ИНФОРМАТИКА. вариант 25 (Информатика и ИКТ). Контрольная работа дисциплина (модуль) Информатика и информационнокоммуникационные технологии

• Название: Контрольная работа дисциплина (модуль) Информатика и информационнокоммуникационные технологии
• Анкор: ИНФОРМАТИКА
• Дата: 23.03.2022
• Размер: 118.09 Kb.
• Имя файла: вариант 25 (Информатика и ИКТ).docx
• Тип: Контрольная работа; #411223

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ДОНСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

(ДГТУ)
Факультет «Безопасность жизнедеятельности и инженерная экология»

наименование факультета

Кафедра «Безопасность жизнедеятельности и защита окружающей среды»

наименование кафедры
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА
Дисциплина (модуль) «Информатика и информационно-коммуникационные технологии»

наименование учебной дисциплины (модуля)
Направление подготовки/специальность 20.05.01 «Пожарная безопасность» .

код наименование направления подготовки/специальности

_____________________________________________________________________________
Направленность (профиль) _____________________________________________________

 ____________________________________________________________________________________________

Номер зачетной книжки 2045584 Номер варианта 25 Группа БЗПБ21 .

Обучающийся ___________________________ Вероника Степановна Кочан .

подпись, дата И.О. Фамилия


Контрольную работу проверил __________________ Доцент каф. «Математика и

подпись, дата информатика» А.В. Будянский

должность, И.О. Фамилия

Ростов-на-Дону

2021

Определение варианта: номер зачётной книжки 2045584. Выполняется вариант 25.

ВАРИАНТ № 25

1. 
   Функциональная организация персонального компьютера. Центральный процессор. контролеры периферийных устройств. Структура и функции системной шины. Периферийные устройства (устройства ввода-вывода и т.д.). Принцип подключения периферийных устройств к системной шине.
   
2. 
   Перевести десятичное число Х в двоичное (точность – 5 знаков после точки), двоичное число Y в десятичное и восьмеричное, восьмеричное число Z в двоичное и 16-ричное Х=980,92; Y=1011101,001; Z=220,55.
   
3. 
   Составить таблицу истинности для формулы ; привести формулу к каноническому виду и изобразить ее в виде РКС.
   

1. Функциональная организация персонального компьютера. Центральный процессор. Контролеры периферийных устройств. Структура и функции системной шины. Периферийные устройства (устройства ввода-вывода и т.д.). Принцип подключения периферийных устройств к системной шине.

1.1. Функциональная организация персонального компьютера

Персональным компьютером (ПК) называют сравнительно недорогой универсальный микрокомпьютер, рассчитанный на одного пользователя. Персональные компьютеры обычно проектируются на основе принципа открытой архитектуры.

Принцип открытой архитектуры заключается в том, что регламентируются и стандартизируются только описание принципа действия компьютера и его конфигурация (определенная совокупность аппаратных средств и соединений между ними). Таким образом, компьютер можно собирать из отдельных узлов и деталей, разработанных и изготовленных независимыми фирмами-изготовителями.

Компьютер легко расширяется и модернизируется за счёт наличия внутренних расширительных гнёзд, в которые пользователь может вставлять разнообразные устройства, удовлетворяющие заданному стандарту, и тем самым устанавливать конфигурацию своей машины в соответствии со своими личными предпочтениями.

Основные функциональные компоненты компьютерной системы в их взаимосвязи можно увидеть на схеме (рис.1).

1.2. Центральный процессор

Центральный процессор – это центральное устройство компьютера, которое выполняет операции по обработке данных и управляет периферийными устройствами компьютера. У компьютеров четвёртого поколения и старше функции центрального процессора выполняет микропроцессор на основе СБИС, содержащей несколько миллионов элементов, конструктивно созданный на полупроводниковом кристалле путём применения сложной микроэлектронной технологии.



Рис.1. Функциональная схема ПК
Микропроцессор (МП)- это центральный блок ПК, предназначенный для управления работой всех блоков машины и для выполнения арифметических и логических операций над информацией.

В состав микропроцессора входят:

• 
  устройство управления (УУ) – формирует и подает во все блоки машины в нужные моменты времени определенные сигналы управления (управляющие импульсы); опорную последовательность импульсов устройство управления получает от генератора тактовых импульсов;
  
• 
  арифметико-логическое устройство (АЛУ) – предназначено для выполнения всех арифметических и логических операций над числовой и символьной информацией (в некоторых моделях ПК для ускорения выполнения операций к АЛУ подключается дополнительный математический сопроцессор);
  
• 
  микропроцессорная память (МПП) – служит дня кратковременного хранения, записи и выдачи информации, непосредственно используемой в вычислениях в ближайшие такты работы машины. (МПП строится на регистрах и используется для обеспечения высокого быстродействия машины, ибо основная память (ОП) не всегда обеспечивает скорость записи, поиска и считывания информации, необходимую для эффективной работы быстродействующего микропроцессора.)
  
• 
  интерфейсная система микропроцессора – реализует сопряжение и связь с другими устройствами ПК; включает в себя внутренний интерфейс МП, буферные запоминающие регистры и схемы управления портами ввода-вывода (ПВВ) и системной шиной. Интерфейс – это средство сопряжения двух устройств, в котором все физические и логические параметры согласуются между собой. Если интерфейс является общепринятым, например, утверждённым на уровне международных соглашений, то он называется стандартным.
  

Генератор тактовых импульсов. Генерирует последовательность электрических импульсов; частота генерируемых импульсов определяет тактовую частоту машины, которая является одной из основных характеристик персонального компьютера, и во многом определяет скорость его работы, ибо каждая операция в машине выполняется за определенное количество тактов.

1.3. Системная шина

Это основная интерфейсная система компьютера, обеспечивающая сопряжение и связь всех его устройств между собой. Системная шина включает в себя:

• 
  кодовую шину данных: шина данных предназначена для передачи команд и данных, и её ширина во многом определяет информационную пропускную способность общей шины. В современных компьютерах ширина шины данных составляет 32-64;
  
• 
  кодовую шину адреса: шина адреса предназначена для передачи адреса ячейки памяти или порта ввода-вывода. Ширина шины адреса определяет максимальное количество ячеек, которое она может напрямую адресовать. Если ширина шины адреса равна n, то количество адресуемой памяти равно 2n;
  
• 
  кодовую шину управления: шина управления включает в себя все линии, которые обеспечивают работу общей шины. Её ширина зависит от типа шины и определяется алгоритмом её работы или, как говорят, протоколом работы шины. Протокол работы шины состоит из нескольких циклов и выполняется контроллером шины, расположенным внутри процессора или отдельным контроллером шины;
  
• 
  шину питания.
  

Системная шина обеспечивает три направления передачи информации:

• 
  между микропроцессором и основной памятью;
  
• 
  между микропроцессором и портами ввода-вывода внешних устройств;
  
• 
  между основной памятью и портами ввода-вывода внешних устройств (в режиме прямого доступа к памяти).
  

1.4. Принцип подключения периферийных устройств к системной шине

Для согласования интерфейсов периферийные устройства подключаются к шине не напрямую, а через свои контроллеры (адаптеры) и порты (рис.2).



Рис. 2. Схема подключения периферийных устройств

Основная память (ОП). Она предназначена для хранения и оперативного обмена информацией с прочими блоками машины. ОП содержит два вида запоминающих устройств: постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) и оперативное запоминающее устройство (ОЗУ).

ПЗУ служит для хранения неизменяемой (постоянной) программной и справочной и формации, позволяет оперативно только считывать хранящуюся в нем информацию (изменить информацию в ПЗУ нельзя).

ОЗУ предназначено для оперативной записи, хранения и считывания информации (программ и данных), непосредственно участвующей в информационно-вычислительном процессе, выполняемом ПК в текущий период времени.

Внешняя память. Она относится к внешним устройствам ПК и используется для долговременного хранения любой информации. В частности, во внешней памяти хранится все программное обеспечение компьютера. Внешняя память содержит разнообразные виды запоминающих устройств, наиболее распространенными являются накопители на жестких (НЖМД) и гибких (НГМД) магнитных дисках.

Назначение этих накопителей – хранение больших объемов информации.

Источник питания. Это блок, содержащий системы автономного и сетевого энергопитания ПК.

Таймер. Это внутримашинные электронные часы, обеспечивающие при необходимости автоматический съем текущего момента времени (год, месяц, часы, минуты, секунды и доли секунд). Таймер подключается к автономному источнику питания – аккумулятору и при отключении машины от сети продолжает работать.

1.5. Периферийные устройства

Внешние устройства (ВУ). По назначению можно выделить следующие виды ВУ:

• 
  внешние запоминающие устройства (ВЗУ) или внешняя память ПК;
  
• 
  диалоговые средства пользователя;
  
• 
  устройства ввода информации;
  
• 
  устройства вывода информации;
  
• 
  средства связи и телекоммуникации.
  

Диалоговые средства пользователя включают в свой состав видеомониторы (дисплеи), реже пультовые пишущие машинки (принтеры с клавиатурой) и устройства речевого ввода-вывода информации.

К устройствам ввода информации относятся:

• 
  клавиатура
  
• 
  графические планшеты (диджитайзеры) – для ручного ввода графической информации, изображений путем перемещения по планшету специального указателя (пера); при перемещении пера автоматически выполняются считывание координат его местоположения и ввод этих координат в ПК;
  
• 
  сканеры;
  
• 
  манипуляторы (устройства указания): джойстик – рычаг, мышь, трекбол – шар в оправе, световое перо и др.;
  
• 
  сенсорные экраны – для ввода отдельных элементов изображения, программ или команд с полиэкрана дисплея в ПК.
  

К устройствам вывода информации относятся:

• 
  принтеры;
  
• 
  графопостроители (плоттеры);
  
• 
  акустическая система;
  
• 
  минитор.
  

1.6. Контролеры периферийных устройств

Контролеры и адаптеры представляют собой наборы электронных цепей, которыми снабжаются устройства компьютера с целью совместимости их интерфейсов. Контроллеры, кроме этого, осуществляют непосредственное управление периферийными устройствами по запросам микропроцессора.

Порты устройств представляют собой электронные схемы, содержащие один или несколько регистров ввода-вывода и позволяющие подключать периферийные устройства компьютера к внешним шинам микропроцессора. Портами также называют устройства стандартного интерфейса: последовательный, параллельный и игровой порты (или интерфейсы).

Последовательный порт обменивается данными с процессором побайтно, а с внешними устройствами – побитно. Параллельный порт получает и посылает данные побайтно. К последовательному порту обычно подсоединяют медленно действующие или достаточно удалённые устройства, такие, как мышь и модем. К параллельному порту подсоединяют более "быстрые" устройства – принтер и сканер. Через игровой порт подсоединяется джойстик. Клавиатура и монитор подключаются к своим специализированным портам, которые представляют собой просто разъёмы.

Дополнительные схемы. К системной шине и к МП ПК наряду с типовыми внешними устройствами могут быть подключены и некоторые дополнительные платы с интегральными микросхемами, расширяющие и улучшающие функциональные возможности микропроцессора: математический сопроцессор, контроллер прямого доступа к памяти, сопроцессор ввода-вывода, контроллер прерываний и др.
2. Перевести десятичное число Х в двоичное (точность – 5 знаков после точки), двоичное число Y в десятичное и восьмеричное, восьмеричное число Z в двоичное и 16-ричное Х=980,92; Y=1011101,001; Z=220,55.

2.1. Перевод десятичного числа Х=980,92 из десятичной системы счисления в двоичную систему счисления.

Перевод выполним путем нахождения остатков от деления числа 980 на 2. Процесс деления продолжается до тех пор, пока частное от деления не будет меньше 2. Полученные остатки записываются в обратном порядке

980:2=490 (остаток 0)

490:2=245 (остаток 0)

245:2=122 (остаток 1)

122:2=61 (остаток 0)

61:2=30 (остаток 1)

30:2=15 (остаток 0)

15:2=7 (остаток 1)

7:2=3 (остаток 1)

3:2=1 (остаток 1)

В результате получим 980₁₀=1111010100₂

Для перевода правильной десятичной дроби в другую систему эту дробь надо последовательно умножать на основание той системы, в которую она переводится. При этом умножаются только дробные части. Дробь в новой системе записывается в виде целых частей произведений, начиная с первого.

0,92*2=1,84 (1-е значение – 1)

0,84*2=1,68 (2-е значение – 1)

0,68*2=1,36 (3-е значение – 1)

0,36*2=0,72 (4-е значение – 0)

0,72*2=1,44 (5-е значение – 4)

В результате получим 0,92₁₀=0,11101₂

Окончательно 980,92₁₀=980₁₀+0,92₁₀=1111010100₂+0,11101₂=

=1111010100, 11101₂

2.2. Перевод двоичного числа Y=1011101,001 в десятичную и восьмеричную систему счисления.

а) Для перевода двоичного числа в десятичное первое представим в виде многочлена по степеням основания системы счисления (2). Коэффициенты многочлена – это значащие цифры в двоичном представлении числа Y.

Y=1011101,001₂=1*2⁶+0*2⁵+1*2⁴+1*2³+1*2²+0*2¹+1*2⁰+0*2^-1+0*2^-2 + 1*2^-3 = 64+16+8+4+1+0,125=93,125₁₀;

Чтобы перевести число из двоичной системы в восьмеричную, его нужно разбить влево и вправо от запятой на триады и каждую такую группу заменить соответствующей восьмеричной цифрой. Если для последней (левой) группы цифр не хватает позиций, дописываем слева столько нулей, сколько требуется, чтобы образовалась триада. В частности,

Y=1011101,001₂=001 011 101 ,001₂=135,1₈;

2.3. Перевод восьмеричного числа Z=220,55 в двоичное и 16-ричное.

б) Чтобы перевести восьмеричное число в двоичную систему счисления, нужно просто подставить вместо каждой его цифры соответствующую триаду:

Z=220,55₈=010 010 000,101 101₂ = 10010000,101101₂

Чтобы далее перевести число из двоичной системы в шестнадцатеричную, его нужно разбить влево и вправо от запятой на тетрады и каждую такую группу заменить соответствующей шестнадцатеричной цифрой. Если для последней (левой или правой) группы цифр не хватает позиций, дописываем слева от целой части и справа от дробной столько нулей, сколько требуется, чтобы образовалась тетрада. В частности,

Z=220,55₈=1001 0000,1011 0100₂=90,В4₁₆
3. Составить таблицу истинности для формулы ; привести формулу к каноническому виду и изобразить ее в виде РКС.

Решение:

а) Составим таблицу истинности для формулы в соответствии с рангом операций.

А	В	С
0	0	0	0	1	0	1	0
0	0	1	0	1	0	1	0
0	1	0	0	1	0	1	0
0	1	1	1	0	0	0	1
1	0	0	0	1	0	1	1
1	0	1	0	1	0	1	1
1	1	0	0	1	1	1	1
1	1	1	1	0	1	1	1

b) Судя по результату, данная формула является выполнимой, то есть, принимает как истинные, так и ложные значения. Нормализуем эту формулу. 

СКНФ можно построить по таблице истинности, если следовать алгоритму:

1. 
   В таблице истинности отмечаем те наборы переменных, на которых значение функции равно 0.
   
2. 
   Для каждого отмеченного набора записываем дизъюнкцию всех переменных по следующему правилу: если значение некоторой переменной есть 0, то в дизъюнкцию включаем саму переменную, иначе ее отрицание.
   
3. 
   Все полученные дизъюнкции связываем операциями конъюнкции.
   

Из построенной нами таблицы истинности следует, что формула равна нулю при трех наборах (0,0,0), (0,0,1), (0,1,0) поэтому ее можно привести к конъюнктивной нормальной форме (КНФ).



=







Операции дизъюнкции соответствует параллельное соединение элементов, отрицанию – переключатель (реле) на выходе соответствующего элемента схемы. Таким образом, получим релейно-контактную схему:



Список используемой литературы

1. 
   Безручко В. Т. Информатика курс лекций: Учебное пособие. М.: Форум : ИНФРА-М. 2015. 432. с.
   
2. 
   Симонович С. В. Информатика базовый курс: Учебник для вузов. 4-е изд. Стандарт 3-го поколения. СПБ.: Питер. 2016. 640 с.
   
3. 
   Яшкин В. Н. Информатика аппаратные средства персонального компьютера: Учебное пособие. М.: Форум : ИНФРА-М. 2015. 254 с.
   
4. 
   http://book.kbsu.ru/theory/chapter2/1_2_7.html
   
5. 
   http://sebeadmin.ru/protsessor.html