140. Агоритми.- характеристика, призначення, функції, принципи побудови.

точный набор инструкций, описывающих порядок действий исполнителя для достижения результата решения задачи за конечное время

Формальные свойства алгоритмов

Различные определения алгоритма в явной или неявной форме содержат следующий ряд общих требований:

• Дискретность — алгоритм должен представлять процесс решения задачи как последовательное выполнение некоторых простых шагов. При этом для выполнения каждого шага алгоритма требуется конечный отрезок времени, то есть преобразование исходных данных в результат осуществляется во времени дискретно.

• Детерминированность (определённость). В каждый момент времени следующий шаг работы однозначно определяется состоянием системы. Таким образом, алгоритм выдаёт один и тот же результат (ответ) для одних и тех же исходных данных. В современной трактовке у разных реализаций одного и того же алгоритма должен быть изоморфный граф. С другой стороны, существуют вероятностные алгоритмы, в которых следующий шаг работы зависит от текущего состояния системы и генерируемого случайного числа. Однако при включении метода генерации случайных чисел в список «исходных данных», вероятностный алгоритм становится подвидом обычного.

• Понятность — алгоритм для исполнителя должен включать только те команды, которые ему (исполнителю) доступны, которые входят в его систему команд.

• Завершаемость (конечность) — при корректно заданных исходных данных алгоритм должен завершать работу и выдавать результат за конечное число шагов С другой стороны, вероятностный алгоритм может и никогда не выдать результат, но вероятность этого равна 0.

• Массовость (универсальность). Алгоритм должен быть применим к разным наборам исходных данных.

• Результативность — завершение алгоритма определёнными результатами.

• Алгоритм содержит ошибки, если приводит к получению неправильных результатов либо не даёт результатов вовсе.

• Алгоритм не содержит ошибок, если он даёт правильные результаты для любых допустимых исходных данных.

Виды алгоритмов

Особую роль выполняют прикладные алгоритмы, предназначенные для решения определённых прикладных задач. Алгоритм считается правильным, если он отвечает требованиям задачи (например, даёт физически правдоподобный результат). Алгоритм (программа) содержит ошибки, если для некоторых исходных данных он даёт неправильные результаты, сбои, отказы или не даёт никаких результатов вообще. Последний тезис используется в олимпиадах по алгоритмическому программированию, чтобы оценить составленные участниками программы.

Важную роль играют рекурсивные алгоритмы (алгоритмы, вызывающие сами себя до тех пор, пока не будет достигнуто некоторое условие возвращения). Начиная с конца XX — начала XXI века активно разрабатываются параллельные алгоритмы, предназначенные для вычислительных машин, способных выполнять несколько операций одновременно.

Наличие исходных данных и некоторого результата

Алгоритм — это точно определённая инструкция, последовательно применяя которую к исходным данным, можно получить решение задачи. Для каждого алгоритма есть некоторое множество объектов, допустимых в качестве исходных данных. Например, в алгоритме деления вещественных чисел делимое может быть любым, а делитель не может быть равен нулю.

Алгоритм служит, как правило, для решения не одной конкретной задачи, а некоторого класса задач. Так, алгоритм сложения применим к любой паре натуральных чисел. В этом выражается его свойство массовости, то есть возможности применять многократно один и тот же алгоритм для любой задачи одного класса.

Для разработки алгоритмов и программ используется алгоритмизация — процесс систематического составления алгоритмов для решения поставленных прикладных задач. Алгоритмизация считается обязательным этапом в процессе разработки программ и решении задач на ЭВМ. Именно для прикладных алгоритмов и программ принципиально важны детерминированность, результативность и массовость, а также правильность результатов решения поставленных задач.

Алгоритм — это понятное и точное предписание, исполнительно совершить последовательность действий, направленных на достижение цели.

Форма алгоритмов

Алгоритм может быть записан словами и изображён схематически. Обычно сначала (на уровне идеи) алгоритм описывается словами, но по мере приближения к реализации он обретает всё более формальные очертания и формулировку на языке, понятном исполнителю (например, машинный код). Например, для описания алгоритма применяются блок-схемы. Другим вариантом описания, не зависимым от языка программирования, является псевдокод.

Эффективность алгоритмов

Хотя в определении алгоритма требуется лишь конечность числа шагов, требуемых для достижения результата, на практике выполнение даже хотя бы миллиарда шагов является слишком медленным. Также обычно есть другие ограничения (на размер программы, на допустимые действия). В связи с этим вводят такие понятия как сложность алгоритма (временна́я, по размеру программы, вычислительная и др.).

Для каждой задачи может существовать множество алгоритмов, приводящих к цели. Увеличение эффективности алгоритмов составляет одну из задач современной информатики. В 50-х гг. XX века появилась даже отдельная её область — быстрые алгоритмы. В частности, в известной всем с детства задаче об умножении десятичных чисел обнаружился ряд алгоритмов, позволяющих существенно (в асимптотическом смысле) ускорить нахождение произведения

***************************************************************

1. Мета вивчення дисципліни.

2. Історія ЕОМ.

3. ЕОМ, як цифровий автомат.

4. Використання комп’ютерів в економіці, науці та техніці.

5. Основні поняття та короткий огляд ринку сучасних комп’ютерів.

6. Огляд архітектури сучасних комп’ютерів.

7. Архітектурні принципи комп’ютерів різних поколінь.

8. Структурні схеми комп’ютерів різних поколінь.

9. Абстрактна модель комп’ютера.

10. Реалізація архітектур комп’ютерів.

11. Види архітектур комп’ютерів.

12. Приклади архітектур комп’ютерів.

13. Мікропрограмна реалізація комп’ютерів.

14. Багаторівнева організація ЕОМ.

15. Характеристика багатопроцесорних комп’ютерів.

16. Матричні та векторні архітектури.

17. Архітектура комп’ютерів та їх характеристика.

18. Конвеєрні комп’ютери.

19. Суперскалярні комп’ютери.

20. RISC- архітектури.

21. CISC- архітектури.

22. Основні принципи, закладені в розробку архітектур. Переваги та недоліки.

23. Архітектура PowerPC.

24. Архітектура Intel.

25. Архітектура Sun Sparc.

26. Канальна архітектура.

27. Шинна архітектура.

28. "Подвійна незалежна" шинна архітектура.

29. Інтегрована периферія-chipset.

30. Архітектурні особливості комп’ютерів.

31. Локальні, системні, периферійні шини.

32. Архітектура комп’ютерів з точки зору транслятора.

33. Фізичні основи комп’ютерів.

34. Пристрої комп’ютерів та їх взаємодія.

35. Комбінаційні схеми та цифрові автомати.\

36. Базові логічні елементи “І”, “АБО”,”І-НІ”,”АБО-НІ”.

37. Пристрої: тригери, дешифратори, мультиплексори, суматори, центральний процесор.

37. Пристрої: оперативна, дискова, флеш та інші види пам’яті.

38. Опис набору регістрів.

39. Опис системи переривань.

40. Організація системи вводу - виводу.

41. Контролер вводу – виводу.

42. Програмно - керований обмін інформацією між пристроями комп’ютера.

43. Організація апаратних переривань в комп’ютері.

44. Обмін в режимі прямого доступу між пристроями комп’ютера.

45. Класифікація та особливості апаратних інтерфейсів комп’ютера.

46. Синхронізація в апаратних інтерфейсах комп’ютера. Функції контролера переривань.

47. Топологія апаратних інтерфейсів комп’ютера. Особливості реалізації сучасних апаратних інтерфейсів комп’ютера.

48. Ввід/вивід аналогової інформації. Ввід/вивід дискретних сигналів.

49. Розслоювання пам’яті.

50. Кеш-пам’ять - призначення та структура кеш

51. Кеш-пам’ять - алгоритми разміщення та пошуку даних в кеш.

52. Кеш-пам’ять - алгоритми запису в кеш.

53. Конвеєрний спосіб виконання команд.

54. Ідея конвеєра команд та вигода від нього, причини збоїв в конвеєрі.

55. Ячейки, адреси, машинні слова, розряди, біти, байти.

56. Двоїчне представлення інформації в комп’ютерах.

57. Представлення цілих чисел в форматі з фіксованою точкою (представлення беззнакових чисел, представлення знакових чисел в прямому та допоміжному кодах).

58. Особливості складання та віднімання цілих чисел (на прикладі персонального комп’ютера - ПК).

59. Представлення чисел в форматі з плаваючою точкою (на прикладі ПК).

60. Кодування ASCII (American Standart Code for Information Interchange) та стандарт Unicode. Кодування українського тексту (Windows-1251, KOI8 та ін.,.

61. Принципи кодування нечислових видів інформації: текстів, чорно-білої та кольорової графіки, звукової інформації.

62. Організація оперативної пам’яті комп’ютерів.

63. Організація дискової та інших видів пам’яті комп’ютерів.

64. Типові схеми постійно запа­м’ятовуючих та оперативно запам’ятовуючих пристроїв комп’ютерів.

65. Оперативна пам’ять та її поділ. Поняття сегмента та зміщення.

66. Системні плати, склад, характеристики та порівняння.

67. Дискова пам’ять, характеристика та її поділ. Поняття сегмента та зміщення.

68. Регістри комп’ютерів.

69. Контролери комп’ютерів.

70. Відео системи комп’ютерів. Режими роботи відеосистеми.

71. Графічні карти та відео карти комп’ютерів.

72. Організація буфера клавіатури.

73. Звукові карти та мультимедійні системи.

74. Системи охолодження та вентиляції.

75. Монітори та їх характеристика.

76. Принтери та їх характеристика.

77. Сканери та їх характеристика.

78. Пристрої управління та їх характеристика (миш, клавіатура, джойстик та ін.).

79. Накопичувачі та їх характеристика (FDD, HDD ).

80. Накопичувачі та їх характеристика (CD-R, CD-RW, DVD ROM, DVD RAM, Zip).

81. Накопичувачі та їх характеристика (магнітно-оптичні змінні пристрої, флеш-пам’ять та ін.).

82. Пристрої зв’язку (модеми, факс-модеми та ін. ).

83. Структура таблиці розміщення файлів на магнітних дисках. Типи файлів (імена, формати, розширення) та їх структура. Фізичний та логічний формати магнітних дисків.

84. Структура програми комп’ютерів.

85. Система команд комп’ютерів.

86. Арифметичні, логічні команди та команди управління послідовністю, коди операцій, способи завдання операндів.

87. Різновиди систем команд в реальних комп’ютерах.

88. Моделі комп’ютерів з різними системами команд: трьох адресний комп’ютер; двох адресний комп’ютер; одно адресний комп’ютер, комп’ютер зі змінним форматом команд (з різно адресними командами); комп’ютер з регістровою пам’яттю, стековий комп’ютер.

89. Універсальність комп’ютерів: принцип фон-Неймана; гарвардський принцип.

90. Задачі вибору архітектури комп’ютера та периферії.

91. Критерії вибору: вартість, продуктивність, надійність, пропускна здатність.

92. Модульний принцип побудови, масштабованість, сумісність програмного забезпечення. Орієнтування на клас задач. Модернізованість.

93. Вибір основних складових комп’ютера: процесор, чипсет, тип та об'єм ОЗП, материнська плата, відеокарта, диск, монітор.

94. Вибір периферійних пристроїв комп’ютера: СD, DVD, СD-R, CD-RW, флеш-пам’ять.

95. Вибір периферійних пристроїв комп’ютера: принтер, сканер, мультимедіа.

96. Вибір периферійних пристроїв комп’ютера: модем, факс-модем та ін.

97. Перевірка архітектури комп’ютера та його складових. Методи та засоби.

98. Тестування та перевірка: оперативної та дискової пам’яті комп’ютера.

99. Тестування та перевірка:, відео карти та монітора.

100. Тестування та перевірка: СD, DVD, СD-R, CD-RW, мультимедіа та флеш-пам’яті.

101. Тестування та перевірка: принтера та сканера.

102. Тестування та перевірки: модема та факс - модема.

103.Проаналізуйте особливості застосування Асемблера в програмуванні.

104. Дайте визначення та охарактерізуйте категорії регістрів CPU, що використовуються в Асемблері.

105. Наведіть базовий набір команд Асемблера .

106.Визначить функції команд Push, POP та MOV в Асемблері.

107. Визначить функції команди INT в Асемблері. Переривання в Асемблері.

108. Макроозначення та функції в Асемблері. Макроозначення Invoke.

109. Змінні в Асемблері. Їх розміщення.

110. Особливості Асемблера в Windows. Створення вікон.

111. Операції на рядками в Асемблері.

112.Опишіть технологію компіляції програм на Асемблері.

113. Електронна обчислювальна машина та її структура

115, Характеристики, що визначають її структуру ЕОМ.

116. ЕОМ .Характеристики апаратних засоби зберігання й обробки інформації .

117.Перелік та опис основних характеристик ЕОМ

118. Системний блок персонального комп'ютера- характеристика.

119. Апаратні засоби ПК

120. Процесор (центральный процесор (ЦП) ПК

121. ). Оперативна пам'ять ПК та її характеристики.

122. Статична пам'ять (SRAM) у сучасних ПК та її характеристики

123. Динамічна пам'ять (DRAM) у сучасних ПК та її характеристики

124. Материнська плата та їх характеристики

125. Призначення материнських плат.

126. Постановка задачі . Етапи.

127. Які етапи містить наукова постановка задачі:

128. Характеристика , визначення й опис вхідної/вихідної інформації в постановці задачі.

129. Визначення та аналіз разработки алгоритму/алгоритмів рішення задачі.

130. Що визначає опис технологічного процесу обробки даних задачі.

131. Характеристика програм, комплексів програм та систем (Приклади)

132. Документування программ.

133. Що визначає надійність программного забезпечення.

134. Що визначає ефективність технічних засобів.

135. Що визначає ефективність програмних засобів

136. Етапи підготовки програми.

137. Модульна структура побудови програмного забезпечення та її характеристики

138. Етапи підготовки програм та комплексів программ.

139. Класифікація мов програмування по створенню виконуваного модуля

140. Агоритми.- характеристика, призначення, функції, принципи побудови.