;
входной сигнал – значение напряжения;
точность – низкая;
набор операций – основные арифметические;
область значений – должна существовать модель,
описываемая дифференциальными и интегральными уравнениями.
4
Достоинства:
АВМ просты и удобны в использовании. Связано это с
малым количеством электроники в АВМ, что, в свою очередь,
определяется ограниченным набором и количеством выполняемых
ими операций при решении задачи;
время решения задач малое и определяется суммарным
временем переходных процессов в последовательно соединенной
цепочке решающих блоков;
наглядность протекания исследуемых процессов,
возможность изменения параметров исследуемых процессов во время
самого исследования.
Недостатки:
низкая точность, определяемая погрешностями решающих
элементов;
ограниченный круг решаемых задач (по сложности
алгоритма и виду функций);
отсутствие четких алгоритмов проектирования;
низкая надежность, технологичность и ремонтопригодность.
1.2. Цифровые ЭВМ
В цифровых вычислительных машинах (ЦВМ) используют
алфавитную (цифровую, дискретную) форму представления
информации. То есть в этом случае используется фиксированное
множество знаков (алфавит), с помощью которого и записывается
любая информация. В предельном случае, на аппаратном уровне, этот
алфавит состоит всего из двух знаков: нуля и единицы.
Принцип действия
Вначале через устройство ввода-вывода в оперативную память
вводится программа, которая последовательно записывается в
пронумерованные ячейки памяти. Устройство управления считывает
из памяти первой ячейки первую команду и занимается организацией
ее выполнения с помощью арифметико-логического устройства. Затем
этот же процесс повторяется необходимое количество раз (рисунок
1.3).
Команда выполняется в два этапа. На первом — устройство
управления формирует адрес ячейки (другими словами, номер), в
5
которой хранится очередная команда, и определяет по коду операции,
какую операцию необходимо выполнить. На втором этапе
арифметико-логическое устройство выполняет данную операцию.
После того как будет выполнена первая команда, устройство
управления начинает выполнять следующую команду.
Если адрес последующей команды создается путем прибавления
единицы к адресу предыдущей команды, то порядок выполнения
команд называется последовательным. Но этот порядок выполнения
команд может изменяться путем применения специальной команды
передачи управления в любой другой ячейке, адрес которой указан
команде.
Передача управления может происходить по условию или в
обязательном порядке. Это позволяет осуществлять разветвление
алгоритмов или организовывать циклическое выполнение группы.
Выполненные команды устройство управления выводит на устройства
ввода-вывода и переводит компьютер в режим ожидания новой
программы.
Рисунок 1.3 – Типовая блок-схема ЦВМ
6
Характеристики:
принцип вычислений – последовательный;
входной сигнал – цифровой набор импульсов;
набор операций – основные арифметические;
точность – высокая;
область значений – любая.
Быстродействие (производительность) больших цифровых
вычислительных машин достигает десятков и сотен миллионов
операций в секунду.
Память современных ЦВМ способна хранить миллионы единиц
информации.
Точность (погрешность) вычислений для цифровых ЭВМ
определяется разрядностью обрабатываемых чисел. Типовая
разрядность обрабатываемых на ЭВМ чисел составляет 4 байта, т.е. 32
двоичных разряда (с появлением 64-разрядных архитектур начался
переход к обработке 64-разрядных чисел). Как известно, погрешность
при вычислениях, вызванная округлением, не превышает половины
цены последнего разряда. Тогда с учетом того, что один разряд
занимает знак числа, погрешность округления 32-разрядных двоичных
чисел с фиксированной запятой составляет не более 2
-33
, что (если
полагать приближенно 210 = 103) дает 0,125*10-9 (а точнее, 0,116*10-9).
Организация вычислительного процесса
В цифровых вычислительных машинах используется
программная организация вычислительного процесса. В этом варианте
решение задачи на цифровой ЭВМ сводится к выполнению
последовательности шагов - команд программы, в каждом из которых
выполняется либо некоторое преобразование данных, либо действие,
связанное с проверкой условия, либо служебное действие, связанное с
управлением самой ЭВМ.
Например, вычисление выражения y = (a*x – c)*a требует
выполнения трёх команд:
1) умножение переменной a на переменную x;
2) вычитание из результата 1-го действия переменной c;
3) умножение результата 2-го действия на переменную a.
7
Однако существуют задачи, алгоритм решения которых либо не
найден, либо не существует. В этом заключается теоретическое
ограничение универсальности цифровых ЭВМ.
Достоинства:
широкий круг решаемых задач;
развитое математическое и программное обеспечение;
высокая точность, определяемая разрядностью и
сложностью алгоритмов;
высокая технологичность, надежность и
ремонтопригодность.
Недостатки:
относительно высокая стоимость;
сложность эксплуатации;
сложность программирования.
1.3. Гибридные ЭВМ
Гибридные вычислительные машины (ГВМ) – вид гибридной
вычислительной системы, сочетающий в себе свойства аналоговых и
цифровых вычислительных устройств.
Разделение вычислительного процесса в ходе решения задачи на
отдельные операции, выполняемые АВМ и ЦВМ в комплексе,
уменьшает объём вычислительных операций, возлагаемых на ЦВМ,
что при прочих равных условиях существенно увеличивает общее
быстродействие гибридных вычислительных машин.
Задачи, которые эффективно решаются на гибридных
вычислительных машинах:
моделирование в реальном масштабе времени
автоматических систем управления, содержащих как аналоговые, так и
цифровые устройства;
воспроизведение в реальном масштабе времени процессов,
содержащих высокочастотные составляющие и переменные,
изменяющиеся в широком диапазоне;
статистическое моделирование; моделирование
биологических систем; решение уравнений в частных производных;
оптимизация систем управления.
8
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]