- •Конспект лекций
- •Введение
- •Лекция 1. Информация и информационные технологии. Основные понятия. Предмет информатики
- •Информация Определение и измерение информации
- •Свойства информации
- •Информация и данные
- •Кодирование данных в компьютере
- •Измерение компьютерных данных
- •Лекция 2 Арифметические основы компьютеров Системы счисления
- •Перевод чисел в десятичную систему счисления
- •Поразрядный перевод чисел из одной системы счисления в другую
- •Перевод целых десятичных чисел в другую систему счисления
- •Перевод правильной десятичной дроби в другую систему счисления
- •Двоичная арифметика
- •Представление чисел в компьютере Целые числа без знака
- •Целые числа со знаком
- •Вещественные числа
- •Лекция 3 Технические средства информационных технологий Классификация
- •Устройство персонального компьютера
- •Системный блок
- •Материнская плата
- •Центральный процессор
- •Архитектура процессора
- •Система команд процессора
- •Оперативная память
- •Постоянная память
- •Лекция 4
- •Операционные системы
- •Файловая система. Основные определения
- •Операционная система ms dos
- •Загрузка компьютера с операционной системой ms dos
- •Командный язык операционной системы msdos и Windows
- •Dir [дисковод] [путь] [ключи]
- •Md [дисковод:] [путь]
- •Copy [дисковод:] полное_имя_1 [дисковод:] полное_имя_2
- •Ren [дисковод:] имя файла1 имя файла2
- •Линейный алгоритм
- •Ветвящийся алгоритм
- •Циклический алгоритм
- •Алгоритмы накопления суммы и произведения
- •Алгоритм табулирования функции
- •Алгоритм поиска экстремальных значений (max, min)
- •Лекция 6 Язык программирования Microsoft Qbasic Набор символов языка:
- •Классификация данных
- •Ограничения значений переменных
- •Операции
- •Выражения
- •Стандартные функции действия над числами
- •Операторы
- •Оператор восстановления данных restore
- •Оператор input
- •Input считывает входные данные от клавиатуры или из файла.
- •Input ["приглашение"{; | ,}] список переменных
- •Вывод данных Операторы print, lprint, print using, функции spc и tab
- •Функции spc и tab
- •Тав: print tab (выражение1); выражение2
- •Оператор форматированного вывода
- •Print using формат; список выражений [{;|,}]
- •Оператор позиционирования курсора locate
- •Лекция 7 Управление ходом выполнения программы Организация цикла
- •Оператор цикла for … next
- •Оператор цикла do … loop
- •Print "Значение I в конце цикла равно "; I
- •Оператор цикла без счетчика while …wend
- •Операторы изменения хода выполнения программы
- •Оператор выбора select case
- •Оператор exit
- •Оператор swap
- •Функции действия над строками
- •Лекция 8 Алгоритмы решения математических задач Решение уравнений методом итерации
- •Решение уравнений методом простой итерации
- •Input “Введите точность”, e
- •Input “Введите начальное значение х”, х
- •Input “Введите точность”, e
- •Input “Введите начальное значение х”, х
- •Итерационное решение уравнений методом половинного деления
- •Input “Введите точность”, e
- •Оператор описания массивов Одномерные массивы
- •Статические и динамические массивы
- •Оператор option base
- •Способы ввода значений элементов массива
- •Оператор rnd
- •Randomize [число].
- •Алгоритм формирования и печати исходного массива
- •Алгоритм поиска максимального и минимального значений в массиве s(n)
- •Алгоритмы сортировки массива Сортировка выбором мах (или мin)
- •Сортировка вставками
- •Метод «пузырька»
- •Лекция 10 Описание и обработка матриц
- •Input “ введите значение”, a(I,j)
- •Лекция 11 Алгоритмы компьютерной графики
- •Текстовый режим
- •Операторы графики
- •Построение графиков математических функций
- •Этапы построения графика функции
- •Оператор circle вывода окружностей, дуг, эллипсов
- •Circle (X, y), r, [цвет], [Dn], [Dk], [z]
- •Цвет в графике
- •Оператор рисования объекта.
- •Построение диаграмм
- •Этапы работы при создании рисунка
- •Эффект мультипликации
- •Лекция 13 Работа с файлами Назначение файлов
- •Физическая и логическая организации файлов
- •Способы доступа к файлам
- •Действия с файлами
- •Оператор open открытия файла
- •Режимы работы с файлами
- •Номер файла
- •Чтение данных из файла прямого доступа и бинарного файла оператором get
- •Get [#]номер_файла [,[номер_записи][, переменная]] ,
- •Чтение данных из файла последовательного доступа оператором input
- •Запись данных в файл прямого доступа и бинарный файл оператором put
- •Закрытие файла
- •Удаление файлов
- •Лекция 14 Приемы модульного программирования
- •Процедуры
- •Input “Введите размерность массива ”; n
- •Процедурные языки (с, basic, fortran, pascal и др.)
- •Функциональные языки
- •Логические языки (лисп, пролог)
- •Трансляторы
- •Лекция 15 Разработка сложных программ
- •Методологии и технологии проектирования ис Общие требования к методологии и технологии
- •Лекция 16 Компьютерные сети. Архитектура построения
- •Масштабы компьютерных сетей
- •Топологии компьютерных сетей
- •Топология типа «звезда»
- •Коммутируемая топология
- •Сложные топологии
- •Методы передачи компьютерных данных Кадры и протоколы
- •Кадр Ethernet стандарта ieee 802.3
- •Кадр Token Ring стандарта 802.5
- •Примеры протоколов.
- •Лекция 17 Основные компоненты компьютерных сетей
- •Линии связи
- •Коммуникационное оборудование
- •Литература
- •Словарь понятий
Кодирование данных в компьютере
Данные в компьютере хранятся и обрабатываются в виде кодов.
Кодом называют совокупность знаков некоторого алфавита, приводимая в однозначное соответствие определенному понятию. Присвоение понятию соответствующего кода называют кодированием.
В компьютерах, как правило, для кодирования используется двоичный алфавит, состоящий из двух знаков - 0 и 1
Для кодирования в двоичном алфавите двух состояний достаточно одной двоичной единицы - одного бита. Например, левая и правая стороны, слова Нет и Да могут быть закодированы соответственно знаками 0 и 1.
Для кодирования от пяти до восьми состояний, объектов, альтернатив, сообщений, событий, букв требуется уже трехбитовый код, который имеет следующие наборы значений битов: 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110 и 111. Подобные наборы значений битов называют двоичными словами.
В общем случае, максимальное число М объектов, которое может быть закодировано Н-битовым словом определяется формулой (1.2), полученной из зависимости К.Шеннона. В частности, для кодирования символов национальных алфавитов, управляющих символов, цифр, математических символов широко применяется 8-битовая кодировка, так называемые ASCII коды.
Таким образом, данные в компьютере – это последовательности двоичных единиц.
Измерение компьютерных данных
Минимальная единица измерения компьютерных данных – бит. Объем двоичных данных в 8 бит называется байтом. Байт - минимальная единица хранения символьных данных.
На практике широко используются и более объемные, производные единицы:
1 килобайт (Кбайт) = 210 байтов = 1024 байтов,
1 мегабайт (Мбайт) = 210 килобайтов = 220 байтов,
1 гигабайт (Гбайт) = 210 мегабайтов = 230 байтов,
1 терабайт (Тбайт) = 210 гигабайтов = 240 байтов.
В целях экономии памяти при записи информации на оптические или магнитные носители широко используют процедуру сжатия данных. Так текст книги, представленный в виде кодов ASCII можно сжать примерно в десять раз. При этом очевидно, что путем сжатия уменьшается не количество информации, а только объем ее сохраняющих данных.
Поэтому более правильно говорить о количестве информации, содержащейся в некотором сообщении, документе, книге, и объеме памяти, потребной для записи и хранения этого документа в запоминающем устройстве компьютера.
Часто вместо слова данные употребляют слово информация. Теперь же мы из контекста можем понимать, о чем на самом деле идет речь.
Измерение информации (данных) в байтах, страницах иногда называют прагматической мерой информации.
Лекция 2 Арифметические основы компьютеров Системы счисления
Системой счисления называют совокупность приемов составления, обозначения и именования чисел.
Различают позиционные и непозиционные системы.
В позиционных системах счисления количество, определяемое цифрой числа, зависит от позиции этой цифры в записи числа. Например, 535 = 500 + 30 + 5.
К непозиционным системам относят, например, римскую систему счисления. У нее количество, определяемое цифрой числа, не зависит от места этой цифры в записи числа. Например, XXV = 10+10+5.
Название и характеристики позиционной системы определяются ее основанием. Основание системы счисления – это объем ее алфавита.
Алфавит системы счисления – множество символов для обозначения цифр числа в этой системе счисления.
Пример алфавитов систем счисления с основанием р:
р = 10, алфавит: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9,
р = 2, алфавит: 0, 1,
р = 8, алфавит: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7
р = 16, алфавит: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, А, В, С, D, Е, F.
В табл. 2.1 представлены записи первых семнадцати чисел в этих системах счисления.
Двоичная система счисления используется для представления чисел в компьютере и выполнения арифметических действий с ними ввиду удобства аппаратной (микропроцессорной) реализации. Шестнадцатеричная и восьмеричная системы счисления используются для отображения компьютерных данных, т.к. такое их отображение легко читается профессионалами.
Таблица 2.1
Р = 10 |
р = 2 |
р = 8 |
р = 16 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
2 |
10 |
2 |
2 |
3 |
11 |
3 |
3 |
4 |
100 |
4 |
4 |
5 |
101 |
5 |
5 |
6 |
110 |
6 |
6 |
7 |
111 |
7 |
7 |
8 |
1000 |
10 |
8 |
9 |
1001 |
11 |
9 |
10 |
1010 |
12 |
А |
11 |
1011 |
13 |
B |
12 |
1100 |
14 |
C |
13 |
1101 |
15 |
D |
14 |
1110 |
16 |
E |
15 |
1111 |
17 |
F |
16 |
10000 |
20 |
10 |