
- •Введение в информатику (конспект лекций для студентов, изучающих французский язык) рассмотрено:
- •Утверждено:
- •Оглавление
- •Предисловие
- •Краткий свод правил произношения во французском языке
- •Лекция 1
- •1. Научные основы информатики
- •Информатика – informatique (f) [энформатик]
- •Цели и задачи дисциплины
- •1.2. Теоретические основы информатики
- •1.3. Практические основы информатики
- •1.3.1. Структура компьютера и принцип программного управления
- •1.3.2. Архитектура современного компьютера
- •1.4. Классификация компьютеров
- •Лекция 2
- •2. Назначение и основные представления о работе функциональных блоков компьютера
- •2.1. Оперативная память
- •2.3. Внешняя память
- •2.3.1. Магнитные диски
- •2.3.2. Оптические диски
- •2.3.3. Магнито – оптические диски
- •2.3.4. Особенности устройства Flash-накопителей
- •2.3.4.1. Программирование ячейки
- •2.3.4.2. Стирание ячейки
- •Лекция 3
- •3. Центральный процессор. Адресация команд. Системы счисления
- •3.1. Центральный процессор
- •3.1.1. Устройство управления
- •3.1.2. Арифметическо – логическое устройство
- •3.1.3. Разрядность процессора
- •3.1.4. Принцип действия процессора
- •3.1.5. Тактовая частота
- •3.2. Адресация данных и команд в оперативной памяти компьютера
- •3.2.1. Методы адресации
- •3.2.2. Стековая организация памяти
- •3.2.3. Магазинная организация памяти
- •3.3. Системы счисления и кодирования информации
- •3.3.1. Виды систем счисления
- •3.3.2. Перевод чисел из восьмеричной и шестнадцатеричной системы счисления в десятичную
- •3.3.3. Перевод чисел из восьмеричной и шестнадцатеричной системы счисления в двоичную
- •3.3.4. Перевод чисел с двоичной системы счисления в восьмеричную и шестнадцатеричную
- •3.3.5. Перевод чисел с десятичной системы счисления в другие
- •3.3.5.1. Перевод целых десятичных чисел в двоичные.
- •3.3.5.2. Перевод дробных чисел в двоичные
- •Лекция 4
- •4. Формы представления чисел в эвм
- •4.1. Представление чисел в форме с фиксированной точкой
- •4.2. Представление чисел в форме с плавающей точкой
- •В итоге получается
- •4.3.1. Операция алгебраического сложения чисел, представленных в форме с фиксированной точкой
- •4.3.2. Операция алгебраического сложения чисел, представленных в форме с плавающей точкой
- •4.3.3. Принципы аппаратной реализации операций умножения и деления
- •Кодирование алфавитно – цифровой информации
- •Лекция 5
- •5. Физические основы представления информации в компьютере
- •5.1. Аппаратная реализация логических функций
- •Базовыми логическими операциями являются операции
- •Смысл этих операций становится понятным из табл. 5.1
- •5.2. Триггеры
- •Лекция 6
- •6. Физические основы представления информации в компьютере
- •6.1. Регистры
- •6.2. Дешифраторы
- •6.3. Счетчики
- •6.4. Сумматоры
- •Лекция 7
- •7. Алгоритм и программа. Виды вычислительных процессов
- •7.1. Алгоритм
- •7.1.1. Требования к алгоритму
- •7.2. Программа
- •7.3. Виды вычислительных процессов
- •Лекция 8
- •8. Типовые алгоритмы
- •8.1. Определение суммы чисел произвольного ряда
- •8.2. Определение произведения чисел произвольного ряда
- •8.3. Алгоритм определения наибольшего (наименьшего) числа из заданного ряда чисел
- •8.4. Алгоритм определения наибольшего (наименьшего) значения вычисляемой функции
- •8.5. Вычисление функции с одновременно изменяющимися несколькими аргументами
- •Лекция 9
- •9. Типовые алгоритмы
- •9.1. Сортировка ряда чисел
- •9.1.1. Метод смежных пар
- •9.1.2. Метод поиска наименьшего (наибольшего)
- •9.2. Типовые алгоритмы решения задач с использованием матриц
- •Лекция 10
- •10. Алгоритмические языки. Общие представления.
- •Символы языка
- •10.2. Данные
- •10.2.1. Собственные типы данных
- •10.3. Идентификаторы
- •Операции. Выражения
- •10.4.1. Операции
- •Логические операции
- •10.4.2. Выражения
- •Лекция 11
- •11.1. Структура программы
- •11.2 Операторы
- •Операторы описания
- •Описание констант с помощью директивы для препроцессора
- •11.2.1.2. Описание переменных
- •11.2.2. Оператор присваивания
- •Пример:
- •11.2.3. Операторы ввода и вывода данных
- •Ввод данных Для использования потокового ввода и вывода данных необходимо к программе подключить библиотечный файл с именем iostream.H. Как это делается будет рассмотрено позднее.
- •Вывод данных
- •11.3.Форматирование данных
- •Вывод строковых констант
- •12. Операторы условия. Опрератор безусловного перехода
- •12.1. Оператор условия
- •12.1.1. Альтернативный оператор условия.
- •12.1.2. Безальтернативный оператор условия
- •12.1.3. Составные операторы условия
- •12.2. Безусловный оператор
- •12.3. Оператор множественного выбора
- •Лекция 13
- •13. Операторы циклов. Массивы
- •13.1. Операторы циклов
- •13.1.1. Параметрический оператор цикла for
- •Операция «Запятая»
- •13.1.2. Оператор цикла while
- •Более изящной является запись
- •13.1.3. Оператор цикла do . . . While
- •13.1.4. Операторы continue, break
- •13.2. Массивы. Переменные типа массив
- •13.2.1. Описание массивов
- •13.2.2. Ввод массивов Использование массивов в вычислениях предполагает их ввод, в качестве исходных данных, а также вывод их в качестве результата вычислений.
- •13.2.3. Вывод массивов
- •13.2.4. Операции с массивами
- •13.2.5. Многомерные массивы
- •Для четырехмерного
- •13.2.6. Представление многомерных массивов как массив массивов.
- •Описание массивов с помощью инструкции typedef
- •Лекция 14
- •14. Символьные массивы
- •14.1 Описание символьных массивов
- •14.2. Ввод символьных массивов
- •14.3. Операции со строками
- •14.4. Строковые массивы
- •Лекция 15
- •15. Внешние файлы. Переменные файлового типа
- •Файл – это информация, размещенная на внешнем носителе и имеющая свое имя.
- •15.1. Текстовые файлы. Файловый ввод и вывод данных
- •Здесь ifstream – ключевое слово, играющее роль имени типа переменной,
- •Здесь fstream – ключевое слово, играющее роль имени типа переменной,
- •Функция open( )
- •Функция close( )
- •Функции eol( ) и eof ( )
- •Операторы открытия и закрытия файла
- •Спецификации ios::nocreate и ios::in комбинируются с помощью логической операции || (дизъюнкция).
- •15.1.1. Создание внешних файлов
- •15.1.2. Операции с файловыми переменными
- •15.2. Бинарные файлы
- •Лекция 16
- •16. Функции
- •16.1. Структура функций
- •16.2. Локальные и глобальные данные
- •16.3. Виды функций
- •16.3.1. Функции, возвращающие результат по значению
- •Вызов функции
- •Место записи оператора вызова
- •Особенности выделения памяти при вызове функции
- •16.3.2. Функции, возвращающие результат по ссылке
- •Вызов функции
- •16.3.3. Место расположения функций в программе
- •Лекция 17
- •17. Программное обеспечение компьютера. Основные представления
- •17.1. Операционная система
- •17.2. Прикладные программы
- •17.2.1. Текстовый редактор Microsoft Word
- •Интерфейс редактора
- •Основное меню
- •Панель инструментов
- •17.3. Электронные таблицы. Ms Excel.Основные представления
- •Интерфейс программы ms Excel
- •Рабочее окно представляет собой не чистое поле, а пустую таблицу, состоящую из столбцов и строк. Максимальный размер таблицы:
- •Операции с ячейками
- •Выделение ячеек
- •Выделение группы смежных ячеек
- •Выделение нескольких несмежных интервалов
- •Выделение отдельной строки и отдельного столбца
- •Лекция 18
- •18. Электронная таблица ms Excel. Данные
- •18.1. Запуск и завершение программы ms Excel
- •– С помощью пунктов меню таблицы файл – выход;
- •18.2. Данные. Ввод данных
- •Ввод числовых данных
- •Ввод текста
- •Режим автозаполнения
- •Ввод даты и времени
- •Ввод последовательных рядов чисел
- •18.3. Редактирование данных
- •Копирование, перемещение и удаление данных
- •18.4. Операции с данными Сортировка
- •Автосуммирование
- •18.5. Работа с формулами
- •Порядок создания формул
- •18.6. Использование в формулах адресов ячеек
- •Удаленные ссылки
- •Лекция 19
- •19. Электронная таблица ms Excel. Функции
- •19.1. Операции и функции
- •Но совершенно очевидно, что она более громоздкая, чем запись сумм(а1: а8).
- •Автопересчет
- •Ошибки в формулах
- •19.2. Относительная и абсолютная адресация ячеек
- •19.3. Построение диаграмм
- •Общий порядок построения диаграмм
- •Лекция 20
- •20. Решение математических задач средствами ms Excel
- •20.1. Операции с матрицами
- •20.1.1. Транспонирование матриц
- •Выделить соответствующего размера блок ячеек под транспонированную матрицу,
- •20.1.2. Вычисление определителя матрицы
- •20.1.3. Нахождение обратной матрицы
- •20.1.4. Сложение и вычитание матриц
- •20.1.5. Умножение матрицы на число
- •20.1.6. Умножение матриц
- •20.2. Решение систем линейных уравнений
- •20.3. Решение уравнения с одним неизвестным
- •Лекция 21
- •21. Электронные таблицы ms Excel. Форматирование данных. Операции с большими таблицами и листами
- •21.1. Форматирование данных
- •21.1.1. Форматирование текста
- •21.1.2. Форматирование чисел
- •21.1.3. Форматирование символов
- •21.1.4. Автоформатирование
- •21.2. Операции с большими таблицами
- •Скрытие столбцов и строк
- •Формат – Столбец – Отобразить.
- •Деление окна
- •На рис.21.1 выделена ячейка f5, которая делит окно на четыре области. Выделенная ячейка размещена в верхнем левом углу правой нижней области.
- •Для снятия деления необходимо выполнить операции с пунктами меню Окно – Снять разделение
- •Закрепление областей
- •21.3. Операции с рабочими листами
- •Переименование листов
- •Выделение группы листов
- •21.4. Печать
- •Лекция 22
- •22. Базы данных. Основные понятия и определения
- •22.1. Форма хранения информации
- •22.2 Реляционная модель базы данных
- •22.2.1 Структура таблиц базы данных
- •22.2.2. Индексы базы данных
- •22.2.3. Связи базы данных
- •Главная таблица
- •22.3. Основные виды работы с базами данных
- •Лекция 23
- •23. Система управления базой данных ms Access
- •23.1. Назначение и возможности субд ms Access
- •23.2. Запуск и завершение работы программы ms Access
- •23.3. Типы данных
- •23.4. Разработка и создание базы данных
- •23.4.1. Разработка структуры базы данных
- •23.4.2. Имена полей и объектов
- •23.5. Создание новой базы данных средствами субд ms Access
- •23.5.1.Создание таблиц базы данных Под созданием базы данных подразумевается создание системы связанных таблиц с именами и заголовками полей, со значениями атрибутов в полях.
- •Самостоятельное создание таблиц базы данных
- •Создание таблиц базы данных с помощью мастера таблиц
- •Создание таблиц в режиме конструктора
- •23.5.2. Создание связей
- •23.5.3. Редактирование, удаление связей
- •Лекция 24
- •24. Программа ms Access. Работа с объектами
- •24.1. Формы. Работа с формами
- •24.1.1. Создание формы в режиме автоформ
- •24.1.2. Создание формы в режиме мастера форм
- •В последнем окне мастера
- •При выборе варианта Изменить макет формы произойдет переключение в режим конструктора, в котором можно выполнить любую модификацию формы, созданной мастером.
- •24.1.3 Ввод и редактирование записей с помощью формы
- •24.1.4. Простейшие модификации формы с помощью конструктора
- •24.2. Поиск и запросы
- •24.2.1. Поиск и фильтрация данных
- •После этого следует задать образцы поиска и замены, установить параметры поиска и щелкнуть по нужной кнопке Найти далее, Заменить или Заменить все.
- •24.2.2. Применение фильтра
- •24.3. Типы запросов
- •Запрос на выборку
- •Запрос на изменение
- •Перекрестный запрос
- •24.3.1. Создание запроса на выборку
- •24.3.1.1. Создание запроса с помощью мастера
- •24.3.1.2. Создание запроса с помощью конструктора
- •24.3.2. Выполнение запроса
- •24.3.3. Модификация запроса
- •Лекция 25
- •25. Создание отчетов в ms Access. Презентация
- •25.1. Создание отчетов
- •25.1.1. Режим автоотчета
- •25.1.2. Создание отчета с помощью мастера
- •25.1.3. Модификация отчета в режиме конструктора
- •25.2. Печать отчета
- •Файл – Параметры страницы
- •Файл – Печать – Параметры печати
- •25.3. Презентация. Основные представления
- •25.3.4. Простейшие настройки программы ms Power Point
- •Лекция 26
- •26. Компьютерные сети. Основные представления
- •26.1. Линии связи
- •26.2. Компьютерные сети
- •26.3. Топология компьютерных сетей
- •26.4. Пропускная способность сетей
- •Функциональные структуры компьютерных сетей
- •Лекция 27
- •27. Интернет, общие представления. Основы работы в Интернете
- •27.1. Основные понятия и определения
- •27.1.1. Протоколы Интернет
- •27.1.3. Доменные адреса
- •27.1.4. Узел Интернета
- •27.1.5. Получение доступа к Интернету
- •27.1.6. Вход в Интернет
- •27.2. Информационные ресурсы Интернет
- •Основными представителями гипертекстовых документов являются Web – страница и сайт.
- •27.2.2. Адрес ресурса
- •Фактически url является адресом запрашиваемого ресурса в Интернете или просто адресом ресурса.
- •В общем случае url имеет достаточно сложную структуру. В простейших случаях, при запросе наиболее популярных ресурсов, например, для доступа к начальным страницам сайтов, url содержит:
- •27.3. Электронная почта
- •27.3.1. Сообщения
- •Структура сообщений
- •Лекция 28
- •28. Электронная почта. Обозреватели сети Интернет
- •28.2. Операции с исходящими сообщениями
- •28.3. Операции с входящими сообщениями
- •28.4. Электронные доски объявлений
- •28.5. Телеконференции
- •28.6. Пересылка файлов
- •28.7. Интернет – пейджеры
- •28.8. Базы данных в Интернет
- •28.9. Обозреватели сети Интернет
- •Сервис – Свойства обозревателя
- •Запрос ресурса
- •Кодировка текста Web – страницы
- •Перемещение по гиперссылкам
- •Папка Избранное
- •Лекция 29
- •29. Создание Web – страниц. Поисковые системы
- •29.1. Создание Web – страниц
- •29.3. Загрузка файлов из сети Интернет
- •29.4. Работа с почтовым сайтом
- •29.5. Программа Outlook Express
- •29.5.1. Запуск и интерфейс программы Outlook Express
- •29.5.2. Создание учетной записи
- •29.5.4 Создание и отправка сообщения
- •– Щелкнуть по кнопке Создать сообщение, что вызовет появление окна, которое будет содержать бланк сообщения и необходимый инструментарий для его создания;
- •29.5.5. Разметка и форматирование сообщений
- •Приложения Приложение 1.
4.3.2. Операция алгебраического сложения чисел, представленных в форме с плавающей точкой
Начинается эта операция с выравнивания порядков слагаемых. При этом порядок меньшего по модулю числа принимается равным порядку большего по модулю числа, а его мантисса сдвигается вправо на число шестнадцатиричных разрядов равное разности порядков.
В процессе сдвига мантиссы меньшего слагаемого происходит потеря младших разрядов, что вносит погрешность в результат операции. При этом может оказаться, что мантисса меньшего слагаемого сдвигается за пределы разрядной сетки. Тогда в качестве суммы принимается большее по модулю слагаемое.
После выравнивания порядков начинается алгебраическое сложение мантисс по таким правилам, как и для чисел с фиксированной точкой. Порядок результата принимается равным порядку большего слагаемого. Если в процессе суммирования условие 1/16 <= /m/ <1 не выполняется, то это может привести к нарушению нормализации мантиссы m. В этом случае производится сдвиг мантиссы с соответствующим изменением порядка результата.
Операции сложения чисел, представленных в форме с плавающей точкой, требуют большего времени, чем операции с числами, представленными в форме с фиксированной точкой.
4.3.3. Принципы аппаратной реализации операций умножения и деления
Операция умножения двоичных целых чисел, представленных в форме с фиксированной точкой, приводит к формированию в АЛУ компьютера произведения, имеющего двойную длину по сравнению с множителями.
Для реализации умножения необходимо иметь регистры множимого и множителя, а также сумматор, в котором производится последовательное суммирование частных произведений. Для (n-1) – разрядных сомножителей операция умножения состоит из (n-1) циклов. В каждом цикле инициализируется очередная цифра множителя. Если это единица, то к содержимому сумматора частичных произведений добавляется множимое, в противном случае (очередная цифра нуль) прибавление не производится. При этом множитель и сумма частичных произведений сдвигаются на один разряд вправо относительно неподвижного множителя.
Поскольку, по мере сдвига множителя, старшие разряды регистра множителя освобождаются, они могут быть использованы для хранения младших разрядов произведения, поступающих из сумматора частных произведений в процессе выполнения умножения. Для этого младший разряд сумматора частичных произведений соединяется со старшим разрядом регистра множителя. После завершения операции умножения старшие разряды произведения находятся в регистре сумматора, а младшие – в регистре множителя. На рис. 4.3 приведен алгоритм умножения чисел А и В. Здесь логическая операция AND с константой 1 позволяет выделить младший разряд множителя с целью формирования определенного частичного произведения. SHR – сдвиг множителя на один разряд вправо.
+
–
+
Рис. 4.3 Алгоритм умножения чисел А и В
Правило
перемножения целых двоичных чисел очень
похоже на перемножение в столбик. Пусть
заданы множимое А=
и множитель В=
.
Перемножение их по известным правилам
арифметики имеет вид
1 1 0
×
1 0 1
1 1 0
+ 0 0 0
1 1 0
1
1 1 1 0
Поскольку
,
то полученный результат является верным.
Для выполнения этой операции в компьютере
используются трехразрядные регистры
множимого, множителя и сумматора
частичных произведений. Сдвиг множимого
А и суммы частичных произведений S
производится вправо. По мере выполнения
операций умножения младшие разряды
суммы частичных произведений S
перемещаются в старшие (освобождающиеся)
разряды регистра множителя.
Последовательность операций имеет
вид, представленный в нижеприведенной
таблице.
В
итоге получен тот же результат, что и
перемножении вручную, то есть А*В =
.
Сдвиг в компьютере суммы частичного произведения вправо, а не сдвиг множителя влево, как это делается при перемножении вручную, производится из соображений упрощения технической реализации. При этом, как видно из примера, результат остается неизменным.
-
Операции
Разряд множителя В
Реализация
S – 0
0 0 0
+
1 1 0
S = S + A
1
S
1 1 0
SHR 1
0 1 1 0
SHR 1
0
0 0 1 1 0
+
1 1 0
S = S + A
1
S
1 1 1 1 0
Умножение чисел с различными знаками можно свести к перемножению их модулей с последующим формированием знакового разряда произведения. Произведению устанавливается знак плюс, если знаки чисел одинаковы и знак минус, если знаки чисел различны.
Кроме того, в компьютере есть возможность выполнять операции умножения чисел, представленных их кодами. При этом, положительные множители представляются в прямом коде, а отрицательные – в дополнительном. Если множители имеют одинаковые знаки, то произведение представляется в прямом коде, если же знаки различны, то произведение представляется в дополнительном коде.
Принципы реализации операции умножения чисел, представленных в форме с фиксированной точкой аналогичны, с той лишь разницей, что при этом добавляется операция определения порядка произведения (алгебраического сложения порядков сомножителей) и проводится, если необходимо, нормализация результирующей мантиссы с соответствующим изменением порядка произведения.
Если при суммировании порядков возникло переполнение, и порядок произведения получился отрицательным, то это означает, что искомое произведение оказалось меньше минимально представленного в компьютере числа, и тогда в качестве результата операции может быть записан нуль без перемножений мантисс множителей. Если же возникло переполнение для положительного порядка, то результат при этом может все-таки находиться в диапазоне чисел, представляемых в компьютере. Это объясняется тем, что при умножении мантисс происходит нарушение нормализации вправо, поэтому после нормализации мантиссы переполнение в порядке произведения исчезает.
Операция деления чисел, представляемых в форме с фиксированной точкой, сводится к многократным вычитаниям и сдвигам. При этом разряды частного, начиная со старшего, определяются последовательным вычитанием делителя сначала из делимого, а затем из образующихся в процессе деления сдвигаемых остатков. Если разность между делимым (или очередным остатком) и делителем положительная или равна нулю, то в соответствующий разряд частного записывается единица, а если отрицательная – нуль. Поскольку в компьютере операция вычитания в непосредственном виде не выполняется, то последовательное вычитание заменяется сложением остатков с дополнительным кодом делителя. При этом новый остаток также получается в соответствующем коде.
В компьютере делимое в форме с фиксированной точкой представляется с удвоенным количеством разрядов по сравнению с делителем и частным.