Билеты на экзамен по информатике (ХТФ, ПНИПУ). инфа билеты. 1. Определение информатики как науки. Данный термин получил распространение в 80х г г. Хх века. Производное от латинских inform информация
 Скачать 1.51 Mb.
|
|
5) Системы счисления Системой счисления или нумерацией называется определенный способ записи чисел. Бывают позиционные и непозиционные системы счисления. Привычная для нас система счисления называется десятичной позиционной системой, в компьютере для представления чисел и выполнения вычислений используется двоичная система счисления. Числа представляют собой числовую информацию. Запись чисел по правилам определенной системы счисления есть способ кодирования чисел. От способа кодирования зависит размер кода, т.е. количество цифр в записи числа, а также правила выполнения вычислений. Основные понятия позиционных систем счисления Цифра – символ, используемый для записи чисел. Алфавит системы счисления – совокупность всех цифр. Размерность алфавита – количество цифр в алфавите. Каждая позиция в записи числа называется разрядом числа. Разряды нумеруются в целой части числа положительными целыми числами, начиная с нуля, в дробной части – отрицательными числами, начиная с (-1). В записи многозначного числа цифры, стоящие в разных позициях, имеют разные веса. Так, в целом десятичном числе 325 тройка означает три сотни, двойка – два десятка, пятёрка – пять единиц: 325= 3*100+2*10+5*1. Такая запись называется развёрнутой формой записи числа: число записывается в виде суммы, в которой каждое слагаемое – это цифра, умноженная на свой вес. В десятичной системе счисления веса равны целым степеням десяти. Вес цифры равен десяти в степени, равной номеру разряда, в котором стоит эта цифра. Бесконечный в обе стороны ряд целых степеней десяти называется базисом десятичной системы счисления: …103, 102, 101, 100, 10-1, 10-2,… Запись числа в развёрнутой форме ещё называют разложением числа по базису. Десятичная система относится к числу традиционных систем счисления. Для традиционных систем счисления принято размерность алфавита называть основанием системы счисления. Основание десятичной системы счисления равно десяти. Основанием традиционной системы счисления может быть любое натуральное число, начиная с двух, а базис – бесконечный в обе стороны ряд целых степеней основания. Если n – основание системы, не больше десяти, то в алфавите используются n первых арабских цифр. Если основание превышает 10, то в качестве дополнительных цифр выступают буквы латинского алфавита по порядку. При записи недесятичного числа принято указывать его основание маленькой подстрочной цифрой – нижним индексом. 1375 – число в пятеричной системе счисления. В любо позиционной системе счисления число, количественно равное её основанию записывается как 10. При этом только в десятичной системе оно читается как «десять». Во всех остальных системах следует читать «один, ноль». 102 – 2, 103 – 3, 108 – 8 В качестве примера нетрадиционной системы счисления рассмотрим так называемую фибоначиевую систему. Алфавит фибоначиевой системы состоит из двух цифр: 0 и 1, как у двоичной системы счисления. Базисом этой системы является следующий числовой ряд: 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89, … Он называется рядом Фибоначи или числами Фибоначи. Особенностью этой системы является её неоднозначность представления некоторых целых чисел в этой системе. Такое свойство системы называется избыточностью. Традиционные системы счисления не имеют избыточности. Для автоматической обработки данных избыточность оказывается полезным свойством. Благодаря избыточности можно обнаруживать потерю данных, возникающую из-за технических сбоев. Отсюда интерес к фибоначиевой системе счисления со стороны конструкторов вычислительной техники. Примером смешанной системы является двоично-десятичная система счисления. В ней десятичное число записывается путём замены каждой цифры на 4-разрядный двоичный код. Между данными десятичным и двоично-десятичным числом нельзя поставить знак равенства. Двоично-десятичное представление – это всего лишь двоичный код для представления десятичного числа, но никак не равное ему значение в двоичной системе счисления. 6.Краткая история развития ЭВМ. Поколения ЭВМ. Современным компьютерам предшествовали механические и электромеханические устройства. Эволюция до появления 1-х компьютеров-вычислительная техника: В 1642 году франц. механик и философ Блез Паскаль в возрасте 18 лет сконструировал суммирующую машину, она состояла из восьми движущихся дисков с прорезями и могла суммировать (или вычитать) числа до восьми знаков. Для своей машины Паскаль использовал десятичную систему исчисления. В 1820 году Шарль Кольмар изобрел машину, которая могла производить 4 осноных арифметических действий. Эту машину назвали арифмометром. В 1822 году английский математик Чарльз Бэббидж создал модель универсальной вычислительной машины, названную аналитической машиной. Она работала с перфокартами. Каждой инструкции аналитической машины соответствовала определенная последовательность дырочек, которые набивались на перфокартах, а затем ввода поступали в блок управления. В 1889 году немецкий изобретатель Герман Холлерит, проживавший в США, сконструировал перфокартное устройство, для решения статистических задач и основал фирму по их производству, так в 1915 году появилась IBM - (Международные Деловые Машины). 1 поколение комп 1944-1955 гг -1944 г: получив данные о немецких разработках ч/з разведку, американский инженер Говард Эйкен при поддержке компании IBM сконструировал компьютер для баллистических расчетов (Марк-1). По площади занимал половину футбольного поля; включал более 600 км кабеля; использовал принцип электро-механического реле, т.е. электромагнитные сигналы перемещали механические части; для проведения 1-го вычисления требовалось от 3 до 5 с; управлялся с помощью программы, которая вводилась на перфоленты, основное применение: решение сложных математических задач. -1946 г американские ученые Джон Мокли и Преспер Эккерт сконструировали электронно-вычислительный интегратор и калькулятор ЭНИАК. Эл/мех реле заменено на электронно-вакуумные лампы. Увеличиласть производительность в 1000 раз. Использовался для расчета баллистических таблиц, в области атомной энергетики, аэродинамики. - 1951 г в СССР разработан универсальный автоматический компьютер (УНИАК), предназначенный для коммерческого использования. В СССР была разработана малая эл. счетная машина(МЭСМ)- ламповая. Самая быстродействующая в тот период 50 оп/с. Появление 1-х комп стало возможным благодаря 3-м техническим новшествам 1)эл/вакуумные лампы 2)цифровое кодир-ие информации 3)создание устройств памяти на эл/статич трубках Данные комп. имели невысокую производительность. Средства программ и ПО не были развиты, использовалсся низкоуровневый машинный язык, имели ограниченную область применения. 2 поколение комп 1956-1963 гг -1954 г в США начали серйиное производство транзисторов (прибор, предназначенный для управления током в электрической цепи) -1956 г был был создан 1-ый комп, работающий на транзисторах ТХ-О Данный период хар-ся: для создания комп использовались транзисторы и устройства памяти на ферритных сердечниках, значит, увеличилось быстродействие до нескольких сотен тысяч оп/с; возникают новые технические программы, языки программирования высокого уровня, операционная система. Область применения: научные расчеты, финансовые расчеты, банки, крупные предприятия 3 поколение комп 1964-1977 гг -создавались на интегральных схемах IBM-360-1-ая машина, после модернизации IBM-370 -1958 г- инженер компании Texas Construction Джек Килби предложил идею интегральной микросхемы - кремниевого кристалла, на который монтируются миниатюрные транзисторы и другие элементы. Данная схема по площади занимала менее 1 см2 , сократился размер комп. После наработок на 1 кристалле размещались сотни транзисторов. Скорость значительно увеличилась (миллионы оп/с) Появляются внешние устройства, облегчающие работу; 1-е операционные системы и языки программирования высокого уровня; расширились сферы применения: обработка данных, управления, проектирования, решение коммерческих задач 4 поколение комп 1978-1991 гг В 1969 году компания "Интел" выпустила микропроцессор (интегральную микросхему, на которой сосредоточено обрабатывающее устройство с собственной системой команд) -1-ую модель ПК получили в 1976 г и назвали Apple-I -1981 г IBM выпустила свой 1-ый ПК(IBM-PC). Благодаря размерам и стоимостив течение 2-х лет более 5 млн ПК Фирма Microsoft начинает выпуск ПО для IBM-PC -1984 г- компания Apple представила свой комп «Макентош». Для него характерна более простая работа, более простое графическое отображение, возможность работать с мышью. Компьютеры появляются в издательствах, школах и офисах. 5 поколение комп 1992-2013 Комп на сверхмощных микропроцессорах с параллельно-векторной структурой, одновременно выполняются десятки последовательных инструкций программы. Комп с многими сотнями параллельно-работающих процессов, позволяющих строить системы обработки данных и знаний, а так же эффективные сетевые комп с-мы С 2013 года -6 поколение комп Появление моноблока. Электронные и оптоэлектронные компьютеры с массовым параллелизмом, нейронной структурой, с распределенной сетью большого числа микропроцессоров, моделирующих архитектуру нейронных биологических систем, распознающие сложные образы. 7.Классификация компьютеров Компьютер – это устройство или средство, предназначенное для обработки информации. По уровню специализации: -Универсальные (на их базе можно собирать вычислительные системы произвольного состава. Один и тот же ПК можно использовать для работы с текстами, музыкой, графикой, фото и видеоматериалами). -Специализированные (предназначены для решения конкретного круга задач). К таким компьютерам относятся бортовые компьютеры автомобилей, самолетов. Специализированные мини-ЭВМ для работы с графикой (кино и видеофильмами, реклама) называются графическими станциями. Специализированные компьютеры, объединяющие все компьютеры в единую сеть, называются файловыми серверами. Специализированные компьютеры, обеспечивающие передачу данных через интернет, называются сетевыми серверами. По типоразмерам: -Настольные (desktop) распространены наиболее широко, являются принадлежностью рабочего места, отличаются простотой изменений конфигурации за счет подключения дополнительных внешних устройств или установки дополнительных внутренних компонентов, позволяют выполнять большинство работ. Портативные (notebook) удобны для транспортировки, можно работать при отсутствии рабочего места, можно использовать в качестве средства связи. Карманные (laptop) выполняют функции интеллектуальных записных книжек, позволяют хранить оперативные данные и получать к ним быстрый доступ. По назначению: -большие ЭВМ – самые мощные компьютеры, предназначены для обслуживания очень крупных компаний и даже целых отраслей народного хозяйства. Имеют высокую стоимость оборудования и обслуживания. -мини-ЭВМ – имеют уменьшенные размеры, меньшую стоимость и производительность, используются крупными компаниями, научными учреждениями, применяются для управления технологическими процессами. -микро-ЭВМ выполняют вспомогательные операции, имеют невысокую производительность. -персональные компьютеры предназначены для обслуживания одного рабочего места, имеют небольшие размеры, невысокую стоимость, немалую производительность (массовые, деловые, портативные, развлекательные и рабочие станции) По совместимости: В области ПК сегодня наиболее распространены 2 аппаратные платформы: IBM-PC и Apple Macintosh. Принадлежность компьютеров в одной аппаратной платформе повышает совместимость между ними, а принадлежность к разным платформам – понижает. По типу используемого процессора: Процессор – основной компонент любого компьютера. В ЭВМ – специальный блок, в ПК – специальная микросхема, выполняющая все вычисления. Даже если компьютеры относятся к 1 аппаратной платформе, они могут различаться по типу используемого процессора. Тип используемого процессора в значительной мере характеризует технические свойства компьютера. 22.Тестирование программ. Тестирование – процесс выполнения программы с целью обнаружения ошибок путем реального выполнения специально подобранных контрольных примеров. Шаги процесса задаются тестами. Каждый тест определяет: • свой набор исходных данных и условий для запуска программы; • набор ожидаемых результатов работы программы. Тестирование обеспечивает: • обнаружение ошибок;• демонстрацию соответствия функций программы ее назначению;• демонстрацию реализации требований к характеристикам программы;• отображение надежности как индикатора качества программы. Тестирование не может показать отсутствия дефектов - оно может показывать только присутствие дефектов. 8. Базовая конфигурация современного персонального компьютера. Стандартная конфигурация – это устройства, без которых не может существовать современный компьютер: системный блок, монитор, клавиатура, мышь или манипулятор. В персональных компьютерах, выпускаемых в портативном варианте, системный блок, монитор и клавиатура объединяются в один корпус. Системный блок представляет собой металлическую коробку со съемной крышкой, в которой размещены различные устройства компьютера. По форме корпуса бывают: Desktop – плоские корпуса (горизонтальное расположение), их обычно располагают на столе и используют в качестве подставки для монитора Tower - вытянутые в виде башен (вертикальное расположение), обычно располагаются на полу. Корпуса различаются по размерам, указанные приставки Super, Big, Midi, Micro, Tiny, Flex, Mini, Slim обозначают размеры корпусов. На передней стенке корпуса размещены кнопки “Power” - Пуск, “Reset” - Перезапуск, индикаторы питания и хода работы ПК. Порты (каналы ввода - вывода) На задней стенке корпуса современных ПК размещены (точнее могут размещаться) следующие порты: Game - для игровых устройств (для подключения джойстика). VGA - интегрированный в материнскую плату VGA – контроллер для подключения монитора для офисного или делового ПК. COM - асинхронные последовательные (обозначаемые СОМ1—СОМЗ). Через них обычно подсоединяются мышь, модем и т.д. PS/2 – асинхронные последовательные порты для подключения клавиатура и манипулятора мышь. LPT - параллельные (обозначаемые LPT1—LPT4), к ним обычно подключаются принтеры. USB - универсальный интерфейс для подключения 127 устройств (этот интерфейс может располагаться на передней или боковой стенке корпуса). IEЕЕ-1394 (FireWire) - интерфейс для передачи больших объемов видео информации в реальном времени (для подключения цифровых видеокамер, внешних жестких дисков, сканеров и другого высокоскоростного оборудования). Может использоваться и для создания локальных сетей. iRDA - инфракрасные порты предназначены для беспроводного подключения карманных или блокнотных ПК или сотового телефона к настольному компьютеру. Bluetooth - высокоскоростной микроволновый стандарт, позволяющий передавать данные на расстояниях до 10 метров. Разъемы звуковой карты: для подключения колонок, микрофона и линейный выход. В системном блоке расположены основные узлы компьютера: системная или материнская плата, на которой установлены дочерние платы (контроллеры устройств, адаптеры или карты) и другие электронные устройства; блок питания, преобразующий электропитание сети в постоянный ток низкого напряжения, для электронных схем компьютера; накопитель на жестком магнитном диске, предназначенный для чтения и записи на винчестер; накопители на оптических дисках (типа DVD - RW или CD – RW), предназначенные для чтения и записи на компакт - диски; накопители (или дисководы) для гибких магнитных дисков, используемые для чтения и записи на дискеты; устройства охлаждения. Клавиатура - устройство, предназначенное для ввода пользователем информации в компьютер. Стандартная клавиатура имеет более 100 клавиш. Клавиши клавиатуры разделяются на 6 групп: Клавиши пишущей машинки. Цифровые клавиши (переключение режима работы осуществляется клавишей NumLock). Клавиши редактирования (Insert, Delete, Back Space). Клавиши управления курсором (две группы клавиш: четыре клавиши со стрелками и четыре клавиши: Home, End, Page Up, Page Down). Специальные клавиши (Ctrl, Alt, Esc, Num Lock, Scroll Lock, Print Screen, Pause). Функциональные клавиши F1 – F12 (расположены в верхней части клавиатуры и предназначены для вызова наиболее часто использующихся команд). Манипулятор мышь – устройство управления манипуляторного типа. Небольшая коробочка с клавишами (1, 2 или 3 клавиши). Перемещение мыши по плоской поверхности синхронизировано с перемещением указателя мыши на экране монитора. Ввод информации осуществляется перемещением курсора в определенную область экрана и кратковременным нажатием кнопок манипулятора или щелчками (одинарными или двойными). По принципу работы манипуляторы делятся на механические, оптомеханические и оптические. В портативных ПК в качестве мыши используются трекболы и пойнтеры. Комбинация монитора и мыши обеспечивают диалоговый режим работы пользователя с компьютером, это наиболее удобный и современный тип интерфейса пользователя. Мониторы – устройства, которые служат для обеспечения диалогового режима работы пользователя с компьютером путем вывода на экран графической и символьной информации. В графическом режиме экран состоит из точек (пикселей), полученных разбиением экрана на столбцы и строки. Количество пикселей на экране называется разрешающей способностью монитора в данном режиме. В настоящее время мониторы ПК могут работать в следующих режимах: 480х640, 600х800, 768х1024, 864х1152, 1024х1280 (количество пикселей по вертикали и горизонтали). Разрешающая способность зависит от типа монитора и видеоадаптера. Каждый пиксель может быть окрашен в один из возможных цветов. Стандарты отображения цвета: 16, 256, 64К, 16М цветовых оттенков каждого пикселя. По принципу действия все современные мониторы разделяются на: Мониторы на базе электронно-лучевой трубки (CRT); жидкокристаллические дисплеи (LCD); плазменные мониторы. |