- •Конспект лекций по курсу «Информатика» для студентов очной и заочной форм обучения.
- •Базовые положения
- •§.1. Физическое устройство и разумная деятельность мозга
- •§2. Самодостаточная эвм
- •2.1. Память (оперативная память)
- •2.2. Процессор
- •2.3. Программа
- •2.4. Жизненный цикл «Самодостаточной эвм»
- •§3. Язык процессора – базовый язык эвм
- •§4. Реальная эвм. Периферийные устройства
- •§5. Язык программирования. Программа транслятор
- •§6. Язык программирования Pascal
- •6.1. Базовые типы числовых информационных объектов
- •6.2. Явные константы
- •6.3. Оператор описания var
- •Var и1, и2, и3, . . . . ,Иn: Итипа;
- •6.5. Операторы консольного ввода информации
- •6.5.1. Стандартные форматы вывода числовой информации.
- •6.6. Логические переменные
- •6.7. Операторы управления программой
- •6.7.1. Условный оператор if then
- •If Условие then Оператор ;
- •6.7.2. Условный оператор выбора if then else
- •6.8. Метки операторов. Оператор безусловного перехода
- •6.9. Циклические вычисления. Операторы зацикливания
- •Организация циклических вычислений операторами if then goto
- •Программа вычисления корня по формуле Герона.
- •6.9.3. Оператор цикла for to
- •6.9.4. Оператор цикла for downto
- •6.9.5. Оператор цикла while
- •6.9.6. Программа вычисления длины дуги кривой
- •7. Массивы переменных
- •7.1. Программа нахождения экстремальных значений
- •7.2. Программа решения системы линейных алгебраических уравнений
- •8. Сортировка информации
- •8.1. Элементы формальной логики, теории множеств и операций
- •8.2. Упорядоченные структуры информационных объектов
- •8.3. Алгоритм сортировки «поплавок»
- •8.3.1. Программа сортировки массива «на месте»
- •8.3.2. Программа сортировки «индексов» массива
- •8.4. Алгоритм быстрого поиска информации в линейно упорядоченном массиве
- •8.4.1. Программа поиска в отсортированных массивах.
- •9. Символьные переменные
- •9.1.Строковые переменные
- •9.1.1. Программа написания чисел прописью
- •10. Клавиатурное управление эвм
- •§.11. Информационные объекты класса – изображение
- •11.1. Устройство функционированиемонитора
- •11.2. Процедурный язык управления графическим экраном
- •11.3. Оцифровка и масштабирование реальных изображений (чертежей) для последующего их вывода на экран
- •11.4. Пример построения фрагмента графика функции
- •11.5. Ввод и обработка информации в форме изображений
- •§12. Информационные объекты класса – подпрограммы
- •12.1. Подпрограммы типа procedure
- •12.1.1. Пример оформления подпрограммы-процедуры
- •12.2. Подпрограммы класса function
- •12.2.1.Пример оформления подпрограммы-функции
- •12.3. Процедурные языки программирования
- •12.4. Библиотечные модули Unit
- •§13. Динамическое распределение оперативной памяти эвм
- •13.1. Программа использующая динамические переменные
- •§14. Переменные типа record
- •§15. Внешняя память эвм. Работа с файлами
- •15.1. Процедурный язык обработки файлов
- •15.2.Программа “ Жизненный путь файла “
- •15.3. Текстовые файлы
- •§16. Элементы объектно-ориентированного программирования
- •Основная рекомендуемая литература.
2.3. Программа
Опр. Командная ячейка памяти: строго упорядоченная последовательность байтов памяти, бинарный код которой содержит:
а) номер (числовое имя) операций обработки
б) номера (адреса) ячеек памяти с исходными данными (аргументами) для данной операции обработки.
в) номер (адрес) ячейки памяти, куда следует поместить результат обработки исходных данных, т.е. результат выполнения процессором данной операции обработки.
Конструктивные особенности командных ячеек:
а) Размер памяти для размещения кода операции ровно 1 байт.
б) Размер кода с адресом любой ячейки памяти ровно 4 байта.
в) Количество адресов в командной ячейке определяется кодом операции.
Вывод: Размер командной ячейки легко вычисляется.
Операции классифицируются по количеству задействованных исходных данных (аргументов):
а) Бинарные операции - два аргумента, один результат:
Пример: а +b→с (операция сложения) или а/b→с (операция деления).
Командные ячейки, описывающие такие операции, содержат по три адреса данных.
б) Унарные операции - один аргумент и один результат:
Пример: а2→b, или sin(а)→b.
Соответствующие командные ячейки содержат по два адреса данных.
Опр. Программа - последовательность командных ячеек.
Фрагмент оперативной памяти с программой имеет структуру:
Ki |
Ai 1 |
Ai 2 |
Ki+1 |
Ai+1 1 |
Ai+1 2 |
Ai+1 3 |
Ki+2 |
Ai+2 1 |
Ai+2 2 |
Ai+2 3 |
Ki+3 |
Ai+3 1 |
Ki+4 |
Ai+4 1 ... |
i-ая ячейка (двухадресная) |
(i+1)-ая командная ячейка (трехадресная) |
(i+2)-ая командная ячейка (трехадресная) |
(i+3)-ая (одноадресная) |
(i+4)-ая ячейка |
||||||||||
где:
Ki – числовой код i-ой операции (занимает место ровно 1 байт), Ai 1 , Ai 2 ... – адреса ячеек с исходной или результирующей информацией задействуемой в i-ой операции (каждый адрес занимает ровно 4 байта памяти).
2.4. Жизненный цикл «Самодостаточной эвм»
Автомату подано питание – включена ЭВМ.
Из статического запоминающего устройства (обычно это внешняя память ЭВМ - винчестер) в стандартное место оперативной памяти переписывается содержимое – головная программа ЭВМ.
В процессор вносится стандартный адрес первой активной ячейки памяти, т.е. адрес начала переписанной программы.
Активизируется действие процессора.
Процессор обрабатывает команду активной ячейки и переходит к следующей. Переписанная из статического запоминающего устройства программа имеет зацикленную структуру, т.е. последовательность ее командных ячеек, обязательно завершается командой управления: сделать активной ячейку памяти с адресом начала программы. Таким образом, п.п.5 будет выполняться бесконечно.
Аппарат отключили от питания - смерть ЭВМ.
В реальных, ЭВМ, изначально считываемая в память программа называется «ядром операционной системы» или «программой загрузки ЭВМ». Основная задача этой программы прочитать в память из указанного места (внешнего носителя информации), другую, очень большую и сложную программу (собственно операционную систему) и активизировать ее. Программа «операционная система » также имеет зацикленную структуру.