- •Информатика е.Н.Саладаев
- •1.Введение в информатикую. Информация.
- •1.1. Что такое инфоpматика
- •1.2. Информация
- •1.3. В каком виде существует информация
- •1.4. Как передаётся информация
- •1.5. Как измеряется количество информации
- •1.6. Что можно делать с информацией
- •1.7. Какими свойствами обладает информация
- •1.8. Что такое обработка информации
- •1.9. Информационные ресурсы и информационные технологии
- •1.10. Информатизация общества
- •2. Общие принципы организации и работы компьютеров
- •2.1. Что такое компьютер
- •2.2. Устройство компьютера
- •3. Принципы построения компьютеров
- •1. Принцип программного управления. Из него следует, что программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в определенной последовательности.
- •2.4. Команды
- •2.5. Выполнение команд
- •2.6. Архитектура и структура компьютера
- •2.7. Центральный процессор
- •2.8. Устройства памяти
- •2.9. Уустройства внутренней памяти
- •1. Оперативная память
- •3. Специальная память
- •2.10. Устройства внешней памяти
- •Накопители на гибких магнитных дисках
- •2. Накопители на жестких магнитных дисках
- •3. Накопители на компакт-дисках
- •4. Записывающие оптические и магнитооптические накопители
- •Накопители на магнитной ленте (стримеры) и накопители на сменных дисках
- •2.11. Аудиоадаптер
- •2.12. Видеоадаптер и графический акселератор
- •2.13. Клавиатура
- •2.14. Видеосистема компьютера
- •1. Монитор на базе электронно-лучевой трубки
- •2. Жидкокристаллические мониторы
- •3. Сенсорный экран
- •2.15. Принтер, плоттер, сканер
- •2.16. Модемы и факс-модемы
- •2.17. Манипуляторы
- •2.18. Устройство компьютера
- •2.19. Основные блоки компьютера
- •2.20. Системная плата
- •2.21. Организация межкомпьютерных связей
- •2.22. Компьютерные сети
- •Наиболее распространенные виды топологий сетей:
- •2.23. Соединение между собой устройств сети
- •2.24. Классификация компьютерных сетей по степени географического распространения
- •2.26. Беспроводныесети
- •2.27. Сеть Интернет
- •Как можно связаться с Интернет
- •Как связываются между собой сети в Интернет
- •2.28. Основные возможности, предоставляемые сетью Интернет
- •World Wide Web — главный информационный сервис.
- •2. Электронная почта.
- •3. Cистема телеконференций Usenet (от Users Network).
- •4. Системы информационного поиска сети Интернет.
- •Системы, основанные на предметных каталогах.
- •Автоматические индексы.
- •5. Программа пересылки файлов Ftp.
- •6. Программа удалённого доступа Telnet.
- •2.29. Мультимедиа и мультимедиа-компьютер
- •3.Классификация компьютеров
- •3.1 Критерии классификации компьютеров
- •3.2. Классификация по поколениям
- •3.3. Краткая историческая справка
- •3.4 Компьютеры первого поколения
- •3.5. Компьютеры второго поколения
- •3.6. Особенности компьютеров третьего поколения
- •3.7. Характеристики эвм четвёртого поколения
- •3.8. Какими должны быть компьютеры пятого поколения
- •3.9. Классификация компьютеров по условиям эксплуатации
- •3.10. Классификация компьютеров по производительности и характеру использования
- •3.11. Типы портативных компьютеров
- •4.Представление чисел в компьютерах
- •4.1. Системы счисления
- •4.2. Представление целых чисел в позиционных системах счисления
- •4.3. Системы счисления используемые для общения с компьютером
- •4.4. Почему люди пользуются десятичной системой, а компьютеры — двоичной
- •4.5. Почему в компьютерах используются также восьмеричная и шестнадцатеричная системы счисления
- •4.6. Перевод целых числел из десятичной системы в любую другую позиционную систему счисления
- •4.7. Перевод пpавильной десятичной дpоби в любую другую позиционную систему счисления
- •4.8. Перевод чисел из двоичной (восьмеpичной, шестнадцатеpичной) системы в десятичную
- •4.9. Сводная таблица переводов целых чисел из одной системы счисления в другую
- •4.10. Арифметические операции в позиционных системах счисления
- •4.11. Представление в компьютере целых числел
- •.5.Выполнение арифметических операций в компьютерах
- •5.1. Выполнение арифметические действия над целыми числами Сложение и вычитание
- •4. А и в отрицательные.
- •Умножение и деление
- •5.2. Представление в компьютере вещественных чисел
- •Умножение
- •Деление
- •6.Программное обеспечение компьютеров
- •6.1. Что такое программное обеспечение
- •6.2. Классификация программного обеспечения
- •6.3. Прикладные программы
- •6.4. Роль и назначение системных программ
- •6.5. Что такое операционная система
- •6.6. Файловая система ос
- •6.7. Структура операционной системы ms dos
- •6.8. Программы-оболочки
- •6.9. Операционные системы Windows, Unix, Linux Операционные системы Windows
- •Операционная система Unix
- •6.10. Трансляторы, компиляторы, интерпретаторы
- •6.11. Системы программирования
- •6.12. Для чего нужны инструментальные программы
- •6.13. Текстовые редакторы
- •6.14. Графический редактор
- •6.15. Возможности систем деловой и научной графики
- •6.16. Табличный процессор
- •6.17. Системы управления базами данных
- •6.18. Библиотеки стандартных подпрограмм
- •6.19. Пакеты прикладных программ
- •6.20. Интегрированные пакеты программ
- •6.21. Органайзеры Органайзеры — это программы — электронные секретари
- •6.22. Сетевое программное обеспечение
- •Функции и характеристики сетевых операционных систем (ос)
- •7.Алгоритмы. Алгоритмизация. Алгоритмические языки
- •7.1. Понятие алгоритма
- •7.2. Исполнитель алгоритма
- •7.3. Свойства алгоpитма
- •7.4. Формы записи алгоритма
- •7.5. Словесный способ записи алгоритмов
- •7.6. Графический способ записи алгоритмов
- •7.7. Псевдокод
- •7.8. Запись алгоритма на учебном алгоритмическом языке Основные служебные слова
- •Команды учебного ая
- •Пример записи алгоритма на учебном ая
- •7.9. Базовые алгоритмические структуры
- •7.10. Итерационные циклы
- •7.11. Вложенные циклы
- •Пример вложенных циклов для
- •Пример вложенных циклов пока
- •7.12. Отличие программного способа записи алгоритмов от других
- •Основные этапы решения задач на эвм
- •7.13.Уровени языков программирования
- •7.14. Достоинства и недостатки машинных языков
- •7.15. Язык ассемблера
- •7.16. Преимущества алгоритмических языков перед машинными
- •7.17. Компоненты алгоритмического языка
- •7.18. Понятия алгоритмических языков
- •7.19. Стандартные функции
- •Вычисления часто употребляемых функций осуществляются посредством подпрограмм, называемых стандартными функциями, которые заранее запрограммированы и встроены в транслятор языка.
- •7.20. Арифметические выражения
- •Примеры записи арифметических выражений
- •7.21. Логические выражения
- •Примеры записи логических выражений, истинных при выполнении указанных условий.
- •8.Технология подготовки и решения задач с помощью компьютера
- •8.1. Этапы решения задач с помощью компьютера
- •8.2. Математические модели
- •8.3. Основные этапы процесса разработки программ
- •8.4. Как проконтролировать текст программы до выхода на компьютер
- •8.5. Отладка и тестирование
- •8.6. В чем заключается отладка
- •8.7. Тесты и тестирование
- •8.8. Какими должны быть тестовые данные
- •8.9. Этапы процесса тестирования
- •8.10. Характерные ошибки программирования
- •8.11. Является ли отсутствие синтаксических ошибок свидетельством правильности программы
- •8.12. Ошибки не обнаруживаемые транслятором
- •8.13. Сопровождение программы
- •9.Применение компьютерной техники
- •9.1. Использувание компьютеров в быту
- •9.2. Системы автоматизированного проектирования (сапр)
- •9.3. Автоматизированные системы научных исследований (асни)
- •9.4. Взаимосвязь между асни и сапр
- •9.5. Базы знаний и экспертные системы
- •9.6. Использование компьютеры в административном управлении
- •9.7. Роль компьютеров в обучении
- •9.8. Компьютеры в управлении технологическими процессами
- •9.9.Компьютеры в медицине
- •9.10. Компьютеры в торговле
- •9.11. Электронные деньги
- •9.12. Компьютеры в сельском хозяйстве
- •10.Программирование на алгоритмическом языке qBasic Общая характеристика языка
- •10.1.Элементы языка qbasic
- •1. Ключевые слова
- •2. Синтаксические соглашения
- •3. Комментарии
- •4. Арифметические выражения.
- •5. Строковые выражения
- •6. Типы данных
- •10.2.Константы и переменные
- •1. Константы
- •2. Переменные
- •3. Присвоение значений переменным
- •10.3. Ввод/вывод
- •1. Вывод на экран
- •2. Очистка экрана.
- •3. Ввод с клавиатуры
- •4. Форматированный вывод на экран
- •5. Позиционирование курсора
- •6. Вывод пробелов
- •7. Функция табуляции
- •8. Остановка программы
- •10.4.Управляющие операторы
- •1. Оператор безусловного перехода
- •2. Условия
- •3. Циклические структуры
- •4. Оператор выбора select case
- •10.5.Обработка строк
- •1. Определение длины строки
- •2. Получение символов кода ascii
- •4. Выделение левых крайних символов строки
- •6. Выбор подстроки
- •7. Получение строчных символов
- •10.6.Математические вычисления
- •1. Абсолютное значение числа
- •2. Тригонометрические функции
- •10.7.Массивы в qbasic
- •10.8.Функции и процедуры, определенные пользователем
- •1. Собственные функции
- •2. Собственные процедуры
- •10.9.Другие операторы
- •5. Установка цветов экрана
- •10.10.Работа с файлами
- •1. Введение и основные функции
- •2. Функция eof
- •3. Работа с адресами в справочнике.
- •10.11.Обработка ошибок
- •10.12. Графические возможности basic
- •1. Переход в графический режим экрана
- •2. Операторы, реализующие графику
- •Установка цветов в операторе color qBasic:
- •12.Введение в язык программирования Visual Basic
- •Основы. Как осуществляется программирование
- •Язык Visual Basic
- •Создание проекта
- •Для создания переменных и отображения их значений
- •Основные понятия
- •Подробное рассмотрение. Типы данных
- •Тип данных String
- •Практическое задание Объединение строк
- •Для хранения значений в массиве
- •Арифметические операции. Создание выражений с переменными и операторами
- •Сложение чисел
- •Сравнение выражений
- •Как заставить компьютер что-то делать. Написание первой процедуры
- •Создание процедур
- •Создание функции с параметрами
- •Повторение действий в программе: использование цикла For... Next
- •Для использования оператора For... Next
- •Программный выбор между двумя возможностями. Оператор If... Then
- •Для использования инструкции If... Then
- •Для использования предложения Else
- •Подробное рассмотрение. Повторения операций в цикле Do... While или Do... Until, пока не будет выполнено условие
- •Чтобы использовать оператор Do...While
- •Оператор Do...Until
- •Чтобы использовать оператор Do...Until
- •Обработка ошибок
- •Чтобы использовать блок Try...Catch
- •Взаимодействие с пользователями программы. Пользовательский интерфейс
- •Изменение свойств формы
- •Добавление элементов управления в форму
- •Взаимодействие с пользователем. Использование кнопок
- •Использование кнопок
- •Отображение и ввод текста. Использование надписей и текстовых полей
- •Создание пользовательского интерфейса с надписью и текстовым полем
- •Добавление кода и проверка программы
- •Взаимодействие программы с пользователем. Создание обработчика событий
- •Обработка событий Click
- •Обработка событий MouseEnter
- •Обработка событий MouseLeave
- •Получение выбора пользователя. Использование флажков и переключателей
- •Использование переключателей
- •Совместное использование обработчика событий
- •Для совместного использования обработчика событий
- •Программирование с применением объектов. Использование классов
- •13.Базы данных
- •13.1.Основная терминология
- •Дополнения к определениям
- •Пользователи
- •13.2.Основы проектирования бд
- •Модели бд Простая двумерная структура
- •Иерархическая структура
- •Реляционная модель данных
- •708 Тульский механический завод.
- •Главный ключ системы
- •13.3.Проблемы реляционного подхода Правила проектирования бд
- •Задача нормализации
- •Повторяющиеся группы
- •Общие поля в связанных таблицах
- •Поиск информации. Индексные файлы
- •Проблемы достоверности информации
- •Оперативные таблицы и справочники
- •Функции универсальной информационной системы
- •Основные функции ис
- •Вспомогательные функции ис
- •Документальные системы
- •Обзор субд
- •13.4.Основные сведения по интерфейсу Access.
- •Типы полей.
- •Свойства поля.
- •Теперь перейдем к другой вкладке- «Подстановка».
- •Определение связей между таблицами.
- •Просмотр существующих связей
- •Присоединенные таблицы
- •Ввод, изменение и просмотр данных
- •Создание простых форм
- •Элементы форм
- •Быстрый поиск
- •13.5.Запросы
- •Типы запросов.
- •Создание простых отчетов.
- •Структура ленточного отчета:
- •Структура отчета в столбец:
- •Анализ таблиц
- •Создание связей и объединений в запросах.
- •Ограничения в многотабличных запросах.
- •Редактирование полей справочников
- •Создание связей для запросов
- •Объединение в запросе двух копий одной таблицы (самообъединение).
- •Использование в запросе автоподстановки для автоматического ввода данных
- •Создание параметризованных запросов
- •Запросы, вносящие изменения.
- •Специфика:
- •Имя Покупателя : Customer Name Создание и использование подчиненных форм.
- •Создание главной и подчиненной форм с помощью мастера.
- •Вставка подчиненной формы в главную.
- •Связывание главной и подчиненной форм.
- •Создание итогов в подчиненных формах.
- •13.6.Язык sql
- •Команда select
- •Select name1, name2, … -список столбцов, представляемых в результате
- •Определение выборки – предложение where
- •Булевы операторы: and, or, not
- •Оператор in
- •Оператор between … and
- •Оператор like
- •Оператор is null
- •Применение функций агрегирования
- •Предложение group by
- •Предложение having
- •Ограничение на агрегированные функции
- •Форматирование результатов запросов
- •Упорядочение выходных полей
- •Использование множества таблиц в одном запросе
- •Вложение запросов (подзапросы).
- •Связанные подзапросы.
- •Объединение множества запросов в один Предложение union
- •Ввод, удаление и изменение значений полей.
- •Вставка результатов запроса
- •Обновление представлений
- •Групповые представления.
- •Представления и соединения
- •Представления и подзапросы.
- •Ограничения представлений.
- •Удаление представлений.
- •Изменение значений с помощью представлений.
- •13.7.Технология и модели “клиент - сервер”.
- •МодельFs.
- •Технологический недостаток модели-
- •Модель rda
- •Модель сервера бд (dbs).
- •Модель as- сервер приложений.
- •13.8.Эволюция серверов бд.
- •13.9.Активный (интеллектуальный) сервер.
- •Процедуры базы данных
4. А и в отрицательные.
Например: Получен правильный результат в дополнительном коде.Единицу переносаиз знакового разряда компьютеротбрасывает.
Случаи переполнениядля дополнительных кодов рассматриваются по аналогии со случаями 5 и 6 для обратных кодов.
Сравнение рассмотренных форм кодирования целых чисел со знаком показывает:
на преобразование отрицательного числа в обратный код компьютер затрачивает меньше времени, чем на преобразование в дополнительный код,так как последнее состоит из двух шагов — образования обратного кода и прибавления единицы к его младшему разряду;
время выполнения сложения для дополнительных кодов чисел меньше, чем для их обратных кодов,потому что в таком сложении нет переноса единицы из знакового разряда в младший разряд результата.
Умножение и деление
Во многих компьютерах умножениепроизводится как последовательность сложений и сдвигов. Для этого в АЛУ имеетсярегистр, называемыйнакапливающим сумматором, который до начала выполнения операциисодержит число ноль. В процессе выполнения операции в нем поочередно размещаютсямножимоеирезультаты промежуточных сложений, а по завершении операции —окончательный результат.
Другой регистр АЛУ, участвующий в выполнении этой операции, вначале содержит множитель. Затем по мере выполнения сложений содержащееся в немчисло уменьшается,пока не достигнет нулевого значения.
Для иллюстрации умножим 1100112на 1011012.
Делениедля компьютера является трудной операцией. Обычно оно реализуется путем многократного прибавления к делимому дополнительного кода делителя.
5.2. Представление в компьютере вещественных чисел
Система вещественных чисел в математических вычислениях предполагается непрерывной и бесконечной,т.е. не имеющей ограничений на диапазон и точность представления чисел. Однако в компьютерах числа хранятся в регистрах и ячейках памяти с ограниченным количеством разрядов. В следствие этогосистема вещественных чисел, представимых в машине, является дискретной (прерывной) и конечной.
При написании вещественных чисел в программах вместо привычной запятой принято ставить точку. Для отображения вещественных чисел, которые могут быть как очень маленькими, так и очень большими, используется форма записи чисел с порядком основания системы счисления. Например, десятичное число 1.25 в этой форме можно представить так:
1.25 .100= 0.125.101= 0.0125.102= ...
или так:
12.5 .10-1= 125.0.10-2= 1250.0.10-3= ... .
Любое число N в системе счисления с основанием q можно записать в виде N = M . qp, где M — множитель, содержащий все цифры числа (мантисса), а p — целое число, называемое порядком. Такой способ записи чисел называется представлением числа с плавающей точкой.
Если "плавающая" точка расположена в мантиссе перед первой значащей цифрой, то при фиксированном количестве разрядов, отведённых под мантиссу, обеспечивается запись максимального количества значащих цифр числа, то есть максимальная точность представления числа в машине. Из этого следует:
Мантисса должна быть правильной дробью, у которой первая цифра после точки (запятой в обычной записи) отлична от нуля: 0.12 <= |M| < 1. Если это требование выполнено, то число называется нормализованным
Мантиссу и порядок q-ичного числа принято записывать в системе с основаниемq, а само основание — в десятичной системе. Примеры нормализованного представления: Десятичная система Двоичная система 753.15 = 0.75315.103; —101.01 = —0.10101.211(порядок 112= 310) — 0.000034 = — 0.34.10-4; 0.000011 = 0.11.2-100(порядок —1002= —410).
Вещественные числа в компьютерах различных типов записываются по-разному, тем не менее, все компьютеры поддерживают несколько международных стандартных форматов, различающихся по точности, но имеющих одинаковую структуру следующего вида:
Здесь порядок n-разрядного нормализованного числа задается в так называемойсмещенной форме: если для задания порядка выделеноkразрядов, то к истинному значению порядка,представленного в дополнительном коде, прибавляют смещение, равное (2k-1— 1). Например, порядок, принимающий значения в диапазоне от —128 до +127, представляется смещенным порядком, значения которого меняются от 0 до 255.
Использование смещенной формы позволяет производить операции над порядками, как над беззнаковыми числами, что упрощает операции сравнения, сложения и вычитания порядков, а также упрощает операцию сравнения самих нормализованных чисел.
Чем больше разрядов отводится под запись мантиссы, тем выше точность представления числа. Чем больше разрядов занимает порядок, тем шире диапазон от наименьшего отличного от нуля числа до наибольшего числа, представимого в машине при заданном формате.
Стандартные форматы представления вещественных чисел:
1) одинарный — 32-разрядное нормализованное число со знаком, 8-разрядным смещенным порядком и 24-разрядной мантиссой (старший бит мантиссы, всегда равный 1, не хранится в памяти, и размер поля, выделенного для хранения мантиссы, составляет только 23 разряда).
2) двойной — 64-разрядное нормализованное число со знаком, 11-разрядным смещенным порядком и 53-разрядной мантиссой (старший бит мантиссы не хранится, размер поля, выделенного для хранения мантиссы, составляет 52 разряда).
3) расширенный — 80-разрядное число со знаком, 15-разрядным смещенным порядком и 64-разрядной мантиссой. Позволяет хранить ненормализованные числа.
Следует отметить, что вещественный формат с m-разрядной мантиссой позволяет абсолютно точно представлять m-разрядные целые числа, т. е. любое двоичное целое число, содержащее не более m разрядов, может быть без искажений преобразовано в вещественный формат.
5.3. Выполнение арифметических действий над нормализованными числами
К началу выполнения арифметического действия операнды операции помещаются в соответствующие регистры АЛУ.
Сложение и вычитание
При сложении и вычитании сначала производится подготовительная операция, называемая выравниванием порядков.
В процессе выравнивания порядков мантисса числа с меньшим порядком сдвигается в своем регистре вправо на количество разрядов, равное разности порядков операндов. После каждого сдвига порядок увеличивается на единицу.
В результате выравнивания порядков одноименные разряды чисел оказываются расположенными в соответствующих разрядах обоих регистров, после чего мантиссы складываются или вычитаются. В случае необходимости полученный результат нормализуется путем сдвига мантиссы результата влево. После каждого сдвига влево порядок результата уменьшается на единицу.
Пример 1.Сложить двоичные нормализованные числа 0.10111 . 2-1и 0.11011 . 210. Разность порядков слагаемых здесь равна трем, поэтому перед сложением мантисса первого числа сдвигается на три разряда вправо:
Пример 2.Выполнить вычитание двоичных нормализованных чисел 0.10101 . 210и 0.11101 . 21. Разность порядков уменьшаемого и вычитаемого здесь равна единице, поэтому перед вычитанием мантисса второго числа сдвигается на один разряд вправо:
Результат получился не нормализованным, поэтому егомантисса сдвигается влево на два разрядас соответствующим уменьшением порядка на две единицы: 0.1101 . 20.