informatika (1) — копия

Задание №5. Напишите ответ на поставленный вопрос.

5. Что представляют собой элементы памяти ПЗУ? Расскажите, что происходит с ПЭВМ после включения питания? В чем различие между памятью ROM и RAM? Что хранится в CMOS-памяти, в чем ее особенность?

Постоянное запоминающее устройство (постоянная память – ПЗУ) или Read Only Memory (ROM) - содержит информацию, не меняющуюся в ходе выполнения программ компьютером. В постоянном запоминающем устройстве информация сохраняется и при отключении питания компьютера - это свойство ПЗУ называется энергонезависимостью памяти.

Вмомент включения компьютера в его оперативной памяти нет ничего

–ни данных, ни программ, поскольку оперативная память не может ничего хранить без подзарядки ячеек более сотых долей секунды, но процессору нужны команды, в том числе и в первый момент включения компьютера. Поэтому сразу после включения на адресной шине процессора выставляется стартовый адрес. Это происходит аппаратно всегда одинаково. Процессор обращается по первому адресу за своей первой командой и далее начинает работать по программам. Этот исходный адрес указывает на ячейку в постоянном запоминающем устройстве. Микросхема ПЗУ способна длительное время хранить информацию, даже когда компьютер выключен. Программы, находящиеся в ПЗУ, называются «зашитыми» - их записывают туда на этапе изготовления микросхем.

Все микросхемы постоянной памяти по способу занесения в них информации (программированию) бывают следующих типов:

ROM (масочные ROM) - программируемые заводом – изго-

товителем;

PROM (Programmable ROM) - однократно программируемая пользователем ROM (перезаписывается на специальном оборудовании);

EPROM (Erasable PROM) - многократно перепрограммируемая пользователем память (с ультрафиолетовым стиранием, перезаписывается на специальном оборудовании);

EEPROM (Electrically EPROM) - электрически перезаписы-

ваемая память. Перезапись осуществляется на компьютере по специальной команде и при наличии дополнительного питания +12 В.

Современные микросхемы ПЗУ EEPROM дополнены памятью Flash Memory. В этом случае, кроме основной постоянной памяти, микросхема имеет оперативно перезаписываемый буфер того же размера, для проверки и отладки содержимого постоянной памяти после перезаписи.

Существует несколько причин, по которым приходится прибегать к перезаписи содержимого микросхемы BIOS.

Во-первых, это появление нового оборудования. Технологии производства компьютерных комплектующих постоянно развиваются, что приводит к выпуску все более качественных и более мощных процессоров, видеоплат и

41

других компонентов ПК. Выход новых комплектующих (чаще всего процессоров) требует программной поддержки всех внесенных нововведений. BIOS, как родоначальница программного обеспечения компьютера в первую очередь испытывает необходимость во внесении подобных изменений. Различия в архитектуре ядра процессоров иногда настолько велики, что полноценное использование мощности возможно только при соответственном изменении программного кода, содержащегося в BIOS. Кроме процессоров, существует великое множество других устройств, требующих поддержки со стороны BIOS. Это жесткие диски, размер которых может быть ограничен устаревшей версией BIOS (например, компьютеры класса Pentium могут работать с винчестерами объемом только до 8 Гбайт), приводы CD-ROM, с которых возможна загрузка только при условии поддержки данного режима со стороны

BIOS и т. д.

Во-вторых, новое программное обеспечение. В первую очередь, потребность в обновленных версиях BIOS появилась с выходом операционной системы Windows 95, созданной на основе технологии Plug and Play. Для полноценной реализации данного стандарта потребовалась поддержка РпРустройств еще на уровне BIOS. Сегодня практически все материнские платы комплектуются PnP-BIOS, поэтому данная проблема практически потеряла свою актуальность. Хотя, например, с выходом операционной системы Windows 2000 от BIOS потребовалась более полная поддержка стандарта управления энергопотреблением ACPI.

В-третьих, производительность компьютера. Некоторые версии BIOS из-за различных недоработок не способны полностью реализовать возможности новых чипсетов, поэтому обновление весьма положительно сказывается на производительности как материнских плат и интегрированных контроллеров, так и всего компьютера в целом.

К тому же возможность перезаписи ПЗУ, безусловно, расширяет возможности конфигурирования компьютера. Обновление BIOS зачастую значительно расширяет возможности по настройке режимов работы отдельных компонентов компьютера. Это позволяет наиболее эффективно использовать его потенциальные возможности. Например, в новой версии BIOS могут содержаться более полноценные функции мониторинга состояния системы (температуры, скорости вращения вентиляторов и т. п.).

Также возможность перезаписи помогает исправить мелкие ошибки и недоработки. Это наиболее важно для BIOS тех материнских плат, которые поддерживают процессоры производства компании Intel. В них, как правило, содержится опция вроде BIOS Update, которая позволяет при каждой загрузке компьютера вносить изменения в микрокод процессоров, исправляющие некоторые мелкие недочеты, допущенные при разработке процессоров. Поэтому BIOS материнских плат под процессоры Intel необходимо достаточно регулярно обновлять. Это позволит более полноценно исправить все имеющиеся в архитектуре процессоров ошибки.

Комплект программ, находящихся в ПЗУ, образует базовую систему ввода-вывода (BIOS – Basic Input Output System). Основное назначение про-

42

грамм этого пакета состоит в том, чтобы проверить состав и работоспособность компьютерной системы и обеспечить взаимодействие с клавиатурой, монитором, жестким диском и дисководом гибких дисков. Программы, входящие в BIOS, позволяют нам наблюдать на экране диагностические сообщения, сопровождающие запуск компьютера, а также вмешиваться в ход запуска с помощью клавиатуры.

Средствами BIOS нельзя обеспечить работу со всеми возможными устройствами. К тому же изготовители BIOS не знают о конкретных параметрах наших жестких и гибких дисков, им также не известен и состав конкретной вычислительной системы. Для того чтобы начать работу с конкретным оборудованием, программы, входящие в состав BIOS, должны знать, где найти нужные параметры. Понятно, что их нельзя хранить не в ПЗУ не в ОЗУ.

Специально для этого на материнской плате есть микросхема энергонезависимой памяти, по технологии изготовления называемая CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor), микросхемы, выполненные по этой технологии, как известно, отличаются малым энергопотреблением. От оперативной памяти она отличается тем, что ее содержимое не стирается во время выключения компьютера, а от ПЗУ она отличается тем, что данные в нее можно заносить и стирать самостоятельно, в соответствии с тем, какое оборудование входит в состав вычислительной системы. Эта микросхема постоянно подпитывается от небольшой батарейки, расположенной на материнской плате. Заряда этой батарейки хватает на то, чтобы микросхема не теряла данные, даже если компьютер будет отключен несколько лет.

В микросхеме CMOS хранятся данные о гибких и жестких дисках, о процессоре, о некоторых других устройствах материнской платы. Тот факт, что компьютер четко отслеживает время и календарь даже в выключенном состоянии, тоже связан с тем, что показания системных часов постоянно хранятся и изменяются в CMOS.

Таким образом, сразу после включения питания компьютера получает управление именно BIOS. Она выполняет начальное тестирование всех компонентов компьютера. Если все в порядке, то управление передается программе, находящейся в Boot-секторе (загрузочном секторе) загрузочного диска (это может быть дискета, жесткий диск, компакт-диск). Та, в свою очередь загружает операционную систему.

Процедура начального тестирования называется POST-Power-On Self Test (самотестирование после включения питания). Тестируются основные компоненты, такие как процессор, память, вспомогательные микросхемы, приводы дисков, клавиатура и видеоподсистема. Если при включении питания компьютера возникают проблемы (BIOS не может выполнить начальный тест), вы услышите последовательность звуковых сигналов.

BIOS хранит в специальной микросхеме CMOS-памяти аппаратную конфигурацию компьютера. При включении питания текущая конфигурация сравнивается с сохраненной. Если найдены отличия, то содержимое CMOSпамяти обновляется и, если это необходимо, предлагается вызвать подпрограмму BIOS Setup для указания параметров вновь обнаруженных компонен-

43

тов. Если же отличий в конфигурации нет, или же обновление конфигурации выполнено без участия пользователя, то осуществляются необходимые настройки (конфигурирование) аппаратных компонентов компьютера.

С помощью специальной подпрограммы BIOS Setup пользователю предоставляется возможность указать параметры и режимы функционирования отдельных компонентов компьютера. Там же, при необходимости, можно часть оборудования и отключить.

Собственно то, ради чего в свое время разрабатывалась BIOSобработка операций ввода-вывода. Например, дисковод понимает только простейшие команды типа: поместить головку на такую-то дорожку, считать сектор и т.п. Если бы все программы содержали в себе инструкции подобного рода, то они занимали бы много места, да и работали весьма и весьма неэффективно. Кроме этого, при появлении новых устройств все существующие программы приходилось бы модифицировать. Чтобы избежать подобных проблем, большую часть работы по обработке операций ввода-вывода переложили на BIOS. Это, конечно, не решило всех проблем, но, по меньшей мере, значительно упростило их решение.

Справедливости ради надо отметить, что современные операционные системы практически не используют (Windows 95/98/Windows Me) или во-

обще не используют (Windows NT / Windows 2000 / Windows XP) возможно-

сти BIOS по обработке операций ввода-вывода. Определяющее значение эти функции имели во времена операционной системы MS-DOS. Здесь обязательно надо отметить, что сказанное выше во многом условно. На самом деле все эти задачи выполняются совместно, функционально дополняя друг друга.

Таким образом, программы, записанные в BIOS, считывают данные о составе оборудования компьютера из микросхем CMOS, после чего они могут выполнить обращение к жесткому диску, а в случае необходимости и к гибкому, и передать управление тем программам, которые там записаны.

Оперативная память или Оперативное Запоминающее Устройство (ОЗУ) или Random Access Memory (RAM). - это внутренняя память компьютера, которая допускает изменение своего содержимого в ходе выполнения команд процессором, т.е. в ходе выполнения программ. Оперативная память служит для того, чтобы хранить всю информацию, поступающую в компьютер во время его работы. Любая программа, с которой мы собираемся работать, записывается или как говорят "загружается" в оперативную память, и в памяти хранятся все данные и результаты вычислений, которые производятся процессором во время выполнения программы.

Информация в оперативной памяти сохраняется, только пока включен компьютер, а в постоянная память энергонезависима.

Примечание. Ответы на вопросы пятого задания желательно давать в развернутом виде. Вы должны показать глубину ваших знаний в ваших ответах.

44

2 Контрольная работа №2

Тема: Программные средства реализации информационных процессов. Офисные программные средства. Офисные приложения. Модели решения функциональных и вычислительных задач. Алгоритмизация и программирование. Технология программирования.

Самым простым современным языком программирования, безусловно,

является язык Бейсик (BASIC - Beginners All purpose Symbolic Instruction Code, т.е. символический командный универсальный код для начинающего).

Даже при небольшом опыте, программы на языке Бейсик можно писать, практически не задумываясь.

Язык программирования VISUAL BASIC SCRIPT (VBScript) очень легок в освоении. Образованному человеку обычно достаточно месяца, а то и меньше, чтобы освоить программирование на VBScript и создавать красивые программы и активные Web-страницы, ни чем не уступающие страницам с JavaScript и даже во многом превосходящие их. Поэтому, изучение языка программирования VBScript. рекомендовано студентам заочного факультета и будет полезно им в дальнейшем в их профессиональной деятельности.

Содержание работы:

Задание №1. Разработайте алгоритм для решения задачи.

Задание №2.

Выберите все правильные ответы на предложенные тестовые задания.

Задание №3.

Напишите программу для решения задачи на языке программирования

VBScript.

Задание №4.

Напишите ответ на поставленный вопрос.

Указания Приступая к выполнению контрольной работы необходимо познако-

мится со следующими методическими материалами:

45

1.Симонович С.В. Информатика. Базовый курс. Учебник для ВУЗов. / С-Пб.,Питер, 2007 г.

2.Информатика. Под ред. Макаровой Н.В. М., Ф и С. 2007.

3.Табурчак А.П., Парамонова Н.Н. Учебное пособие. «Информатика» (Базовый курс) 2007 г.

4.Парамонова Н.Н., Корнилова И.Л. Методические указания к лаб. работам по курсу «Информатика» ч.1, 2007г.

5.Табурчак А.П., Парамонова Н.Н., Иванникова А.Б., Корнилова И.Л. Алгоритмизация и программирование на языке Visual Basic Script: методические указания к лабораторным работам.

– СПб.: СПбГТИ (ТУ) 2007. – 109 с .

46

Вариант №1

1.Проверьте, содержит ли квадрат данного натурального числа n цифру 3 в своей записи.

2.Тестовые задания

а) Предмет, процесс или явление, имеющее уникальное имя и представляющее собой единое целое, называют…

моделью

объектом

алгоритмом

величиной

идентификатором

б) На рисунке представлен фрагмент алгоритма, имеющий _________

структуру

циклическую с постусловием

циклическую с предусловием

разветвляющуюся

линейную

в) Для реализации логики алгоритма и программы, с точки зрения структурного программирования не должны применяться…

повторения (циклы)

последовательное выполнение

ветвления

безусловные переходы

3.Создайте программу, которая находит площадь трапеции по ее основаниям и высоте.

47

4. Эволюция языков программирования? Классификация языков программирования? Развитие языков программирования?

Вариант №2

1.Найдите все двузначные числа, сумма квадратов цифр которых делится на 17.

2.Тестовые задания

а) В концепции объектно-ориентированного подхода к программированию НЕ ВХОДИТ

полиморфизм

наследование

дискретизация

инкапсуляция

б) 2. В блок схеме, внутри данного символа следует написать

Вывести X

Конец программы

X=X+1

Х>Y

в) Моделирование – это…

процесс замены реального объекта (процесса, явления) моделью, отражающей его существенные признаки с точки зрения достижения конкретной цели

процесс конструирования моделей одежды в салоне мод

процесс неформальной постановки конкретной задачи

процесс замены реального объекта (процесса, явления) другим материальным или идеальным объектом

процесс выявления существенных признаков рассматриваемого объ-

екта

3.Вычислите объём цилиндра с радиусом основания R и высотой h. Известны длины сторон прямоугольника. Вычислите его периметр, площадь и длину диагонали.

48

4. Этапы разработки программного обеспечения? Трансляция. компиляция и интерпретация? Структуры и типы данных языка программирования?

Вариант №3

1.Дано натуральное k. Напечатайте k-ю цифру последовательности 149162536..., в которой выписаны подряд квадраты всех натуральных чисел.

2.Тестовые задания

а) Представление существенных свойств и признаков объекта в выбранной форме называется

моделированием

систематизацией

кодированием

формализацией

презентацией

б) Реализация циклов в алгоритмах

уменьшает объем памяти, используемый программой, выполняющей алгоритм, и сокращает количество записей одинаковых последовательностей команд

увеличивает объем памяти, используемый программой, выполняющей алгоритм, и сокращает количество записей одинаковых последовательностей команд

уменьшает объем памяти, используемый программой, выполняющей алгоритм, и увеличивает длину записей одинаковых последовательностей команд

не уменьшает объем памяти, используемый программой, выполняющей алгоритм, оперативной памяти и не увеличивает количество записей одинаковых последовательностей команд

в) Из перечисленных

ADA

АССЕМБЛЕР

PASСAL

LISP

МАКРОАССЕМБЛЕР к языкам высокого уровня не относят…

только 5

3 и 5

только 1

1 и 3

2 и 5

49

3.Даны декартовы координаты вершин треугольника (в плоскости). Напишите программу, вычисляющую площадь и периметр этого треугольника.

4.Моделирование как метод познания? Методы и технология моделирования?

Вариант №4

1.Дано натуральное k. Напечатайте k-ю цифру последовательности 1234567891011121314..., в которой выписаны подряд все натуральные числа.

2.Тестовые задания

а) Виртуальная машина Java является…

интерпретатором

обработчиком

компилятором

анализатором

б) Для реализации логики алгоритма и программы, с точки зрения структурного программирования не должны применяться…

повторения (циклы)

последовательное выполнение

ветвления

безусловные переходы

в) Модель – это…

фантастический образ реальной действительности

описание объекта и его существенных свойств

материальный или абстрактный заменитель объекта, отражающий его пространственно-временные характеристики

уменьшенная копия объекта

материальный или абстрактный заменитель объекта, отражающий его существенные с точки зрения целей моделирования характеристики

3.Определите и выведите на экран номер квадранта, в котором расположена точка A(x,y), x и y - заданные целые числа.

4.Формализация и моделирование? Математическое моделирование? Виды моделей?

50