- •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
Пример вложенных циклов для
Вычислить сумму элементов заданной матрицы А(5,3).
Матрица А |
S:= 0; нц дляiот1до5 нц дляjот1 до3 S:=S+A[i,j] кц кц |
Пример вложенных циклов пока
Вычислить произведение тех элементов заданной матрицы A(10,10), которые расположены на пересечении четных строк и четных столбцов.
i:=2; P:=1 нц пока i <= 10 j:=2 нц пока j <= 10 P:=P*A[i,j] j:=j+2 кц i:=i+2 кц |
7.12. Отличие программного способа записи алгоритмов от других
При записи алгоритма в словесной форме, в виде блок-схемы или на псевдокоде допускается определенный произвол при изображении команд. Вместе с тем такая запись точна настолько, что позволяет человеку понять суть дела и исполнить алгоритм.
Однако на практике в качестве исполнителей алгоритмов используются специальные автоматы — компьютеры. Поэтому алгоритм, предназначенный для исполнения на компьютере, должен быть записан на понятном ему языке. И здесь на первый план выдвигается необходимость точной записи команд, не оставляющей места для произвольного толкования их исполнителем.
Следовательно, язык для записи алгоритмов должен быть формализован. Такой язык принято называть языком программирования, а запись алгоритма на этом языке — программой для компьютера.
Основные этапы решения задач на эвм
1.Математическая формулировка задачи (формализация условий задачи).
Любая задача подразумевает наличие входных данных, которые в процессе её решения преобразуются в выходные данные. На этапе формализации задачи чётко зафиксирован характер, тип входных и выходных данных и установлено соответствие между ними, заданное посредством математических зависимостей.
2. Выбор численного метода решения задач данного класса.
После математической постановки задачи необходимо найти или заново разработать метод решения задач данного класса, то есть способ получения результата из исходных данных.
3. Разработка алгоритма решения задач данного класса (алгоритмизация), то есть запись методики решения задачи выбранным методом.
Алгоритм – однозначно определённая конечная последовательность правил, задающих процесс преобразования входных данных в выходные после конечного числа шагов.
Для алгоритма должны быть характерны следующие свойства:
массовость – алгоритм должен быть применим не только для решения конкретной задачи, а для решения всех задач такого типа для всех допустимых значений входных данных;
дискретность – процесс получения результата должен разделяться на элементарные действия из ограниченного набора;
результативность – свойство алгоритма, которое должно приводить к получению результата за конечное время;
определённость – ориентированность алгоритма на определённого исполнителя, который должен однозначно понимать все инструкции, входящие в алгоритм.
Существует много способов документирования алгоритмов, но все они должны содержать средства для отображения:
начала и конца схемы;
данных и результатов;
шагов преобразования данных;
указания о последовательности выполнения этих шагов.
Доказано, что для представления любого алгоритма достаточно набора из 2-х базовых элементов, называемых структурами управления. Это «следование» и «ветвление». Часто в качестве альтернативного выбора используются «обход» и «циклическое исполнение» в двух разновидностях: «цикл ДО» и «цикл ПОКА». Блок-схемы структур управления приведены на рисунке 1.
Таким образом, любой алгоритм можно представить в виде комбинаций этих четырех базовых структур управления и блоков вода и вывода.
4. Программирование разработанного алгоритма, то есть запись конкретного алгоритма на языке конкретной ЭВМ.
Алгоритм может быть сформулирован с использованием достаточно ёмких понятий и инструкций, в том числе и таких, которые определяет, придумывает сам разработчик алгоритма. С другой стороны, любой конкретный исполнитель алгоритма всегда «знает» только некий ограниченный набор команд. Для ЭВМ это система команд центрального процессора. Для того, чтобы ЭВМ смогла реализовать алгоритм, он должен быть представлен в памяти ЭВМ в понятном для неё виде – в виде последовательности чисел – кодов команд и данных. Программирование алгоритма – это перевод алгоритма с языка разработчика на язык машины – в последовательность чисел.
Рис. 1
Вплоть до 50-х годов XX века это именно так и было, и программирование сводилось к написанию программ в машинных кодах для каждой ЭВМ, при этом нужно было учитывать её конкретные особенности. Это имело следующие недостатки:
непереносимость программ с одной ЭВМ на другую, даже если она была подобной первой;
выявление ошибок в таких программах было практически невозможным;
по программе практически невозможно было понять структуру алгоритма.
Такое положение вещей привело к созданию специальных языков для общения человека с ЭВМ, так как обычный человеческий язык использовать для этого нецелесообразно из-за очень больших возможностей для создания неоднозначных инструкций, очень большого объёма понятий. Поэтому были созданы специальные символьные языки, которые подразделяются на алгоритмические языки высокого уровня и машинно-ориентированные языки. Одновременно появились специальные программы-трансляторы, которые переводят программу, написанную на языке высокого уровня, в машинные коды.
Для работы с языками высокого уровня существуют специальные программы-компиляторы и программы-интерпретаторы, различающиеся по принципу работы.
Компиляторы – переводят исходную программу в машинные коды конкретной ЭВМ, результат можно запускать на счёт. Обычно компиляторы – это сложные программы, проводящие оптимизацию результирующего кода программы для обеспечения наибольшей эффективности. При этом затраты времени и средств на обработку программы компилятором могут быть значительными, но полученная программа будет максимально эффективной в работе.
Интерпретаторы – выдают программу в некотором промежуточном виде, в более детализированном по сравнению с исходным, но не в машинных кодах. При запуске эта программа сначала обрабатывается программной процедурой интерпретации, на что уходит значительное время, и лишь затем она выполняется в ЭВМ. Это приводит к тому, что процесс счёта прикладной программы замедляется по сравнению с откомпилированной программой. Однако, интерпретаторы проще реализуются программно.
По назначению языки высокого уровня делятся на 3 группы.
1 группа. Проблемно-ориентированные языки – предназначенные для решения частных задач обработки данных из конкретной прикладной области (языки САПР, СУБД, систем искусственного интеллекта).
2 группа. Процедурно-ориентированные языки – предназначенные для обработки данных, имеющих относительно простую структуру и позволяющие представлять алгоритм в виде комбинации таких процедур, как ввод-вывод, вычисление выражений, циклическое исполнение (языки Фортран, Бейсик).
3 группа. Универсальные языки – включают средства обработки данных сложной структуры, символьной информации, средства для создания нестандартных типов данных и инструментов для их обработки (языки C, Pascal, C++).
5. Отладка программы.
На завершающем этапе создания программы проводится её отладка, которая представлена в виде схемы на рисунке 2.
Рис. 2
Основные понятия и программы, используемые в процессе отладки.
Исходный текст – текст программы на языке программирования.
Препроцессор – специальная программа, преобразующая исходный файл имя.cpp в готовый для компиляции файл имя.i, который также является текстовым, но как правило отличается от исходного, обычно не запоминается на диске. Препроцессор подключает к исходной программе внешние файлы, указываемые директивой include, расширяет макроопределения, подставляет вместо константных выражений их значения.
Компилятор – программа, которая осуществляет перевод исходного текста программы в объектный код.
Объектный код – текст программы на машинном языке, который не может выполняться компьютером, содержится в объектном модуле имя.obj.
Компоновщик (linker) – программа, строящая загрузочный модуль из объектных модулей. Эта программа собирает откомпилированный текст программы и функции из стандартных библиотек в одну исполняемую программу имя.exe.
Библиотека – набор функций, предопределённых переменных и констант, которые могут быть использованы в программе и хранятся в откомпилированном виде.
Время компиляции – период, во время которого происходит компиляция программы.
Время выполнения – период, во время которого происходит выполнение программы.
Для облегчения процесса программирования существуют специальные программы-оболочки, создающие необходимую для этих целей среду, в которую входят инструменты написания текста программы, редактирования, компиляции и отладки программы.