ЗМІСТ

Зміст		3
Передмова		5
Лабораторна робота № 1.	Апаратне забезпечення персональних комп’ютерів	7
Лабораторна робота № 2.	Розробка та програмування алгоритмів найпростіших структур	32
Лабораторна робота № 3.	Системний інтерфейс середовища QBASIC	54
Лабораторна робота № 4.	Комбінування циклів та розгалужень	70
Лабораторна робота № 5.	Знаходження найбільшого і найменшого значень функції	86
Лабораторна робота № 6.	Метод половинного ділення	96
Лабораторна робота № 7.	Програмування ітераційних циклічних процесів	105
Лабораторна робота № 8.	Обробка одновимірних масивів	115
Лабораторна робота № 9.	Сортування одновимірного масиву	129
Лабораторна робота № 10.	Двовимірні масиви. Знаходження кількісних характеристик матриці	139
Лабораторна робота № 11.	Обробка елементів рядків (стовпчиків) матриці	149
Лабораторна робота № 12.	Взаємозв’язок індексів у квадратній матриці	161
Лабораторна робота № 13.	Обробка символьних даних	171
Лабораторна робота № 14.	Обробка масивів економічної інформації	186
Лабораторна робота № 15.	Побудова графіків функцій в декартових координатах	204

Лабораторна робота № 16.	Побудова графіків функцій в полярних координатах	217
Лабораторна робота № 17.	Графічні можливості мови QBASIC	223
Лабораторна робота № 18.	Використання підпрограм	243
Лабораторна робота № 19.	Побудова багатовимірних зображень	260
Лабораторна робота № 20.	Робота з файлами	264

ПЕРЕДМОВА

Комп’ютерна техніка стрімко проникає практично у всі сфери людської діяльності, вона стала незамінним атрибутом робочого місця науковця і інженера, бібліотекаря і журналіста, банкіра і бухгалтера, менеджера і технолога, не кажучи вже про фахівців з комп’ютерних наук та систем управління.

Прагнучи якомога краще підготувати випускників шкіл до самостійного життя, в багатьох школах курс інформатики орієнтується на підготовку школярів як користувачів. Багаторічний аналіз знань студентів першого курсу з інформатики показує, що більшість з них, навіть знаючи основи комп’ютерних технологій на базі MS DOS чи Windows 95, слабо орієнтуються в основах алгоритмізації і програмування.

В той же час формування у майбутнього фахівця алгоритмічного мислення, вміння чітко формулювати задачу, здійснювати її декомпозицію та знаходити розв’язок, на нашу думку, абсолютно необхідне.

Автори навчального посібника ставили за мету розвинути у студентів практичні навички в підготовці задач для їх розв’язання з використанням засобів комп’ютерної техніки. Він є продовженням і методично пов’язаний з посібником “Основи інформатики і обчислювальної техніки” під ред. Ф. Б. Рогальського, Київ, ІЗМН, 1998 р.

Лабораторний практикум складається з 20 лабораторних робіт, що охоплюють задачі на оволодіння практичними навичками розробки та програмування алгоритмів найпростіших структур, програмування звичайних та ітераційних циклічних процесів. Значна кількість робіт присвячена задачам обробки одно- та двовимірних масивів. Окремо розглядаються задачі на обробку символьних даних, графічні побудови. Розглянуто також такі можливості програмування як використання підпрограм і файлів.

При написанні програм використовується мова програмування BASIC, вибір якої зумовлений її простотою і широким використанням.

При створенні практикуму використано досвід проведення лабораторних занять кафедрою інформатики і обчислювальної техніки Херсонського державного технічного університету.

Всі зауваження та пропозиції, направлені на покращення змісту практикуму, авторами будуть сприйняті з вдячністю.

Лабораторна робота № 1

Апаратне забезпечення персональних комп’ютерів

Мета роботи: вивчення апаратних засобів персонального комп'ютера

Теоретична частина

Склад персонального комп'ютера

П ерсональний комп'ютер (ПК) як промисловий виріб складається з декількох агрегатів (блоків), пов'язаних з'єднувальними кабелями. Номенклатура блоків може варіюватися, але в мінімальний комплект постачання входить: системний блок, клавіатура, монітор і, як правило, маніпулятор (рис. 1.1.). У числі додаткових пристроїв можуть бут: принтер, додатковий накопичувач тощо. Далі розглядаються апаратні засоби персонального комп'ютера архітектури IBM PC, включаючи і найбільш поширені зовнішні пристрої.

1. Системний блок

Системний блок стаціонарного ПК являє собою прямокутний каркас, в якому розміщені всі основні вузли комп'ютера: материнська плата, адаптери, блок живлення, 1-2 дисководи для гнучких магнітних дисків (НГМД), один (значно рідше два) дисковод на жорсткому магнітному диску (НЖМД), в просторіччі званий «вінчестер», динамік, органи управління (вимикач електроживлення, кнопка загального скидання, перемикач тактової частоти, індикатори живлення і режиму роботи), іноді — дисковод оптичних дисків і часто — дисковод для компакт-дисків. З тильної сторони системного блоку видно штепсельні роз’єми для підключення шнурів живлення і кабелів зв'язку із зовнішніми (тобто такими, що встановлюються поза системним блоком) пристроями. Всередину системного блоку встановлюються плати сполучення пристроїв з центральним процесором (адаптер, або контролери, про які сказано нижче) і плати розширення, тобто електронні пристрої, які відсутні в початковій комплектації машини і встановлюються пізніше для збільшення її потужності або розширення функціональних можливостей. Каркас закривається кришкою або кожухом.

Нині найбільш поширені три вигляду форм системного блоку: «вежа» (tower), «міні-вежа» (mini-tower) і «плоский» (desktop).

Габарити tower досить великі і дозволяють розмістити в каркасі більше число блоків і плат. Його часто встановлюють на підлогу. Mini-tower відрізняється тим, що системний блок встановлюється на меншу грань, так що материнська плата виявляється розміщеною вертикально, а вставлені в неї плати горизонтально. Системний блок у вигляді desktop встановлюється на стіл найбільшою гранню і служить підставкою для монітора; материнська плата розташована горизонтально, а вставлені в неї плати вертикально.

2. Материнська (системна) плата

Так називають велику друковану електронну плату одного з стандартних габаритів, яка несе на собі головні компоненти комп'ютерної системи: центральний мікропроцесор, оперативну пам'ять, мікросхеми підтримки, центральну магістраль, шину даних, контролер шини і декілька роз'ємів-гнізд. Останні (часто їх називають слотами, від англійського slot) служать для підключення до материнської плати інших плат (контролери, плати розширення і інші). Частина слотів в початковій комплектації ПК залишається вільними.

На системній платі розташовані також з'єднувачі, до яких за допомогою спеціальних кабелів підключаються додаткові пристрої. Крім того, на материнській платі знаходяться мініатюрні перемикачі, за допомогою яких проводиться настройка електричної схеми плати.

Мікропроцесор являє собою, по суті, мініатюрну обчислювальну машину, розміщену на зверхвеликій інтегральній схемі (ЗВІС). На одному кристалі чистого кремнію за допомогою складного, багатоступінчастого і високоточного технологічного процесу створюються більше мільйонів транзисторів і інших схемних елементів, з'єднувальні проводи і точки підключення зовнішніх виводів.

У сукупності вони створюють всі логічні блоки, тобто арифметичний пристрій, пристрій управління, регістри і т.д. Світовою промисловістю випускаються різноманітні типи центральних мікропроцесорів. Найбільш відомими є процесори фірми Intel, яка донедавна була безумовним лідером в цій області та компанії AMD, яка останній часом перегнала Intel по деяким показникам випуску процесорів.

Основними параметрами мікропроцесорів є: набір команд, що виконуються, розрядність, тактова частота. Тактова частота вказує, скільки елементарних операцій (тактів) мікропроцесор виконує в одну секунду. Тактова частота вимірюється в мегагерцах (1 МГц = 1000000 Гц). Нині вже є процесори із тактовими частотами, що перевищують 1ГГц (1ГГц = 1000 МГц). Розрядність показує, скільки двійкових розрядів (бітів) інформації обробляється (або передається) за один такт, а також, скільки двійкових розрядів може бути використано в процесі адресації оперативної пам'яті. Майже всі процесори розглянутої архітектури мають 32-х бітну архітектури. Незабаром їм на зміну прийде 64-х бітна. Потрібно пам'ятати, що тактова частота служить лише відносним показником продуктивності процесора, оскільки схемні відмінності процесорів приводять до того, що в деяких з них за один такт виконується робота, на яку інші витрачають декілька тактів.

Ззовні мікропроцесор виглядає як прямокутна пластмасова пластина розмірами ~5*5*0,5 см з численними виводами (до 240). На сучасні високошвидкісні мікропроцесори встановлюється вентилятор (розміром зі сірникову коробку), необхідний для охолоджування.

Оперативний запам'ятовуючий пристрій (ОЗУ), або оперативна пам'ять (англійською — RAM, Random Access Memory, пам'ять з довільним доступом, тобто можливі і читання, і запис) також реалізована на ЗВІС. Швидкість доступу, тобто час, необхідний для зчитування даних з ОЗУ або запису їх туди, у сучасних ОЗУ складає біля 7-8 нс (7-8*10^(-9)с). Існують два типи ЗВІС-пам'яті: статична і динамічна.

У першому типі елементарний осередок утворюють так звані тригерні схеми. Будучи встановлена вхідним імпульсом в один з двох можливих станів («0» або «1»), така схема зберігає його до чергового імпульсу або до вимкнення живлення. При зчитуванні записаного в осередок значення її стан також не змінюється. Інакше працює динамічна пам'ять: вона складається з мікроскопічних конденсаторів, кожний з яких може перебувати в стані «заряджений» (що символізує двійкову “1”) або «не заряджений» (двійковий “0”). Щоб зберігати дані в такій пам'яті, заряджені конденсатори необхідно періодично «підживлювати». Тому динамічне ОЗУ при інших рівних умовах істотно повільніше статичного. Але зате воно менш енергоємне. Потрібно підкреслити, що обидва види пам'яті зберігають дані лише при постійному енергоживленні. Про такий запам’ятовуючий пристрій кажуть, що він енергозалежний. Дані в ньому стираються після вимкнення або перезавантаження комп’ютера.

Конструктивно сучасна ЗВІС ОЗУ (наприклад, SIMM, single in-line memory module) являє собою невелику друковану плату з розміщеними на ній мікросхемами. Останнім часом в основному застосовуються 72-контактні (72-pin) 36-бітові модулі (32 біта — довжина слова з чотирьох байт плюс по біту контролю парності на кожний байт).

Крім ОЗУ, в сучасних ПК обов'язково присутня так звана зверхоперативна пам'ять (її називають кеш-пам'яттю, від англійського слова “cаche”). Вона призначена для узгодження швидкості роботи повільних пристроїв з більш швидкими, наприклад мікропроцесора і динамічної пам'яті.