Учебнометодическое пособие к лабораторнопрактическим занятиям по дисциплине Введение в информационные технологии для студентов направления подготовки 44. 03. 04 Профессиональное обучение всех форм обучения
 Скачать 1.6 Mb.
|
ВведениеСовременное развитие средств вычислительной техники и программного обеспечения позволяет автоматизировать большинство информационных процессов при работе с данными, которые раньше выполнялись вручную и тем самым значительно снизить их трудоемкость. При этом в основе большинства информационных технологий лежит принцип их доступности широкому кругу пользователей. Параллельно с развитием программно-технических средств совершенствуются и средства обмена информацией между несколькими компьютерами, в результате чего сформировались сетевые и несетевые способы передачи данных. Дисциплина «Введение в информационные технологии» относится к федеральному компоненту цикла естественнонаучных дисциплин. Она является одной из основных при подготовке специалистов в высших учебных заведениях, поскольку в настоящее время информационные технологии имеют широкое применение практически во всех сферах человеческой деятельности. Знания по дисциплине «Введение в информационные технологии» являются необходимым инструментом студентов для выполнения семестровых заданий, курсовых работ, выпускной квалификационной работы, а также в их дальнейшей профессиональной деятельности. Целью курса является изучение современных информационных технологий и методов обработки информации в компьютерных системах на базе средств вычислительной техники и телекоммуникаций. В результате изучения этого курса студент должен стать квалифицированным пользователем персонального компьютера, овладеть методами решения задач с помощью компьютера, знать современное состояние и направление развития компьютерной техники, основы программирования и алгоритмизации, программного обеспечения, компьютерных сетей и сети Интернет, методов защиты информации и т.д. Учебно-методическое пособие к лабораторно-практическим занятиям по дисциплине «Введение в информационные технологии» предназначены для студентов всех форм обучения направления подготовки 44.03.04 «Профессиональное обучение», охватывают основные разделы дисциплины и содержит задания для лабораторно-практических занятий, предназначенные для закрепления изученного теоретического материала, а также контрольные вопросы, позволяющие оценить степень усвоения студентами изученного материала. Лабораторная работа №1. Представление информации в ЭВМЦель работы: Научиться переводить числа в те системы счисления, которые использует ЭВМ, подсчитывать объем занимаемой данными информации и уметь переводить значения количества информации из одних единиц измерения в другие. Задачи лабораторной работы После выполнения работы студент должен знать и уметь: знать основные приемы работы с позиционными системами счисления; уметь переводить числа из десятичной системы счисления в двоичную, восьмеричную и шестнадцатеричную; производить обратный перевод из этих систем в десятичную; уметь переводить значения из одних единиц измерения информации в другие. Перечень обеспечивающих средств Для обеспечения выполнения работы необходимо иметь компьютер с операционной системой и методические указания по выполнению работы. Общие теоретические сведения Система счисления – это способ представления чисел цифровыми знаками и соответствующие ему правила действий над числами. Системы счисления можно разделить: непозиционные системы счисления; позиционные системы счисления. В непозиционной системе счисления значение (величина) символа (цифры) не зависит от положения в числе. Самой распространенной непозиционной системой счисления является римская. Алфавит римской системы записи чисел состоит из символов: I – один, V – пять, X – десять, L – пятьдесят, C – сто, D – пятьсот, M – тысяча. Величина числа определяется как сумма или разность цифр в числе (например, II – два, III – три, XXX – тридцать, CC – двести). Если же большая цифра стоит перед меньшей цифрой, то они складываются (например, VII – семь), если наоборот – вычитаются (например, IX – девять). В позиционных системах счисления значение (величина) цифры определяется ее положением в числе. Любая позиционная система счисления характеризуется своим основанием. Основание позиционной системы счисления – количество различных цифр, используемых для изображения чисел в данной системе счисления. Основание 10 у привычной десятичной системы счисления (десять пальцев на руках). Алфавит: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0. За основание можно принять любое натуральное число – два, три, четыре и т.д., образовав новую позиционную систему: двоичную, троичную, четверичную и т.д. Позиция цифры в числе называется разрядом. Представим развернутую форму записи числа: Aq = an-1∙qn-1 + … + a1∙q1 + a0∙q0 + a-1∙qn-1 + … + a-m∙q-m , где q – основание системы счисления (количество используемых цифр) Aq – число в системе счисления с основанием q a – цифры многоразрядного числа Aq n (m) – количество целых (дробных) разрядов числа Aq Пример порядковый номер 2 1 0 -1 -2 2 3 9, 4 510 = 2∙102 + 3∙101 + 9∙100 + 4∙10-1 + 5∙10-2 a2 a1 a0, a-1 a-2 Двоичная система счисления Официальное «рождение» двоичной системы счисления (в её алфавите два символа: 0 и 1) связывают с именем Готфрида Вильгельма Лейбница. В 1703 г. он опубликовал статью, в которой были рассмотрены все правила выполнения арифметических действий над двоичными числами. Преимущества: для её реализации нужны технические устройства с двумя устойчивыми состояниями: есть ток – нет тока; намагничен – не намагничен; представление информации посредством только двух состояний надежно и помехоустойчиво; возможно применение аппарата булевой алгебры для выполнения логических преобразований информации; двоичная арифметика намного проще десятичной. Недостаток: быстрый рост числа разрядов, необходимых для записи чисел. Перевод чисел (8) → (2), (16) → (2) Перевод восьмеричных и шестнадцатеричных чисел в двоичную систему: каждую цифру заменить эквивалентной ей двоичной триадой (тройкой цифр) или тетрадой (четверкой цифр). Примеры: 53718 = 101 011 111 0012; 5 3 7 1 1A3F16 = 1 1010 0011 11112 1 A 3 F Задание для самостоятельного выполнения Переведите: 37548 → X2 2ED16 → X2 Перевод чисел (2) → (8), (2) → (16) Чтобы перевести число из двоичной системы в восьмеричную или шестнадцатеричную, его нужно разбить влево и вправо от запятой на триады (для восьмеричной) или тетрады (для шестнадцатеричной) и каждую такую группу заменить соответствующей восьмеричной (шестнадцатеричной) цифрой. Примеры: 11010100001112 = 1 5 2 0 78; 1 101 010 000 111 1101110000011012 = 6 E 0 D16 110 1110 0000 1101 Задание для самостоятельного выполнения Переведите: 10111110101011002 → X8 10110101000001102 → X16 Перевод чисел (q) → (10) Запись числа в развернутой форме и вычисление полученного выражения в десятичной системе. Примеры: 1101102 = 1∙25 + 1∙24 + 0∙23 + 1∙22 + 1∙21 + 0∙20 = 5410; 2378 = 2∙82 + 3∙81 + 7∙80 = 128 + 24 + 7 = 15910; 3FA16 = 3∙162 + 15∙161 + 10∙160 = 768 + 240 + 10 = 101810. Задание для самостоятельного выполнения Переведите: 11000110102 → X10 1628 → X10 E2316 → X10 Перевод чисел (10) → (q) Последовательное целочисленное деление десятичного числа на основание системы q, пока последнее частное не станет меньше делителя. Затем остатки от деления записываются в порядке, обратном порядку их получения. 200910=310145 7510=10010112 7510=1138 510=B16 |