Билет№4.

Язык программирования разработан в 1968-1971 гг. Никлаусом Виртом, профессором, директором Института информатики Швейцарской высшей политехнической школы. Язык Pascal, созданный первоначально для обучения программированию как систематической дисциплине, скоро стал широко использоваться для разработки программных средств в профессиональном программировании. Широкой популярности Pascal среди программистов способствовали следующие причины:

• благодаря своей компактности, удачному первоначальному описанию Pascal оказался достаточно легким для обучения

• язык программирования Pascal отражает фундаментальные и наиболее важные идеи алгоритмов в очевидной и легко воспринимаемой форме, что предоставляет программисту средства, помогающие проектировать программы

• язык Pascal позволяет четко реализовывать идеи структурного проектирования и структурной организации данных

• язык Pascal сыграл большую роль в развитии методов аналитического доказательства правильности программ и позволил реально перейти от методов отладки программ к системам автоматической проверки правильности программ.

• применение языка Pascal значительно подняло «планку» надежности разрабатываемых программ за счет требований Pascal к описанию используемых в программе переменных, проверки согласованности программы при компиляции без ее выполнения.

• использование в Pascal простых и гибких структур управления: ветвлений циклов.

Систему программирования Turbo Pascal называют интегрированной (integration - объединение отдельных элементов в единое целое) средой программирования, так как она объединяет в себе возможности ранее разрозненных средств, используемых при разработке программ: редактора текстов, компилятора, комповщика, отладчика, и при этом обеспечивает программисту великолепные сервисные возможности. Интегрированная среда программирования Turbo Pascal версий 6.0 и 7.0 имеет следующие возможности:

• множество накладывающихся окон;

• поддержка мыши, меню, диалоговых окон;

• многофайловый редактор, который может редактировать файлы до 1Мбайта;

• расширенные возможности отладки;

• полное сохранение и восстановление среды разработки.

В своей простейшей форме программа Borland Pascal состоит из заголовка программы, который именует программу, и основного программного блока, выполняющего назначение программы. В основном программном блоке находится секция кода, заключенная между ключевыми словами begin и end.

Тип данных — это правила хранения и формат данных. Во время работы программы тип данных будет определять, каким образом данные будут извлекаться из оперативной памяти (ОП), интерпретироваться и сохраняться в ОП.

Идентификатор	Длина (байт)		Диапазон значений	Операции
Целые типы
integer	2	-32798..32767		+, -, /, *, Div, Mod, >=, <=, =, <>, <, >
byte	1	0..255		+, -, /, *, Div, Mod, >=, <=, =, <>, <, >
word	2	0..65535		+, -, /, *, Div, Mod, >=, <=, =, <>, <, >
shortint	1	-128..127		+, -, /, *, Div, Mod, >=, <=, =, <>, <, >
longint	4	-2147483648..2147483647		+, -, /, *, Div, Mod, >=, <=, =, <>, <, >
Вещественные типы
real	6	2,9x10-39 - 1,7x1038		+, -, /, *, >=, <=, =, <>, <, >
single	4	1,5x10-45 - 3,4x1038		+, -, /, *, >=, <=, =, <>, <, >
double	8	5x10-324 - 1,7x10308		+, -, /, *, >=, <=, =, <>, <, >
extended	10	3,4x10-4932 - 1,1x104932		+, -, /, *, >=, <=, =, <>, <, >
Логический тип
boolean	1	true, false		Not, And, Or, Xor, >=, <=, =, <>, <, >
Символьный тип
char	1	все символы кода ASCII		+, >=, <=, =, <>, <, >

Массив - индексированный набор элементов одного типа; STRING - ряд, последовательность, цепочка; строка -последовательность символов. 

Реализация основных алгоритмических структур

Основные этапы разработки программ

1. Постановка и анализ задачи. Четкое определение за­дачи и наборов входных и выходных данных.

2. Разработка алгоритма. Определение зависимости между входными и выходными данными, создание процедуры их преобразования.

3. Разработка пользовательского интерфейса. Определение того, что пользователь должен видеть на экране, как будут вводиться данные, где и в каком формате будут представлены выходные данные.

4. Написание программного кода. Преобразование алгоритма в компьютерную программу на языке высокого уровня.

5. Тестирование и отладка программы. Тестирование - прогон программы на наборе тестов, для которых известен результат, с целью проверки правильности ее работы. Отладка (debug) — процесс выявления и устранения ошибок в программе.

6. Составление документации. Подготовка документов, содержащих описание программы, включая техническое задание, блок-схемы, предположения, список входных и выходных переменных (часто совмещается с программным кодом), руководства пользователя.

Билет№5.

Структура данных — программная единица, позволяющая хранить и обрабатывать множество однотипных и/или логически связанных данных в вычислительной технике. Для добавления, поиска, изменения и удаления данных структура данных предоставляет некоторый набор функций, составляющих её интерфейс.

Приложение Microsoft Access – это настольная система управления реляционными базами данных (СУБД), предназначенная для работы на автономном персональном компьютере (ПК) или локальной вычислительной сети под управлением семейства операционных систем Microsoft Windows.

СУБД Microsoft Access обладает мощными, удобными и гибкими средствами визуального проектирования объектов с помощью Мастеров, что позволяет пользователю при минимальной предварительной подготовке довольно быстро создать полноценную информационную систему на уровне таблиц, запросов, форм и отчетов.

• К основным возможностям СУБД Microsoft Access можно отнести следующие:

1. Проектирование базовых объектов – двумерные таблицы с полями разных типов данных.

2. Создание связей между таблицами, с поддержкой целостности данных, каскадного обновления полей и каскадного удаления записей.

3. Ввод, хранение, просмотр, сортировка, изменение и выборка данных из таблиц с использованием различных средств контроля информации, индексирования таблиц и аппарата алгебры логики.

4. Создание, модификация и использование производных объектов (запросов, форм и отчетов).

Билет№6. Программы архиваторы: Win.rar, Win.zip, sfx-архив

Архиваторы – это программы, которые служат для уменьшения (сжатия) размеров файла. Архивация необходима для сокращения объёма информации при размещении её на магнитных носителях и для сокращения передачи файла по каналу связи. Сжатие файлов при архивации происходит за счёт того, что в файле все повторяющиеся комбинации символов (или двоичных знаков) заменяются числом, характеризующим их кратность повторения и вид повторяющегося символа. В реальной информации повторяемость символов имеет небольшую кратность. Но поскольку каждый символ в ЭВМ представляется 8 двоичными знаками, среди этих двоичных знаков кратность повторения бывает более высокой. Более высокую кратность повторения могут иметь графические и звуковые файлы. Архивацию файлов и восстановление файла выполняют следующие программы:

1. Win RAR – rar

2. Win ZIP – zip

3. SFX - exe

WinRAR — это архиватор файлов в формат RAR и ZIP для 32-битных и 64-разрядных операционных систем Windows и Pocket PC с высокой степенью сжатия. Является одним из лучших архиваторов по соотношению степени сжатия к скорости работы.

WinZip - файловый архиватор, ZIP является основным форматом, хотя поддерживаются и другие архивные форматы.

Самораспаковывающийся или самоизвлекающийся архив (англ. self-extracting archive, сокращённо «SFX archive») — файл, компьютерная программа, объединяющая в себе архив и исполняемый код для его распаковки. Такие архивы, в отличие от обычных, не требуют отдельной программы для их распаковки (получения исходных файлов, из которых они созданы), если исполняемый код можно выполнить в указанной операционной системе.

С помощью архиватора Win RAR лучше сжимаются файлы doc, txt, bmp и wav. С помощью архиватора Win ZIP лучше сжимаются файлы jpeg и mp3. И посмотрев на коэффициенты сжатия можно понять, что архиватор Sfx хуже всех сжимает файлы.

Билет№7. Моделирование как метод познания. Информационные (нематериальные) модели. Назначение и виды информационных моделей. Основные этапы компьютерного моделирования.

Модель – это упрощенное представление о реальном объекте, процессе или явлении.

Моделирование – это один из методов познания окружающего мира; построение моделей реально существующих объектов; замена реального объекта его подходящей копией; исследование объектов познания на их моделях

Использование моделей:

• Представления (презентации) реальных предметов

• Объяснение известных фактов

• Построение гипотез

• Получение новых знаний об исследуемых объектах

• Прогнозирование

• Управления и пр.

Информационные модели – описания моделируемого объекта на одном из языков кодирования информации (словесное описание, схемы, чертежи, карты, рисунки, научные формулы, программы и пр.)

Э тапы моделирования по Макаровой:

1. Постановка цели моделирования

2. Анализ моделируемого объекта и выделение всех его известных свойств

3. Анализ выделенных свойств с точки зрения цели моделирования и определение, какие из них следует считать существенными

4. Выбор формы представления модели

5. Формализация

6. Анализ полученной модели на непротиворечивость

7. Анализ адекватности полученной модели объекту и цели моделирования

8. Конечная работа модели

Билет№8. Специализированное программное обеспечение для защиты программ и данных. Компьютерные вирусы и антивирусные программы.

При обеспечении информационной безопасности ее рас­сматривают как процесс сохранения трех аспектов безопасности информации: целостности (логической непротиворечиво­сти, соответствия выполняемым задачам обработки), доступ­ности (возможности проведения всех необходимых операций с обрабатываемыми данными) и конфиденциальности (поли­тики распространения и использования данных).

Для обеспечения безопасности информации при персо­нальной работе применяют несколько видов программного обеспечения. Каждый из этих видов позволяет организовать защиту от реализации некоторых угроз. Наиболее распространены:

1. Антивирусные программы — средства выявления и устранения вредоносного программного обеспечения.

2. Брандмауэры — программы, реализующие политику взаимодействия с внешними сетями и контролирую­щие ее исполнение.

3. Средства разграничения доступа к информации на основе некоторых специальных данных (учетных запи­сей пользователей, паролей на доступ к информации, ключей шифрования).

Компьютерные вирусы — это программы или фрагменты программного кода, которые, после запуска, могут вопреки воле пользователя выполнять различные операции на этом компьютере — создавать или удалять объекты, модифици­ровать файлы данных или программные файлы, осуществ­лять действия по собственному распространению по локаль­ным вычислительным сетям или по сети Интернет.

Принято разделять вирусы:

• по поражаемым объектам (файловые вирусы, загрузочные вирусы, скриптовые вирусы, макровирусы, вирусы, поражающие исходный код);

• по поражаемым операционным системам и платформам (DOS, Microsoft Windows, Unix, Linux);

• по технологиям, используемым вирусом (полиморфные вирусы, стелс-вирусы, руткиты);

• по языку, на котором написан вирус (ассемблер, высокоуровневый язык программирования, скриптовый язык и др.);

• по дополнительной вредоносной функциональности (бэкдоры, кейлоггеры, шпионы, ботнеты и др.).

Для борьбы с подавляющим большинством вирусов применяются различные антивирус­ные программы. Наиболее распространены:

1. Программы-сканеры (полифаги). Эти программы по­сле запуска анализируют файлы на диске на предмет обнаружения программного кода вирусных программ. При их обнаружении полифаги принимают меры к удалению вредоносного кода, его блокированию или удалению всей вредоносной программы. Корректность и эффективность работы такой программы зависят от ее своевременного обновления (программы обнаружи­вают и удаляют в основном известные вирусы и их мо­дификации) и настройки параметров сканирования и удаления. Не обеспечивают мониторинга в реальном времени.

2. Программы-мониторы. Проверяют файлы запускае­мые, открываемые или модифицируемые во время ра­боты системы. Способ проверки сходен с принципом работы полифагов, зачастую они используют общие базы данных о вирусах и механизмы их удаления. По­зволяют принимать меры более оперативно, но не вы­являют вирусы уже имеющиеся на диске (например, пропущенные устаревшей версией монитора до обнов­ления). Дополняют полифаги.

3. Программы-фильтры. Эти программы проверяют по­ток данных, принимаемых системой по определенному протоколу (электронной почты, Web-страниц и пр.) Позволяют защитить компьютер от получения вредо­носных программ из сети.

4. Программы-детекторы нежелательного программно­го обеспечения (ПО). С многими свободно распростра­няемыми программами или свободно доступными WEB-страницами связаны формально не вредоносные программы, которые тем не менее могут затруднять работу пользователя, использовать его компьютер для нежелательных операций или разглашать личные данные пользователей. Значительная часть таких программ выявляется антивирусами-полифагами, но иногда это не программы, а настройки уже имеющего­ся ПО. В таких ситуациях антивирусы бесполезны. Выявляют такие настройки и устраняют их програм­мы-детекторы (Anti-SpyWare).

Билет№9. Архитектура современных компьютеров. Основные устройства компьютера, их функции и взаимосвязь.

Компьютер - это устройство для автоматической обработки информации по вводимым программам.

Архитектура ПК — это общее описание структуры и фун­кций компьютера на уровне, достаточном для понимания принципов его работы.

Классификация по обобщённому признаку:

1. Назначение и роль компьютеров при обработке информации

2. Условия взаимодействия человека с компьютером

3. Габариты компьютера

4. Ресурсные возможности компьютера

В 1945 году американец Джон фон Нейман подготовил отчёт, в котором определил следующие принципы работы и элементы архитектуры ПК:

1. ПК должен быть универсальным и эффективным устройством для обработки информации. Должен иметь устройства ввода, вывода, памяти, управления и арифметическое устройство.

2. Память должна состоять из нумерованных ячеек, причём в каждой могут находиться обрабатываемые данные и инструкции программ.

3. В начале с помощью какого-либо устройства в память ПК вводится программа. Устройство управления начинает считывать содержимое ячейки памяти, где находится первая команда программы и начинает выполнение.

4. Команды могут задавать выполнение различных операций (чтения из памяти данных, запись результатов в память, ввод данных из внешнего устройства или вывод на внешнее устройство, арифметические, логические операции)

5. После выполнения команды УУ выполняет команду из ячеек памяти, которая находится непосредственно за только что выполненной командой. Этот порядок можно изменить с помощью команд передачи управления (условный и безусловный переход). УУ выполняет команды автоматически, без вмешательства человека.

Материнская плата – это печатная плата, на основе которой монтируется большинство компонентов компьютерной системы. На материнской плате располагаются гнезда для подключения центрального процессора, графической платы, звуковой платы, котроллера жёсткого диска, оперативной памяти и дополнительных периферийных устройств.

Печатная плата -  это плата, содержащая на своих поверхностях печатные проводники электрического тока с контактными площадками, служащие для соединения навесных элементов согласно электрической схеме функционального узла электро или радиоаппаратуры, а также металлизированные и не металлизированные отверстия.

Характеристики материнской платы: скорость передачи данных, число поддерживаемых моделей процессоров, параметры работы с памятью.

Процессор – это главная часть компьютера, которая служит для выполнения арифметических, логических операций и управления всеми частями компьютера. Процессор состоит из АЛУ, УУ, регистров и стеков. Он представляет собой на физическом плане, кусочек кристалла кремня, на которой по специальной технологии нанесены плёнки полупроводников.

Микропроцессор – это устройство, выполняющее алгоритмическую обработку информации, и, как правило, управление другими узлами компьютера или иной электронной системы. Представляет собой цифровую интегральную схему выполняющую последовательность инструкций — программу.

Характеристики процессора: тип архитектуры или серия, система поддерживаемых команд, расширения системы команд, конструктивное исполнение, тактовая частота (МГц, ГГц), частота системной шины.

Частота — это количество колебаний в секунду.

Тактовая частота — это количество операций, которое процессор может выполнить в секунду.

Внутренняя тактовая частота — это тактовая частота, с которой происходит работа внутри процессора.

Внешняя тактовая частота или частота системной шины — это тактовая частота, с которой происходит обмен данными между процессором и оперативной памятью компьютера.

Внутренняя разрядность – это количество одновременно обрабатываемых бит информаций для современного процессора составляет 22-43 бита.

Внешняя разрядность – это количество одновременно обработанной информации и переданной во внешнюю шину.

Внутренняя память компьютера делится на две части. ОЗУ — оперативное запоминающее устройство — быстрая, полупроводниковая, энергозависимая память, хранит дан­ные, с которыми непосредственно работает процессор. Ис­пользуется для чтения и для записи информации в адрес­ные ячейки памяти.

ПЗУ — постоянное запоминающее устройство — энерго­независимая память.В ПЗУ хранится информация, присутствие которой по­стоянно необходимо в компьютере (программы проверки оборудования и первоначальной загрузки ПК). ПЗУ — это память только для чтения, микросхема программируется один раз в заводских условиях.

Объем оперативной памяти, тактовая частота и разряд­ность процессора — это основные характеристики компью­тера.

Данные и программы для обработки сохраняются в опе­ративной памяти, для сохранения их при отключении элек­тропитания используются различные устройства внешней памяти (накопители на жестких («винчестер»), гибких маг­нитных дисках и оптических дисках (CD, DVD-диски)).

Периферийные устройства служат для увеличения фун­кциональных возможностей компьютера, удобства ввода и вывода информации.

Устройства ввода — устройства для ввода данных в компьютер во время его работы.

• Мышь – устройство для ввода графической информации

• Клавиатура – устройство для ввода символьной информации (текст, цифры, знаки)

• Микрофон – устройство для ввода звуковой информации

• Сканер – устройство для ввода больших объёмов символьной информации

• Дигитайзер (световое перо) – устройство для ввода прописного текста

Устройства вывода — используются для извлечения результатов работы компьютера

• Монитор – устройство для вывода информации на экран

• Принтер – устройство для вывода информации на бумагу

• Колонки – устройство для вывода звуковой информации

• Проектор – устройство для вывода графической и символьной информации

• Сеть – система связи между двумя или более компьютерами для передачи информации

Билет№10. Компьютерные сети. Аппаратные средства компьютер­ных сетей. Топология локальных сетей. Характеристики каналов (линий) связи.

Компьютерная сеть—совокупность взаимосвязанных через каналы передачи данных компьютеров, обеспечивающих пользователей средствами обмена информацией и коллективного использования ресурсов сети (аппаратных, программных и информационных).

Основным назначением сети является обеспечение простого и удобного доступа пользователя к распределённым общественным ресурсам и организация их коллективного использования при надёжной защите от несанкционированного доступа, а также обеспечение средств передачи данных между пользователями сети. В локальных сетях создаются общие базы данных для работы пользователей; в глобальных сетях формируется единое культурное, экономическое и социальное информационное пространство.

Общие принципы организации и функционирования компьютерных сетей.

Техническое обеспечение составляют ЭВМ различных типов, сред­ства связи, оборудование абонентских систем, оборудование узлов связи, аппаратура связи и согласования работы сетей одного и того же уровня или различных уровней. Основные требования к ЭВМ се­тей — это универсальность, т.е. возможность выполнения практичес­ки неограниченного круга задач пользователей, и модульность, обес­печивающая возможность изменения конфигурации ЭВМ. В сетях в зависимости от их назначения используются ЭВМ в широком диапа­зоне по своим характеристикам: от суперЭВМ до ПК.

Информационное обеспечение сети представляет собой единый информационный фонд, ориентированный на решаемые в сети задачи и содержащий массивы данных общего применения, доступные для всех пользователей (абонентов) сети, и массивы индивидуального пользования, предназначенные для отдельных абонентов. В состав информационного обеспечения входят базы знаний, автоматизирован­ные базы данных — локальные и распределенные, общего и индиви­дуального назначения. В его состав входят базы данных, базы знаний и др.

Программное обеспечение (ПО) вычислительных сетей предназначено для орга­низации коллективного доступа к телекоммуникационным, вычислительным и информационным ресурсам сети, динамическое распределение и перераспределение этих ресурсов с целью максимальной загрузки технических средств, координации работы её частей, автоматизации программирования.

Комплекс программ, в функции которых входят установление последовательности решения задач и обеспечение их общесетевыми ресурсами, оперативное управление распределением ресурсов по элементам сети, контроль работоспособности элементов сети, называется сетевыми операционными системами. Системное программное обеспечение представляет собой комплекс программных средств, поддерживающих и координирующих взаимодействие всех ресурсов сети как единой системы.

Абоненты сети – объекты, генерирующие или потребляющие информацию. Абонентами сети могут быть отдельные ЭВМ, промышленные роботы, станки с ЧПУ (станки с числовым программным управлением) и т.д. Любой абонент сети подключён к станции.

Станция – аппаратура, которая выполняет функции, связанные с передачей и приёмом информации.

Абонентская система - совокупность абонента и станции.

Каналы связи – физическая среда: материальное пространство, обеспечивающее распространение сигналов, средства, передающие информацию от одного узла к другому.

Коммуникационная сеть – обеспечивает передачу информации между абонентскими системами.