конспект

стоимость 30$ - 200$.

Основная память. Распространены модули памяти типа DIMMSDRAM торговых марок NCP, Spec Tec, Samsung. Характеристиками ОП являются время выборки и объём. Время выборки – это минимальный промежуток, через который ЦП может обращаться к ОП, сейчас эта величина составляет менее 10 нс. Объем основной памяти конкретного ПК является наращиваемой характеристикой. Предельный объем определяется разрядностью адресной шины и составляет 4Гб=232. Для работы с современными приложениями необходим минимальный объем в 128 Мб. Цена ОП зависит от объёма и технологии изготовления и составляет от 15 до 20$ за каждые 64 Мб.

Магнитные носители и накопители. (FDD и НDD) Сейчас выпускаются дискеты (флоппи-диски) размером 3.5” объёмом 1.44 Мб и 2.88 Мб торговых марок Sony, NEC, Samsung и т.д. Время доступа НГМД – около 65 мс, скорость вращения от 7200 об/мин, скорость считывания 150 Кб/сек. Цена дискет около 0.5$, НГМД около 10$. Накопители на жестких магнитных дисках производятся фирмами IBM, Maxtor, Seagate и др. Объём НЖМД от 20 до 80 Гб. Время доступа менее 6 мс, скорость вращения от 7200 об/мин, скорость считывания от 15 Мб/сек. Цена винчестеров от 80 до 140$.

Оптические диски и дисководы. Наибольшее распространение получили диски только для чтения CD-ROM и дисководы для них торговых марок NEC, Panasonic, LG, Acer, TEAC. Оптические диски переносимы так же, как и дискеты, в то же время обладают большей скоростью чтения (время доступа 30 – 300 мс) и большим объёмом (до 1,5 Гб). CD-ROM характеризует его скорость, то есть во сколько раз быстрее он вращает диск, чем стандартный проигрыватель аудиодисков (от 9600 об/мин до 26000 об/мин). Одинарная скорость считывания информации равна 150 Кбайт/с. Соответственно двухскоростной CD-ROM считывает информацию со скоростью 300 Кбайт/с, четырехскоростной — 600 Кбайт/с. Сейчас в основном выпускаются 48 и 52 скоростные дисководы компакт-дисков. Цена лазерного диска около 1$. Дисковода CD ROM от 20

до 30$.

Дисководы CD-RW позволяют не только читать компакт диски, но записывать на них информацию. Они бывают 10, 12, 40, 32 и 48 скоростные, по цене от 60 до 80$.

В конце 1990-х годов появились компакт-диски нового поколения — DVD (Digital Versatile Disc — цифровой многоцелевой диск) с большой емкостью, которые применяются для записи полнометражных фильмов,

41

звука сверхвысокого качества и компьютерных программ. Существует несколько вариантов DVD, отличающихся по емкости от 4,7 Гб до 17 Гб.

Видеосистема состоит из монитора (торговые марки Hyundai, Samsung, LG) и видеоадаптера (видеокарты) (GeForce, RIVA и др.). Принцип работы монитора настольного ПК такой же, как в ЭЛТ телевизоров. Характеристики видеосистемы следующие:

-разрешающая способность – количество элементов по горизонтали и вертикали в пикселях (от 640х480 до 1600х1200);

-частота кадровой развертки (50 – 120 Гц);

-палитра – количество одновременно отображаемых цветов (16 – 65000);

-размер монитора по диагонали (15 – 21 дюйм);

-объем видеопамяти (16 – 128 Мб).

Цена видеоадаптеров колеблется от 30$ до 100$. Цена мониторов от 140$ до 500$. Переносные ПК оборудуются плоскими мониторами на жидких кристаллах (LCD).

Клавиатура. (Марки Chicony, Genius и пр.) предназначена для ввода алфавитно-цифровой информации. Цена её колеблется от 7$ до 17$.

Манипулятор мышь. Наиболее популярны механические мыши торговых марок Genius, A4Tech по цене от 2$ до 11$. Выпускаются также оптические мыши ценой 15$ - 25$.

Принтеры отличаются способами нанесения красителя (тонера) на бумагу. Матричные принтеры - ударного типа с красящей лентой. Печатающая головка состоит из вертикального ряда игл – pin (обычно 24) и за несколько проходов поперек листа создаёт изображение. Качество изображения измеряется в dpi – количество точек на дюйм. Эта характеристика называется разрешающей способностью принтеров. Основной производитель фирма Epson. Для матричных принтеров разрешающая способность составляет около 400 dpi. Скорость печати в графическом режиме – от 2 до 15 страниц в минуту. Цена от 150 до 300$. Более дорогой и качественный вид принтеров – лазерные принтеры. Принцип действия – электризация печатающего барабана лазерным лучом, управляемым командами программы. Участки барабана с измененной полярностью притягивают порошок (тонер) и затем наносят его на бумагу. Наиболее популярная марка HP Laser-Jet. Разрешающая способность лазерных принтеров от 1200 dpi. Скорость от 10 до 20 страниц в минуту. Цена от 200$ (черно-белые) до 1000$ (цветные). Струйные принтеры по качеству занимают промежуточное положение между матричными и лазерными. Изображение в них получается путем нанесения на бумагу жидкого тонера. Основная марка – Epson Stylus Color. Разрешающая

42

способность 500 – 2880 dpi, скорость работы относительно низкая - около 3 страниц в минуту, цена 60 – 140 $.

Сканер. Это устройство для создания электронной копии изображения с бумаги. Торговые марки Mustek, HP, Canon и др. Цена сканеров колеблется от 50$ до 100$.

Коммуникационное оборудование. Для эффективного использования общего периферийного оборудования и для хранения общих данных производят соединение нескольких ПК в локальную вычислительную сеть (LAN) в пределах одной организации. Для этого каждый ПК оборудуется сетевым адаптером (торговые марки 3COM, COMPEX и др.) Цены на адаптеры зависят от типа сети, пропускной способности, количества ПК и колеблются в широких приделах от 6$ до 40$. Локальные сети могут быть подключены к глобальным сетям, например к всемирной сети Internet. Такое подключение производится по телефонной сети или по выделенным линиям с помощью модемов. Они преобразуют цифровой двоичный код в посылки синусоидальных колебаний разной частоты и выполняют обратное преобразование (частотная модуляция). Разновидность модемов – факс-модемы служат для передачи и приема изображений. Торговые марки Acorp, Zyxel, USR, D- Link и др. Цена от 30 до 100$.

Интересно отметить особенность ценообразования на персональные компьютеры. С начала широкого распространения ПК (с середины 80 годов), цена на ПК стандартной комплектации с наилучшими характеристиками (без принтера) практически не меняется, и составляет около 1000$, при стремительном улучшении характеристик новых моделей и падении цен на старые модели.

43

Затем разрабатывается общий алгоритм решения, который постепенно детализируется.

Кодирование. Детализация алгоритма должна быть закончена тогда, когда есть возможность реализовать его блоки средствами языка программирования. Кодирование заключается в переводе на язык программирования конструкций алгоритма. Во время кодирования могут быть, чисто визуально, обнаружены ошибки, неточности в алгоритме, что может потребовать уточнения алгоритма.

Тестирование (отладка). Для перевода текста программы с языка высокого уровня на машинный язык служат специальные программы - трансляторы. Помимо трансляторов разработаны и другие программы, облегчающие работу человека на ЭВМ (загрузчики, отладчики и т.п.). Эти программы объединяются в системы программирования, их ещё называют средами программирования (например, среда Турбо-Паскаля, среда Делфи).

Во время трансляции происходит синтаксический анализ исходного текста, и выявляются синтаксические ошибки. Поэтому, в принципе, этап трансляции можно считать частью процесса отладки.

Процесс отладки имеет 3 основные цели:

1)обнаружение ошибок,

2)локализация ошибок,

3)исправление ошибок.

Всегда надо помнить золотое правило программистов: «Каждая программа содержит как минимум одну ошибку».

Ошибки весьма условно можно разделить на три группы.

1)алгоритмические,

2)ошибки программирования,

3)синтаксические ошибки кодирования.

Синтаксические ошибки исправляются и программа перетранслируется. Содержательные ошибки (алгоритма и программы) выявить труднее. Для этого готовят систему тестов. Каждый тест – набор исходных данных, для которых известен результат. Если результат прогона теста не совпадает с ожидаемым, то это означает, что в программе есть ошибка. Тесты необходимо готовить так, чтобы они не только устанавливали факт ошибки, но локализовали бы эту ошибку, т.е. суживали бы подозреваемую часть программы.

Сопровождение. Программные продукты разрабатываются с учетом их длительного использования, превращаются в интеллектуальный

45

ресурс общества. Большое значение, в связи с этим, имеет сопровождение программ. Во время сопровождения происходит настройка программы на конкретные цели, обучение пользователей, устранение мелких неточностей и анализ результатов эксплуатации программы. Если программа перестает удовлетворять растущим требованиям пользователя, то тогда опять повторяется цикл проектирования и разработки новой версии программы. Качественное проведение этапа сопровождения в большой степени определяет коммерческий успех программного продукта.

5.2. Понятие и свойства алгоритма

Алгоритмизация - важнейший этап в процессе решения задач на ЭВМ. Но понятие алгоритма возникло задолго до появления ЭВМ. Слово «алгоритм» произошло от имени среднеазиатского математика альХорезми (IX в) и использовалось вначале только в математике.

Алгоритм – это понятное и точное предписание (указание) исполнителю совершить определенную последовательность действий над исходной информацией для решения поставленной задачи.

Сейчас понятие алгоритма используется на только в математике и программировании, но и в других областях.

Алгоритм обладает пятью важнейшими свойствами.

1)Дискретность. Это свойство означает, то что алгоритм должен быть разбит на отдельные достаточно простые действия, причем выполнение каждого шага начинается после завершения предыдущего.

2)Определенность. Однозначность выполнения каждого шага. Алгоритм не должен допускать произвольной трактовки исполнителем.

3)Результативность (выполнимость). Алгоритм должен предоставлять возможность получения решения за конечное число шагов.

4)Массовость. Это пригодность для решения многих или даже всех задач данного типа при различных исходных данных.

5)Инвариантность. Алгоритм должен быть составлен таким образом, чтобы он, в идеальном случае, мог быть выполнен разными исполнителями: разными ЭВМ, в разных средах, разными людьми.

46

5.3. Способы записи алгоритмов

Словесная запись ориентирована на исполнителя-человека. При таком способе команды записываются на естественном языке и нумеруются. Например, рассмотрим алгоритм Евклида для поиска наибольшего общего делителя.

1)Задать два числа.

2)Если числа равны, то ответ равен одному из чисел, иначе перейти к п. 3.

3)Определить большее из двух чисел.

4)Заменить большее число на разность большего и меньшего чисел.

5)Перейти к п. 2.

Основное достоинство такого способа представления – понятность. Недостатки: неоднозначность, избыточность, отсутствие наглядности связей.

Схемы программ. Это графическое отображение алгоритма согласно утвержденным стандартам. При таком способе каждое действие записывается внутри блоков. Блоки соединяются линиями, которые указывают последовательность действий. Линии могут оканчиваться стрелками, но обычно стрелки не ставят, если линии отражают естественную последовательность действий. Естественная последовательность: сверху вниз и слева направо. В противном случае стрелки обязательны. Рассмотрим наиболее употребительные блоки

(рис.10).

47

Достоинство представления алгоритмов в виде схем программ - наглядность. Недостаток - большая трудоемкость выполнения.

Псевдокоды. Они занимают промежуточное место между естественным и формальным языком. Единого стандарта на псевдокод не существует. Псевдокод использует некоторые служебные слова (они подчеркиваются), но в то же время допускает утверждения и на естественном языке. Приведем примеры служебных слов псевдокода.

алг – название алгоритма, нач ... кон – начало и конец алгоритма

для i от 1 до 10 вып - указание на серию действий

Языки программирования. Во всех перечисленных способах представления алгоритмов допускается определенная свобода, они ориентированы на человека. На практике же основной исполнитель алгоритмов – ЭВМ. Для ЭВМ запись алгоритма должна быть абсолютно точна, т.е. язык для записи алгоритмов должен быть формализован. Такой язык называется языком программирования, а запись на таком языке называется программой.

Языки программирования по синтаксису можно разделить на классы:

- машинные языки (computer language) — языки программирования, воспринимаемые аппаратной частью компьютера (машинные коды), именно в машинных кодах в конечном итоге представляется программа в оперативной памяти, написанная на любом другом языке, запись на машинном языке чрезвычайно затруднена, поскольку каждая команда этого языка представляется несколькими двоичными кодами, поэтому пользуются языками более высокого уровня;

49

-машинно-ориентированные языки (computer-oriented language) — языки программирования, которые отражают структуру конкретного типа компьютера (ассемблеры);

-алгоритмические языки (algorithmic language) — не зависящие от архитектуры компьютера языки программирования для отражения структуры алгоритма (Паскаль, Фортран, Бейсик и др.); программа на таких языках транслируется с языка высокого уровня на машинный язык, а затем уже исполняется;

-процедурно-ориентированные языки (procedure-oriented language) - языки программирования, где имеется возможность описания программы как совокупности процедур (подпрограмм);

-проблемно-ориентированные языки (universal programming language) –

языки программирования, предназначенные для решения определенного класса задач (Пролог и др.).

5.4.Классификация алгоритмов

Линейные алгоритмы. Команды в таких алгоритмах выполняются в естественном порядке, так как они записаны сверху вниз. На рис. 12 представлен линейный алгоритм решения задачи обмена значениями двух переменных.

Начало

Ввод

X и Y

Z:=X

X:=Y

Y:=Z

Вывод

X и Y

Конец

Рис. 12

50