- •Информатика Учебное пособие
- •Содержание
- •Предисловие
- •Тема 1. Введение
- •1.1. Цель и задачи курса «Информатика»
- •1.2. Объекты и составные части информатики
- •1.3. Информатика как единство науки и технологии
- •Контрольные вопросы
- •Тема 2. Основные понятия информатики
- •2.1. Место информатики в системе наук
- •2.2. Основные понятия курса «Информатика»
- •Предмет информатики составляют следующие понятия:
- •Информация классифицируется по видам. (рис. 2.4.)
- •Тема 3. Основы дискретной математики.
- •3.2. Основы логики
- •Элементарные булевые функции
- •Из них выделим функцию "отрицание X" (обозначается -X). Эта функция представлена в таблице
- •3.3. Графы и деревья
- •А) граф g; б) остов графа g; в) другой остов графа g
- •Тема 4. Основные понятия архитектуры эвм
- •Для представления числовых данных в эвм используются естественная и нормальная формы записи чисел.
- •4.2. Системы счисления. Правила перевода чисел из одной системы счисления в другую
- •3. Арифметические операции
- •4.3. Логические элементы компьютера
- •В качестве важных последовательностных схем, выполняемых на одной ис, можно отметить счетчики, сдвиговые регистры, элементы памяти и др.
- •Структурная схема базовой модели мп фирмы Intel представлена на рисунке 4.15.
- •4.5. Организация памяти компьютера
- •Используется два основных типа оперативной памяти:
- •Контрольные вопросы
- •Тема 5. Алгоритмическое решение задач, анализ алгоритмической сложности.
- •5.1. Стратегия решения задач.
- •5.2. Алгоритмы (свойства, реализация алгоритмов)
- •5.3. Структуры данных
- •5.4. Основные вычислительные алгоритмы.
- •5.5. Анализ алгоритмов
- •1. Сравнительные оценки алгоритмов
- •2. Система обозначений в анализе алгоритмов
- •3. Классификация алгоритмов по виду функции трудоёмкости
- •4. Асимптотический анализ алгоритмов
- •Контрольные вопросы
- •Тема 6. Знакомство с языками программирования.
- •6.1. Обзор языков программирования
- •6.2. Основные конструкции программирования
- •Внутри программы значение свойств можно изменять как угодно часто.
- •Константы.
- •На практике наибольшее распространение получили язык функционального программирования lisp и два его диалекта: язык Common lisp и язык Scheme.
- •Наиболее распространенным языком логического программирования является язык Prolog (Пролог).
- •Контрольные вопросы
- •Тема 7. Основы операционных систем
- •7.1. Основные концепции операционных систем
- •7.4. Файловые системы
- •7.6. Обзор современного прикладного программного обеспечения
- •Контрольные вопросы
- •Тема 8. Сети и телекоммуникации
- •Компоненты сети
- •По программной совместимости эвм: однородные (гомогенные) и неоднородные (гетерогенные);
- •8.3. Системы телекоммуникаций
- •Типы телекоммуникационных систем
- •Системы телевещания
- •Системы подвижной связи
- •Сети сотовой подвижной связи
- •Сети транкинговой связи
- •Сети персонального радиовызова
- •Сети мобильной спутниковой связи
- •Волоконно-оптические сети
- •Контрольные вопросы:
- •Тема 9. Сеть Internet
- •9.1. Теоретические основы Internet
- •9.2. Основные понятия (сайт, сокет, сервер, клиент). Web как пример архитектуры «клиент-сервер»
- •9.3. Службы Internet
- •Контрольные вопросы:
- •Тема 10. Графическое программное обеспечение
- •10.1. Иерархия графического программного обеспечения. Графические коммуникации. Графические системы.
- •10.2. Системы растровой и векторной графики
- •Описание объекта является простым и занимает мало памяти;
- •10.3. Графические редакторы
- •Контрольные вопросы
- •Тема 11. Основы защиты информации
- •11.1. Информационная безопасность и ее составляющие
- •11.2. Угрозы безопасности информации и их классификация
- •11.3. Сетевая безопасность
- •11.4. Антивирусные программы
- •Контрольные вопросы
Для представления числовых данных в эвм используются естественная и нормальная формы записи чисел.
Примером записи в естественной форме может служить число 123, 456. В этом случае машинное слово делится на два фиксированных поля. Первое поле отводится для записи целой части, второе — для записи дробной части числа. Нулевой разряд предназначается для знака числа. В вычислительной технике принято отделять целую часть числа от дробной точкой. Так как в этом случае положение точки между целой и дробной частью четко определено, то такое представление чисел называют представлением с фиксированной точкой.
Представление чисел с фиксированной точкой
Недостатком формы с фиксированной точкой является малый диапазон представления чисел. Как правило, в этой форме записывают только целые числа. В этом случае отпадает необходимость отводить поле для дробной части числа. Максимальным по абсолютному значению целым числом, представляемым в четырехбайтовом слове, является число 231-1 = 2147483647.
Представление целых чисел
Нормальная форма записи числа имеет вид
N = mqр,
где m — мантисса числа (m<1);
р — порядок;
q — основание системы счисления.
Порядок указывает местоположение в числе точки, отделяющей целую часть числа от дробной. В зависимости от порядка точка передвигается (плавает) по мантиссе. Такая форма представления чисел называется формой с плавающей точкой
В этом случае машинное слово делится на два основных поля. В одном поле записывается мантисса числа. Во втором — указывается порядок числа с учетом знака порядка (характеристика числа). Один разряд отводится для представления знака числа. Распределение разрядов в четырех байтовом слове для случая с плавающей точкой приведено на рисунке:
Представление чисел с плавающей точкой
Диапазон представления чисел с плавающей точкой значительно больше диапазона представления чисел с фиксированной точкой. Однако быстродействие ЭВМ при обработке чисел с плавающей точкой гораздо ниже, чем при обработке чисел с фиксированной точкой. Это объясняется тем, что при работе с плавающей точкой для каждой операции необходимо время на определение местоположения точки.
В современных ЭВМ, как правило, используются обе формы представления чисел. Кроме того, на внешних устройствах могут применяться другие вспомогательные формы представления. Одной из таких форм является, например, упакованный десятичный формат, где в одном байте записываются две десятичные цифры в двоично-десятичном коде, один полубайт отводится на знак числа.
Представление чисел в упакованном десятичном формате
При обработке текстовой информации каждому символу ставится в соответствие определенное число. Соответствие между набором символов и числами называется кодировкой символов. При вводе в компьютер информация кодируется, а при выводе декодируется.
Существует много различных кодировок. В большинстве символы кодируются восьмибитовыми (или однобайтными) числами. В одном байте можно записать 256 различных целых чисел. Этого достаточно для кодирования всех букв русского и латинского алфавитов, арабских цифр, знаков препинания и некоторых других необходимых символов. Для наглядности кодируемые символы располагаются в таблице. Код символа составляется из номеров столбца и строки, на пересечении которых он находится. Этим двоичным числам соответствуют десятичные числа от 0 до 255.
До появления операционной системы MS Windows основной являлась кодовая таблица символов ASCII (American Standard Code for Information Interchange — американский стандартный код обмена информацией).
Фирмой Microsoft была разработана новая кодовая таблица ANSI. Для представления кириллицы на основе кодировки ANSI построена кодовая страница СР12565. Символам кириллицы в ней соответствуют шестнадцатеричные коды от С0 до FF, или в десятичной системе счисления — от 192 до 255.
В настоящее время широко используется двухбайтная кодировка Unicode. Поскольку в 16 двоичных разрядах (2 байтах) можно записать 65 536 различных целых чисел, эта таблица кодов включает в себя все существующие алфавиты мира, а также множество математических, химических, музыкальных и декоративных символов. Кодировка Unicode используется в программах MS Word и MS Excel.