Используются также накопители на магнитной ленте (стримеры — устройство для копирования больших объёмов информации. В качестве носителя применяются кассеты с магнитной лентой большой ёмкостью):

Накопители на оптических дисках.Накопители на дисках - это устройства для чтения и записи с магнитных или оптических носителей. Назначение этих накопителей - хранение больших объемов информации, запись и выдача хранимой информации по запросу в оперативное запоминающее устройство.

Типы оптических дисков:CD -Геометрические размеры: все члены семейства CD представляют собой диск диаметром 120 мм, имеющий в центре отверстие диаметром 15 мм. Толщина диска - 1,2 мм.DVD -носитель информации, выполненный в виде диска, внешне схожий с компакт-диском, однако имеющий возможность хранить больший объём информации за счёт использования лазера с меньшей длиной волны, чем для обычных компакт-дисков Blu-ray и HD DVD. Blu-Ray BD - формат оптического носителя, который используется для записи и хранения цифровых данных, таких как видео высокой чёткости с повышенной плотностью. HD DVD - это цифровой оптический медиа-формат, продвигался на рынок фирмами Toshiba, NEC и Sanyo, а также четырьмя серьёзными киностудиями. Максимальная вместимость двухслойного HD DVD диска составляет 30 Гб, что более чем в 1,5 раза меньше объёма Blu-Ray диска. HVD - голографический многоцелевой диск - довольно перспективная технология производства оптических дисков, разрабатываемая с недавнего времени. Она позволяет значительно увеличить емкость диска по сравнению с Blu-Ray и HD DVD путем использования метода голографии.

МО накопитель построен на совмещении магнитного и оптического принципа хранения информации.

CD-MO - разновидность компакт-диска (CD), разработан в 1988 году и позволяет многократно записывать и стирать информацию. Стандарт CD-MO в общих чертах является компакт-диском с магнитооптическим записывающим слоем. CD-MO появился до внедрения технологии записываемых CD-RW компакт дисков.

№18 Общие характеристики монитора. Монитор — устройство визуального отображения информации в виде текста, таблиц, рисунков и др. Предшествующее поколение мониторов сконструировано на базе электронно-лучевой трубки (ЭЛТ). Передняя часть ЭЛТ с внутренней стороны покрыта люминофором, веществом способным излучать свет при попадании на него быстрых электронов.

Люминофор наносится на экран дисплея в виде наборов точек трёх основных цветов — красного, зелёного и синего, с их помощью можно представить любой цветовой оттенок спектра.Триада образует пиксел — точку, из которых формируется изображение. Расстояние между центрами соседних пикселов называется точечным шагом монитора (обычно шаг равен 0,28 мм). Отклоняющая система ЭЛТ управляет движением электронного луча, заставляя его пробегать все пикселы на экране строчку за строчкой от верхней до нижней, а затем возвращаться в начало верхней строки.

№19Мониторы ЖК. Монитор — устройство визуального отображения информации в виде текста, таблиц, рисунков и др.В современных компьютерах все больше используются плоские жидкокристаллические (ЖК или LCD) мониторы.Жидкие кристаллы — это особые органические вещества, которые обладают свойством, подобным кристаллическим структурам. Жидкие кристаллы могут изменять свою структуру и светооптические свойства под действием электрического напряжения. Большинство ЖК-мониторов использует тонкую плёнку из жидких кристаллов, помещённую между двумя стеклянными пластинами. Заряды передаются через так называемую пассивную матрицу — сетку невидимых нитей, горизонтальных и вертикальных, создавая в месте пересечения нитей точку изображения - пиксел.Активные матрицы вместо нитей используют прозрачный экран из транзисторов (что обеспечивают яркое, практически не имеющее искажений изображение). Панель экрана при этом разделена на множество независимых ячеек, каждая из которых состоит из четырех частей (для трёх основных цветов и одна резервная). Современный экран имеет более миллиона точек, каждая из которых управляется собственным транзистором.

Сенсорный экран.Разновидность монитора — это терминал с сенсорным экраном. Здесь общение с компьютером осуществляется путём прикосновения к меню чувствительного экрана терминала. Меню представляет выведенный на экран список различных вариантов работы компьютера, по которому можно сделать конкретный выбор действия.

Сенсорными экранами оборудуют рабочие места операторов и диспетчеров, их используют в информационно-справочных системах и т.д.

№20Устройства обмена информац. 1)Параллельные порты предназначены для обмена информацией микропроцессора с внешними устройствами, при этом в качестве внешнего устройства может изпользоваться другой компьютер. Параллельные порты позволяют согласовывать низкую скорость работы внешнего устройства и высокую скорость работы системной шины микропроцессора. С точки зрения внешнего устройства порт представляет собой обычный источник или приемник информации со стандартными цифровыми логическими уровнями (обычно ТТЛ), а с точки зрения микропроцессора - это ячейка памяти, в которую можно записывать данные или в которой сама собой появляется информация.2)Последовательные порты предназначены для обмена информацией микропроцессоров между собой, а также для связи с устройствами в которых критично количество соединительных проводов. В настоящее время широко используются два вида последовательных портов:синхронные последовательные порты; асинхронные последовательные порты.

№21Сетевое оборудование. Сетевое оборудование — устройства, необходимые для работы компьютерной сети. Активное сетевое оборудование.Под этим названием подразумевается оборудование, за которым следует некоторая «интеллектуальная» особенность. То есть Маршрутизатор, коммутатор (свитч) и т.д. являются активным сетевым оборудованием.Под пассивным сетевым оборудованием подразумевается оборудование, не наделенное «интеллектуальными» особенностями. Например, кабель (коаксиальный и витая пара ), вилка/розетка, повторитель (репитер), патч-панель, концентратор (хаб).Модем - устройство, применяющееся в системах связи и выполняющее функцию модуляции и демодуляции. Модулятор осуществляет модуляцию несущего сигнала, то есть изменяет его характеристики в соответствии с изменениями входного информационного сигнала, демодулятор осуществляет обратный процесс. Частным случаем модема является широко применяемое периферийное устройство для компьютера, позволяющее ему связываться с другим компьютером, оборудованным модемом, через телефонную сеть (телефонный модем) или кабельную сеть (кабельный модем).Факс-модем - Это модем со встроенными факсовыми протоколами установления связи, модуляции и передачи изображений. Такой модем может работать как с обычными модемами посредством протоколов передачи данных, так и с факс-машинами через протоколы передачи изображений.

№22Видиосистема компьютера. Видеокарта (или видеоадаптер) – это специальное устройство, позволяющее выводить изображение на экран монитора. Видеокарта состоит из следующих частей: видеопамять, цифро-аналоговый преобразователь и видеопроцессор. В видеопамять пишут и считывают данные центральный процессор компьютера и видеопроцессор. Цифро-аналоговый преобразователь преобразует цифровую информацию для вывода на аналоговый монитор, а видеопроцессор управляет всеми устройствами видеокарты. Видеоадаптер — это электронная схема, которая обрабатывает видеоданные (текст и графику) и управляет работой дисплея

Графические акселераторы (ускорители) — это специализированные графические сопроцессоры, увеличивающие производительность видеосистемы. Их применение освобождает центральный процессор компьютера от операций с видеоданными. TV-тюнеры — видеоплаты, позволяющие компьютеру принимать телевизионные программы на антенну и выводить их на экран дисплея.

№23.Клавиатура, принтер. Клавиатура, основное устройство ввода информации в компьютер, представляющее собой совокупность механических датчиков, при давлении на клавиши замыкающих определенную электрическую цепь. Наиболее распространены два типа клавиатур: с механическими и мембранными переключателями.принтер — устройство печати цифровой информации на твёрдый носитель, обычно на бумагу. Относится к терминальным устройствам компьютера.плоттер — устройство для автоматического вычерчивания с большой точностью рисунков, схем, сложных чертежей, карт и другой графической информации на бумаге размером до A0 или кальке.Ска́нер — устройство, которое, анализируя какой-либо объект (обычно изображение, текст), создаёт цифровую копию изображения объекта. В большинстве сканеров для преобразования изображения в цифровую форму применяются светочувствительные элементы на основе приборов с зарядовой связью.Манипуляторы (мышь, джойстик и др.) — это специальные устройства, которые используются для управления курсором. Мышь имеет вид небольшой коробки, полностью умещающейся на ладони. Мышь связана с компьютером кабелем через специальный блок — адаптер, и её движения преобразуются в соответствующие перемещения курсора по экрану дисплея. Джойстик — обычно это стержень-ручка, отклонение которой от вертикального положения приводит к передвижению курсора в соответствующем направлении по экрану монитора. В некоторых моделях в джойстик монтируется датчик давления. В этом случае, чем сильнее пользователь нажимает на ручку, тем быстрее движется курсор по экрану дисплея. Трекбол — небольшая коробка с шариком, встроенным в верхнюю часть корпуса. Пользователь рукой вращает шарик и перемещает, соответственно, курсор. Дигитайзер — устройство для преобразования готовых изображений (чертежей, карт) в цифровую форму. Представляет собой плоскую панель — планшет, располагаемую на столе, и специальный инструмент — перо, с помощью которого указывается позиция на планшете.

№24Понятие о мультимедии. Мультимедиа — это собирательное понятие для различных компьютерных технологий, при которых используется несколько информационных сред, таких, как графика, текст, видео, фотография, движущиеся образы (анимация), звуковые эффекты, высококачественное звуковое сопровождение.

Области применения мультимедиа:Обучение с использованием компьютерных технологий; Информационная и рекламная служба; Интернет вещание; Развлечения, игры, системы виртуальной реальности. Мультимедиа компьютер – это центр, к которому могут подключаться другие компоненты (телевизор или плазменная панель, видеокамера, внешний тюнер, различные электромузыкальные инструменты и т. п.). Очень удобен такой ПК для хранения самой разнообразной мультимедиа-информации: фотоархива, видеоматериалов или звукозаписей. Аудиоадаптер.Звуковая карта производит преобразование звука из аналоговой формы в цифровую. Для ввода звуковой информации используется микрофон, который подключается к входу звуковой карты. Звуковая карта имеет также возможность синтезировать звук (в ее памяти хранятся звуки различных музыкальных инструментов, которые она может воспроизводить).Профессиональные звуковые платы позволяют выполнять сложную обработку звука, обеспечивают стереозвучание, имеют собственное ПЗУ с хранящимися в нём сотнями тембров звучаний различных музыкальных инструментов.

№25Организация межкомпьютерная связи. Компьютерная сеть (вычислительная сеть, сеть передачи данных) — система связи компьютеров и/или компьютерного оборудования (серверы, маршрутизаторы и другое оборудование). Для передачи информации могут быть использованы различные физические явления, как правило — различные виды электрических сигналов или электромагнитного излучения.Есть три основных способа организации межкомпьютерной связи:

-объединение двух рядом расположенных компьютеров через их коммуникационные порты посредством специального кабеля;

-передача данных от одного компьютера к другому посредством модема с помощью проводных или спутниковых линий связи;

-объединение компьютеров в компьютерную сеть.

В этом случае первый компьютер называется сервером, а второй — клиентом или рабочей станцией. Работать можно только на компьютере-клиенте под управлением специального программного обеспечения.Клиентом также называют прикладную программу, которая от имени пользователя получает услуги сервера. Соответственно, программное обеспечение, которое позволяет компьютеру предоставлять услуги другому компьютеру, называют сервером — так же, как и сам компьютер. Для преодоления несовместимости интерфейсов отдельных компьютеров вырабатывают специальные стандарты, называемые протоколами коммуникации.Протокол коммуникации — это согласованный набор конкретных правил обмена информацией между разными устройствами передачи данных. Имеются протоколы для скорости передачи, форматов данных, контроля ошибок и др.

№26 Соединения устройств в сети.

Для организации связи используется специальное оборудование:

Сетевые кабели (коаксиальные, состоящие из двух изолированных между собой концентрических проводников, из которых внешний имеет вид трубки; оптоволоконные; кабели на витых парах, образованные двумя переплетёнными друг с другом проводами, и др.).

Коннекторы (соединители) для подключения кабелей к компьютеру; разъёмы для соединения отрезков кабеля.

Сетевые интерфейсные адаптеры для приёма и передачи данных. В соответствии с определённым протоколом управляют доступом к среде передачи данных. Размещаются в системных блоках компьютеров, подключенных к сети. К разъёмам адаптеров подключается сетевой кабель.

Трансиверы повышают уровень качества передачи данных по кабелю, отвечают за приём сигналов из сети и обнаружение конфликтов.

Хабы (концентраторы) и коммутирующие хабы коммутаторы) расширяют топологические, функциональные и скоростные возможности компьютерных сетей. Хаб с набором разнотипных портов позволяет объединять сегменты сетей с различными кабельными системами. К порту хаба можно подключать как отдельный узел сети, так и другой хаб или сегмент кабеля.

Повторители (репитеры) усиливают сигналы, передаваемые по кабелю при его большой длине.

№27Классификация компьютерной сети по степени географического распространения. Персональная сеть (PAN, Personal Area Network),Локальная сеть (LAN, Local Area Network),Городская сеть (MAN, Metropolitan Area Network),Кампусные сети {Campu Area Network — CAN),Широкомасштабные сети (WideAreaNetwork — WAN),Глобальная вычислительная сеть (WAN, Wide Area Network

По степени географического распространения сети делятся на локальные, городские, корпоративные, глобальные и др. Локальная сеть (ЛВС или LAN — Local Area NetWork) — сеть, связывающая ряд компьютеров в зоне, ограниченной пределами одной комнаты, здания или предприятия.Небольшая офисная локальная сеть называется корпоративной сетью. Глобальная сеть (ГВС или WAN — World Area NetWork) — сеть, соединяющая компьютеры, удалённые географически на большие расстояния друг от друга. Отличается от локальной сети более протяженными коммуникациями (спутниковыми, кабельными и др.). Глобальная сеть объединяет локальные сети. Городская сеть (MAN — Metropolitan Area NetWork) — сеть, которая обслуживает информационные потребности большого города.

№28Как соединять локальные сети Для соединения локальных сетей используются следующие устройства, которые различаются между собой по назначению и возможностям: Мост — это устройство, которое связывает две локальные сети. Передаёт данные между сетями в пакетном виде, не производя в них никаких изменений. Маршрутизатор объединяет сети с общим протоколом более эффективно, чем мост. Он позволяет, например, расщеплять большие сообщения на более мелкие куски, обеспечивая тем самым взаимодействие локальных сетей с разным размером пакета. Маршрутизатор может пересылать пакеты на конкретный адрес (мосты только отфильтровывают ненужные пакеты), выбирать лучший путь для прохождения пакета и многое другое. Чем сложней и больше сеть, тем больше выгода от использования маршрутизаторов. Мостовой маршрутизатор — это гибрид моста и маршрутизатора, который сначала пытается выполнить маршрутизацию, где это только возможно, а затем, в случае неудачи, переходит в режим моста. Шлюз, в отличие от моста, применяется в случаях, когда соединяемые сети имеют различные сетевые протоколы. Поступившее в шлюз сообщение от одной сети преобразуется в другое сообщение, соответствующее требованиям следующей сети. Таким образом, шлюзы не просто соединяют сети, а позволяют им работать как единая сеть. C помощью шлюзов также локальные сети подсоединяются к мэйнфреймам — универсальным мощным компьютерам

Беспроводные сети используются там, где прокладка кабелей затруднена, нецелесообразна или просто невозможна. Топология "Все-Со-Всеми" В этих случаях сеть реализуется при помощи сетевых радио-адаптеров, снабжённых всенаправленными антеннами и использующих в качестве среды передачи информации радиоволны. Такая сеть реализуется топологией “Все-Со-Всеми” и работоспособна в здании при дальности 50–200 м.Для связи между беспроводной и кабельной частями сети используется специальное устройство, называемое точкой входа (или радиомостом). Точкой входа может служить обычный компьютер, в котором установлены два сетевых адаптера — беспроводной и кабельный.Топология "точка-точка".Другой важной областью применения беспроводных сетей является организация связи между удалёнными сегментами локальных сетей при отсутствии инфраструктуры передачи данных (кабельных сетей общего доступа, высококачественных телефонных линий и др.), что типично для нашей страны. В этом случае для наведения беспроводных мостов между двумя удалёнными сегментами используются радиомосты с антенной направленного типа -“тарелка”.Топология типа "звезда"Если в сеть нужно объединить несколько сегментов - ЛВС, то используется топология типа “звезда”. При этом в центральном узле устанавливается всенаправленная антенна, а удалённых узлах — направленные, т.е. типа “тарелка”. Сети звездообразной топологии могут образовывать сети разнообразной конфигурации.Сетевая магистраль с беспроводным доступом позволяет отказаться от использования медленных модемов.

№29 Как можно связаться с Интернет? Как связываются между собой сети в Интернет?

Виды доступа в интрнет: через стационарный или мобильный телефон, через домашнюю сеть,через спутниковый канал,через сеть КТВ,по выделенному каналу.

Для передачи информации по коммуникационным линиям данные преобразуются в цепочку следующих друг за другом битов (двоичное кодирование с помощью двух состояний:"0" и "1").При передаче данных их разделяют на отдельные пакеты, передающиеся последовательно друг за другом. Пакет включает в себя: адрес отправителя, адрес получателя, данные, контрольный бит.Протокол передачи данных требует следующей информации: Синхронизация - Под синхронизацией понимают механизм распознавания начала блока данных и его конца.Инициализация - Под инициализацией понимают установление соединения между взаимодействующими партнерами. Блокирование - Под блокированием понимают разбиение передаваемой информации на блоки данных строго определенной максимальной длины (включая опознавательные знаки начала блока и его конца).Адресация - Адресация обеспечивает идентификацию различного используемого оборудования данных, которое обменивается друг с другом информацией во время взаимодействия.

Обнаружение ошибок - Под обнаружением ошибок понимают установку битов четности и, следовательно, вычисление контрольных битов.Нумерация блоков - Текущая нумерация блоков позволяет установить ошибочно передаваемую или потерявшуюся информацию.Управление потоком данных - Управление потоком данных служит для распределения и синхронизации информационных потоков. Так, например, если не хватает места в буфере устройства данных или данные не достаточно быстро обрабатываются в периферийных устройствах (например, принтерах), сообщения и / или запросы накапливаются.Методы восстановления - После прерывания процесса передачи данных используют методы восстановления, чтобы вернуться к определенному положению для повторной передачи информации.Разрешение доступа - Распределение, контроль и управление ограничениями доступа к данным вменяются в обязанность пункта разрешения доступа (например, "только передача" или "только прием".

№30 Основные возможности, предостовляемые сетью Интернет. Сейчас наиболее популярные услуги Интернета — это: ,Веб-форумы, Блоги, Вики-проекты (и, в частности, Википедия), Интернет-магазины, Интернет-аукционы, Социальные сети, Электронная почта и списки рассылки, Группы новостей (в основном, Usenet), Файлообменные сети, Электронные платёжные системы , Интернет-радио, Интернет-телевидение, IP-телефония, Мессенджеры, FTP-серверы, IRC (реализовано также как веб-чаты), Поисковые системы, Интернет-реклама,Удалённые терминалы,Удалённое управление

№31 Системы информац. Поиска в интернете.Электронная почта — технология и предоставляемые ею услуги по пересылке и получению электронных сообщений (называемых «письма» или «электронные письма») по распределённой (в том числе глобальной) компьютерной сети. Основным отличием от прочих систем передачи сообщений (например, служб мгновенных сообщений) является возможность отложенной доставки и развитая (и запутанная из-за длительного времени развития) система взаимодействия между независимыми почтовыми серверами.

Поиско́вая систе́ма — веб-сайт, предоставляющий возможность поиска информации в Интернете. Большинство поисковых систем ищут информацию на сайтах Всемирной паутины, но существуют также системы, способные искать файлы на ftp-серверах, товары в интернет-магазинах, а также информацию в группах новостей Usenet.

В последнее время появился новый тип поисковых движков, основанных на технологии RSS, а также среди XML-данных разного типа.

Наиболее распространенные: Google, yandex, gogo, mail.ru, yahoo.

№32 программное обеспечение и его классификация. Под программным обеспечением (т.н. software) понимается совокупность программ, предназначенных для вычислительной системы.

К программному обеспечению (ПО) относят также процесс проектирования и разработки ПО, а именно : технология проектирования программ (т.н. нисходящее проектирование, структурное и объектно-ориентированное проектирование и др.);методы тестирования программ ;методы доказательства правильности программ; анализ качества работы программ; документирование программ; разработка и использование программных сред, облегчающих процесс проектирования программного обеспечения, и т.п. Программное обеспечение является неотъемлемой частью компьютерной системы и органическим продолжением технических средств.

Классификация программного обеспечения:

1.системные программы, выполняющие различные инструментальные функции, например: управление ресурсами компьютера; создание копий используемой информации;

проверка работоспособности устройств компьютера;выдача справочной информации о комере и др.;

2.инструментальные программные системы, предназначенные для создания новых программ для компьютера.

3.прикладные программы, непосредственно обеспечивающие выполнение необходимых пользователям конкретных задач.

На сегодняшний день сложились следующие группы программного обеспечения: операционные системы и оболочки; системы программирования (трансляторы, библиотеки подпрограмм; отладчики и другие средства);инструментальные системы; интегрированные пакеты программ; динамические электронные таблицы; системы машинной графики; системы управления базами данных (СУБД);прикладное программное обеспечение.

№33 какие программы относятся к системным программам. Системные программы выполняются вместе с прикладными и служат для управления ресурсами компьютера — центральным процессором, памятью, вводом-выводом данных.

Это программы общего пользования, которые предназначены для всех пользователей компьютера. Системное программное обеспечение разрабатывается так, чтобы компьютер мог эффективно выполнять любые прикладные программы. Cреди множества системных программ особое место занимают ОС - операционные системы, которые обеспечивают управление ресурсами компьютера с целью их эффективного использования. Например, операционная система WINDOWS.

Важными классами системных программ являются программы вспомогательного назначения — утилиты. Они либо расширяют и дополняют возможности операционной системы, либо решают самостоятельные важные задачи.

К программам – утилитам относятся: программы контроля, тестирования и диагностики компьютера, которые используются для проверки правильности функционирования устройств компьютера и для обнаружения неисправностей в процессе эксплуатации; указывают причину и место неисправности; программы-драйверы, которые расширяют возможности операционной системы по управлению устройствами ввода-вывода, оперативной памятью и т.д.;

с помощью драйверов происходит подключение к компьютеру новых устройств или нестандартное использование имеющихся;программы-упаковщики (или архиваторы), которые позволяют записывать информацию на дисках более плотно, а также объединять копии нескольких файлов в один архивный файл; антивирусные программы, предназначенные для предотвращения заражения компьютерными вирусами и их уничтожение;

Компьютерный вирус — это написанная злонамеренно небольшая программа, которая выполняет какие-либо вредные действия — портит файлы на диске, "засоряет" оперативную память и т.д.

программы оптимизации и контроля качества дискового пространства;

программы восстановления информации, форматирования, защиты данных;

коммуникационные программы, организующие обмен информацией между компьютерами;

программы для управления памятью, обеспечивающие более гибкое использование оперативной памяти;

программы для записи на CD-ROM, CD-R и многие другие.

№34 Основные классификации и функции операционных систем. Операционная система. Операционная система — это комплекс взаимосвязанных системных программ, назначение которого — организовать взаимодействие (интерфейс) пользователя с

компьютером и выполнение всех других программ. Операционная система выполняет роль связующего звена между аппаратурой компьютера, программами и пользователем. Операционная система обычно хранится во внешней памяти компьютера — на жестком диске. При включении компьютера она считывается с дисковой памяти и размещается в ОЗУ. Этот процесс называется загрузкой операционной системы. В функции операционной системы входит:

осуществление диалога с пользователем посредством монитора; ввод-вывод и управление данными; планирование и организация процесса обработки программ; распределение ресурсов (оперативной и кэш- памяти, процессора, внешних устройств);запуск программ на выполнение; всевозможные вспомогательные операции обслуживания компьютера; передача информации между внутренними устройствами компьютера;

В зависимости от количества одновременно обрабатываемых задач и числа пользователей, которых могут обслуживать ОС, различают четыре основных класса операционных систем:

1.однопользовательские и однозадачные ОС, которые могут работать только с одной задачей;

2.однопользовательские однозадачные ОС с фоновой печатью, которые позволяют помимо выполнения одной основной задачи запускать одну дополнительную задачу - вывод на печать в фоновом режиме.

3.однопользовательские многозадачные ОС, которые обеспечивают одному пользователю параллельную обработку нескольких задач.

4.многопользовательские многозадачные ОС, позволяющие на одном компьютере запускать одновременно несколько задач нескольким пользователям.

Для управления внешними устройствами компьютера используются специальные системные программы — драйверы. Драйверы стандартных устройств образуют в совокупности т.н. базовую систему ввода-вывода (BIOS), которая обычно заносится в постоянное ЗУ компьютера ( ПЗУ).

№35 Файловая система ОС. Файл — это область данных, служащая для постоянного хранения информации: программ, данных для их работы, текстов, закодированных изображений, звуков и др. Файловая система — это структура организации хранения файлов на каком-либо носителе.Файлы физически реализуются как участки памяти на внешних носителях — магнитных дисках или CD-ROM. Обслуживает файлы специальный модуль операционной системы, называемый драйвером файловой системы. Каждый файл имеет имя, зарегистрированное в каталоге, содержащем оглавления файлов. Каталог (называется также директорией или папкой) доступен пользователю через командный язык операционной системы или иными средствами. Его можно просматривать, переименовывать зарегистрированные в нем файлы, переносить их содержимое на новое место и удалять. Каталог может иметь собственное имя и храниться в другом каталоге наряду с обычными файлами: так образуются иерархические файловые структуры. Каталог не имеющий собственного имени является корневым каталогом. Драйвер файловой системы обеспечивает доступ к информации, записанной на магнитный диск, по имени файла и распределяет пространство на магнитном диске между файлам. Понятие файла может быть обращено на любой источник или потребитель информации в машине, например, в качестве файла для программы могут выступать принтер, дисплей, клавиатура и др. устройства. Структура файловой системы и структура хранения данных на внешних магнитных носителях определяет удобство работы пользователя, скорость доступа к файлам и т.д

№36 Операционная система MS DOS./До появления Windows самой распространенной для 16-разрядных персональных компьютерах была операционная система MS DOS (Microsoft Disk Operating System). Она состояла из следующих основных модулей:базовая система ввода/вывода (BIOS);блок начальной загрузки (Boot Record);модуль расширения базовой системы ввода/вывода (IO.SYS);модуль обработки прерываний (MSDOS.SYS);командный процессор (COMMAND.COM);утилиты MS DOS.

Каждый из указанных модулей выполняет определенную часть функций, возложенных на ОС. Места постоянного размещения этих модулей различны. Так, базовая система ввода/вывода (BIOS) находится в постоянном запоминающем устройстве (ПЗУ), а не на дисках, как все остальные модули.

Базовая система ввода/вывода (BIOS) выполняет наиболее простые и универсальные функции операционной системы, связанные с осуществлением ввода-вывода. В функции BIOS входит также автоматическое тестирование основных аппаратных компонентов (оперативной памяти и др.) при включении машины и вызов блока начальной загрузки DOS – Boot Record.Модуль расширения базовой системы ввода/вывода IO.SYS дает возможность использования дополнительных драйверов, обслуживающих новые внешние устройства, а также драйверов для нестандартного обслуживания внешних устройств. Модуль обработки прерываний MSDOS.SYS реализует основные высокоуровневые услуги DOS, поэтому его и называют основным. (Модуль обрабатывает сигналы, поступающие от внешних устройств).Командный процессор DOS – COMMAND.COM обрабатывает команды, вводимые пользователем. Утилиты DOS — это программы, поставляемые вместе с операционной системой в виде отдельных файлов. Они выполняют действия обслуживающего характера, например, разметку дискет, проверку дисков и т.д

Программы - оболочки. Оболочки — это программы, созданные для упрощения работы со сложными программными системами, такими, например, как MS DOS. Они преобразуют неудобный командный пользовательский интерфейс в графический интерфейс или интерфейс типа "меню". Оболочки предоставляют пользователю удобный доступ к файлам и обширные сервисные услуги

В среде MS DOS популярной у пользователей IBM PC оболочкой являлся пакет программ Norton Commander. Он обеспечивал: создание, копирование, пересылку, переименование, удаление, поиск файлов, а также изменение их атрибутов; отображение дерева каталогов и характеристик входящих в них файлов в форме, удобной для восприятия человека; создание, обновление и распаковку архивов (сжатых файлов);просмотр текстовых файлов; редактирование текстовых файлов; выполнение из её среды команд DOS;запуск программ;выдачу информации о ресурсах компьютера; создание и удаление каталогов; поддержку межкомпьютерной связи; поддержку электронной почты через модем.

№37Операционные системы Windows NT (NT — англ. New Technology) — это самостоятельная операционная система, а не просто графическая оболочка. Она использует все возможности персональных компьютеров и работает без MS DOS. Windows NT — 32-разрядная ОС со встроенной сетевой поддержкой и развитыми многопользовательскими средствами. Она предоставляет пользователям многозадачность и многопроцессорную поддержку, секретность, защиту данных и многое другое. Windows — интегрированная среда, обеспечивающая эффективный обмен информацией между отдельными программами и предоставляющая пользователю широкие возможности работы с мультимедиа, обработки текстовой, графической. звуковой и видеоинформации. Эта операционная система обеспечивает работу пользователя в сети, предоставляя встроенные средства поддержки для обмена файлами и меры по их защите, возможность совместного использования принтеров, факсов и других общих ресурсов. Windows позволяет отправлять сообщения электронной почтой, факсимильной связью, поддерживает удаленный доступ к компьютерам. Применяемый в Windows защищённый режим не позволяет прикладной программе в случае сбоя нарушить работоспособность системы, надежно предохраняет приложения от случайного вмешательства одного процесса в другой, обеспечивает определённую устойчивость к вирусам. После включения компьютера и выполнения тестовых программ BIOS операционная система Windows автоматически загружается с жесткого диска. После загрузки и инициализации системы на экране появляется рабочий стол, на котором размещены различные графические объекты в виде пиктограмм и ярлыков.

№38 Транслятор (англ. translator — переводчик) — это программа-переводчик. Она преобразует программу, написанную на одном из языков высокого уровня, в программу, состоящую из машинных команд, которые может обработать компьютер Компилятор читает всю программу целиком, делает ее перевод и создает законченный вариант программы на машинном языке, который затем и выполняется или заносится в отдельный файл. Интерпретатор (англ. interpreter — истолкователь, устный переводчик) переводит и выполняет операторы программы строка за строкой. После того, как программа откомпилирована, ни сама исходная программа, ни компилятор более не нужны. В то же время программа, обрабатываемая интерпретатором, должна заново переводиться на машинный язык при каждом очередном запуске программы.

Иногда для одного языка имеется и компилятор, и интерпретатор. В этом случае для разработки и тестирования программы можно воспользоваться интерпретатором, а затем откомпилировать отлаженную программу, чтобы повысить скорость ее выполнения.

№39 Система программирования — это система, предназначенная для разработки новых программ на конкретном языке программирования Современные системы программирования обычно предоставляют пользователям мощные и удобные средства разработки программ. В них входят:

компилятор и/или интерпретатор; интегрированная среда разработки; средства создания и редактирования текстов программ;обширные библиотеки стандартных программ и функций; отладочные программы, т.е. программы, помогающие находить и устранять ошибки в программе;диалоговая среда для пользователя ;многооконный режим работы; мощные графические библиотеки; утилиты для работы с библиотеками; встроенный ассемблер; встроенная справочная служба.

Язык Бейсик был создан в 1965 г. Дж. Кемени и Т.Курцем как язык для начинающих, облегчающий написание простых программ. Существуют много разных версий Бейсика – от очень простых до усовершенствованных, с дополнительными языковыми конструкциями.

Язык Паскаль был разработан в 1970г. Никласом Виртом как язык обучения студентов программированию.  Паскаль вырабатывает навыки строгого стиля программирования (называемого структурным программированием), упрощающего разработку сложных программ.  Мощным языком программирования является расширенный вариант этого языка – Turbo Pascal.

Язык Си (разработан Деннисом Ритчи в 1972 г.) соединяет свойства языка высокого уровня с возможностями эффективного использования ресурсов компьютера, которые обычно достигаются только при программировании на языке Ассемблера. Язык Си позволяет создавать сложные и весьма эффективные программы.

№40 Текстовый редактор — это программа, используемая специально для ввода и редактирования текстовых данных Текстовые редакторы могут обеспечивать выполнение множества разнообразных функций, а именно: редактирование строк текста; возможность использования различных шрифтов символов; копирование и перенос части текста с одного места на другое или из одного документа в другой; контекстный поиск и замена частей текста; задание произвольных межстрочных промежутков; автоматический перенос слов на новую строку; автоматическая нумерацию страниц; обработка и нумерация сносок; выравнивание краев абзаца; создание таблиц и построение диаграмм; проверка правописания слов и подбор синонимов; построение оглавлений и предметных указателей; распечатка подготовленного текста на принтере в нужном числе экземпляров и т.п.Наиболее известный текстовый редактор — Microsoft Word. Графический редактор — это программа, предназначенная для автоматизации процессов построения на экране дисплея графических изображений. Предоставляет возможности рисования линий, кривых, раскраски областей экрана, создания надписей различными шрифтами и т.д.Большинство графических редакторов позволяют обрабатывать изображения, полученные с помощью сканеров, а также выводить картинки в таком виде, чтобы они могли быть включены в документ текстового редактора. Системы деловой графики позволяют выводить на экран различные виды графиков и диаграмм : гистограммы; круговые и секторные диаграммы и т.д.

№41 Табличный процессор — это комплекс взаимосвязанных программ, предназначенный для обработки электронных таблиц. Электронная таблица — это компьютерный эквивалент обычной таблицы, состоящей из строк и граф (столбцов), на пересечении которых располагаются клетки- ячейки, в которых содержится числовая информация, формулы или текст..Примером может служить электронная таблица Microsoft Excel. При изменении значения в ячейке таблицы пересчитываются также значения во всех ячейках, зависящих от данной ячейки. Табличные процессоры представляют собой удобное средство для проведения бухгалтерских и статистических расчетов. В каждом пакете имеются сотни встроенных математических функций и алгоритмов статистической обработки данных. Кроме того, имеются мощные средства для связи таблиц между собой, создания и редактирования электронных баз данных. В Microsoft Excel автоматизированы многие рутинные операции, специальные шаблоны помогают создавать отчёты, импортировать данные и многое другое. Системы управления базами данных - СУБД. База данных — это один или несколько файлов данных, предназначенных для хранения, изменения и обработки больших объемов взаимосвязанной информации. В базе данных предприятия, например, может храниться: вся информация о штатном расписании, о рабочих и служащих предприятия; сведения о материальных ценностях; данные о поступлении сырья и комплектующих на склад; сведения о запасах на складах; данные о выпуске готовой продукции; приказы и распоряжения дирекции и т.п. Система управления базами данных (СУБД) — это система программного обеспечения, позволяющая обрабатывать обращения к базе данных, поступающие от прикладных программ пользователей.Системы управления базами данных позволяют объединять большие объемы информации и обрабатывать их, сортировать, делать выборки по определённым критериям и т.п. СУБД обеспечивают правильность, полноту и непротиворечивость данных, а также удобный доступ к ним. Популярные СУБД — Access, FoxPro, Paradox. ля менее сложных применений вместо СУБД используются информационно-поисковые системы (ИПС), которые выполняют следующие простые функции: хранение большого объема информации; быстрый поиск требуемой информации; добавление, удаление и изменение хранимой информации; вывод ее в удобном для человека виде.

№42 Пакеты прикладных программ (ППП) — это специальные программные комплексы, рассчитанные на общее применение в определенной области и дополненные технической документацией. В зависимости от характера решаемых задач различают следующие разновидности ППП: пакеты для решения типовых инженерных, планово-экономических, общенаучных задач; пакеты системных программ; пакеты для обеспечения систем автоматизированного проектирования и систем автоматизации научных исследований; пакеты педагогических программных средств и другие.Чтобы пользователь мог применить ППП для решения конкретной задачи, в пакете должны быть средства. ППП обеспечивают снижение требований к уровню профессиональной подготовки пользователей в области программирования и даже возможности эксплуатации пакета без программиста. Интегрированные пакеты представляют собой набор нескольких программных продуктов, объединенных в единый удобный инструмент. Наиболее развитые из них включают в себя текстовый редактор, органайзер, электронную таблицу, СУБД, средства поддержки электронной почты, программу создания презентационной графики. Наиболее известный интегрированный пакет: Microsoft Office. В этот мощный профессиональный пакет вошли такие программы, как текстовый редактор Word , электронная таблица Excel, программа создания презентаций PowerPoint, СУБД Access, программа для электронной почты Outlook. Все части этого пакета представляют собой единое целое, что облегчает их освоение и использование. Органайзеры — это специальные программы, так называемые электронные секретариОни позволяют эффективно управлять рабочим временем, финансовыми средствами и т.п. Обладают возможностью автоматизации регулярных действий, составления персональных и групповых расписаний, планирования встреч, ведения записной книжки. В их состав входят календарь, часы, калькулятор и т.п. Сетевое программное обеспечение предназначено для организации совместной работы группы пользователей на разных компьютерах. Позволяет организовать общую файловую структуру, общие базы данных, доступные каждому члену группы. Обеспечивает возможность передачи сообщений и работы над общими проектами, возможность разделения ресурсов

№43 Алгоpитм — это точное и понятное пpедписание исполнителю совеpшить последовательность действий, направленных на решение поставленной задачи. Название "алгоритм" произошло от имени среднеазиатского математика Аль-Хорезми. Основные свойства алгоритмов следующие: понятность— т.е. исполнитель алгоритма должен знать, как его выполнять. Дискpетность — т.е. алгоpитм должен пpедставлять пpоцесс pешения задачи как последовательное выполнение пpостых действий (шагов). Опpеделенность — т.е. каждое пpавило алгоpитма должно быть четким, однозначным и не оставлять места для пpоизвола исполнения. Pезультативность (или конечность). Это свойство состоит в том, что алгоpитм должен пpиводить к pешению задачи (за конечное число шагов). Массовость. Это свойство означает, что алгоpитм pешения задачи pазpабатывается в общем виде, т.е. он может быть пpименим для некотоpого класса задач, pазличающихся лишь исходными данными.

№44 На практике наиболее распространены следующие четыре формы представления алгоритмов: словесная (записи на естественном языке);графическая (изображение в виде графических символов);псевдокоды (полуформализованное описание алгоритма на условном алгоритмическом языке, включающие элементы языка программирования, фразы естественного языка, математические обозначения и др.); программная (тексты, записанные на языке программирования). Словесный способ записи алгоритмов представляет собой словесное описание последовательных шагов обработки данных. При графическом представлении алгоритм изображается в виде последовательности связанных между собой функциональных блоков, каждый из которых соответствует выполнению одного или нескольких действий. В блок-схеме каждому типу действий (вводу данных, вычислению значений выражений, проверке условий, повторением действий, окончанию обработки и т.п.) соответствует своя геометрическая фигура, представленная в виде блочного символа. Блочные символы соединяются линиями переходов, определяющими очередность выполнения действий. Блок "процесс" применяется для обозначения действия или последовательности действий, изменяющих значение, форму представления или размещения данных. Для упрощения схемы несколько отдельных действий обработки можно объединять в один блок. Блок "решение" используется для обозначения переходов управления по условию. В каждом блоке "решение" должны быть указаны вопрос, условие или сравнение, которые он проверяет. Блок "модификация" используется для организации циклических конструкций. (Слово модификация означает видоизменение, преобразование). Внутри блока записывается параметр цикла, для которого указываются его начальное значение, конечное значение и шаг изменения значения параметра для каждого повторения. Блок "предопределенный процесс" используется для обращения к вспомогательным алгоритмам, существующим в виде некоторых самостоятельных модулей, а также для обращений к библиотечным подпрограммам.

№45Базовые структуры алгоритмов. Алгоритмы можно представлять как некоторые структуры, состоящие из отдельных базовых (т.е. основных) элементов. Логическая структура любого алгоритма может быть представлена комбинацией трех основных (базовых) структур: следование, ветвление и цикл. Базовая структура – следование образуется из последовательности действий, следующих одно за другим Базовая структура - ветвление. Обеспечивает ветвление, т.е. в зависимости от результата проверки условия (да или нет) выбор одного из альтернативных путей выполнения алгоритма. Каждый из путей должен вести к общему выходу, так что работа алгоритма будет продолжаться независимо от того, какой путь будет выбран. Структура ветвление существует в четырех основных вариантах: если - то; если - то – иначе; выбор; выбор - иначе. Базовая структура - цикл.Цикл обеспечивает многократное выполнение некоторой последовательности действий, которая называется телом цикла.

№46 Языки программирования. В настоящее время в мире существует несколько сотен языков программирования для разных областей применения. Различают следующие языки программирования: машинные; машинно – оpиентиpованные (языки низкого уровня, например, ассемблер);машинно-независимые (языки высокого уровня). Языки высокого уровня имитируют естественные языки, используя некоторые слова разговорного языка и общепринятые математические символы. Эти языки более удобны для человека. Языки высокого уровня делятся на: алгоритмические (Basic, Pascal, Cи и др.), которые предназначены для однозначного строгого описания алгоритмов; логические (Prolog, Lisp и др.), которые ориентированы не на разработку алгоритма решения задачи, а на формализованное описание задачи с тем, чтобы решение следовало из составленного описания. объектно-ориентированные (Object Pascal, C++, Java и др.), в основе которых лежит понятие объекта, сочетающего в себе данные и определенные действия над ними. Программа на объектно-ориентированном языке решает некоторую задачу в форме системы взаимодействующих объектов. Язык ассемблера — это система обозначений команд, используемая для программ, записанных в машинном коде. Он позволяет программисту пользоваться текстовыми мнемоническими кодами, присваивать символические имена регистрам компьютера и памяти, а также задавать удобные для себя способы адресации. Кроме того, он позволяет использовать различные системы счисления (например, десятичную или шестнадцатеричную) для представления числовых констант, использовать в программе комментарии и др.

№47Основные компоненты и понятия алгоритмического языка. Алгоритмический язык образуют три составляющие: алфавит, синтаксис и семантика. Алфавит — это фиксированный для данного языка набор символов (т.е. "букв алфавита"), из которых должен состоять текст на этом языке. Синтаксис — это правила построения конструкций языка, позволяющие определить правильность её написания. Точнее говоря, синтаксис языка представляет собой набор правил, устанавливающих, какие комбинации символов и ключевые слова применяются на этом языке. Семантика определяет смысловое значение конструкций языка. Семантика устанавливает, какие последовательности действий описываются теми или иными конструкциями языка и, в конечном итоге, какой алгоритм определен данным текстом на алгоритмическом языке.Каждое понятие алгоритмического языка подразумевает некоторую синтаксическую единицу (конструкцию) и определяемые ею свойства программных объектов или процесса обработки данных. Основными понятиями в алгоритмических языках обычно являются следующие. Имена (идентификаторы) — употpебляются для обозначения объектов пpогpаммы (пеpеменных, массивов, функций и дp.). Опеpации определяют действия, совершаемые над данными. Типы операций: аpифметические опеpации + , - , * , / и дp. ;логические опеpации и, или, не; опеpации отношения < , > , <=, >= , = , <> ;опеpация сцепки (иначе, "присоединения", "конкатенации") символьных значений дpуг с другом с образованием одной строки; изображается знаком "+".Данные — те величины, обpабатываемые пpогpаммой. Имеется тpи основных вида данных: константы, пеpеменные и массивы.

Константы — это данные, которые зафиксированы в тексте программы и не изменяются в процессе ее выполнения. Пpимеpы констант: Числовые 7.5, 12;логические да (истина) и нет (ложь);символьные "А", "+"и т.д.литеpные или текстовые "abcde", "информатика", "" (пустая строка).

Пеpеменные – данные, которые обозначаются именами и могут изменять свои значения в ходе выполнения пpогpаммы. Пеpеменные бывают целые, вещественные, логические, символьные и литерные.

Массив — последовательность однотипных элементов, число которых фиксировано и которым присвоено одно общее имя. Положение отдельного элемента в массиве определяется его индексами и именем масива (одним, в случае одномерного массива, или несколькими, если массив многомерный).

Выpажения — пpедназначаются для выполнения вычислений и состоят из констант, пеpеменных, указателей функций ( напpимеp, экспонента - exp(x) ), объединенных знаками опеpаций. Различают выражения арифметические, логические и строковые. Арифметические выражения служат для определения одного числового значения. Например, (1+sin(x))/2. Логические выражения описывают некоторые условия, которые могут удовлетворяться или не удовлетворяться. Таким образом, логическое выражение может принимать только два значения — "истина" или "ложь" (да или нет). Рассмотрим в качестве примера логическое выражение: x*x + y*y < r*r , определяющее принадлежность точки с координатами (x,y) внутренней области круга радиусом r c центром в начале координат. При x=1, y=1, r=2 значение этого выражения — "истина" (TRUE), а при x=2, y=2, r=1 — "ложь"(FALSE)Значения строковых (литерных) выражений — текcты. В них могут входить литерные константы, литерные переменные и литерные функции, разделенные знаком операции “+”. Например, А + В означает присоединение строки В к концу строки А. Если А = "куст ", а В = "зеленый", то значение выражения А+В есть "куст зеленый".Оператор — это конструкция языка, представляющая собой законченную фразу алгоритмического языка, в которой определяется некоторый этап обработки данных. В состав опеpатоpов входят: ключевые слова; данные; выpажения и т.д.

№48 Арифметические выражения записываются по следующим правилам: Нельзя опускать знак умножения (*) между сомножителями , а также ставить рядом два знака операций;Индексы элементов массивов записываются в квадратных (Pascal, Си) или круглых (Basic) скобках;Для обозначения переменных используются буквы только латинского алфавита;Операции в выражениях без скобок выполняются согласно их приоритету, т.е. в порядке старшинства; сначала вычисление функций;затем возведение в степень; потом умножение и деление; и в последнюю очередь — сложение и вычитание.

Операции одного старшинства выполняются последовательно слева направо. Например, в языке QBasic выражение 2 ^3 ^2 вычисляется как (2 ^3) ^2 = 64.

Чтобы повысить приоритет операции, используются круглые скобки.

№49 Правила записи логических выражений. В записи логических выражений помимо арифметических операций сложения, вычитания, умножения, деления и возведения в степень используются операции отношения < (меньше), <= (меньше или равно), > (больше), >= (больше или равно), = (равно), <> (не равно), а также логические операции: не (not, ) и (and), или(or). Примеры записи логических выражений, которые принимают значение "истина" при выполнении указанных условий.

№49 Правила записи логических выражений. В записи логических выражений помимо арифметических операций сложения, вычитания, умножения, деления и возведения в степень используются операции отношения < (меньше), <= (меньше или равно), > (больше), >= (больше или равно), = (равно), <> (не равно), а также логические операции: не (not, ) и (and), или(or). Примеры записи логических выражений, которые принимают значение "истина" при выполнении указанных условий.

Условие	Запись на языке псевдокода
Только одно из чисел a и b положительно	( ( a>0 ) и ( b<=0 ) ) или ( ( a<=0 ) и ( b>0 ) )
Хотя бы одно из чисел a,b,c является отрицательным	( a<0 ) или ( b<0 ) или ( c<0 )
Число x удовлетворяет условию a<x<b	( x> a ) и ( x < b )

№50Система счисления. В современной информатике используются в основном три системы счисления (все – позиционные): двоичная, шестнадцатеричная и десятичная

Двоичная система счисления используется для кодирования дискретного сигнала, потребителем которого является вычислительная техника. В этой системе счисления для представления числа применяются два знака – 0 и 1.Шестнадцатеричная система счисления используется для кодирования дискретного сигнала, потребителем которого является хорошо подготовленный пользователь – специалист в области информатики. В такой форме представляется содержимое любого файла, затребованное через интегрированные оболочки операционной системы, например, средствами Norton Commander в случае MS DOS. Используемые знаки для представления числа – десятичные цифры от 0 до 9 и буквы латинского алфавита – A, B, C, D, E, F.Десятичная система счисления используется для кодирования дискретного сигнала, потребителем которого является так называемый конечный пользователь – неспециалист в области информатики. Используемые знаки для представления числа – цифры от 0 до 9.

Для различения систем счисления, в которых представлены числа, в обозначение двоичных и шестнадцатеричных чисел вводят дополнительные реквизиты:

для двоичных чисел – нижний индекс справа от числа в виде цифры 2 или букв В либо b (binary – двоичный), либо знак B или b справа от числа. Например, 1010002 = 101000b = 101000B = 101000B = 101000b;для шестнадцатеричных чисел - нижний индекс справа от числа в виде числа 16 или букв H либо h (hexadecimal – шестнадцатеричный), либо знак H или h справа от числа. Например, 3AB16 = 3ABH = 3ABh = 3ABH = 3ABh.

№51Система счисления.Примеры.Какую же числовую систему удобно положить в основу компьютера? Для инженеров наиболее просто реализовать двоичный элемент: включено/выключено, горит/не горит, проводит/не проводит и т.д. Кроме того, в двоичной системе наиболее просто реализуются все операции. Но у двоичной системы счисления есть один существенный недостаток - громоздкость.В самом деле, относительно скромное десятичное число 254 в двоичной системе имеет вид 1111 1110, а 16 384 выглядит прямо-таки устрашающе:100000000000000 (14 нулей). С точки зрения человека, конечно, лучше всего традиционная десятичная система. Но вот технически реализовать ее на ЭВМ крайне сложно: для хранения десятичной цифры требуется устройство с десятью устойчивыми состояниями! Разработать такую электрическую схему можно, но она будет достаточно сложной и дорогой (не забывайте, что таких элементов потребуется огромное количество!).

№52Перевод целых чисел.При переводе чисел из десятичной системы счисления в систему с основанием P > 1 обычно используют следующий алгоритм:

1) если переводится целая часть числа, то она делится на P, после чего запоминается остаток от деления. Полученное частное вновь делится на P, остаток запоминается. Процедура продолжается до тех пор, пока частное не станет равным нулю. Остатки от деления на P выписываются в порядке, обратном их получению;

2) если переводится дробная часть числа, то она умножается на P, после чего целая часть запоминается и отбрасывается. Вновь полученная дробная часть умножается на P и т.д. Процедура продолжается до тех пор, пока дробная часть не станет равной нулю. Целые части выписываются после запятой в порядке их получения. Результатом может быть либо конечная, либо периодическая дробь в системе счисления с основанием P. Поэтому, когда дробь является периодической, приходится обрывать умножение на каком-либо шаге и довольствоваться приближенной записью исходного числа в системе с основанием P.

а) 464(10) = 111010000(2); б) 380,1875(10) = 101111100,0011(2); в) 115,94(10) » 1110011,11110(2) (в настоящем случае было получено шесть знаков после запятой, после чего результат был округлен).Если необходимо перевести число из двоичной системы счисления в систему счисления, основанием которой является степень двойки, достаточно объединить цифры двоичного числа в группы по столько цифр, каков показатель степени, и использовать приведенный ниже алгоритм. Например, если перевод осуществляется в восьмеричную систему, то группы будут содержать три цифры (8 = 23).При переводе чисел из системы счисления с основанием P в десятичную систему счисления необходимо пронумеровать разряды целой части справа налево, начиная с нулевого, и в дробной части, начиная с разряда сразу после запятой слева направо (начальный номер -1). Затем вычислить сумму произведений соответствующих значений разрядов на основание системы счисления в степени, равной номеру разряда. Это и есть представление исходного числа в десятичной системе счисления.

№53 Перевод правильной десятичной дроби в любую другую позиционную

При переводе правильной десятичной дроби в систему счисления с основанием q необходимо сначала саму дробь, а затем дробные части всех последующих произведений последовательно умножать на q, отделяя после каждого умножения целую часть произведения. Число в новой системе счисления записываются как последовательность полученных целых частей произведения. Умножение производится до тех пор, пока дробная часть произведения не станет равной нулю. Это значит, что сделан точный перевод. В противном случае перевод осуществвляется до заданной точности.Для перевода правильной десятичной дpоби F в систему счисления с основанием q необходимо F умножить на q , записанное в той же десятичной системе, затем дробную часть полученного произведения снова умножить на q, и т. д., до тех пор, пока дpобная часть очередного пpоизведения не станет pавной нулю, либо не будет достигнута требуемая точность изображения числа F в q-ичной системе. Представлением дробной части числа F в новой системе счисления будет последовательность целых частей полученных произведений, записанных в порядке их получения и изображенных одной q-ичной цифрой. Если требуемая точность перевода числа F составляет k знаков после запятой, то предельная абсолютная погрешность при этом равняется q -(k+1) / 2.

№54.Операционное сложение и вычитание в позиционных системах счисления. Арифметические операции во всех позиционных системах счисления выполняются по одним и тем же хорошо известным вам правилам.

Сложение. Рассмотрим сложение чисел в двоичной системе счисления. В его основе лежит таблица сложения одноразрядных двоичных чисел:

0 + 0 = 0 0 + 1 = 1 1 + 0 = 1 1 + 1 = 10

Сложение многоразрядных двоичных чисел происходит в соответствии с вышеприведенной таблицей сложения с учетом возможных переносов из младших разрядов в старшие. В качестве примера сложим в столбик двоичные числа 1102 и 112:

Проверим правильность вычислений сложением в десятичной системе счисления. Переведем двоичные числа в десятичную систему счисления и затем их сложим:

1102 = 1 × 22 + 1 × 21 + 0 × 20 = 610; 12 = 1 × 21 + 1 × 20 = 310; 610 + 310 = 910 . Теперь переведем результат двоичного сложения в десятичное число:

10012 = 1 × 23 + 0 × 22 + 0 × 21 + 1 × 20 = 910 .

Сравним результаты - сложение выполнено правильно.

Вычитание. Рассмотрим вычитание двоичных чисел. В его основе лежит таблица вычитания одноразрядных двоичных чисел. При вычитании из меньшего числа (0) большего (1) производится заем из старшего разряда. В таблице заем обозначен 1 с чертой:

Вычитание многоразрядных двоичных чисел происходит в соответствии с вышеприведенной таблицей вычитания с учетом возможных заемов из старших разрядов. В качестве примера произведем вычитание двоичных чисел 1102 и 112:

№55.Операции умножения и деления.В основе умножения лежит таблица умножения одноразрядных двоичных чисел:

Умножение многоразрядных двоичных чисел происходит в соответствии с вышеприведенной таблицей умножения по обычной схеме, применяемой в десятичной системе счисления с последовательным умножением множимого на цифры множителя. В качестве примера произведем умножение двоичных чисел 1102 и 112:

Операция деления выполняется по алгоритму, подобному алгоритму выполнения операции деления в десятичной системе счисления. В качестве примера произведем деление двоичного числа 1102 на 112.Арифметические операции в восьмеричной и шестнадцатеричной системах счисления. Аналогично можно выполнять арифметические действия в восьмеричной и шестнадцатерич-ной системах счисления. Необходимо только помнить, что величина переноса в следующий разряд при сложении и заем из старшего разряда при вычитании определяется величиной основания системы счисления:

№56.Представление в компьютере целых чисел. Представление чисел в формате с фиксированной запятой. Целые числа в компьютере хранятся в памяти в формате с фиксированной запятой. В этом случае каждому разряду ячейки памяти соответствует всегда один и тот же разряд числа, а "запятая" "находится" справа после младшего разряда, то есть вне разрядной сетки.

Для хранения целых неотрицательных чисел отводится одна ячейка памяти (8 битов). Например, число А2 = = 111100002 будет храниться в ячейке памяти следующим образом:1 1 1 1 0 0 0 0 Максимальное значение целого неотрицательного числа достигается в случае, когда во всех ячейках хранятся единицы. Для n-разрядного представления оно будет равно 2n - 1.

Определим диапазон чисел, которые могут храниться в оперативной памяти в формате целых неотрицательных чисел. Минимальное число соответствует восьми нулям, хранящимся в восьми битах ячейки памяти, и равно нулю. Максимальное число соответствует восьми единицам и равно

А = 1 × 27 + 1 × 26 + 1 × 25 + 1 × 24 + 1 × 23 + 1 × 22 + 1 × 21 + 1 × 20 = 1 × 28 - 1 = 25510.

Диапазон изменения целых неотрицательных чисел чисел: от 0 до 255.Для хранения целых чисел со знаком отводится две ячейки памяти (16 битов), причем старший (левый) разряд отводится под знак числа (если число положительное, то в знаковый разряд записывается 0, если число отрицательное - 1).

Максимальное положительное число (с учетом выделения одного разряда на знак) для целых чисел со знаком в n-разрядном представлении равно:А = 2n-1 - 1.

Для получения дополнительного кода отрицательного числа можно использовать довольно простой алгоритм:

1. Модуль числа записать в прямом коде в n двоичных разрядах.

2. Получить обратный код числа, для этого значения всех битов инвертировать (все единицы заменить на нули и все нули заменить на единицы).

3. К полученному обратному коду прибавить единицу.

№57Формы записи целых чисел. Запишем дополнительный код отрицательного числа -2002 для 16-разрядного компьютерного представления:

При n-разрядном представлении отрицательного числа А в дополнительным коде старший разряд выделяется для хранения знака числа (единицы). В остальных разрядах записывается положительное число 2n-1 - |А|.Чтобы число было положительным, должно выполняться условие |А| £ 2n-1 .

Следовательно, максимальное значение модуля числа А в га-разрядном представлении равно: |А| = 2n-1 .Тогда минимальное отрицательное число равно:А = - 2n-1.

Определим диапазон чисел, которые могут храниться в оперативной памяти в формате длинных целых чисел со знаком (для хранения таких чисел отводится четыре ячейки памяти - 32 бита).Максимальное положительное целое число (с учетом выделения одного разряда на знак) равно:А = 231 - 1 = 2 147 483 64710.Минимальное отрицательное целое число равно: А = -231 = - 2 147 483 64810.Достоинствами представления чисел в формате с фиксированной запятой являются простота и наглядность представления чисел, а также простота алгоритмов реализации арифметических операций.

Представление чисел в формате с плавающей запятой. Вещественные числа хранятся и обрабатываются в компьютере в формате с плавающей запятой. В этом случае положение запятой в записи числа может изменяться.

Кодирование целых чисел, имеющих знак, можно осуществить двумя способами. В первом варианте один (старший) разряд машинном слове отводится для записи знака числа; при этом условились кодировать знак "+" нулем, знак "–" - единицей. Под запись самого числа, очевидно, остается 15 двоичных разрядов, что обеспечивает наибольшее значение числа Zmax = 215 - 1 = 3276710. Такое представление чисел называется прямым кодом. Однако его применение усложняет порядок обработки чисел; например, операция сложения двух чисел с разными знаками должна быть заменена операцией вычитания меньшего из большего с последующим присвоением результату знака большего по модулю числа. Другими словами, операция сопровождается большим количеством проверок условий и выработкой признаков, в соответствии с которыми выбирается то или иное действие. Дополнением (D) k-разрядного целого числа Z в системе счисления p называется величина D (Zp , k) = pk - Z.

Данную формулу можно представить в ином виде: D(Zp, k) = ((pk - 1) - Z) + 1. Число pk- 1 согласно (8), состоит из k наибольших в данной системе счисления цифр (p - 1), например, 999910, FFF16 или 11111112. Поэтому (pk - 1) - Z можно получить путем дополнения до p-1 каждой цифры числа Z и последующим прибавлением к последнему разряду 1.

D(27810 , 3) = {<9-2><9-7><9-8>}+1, т.е. 721+1=722.

Важным свойством дополнения является то, что его сумма с исходным числом в заданной разрядной сетке будет равна 0. В рассмотренном примере:

В разряде тысяч 1 должна быть отброшена, поскольку она выходит за отведенную разрядную сетку. Так как в двоичной системе счисления дополнением 1 является 0, а дополнением 0 является 1, построение D(Z2, k) сводится к инверсии данного числа, т.е. замена нулей единицами и единиц нулями, и прибавлением 1 к последнему разряду. Другими словами, дополнение двоичного числа формируется в два этапа:

строится инвертированное представление исходного числа;

к инвертированному представлению прибавляется 1 по правилам двоичной арифметики.

Дополнительный код (DK) двоичных целых чисел строится по следующим правилам:

для Z20 дополнительный код совпадает с самим числом (DK = Z2);

для Z2<0 дополнительный код совпадает с дополнением модуля числа, т.е. DK = D(|Z2| ,k).

Пример 14. Построить дополнительные двоичные коды чисел (a) 310 и (b) -310.

(a) Так как Z>0, DK: 0000 0000 0000 0011.

(b) Так как Z<0,

(1) Модуль числа 0000 0000 0000 0011

2) Инверсия числа 1111 1111 1111 1100

(3) DK 1111 1111 1111 1101

Проверка:

Вновь убеждаемся, что DK(Z) + DK(–Z) = 0 (14).

№58 Выполнение арифмитических операций. В компьютерной технике применяются три формы записи (кодирования) целых чисел со знаком: прямой код, обратный код, дополнительный код. Последние две формы применяются особенно широко, так как позволяют упростить конструкцию арифметико-логического устройства компьютера путем замены разнообразных арифметических операций операцией сложения.

Положительные числа в прямом, обратном и дополнительном коде изображаются одинаково – двоичными кодами с цифрой 0 в знаковом разряде.

Пример, число 12 Прямой код00001100 Обратный код00001100Дополнительный код 00001100

Отрицательные числа в прямом, обратном и дополнительном кодах имеют разное изображение.

1.Прямой код. В знаковый разряд помещается цифра 1, а в разряды цифровой части числа – двоичный код его абсолютной величины.

2.Обратный код получается инвертированием всех цифр двоичного кода абсолютной величины числа, включая разряд знака: нули заменяются единицами, а единицы – нулями.

3.Дополнительный код получается образованием обратного кода с последующим прибавлением единицы к его младшему разряду.

Пример, число -12 Прямой код 10001100 Обратный код11110011 Дополнительный код11110100

Обычно отрицательные десятичные числа при вводе в машину автоматически преобразуются в обратный или дополнительный двоичный код и в таком виде хранятся, перемещаются и участвуют в операциях. При выводе таких чисел из машины происходит обратное преобразование в отрицательные десятичные числа.

№59 Система вещественных чисел в математических вычислениях предполагается непрерывной и бесконечной, т.е. не имеющей ограничений на диапазон и точность представления чисел. Однако в компьютерах числа хранятся в регистрах и ячейках памяти с ограниченным количеством разрядов. В следствие этого система вещественных чисел, представимых в машине, является дискретной (прерывной) и конечной. При написании вещественных чисел в программах вместо привычной запятой принято ставить точку. Для отображения вещественных чисел, которые могут быть как очень маленькими, так и очень большими, используется форма записи чисел с порядком основания системы счисления. Например, десятичное число 1.25 в этой форме можно представить так: 1.25 . 100 = 0.125 . 101 = 0.0125 . 102 = ... .Любое число N в системе счисления с основанием q можно записать в виде N = M . qp, где M — множитель, содержащий все цифры числа (мантисса), а p — целое число, называемое порядком. Такой способ записи чисел называется представлением числа с плавающей точкой. Если “плавающая” точка расположена в мантиссе перед первой значащей цифрой, то при фиксированном количестве разрядов, отведённых под мантиссу, обеспечивается запись максимального количества значащих цифр числа, то есть максимальная точность представления числа в машине. Из этого следует: Мантисса должна быть правильной дробью, у которой первая цифра после точки (запятой в обычной записи) отлична от нуля: 0.12 <= |M| < 1. Если это требование выполнено, то число называется нормализованным. Мантиссу и порядок q-ичного числа принято записывать в системе с основанием q, а само основание — в десятичной системе. Вещественные числа в компьютерах различных типов записываются по-разному, тем не менее, все компьютеры поддерживают несколько международных стандартных форматов, различающихся по точности, но имеющих одинаковую структуру следующего вида:

Здесь порядок n-разрядного нормализованного числа задается в так называемой смещенной форме: если для задания порядка выделено k разрядов, то к истинному значению порядка, представленного в дополнительном коде, прибавляют смещение, равное (2k-1 — 1). Например, порядок, принимающий значения в диапазоне от —128 до +127, представляется смещенным порядком, значения которого меняются от 0 до 255.

Использование смещенной формы позволяет производить операции над порядками, как над беззнаковыми числами, что упрощает операции сравнения, сложения и вычитания порядков, а также упрощает операцию сравнения самих нормализованных чисел.

Стандартные форматы представления вещественных чисел:

1) одинарный — 32-разрядное нормализованное число со знаком, 8-разрядным смещенным порядком и 24-разрядной мантиссой (старший бит мантиссы, всегда равный 1, не хранится в памяти, и размер поля, выделенного для хранения мантиссы, составляет только 23 разряда).

2) двойной — 64-разрядное нормализованное число со знаком, 11-разрядным смещенным порядком и 53-разрядной мантиссой (старший бит мантиссы не хранится, размер поля, выделенного для хранения мантиссы, составляет 52 разряда).

3) расширенный — 80-разрядное число со знаком, 15-разрядным смещенным порядком и 64-разрядной мантиссой. Позволяет хранить ненормализованные числа.

№ 60Выполнение компьютерных арифмитических действий. Видно, что общее количество кодов совпадает и, следовательно, одинаковым будет количество кодируемых чисел в обоих способах. Точнее, дополнительных кодов оказывается на один больше, чем прямых, и интервал целых чисел со знаком при их размещении в 2-байтном машинном слове составляет [–32768; 32767] - именно такими являются граничные значения целых чисел типа Integer в языке PASCAL, что свидетельствует об использовании дополнительного кодирования в представлении чисел. Перевод в дополнительный код происходит автоматически при вводе чисел; в таком виде числа хранятся в ОЗУ и затем участвуют в арифметических операциях. При этом, как уже было сказано, операция вычитания двух чисел как самостоятельная отсутствует – она заменяется сложением первого числа с дополнительным кодом второго, т.е. просто сложением содержимого двух ячеек памяти. Убедимся в правомочности этого.

№61. ЛОГИКА- это наука о законах и формах мышления, направленная на познание объективного мира. Слово логика обозначает совокупность правил, которым подчиняется процесс мышления или обозначает науку о правилах рассуждения и тех формах, в которых оно осуществляется.

Объектом логики как науки выступает абстрактное мышление. Логика изучает абстрактное мышление как средство познания объективного мира, исследует формы и законы, в которых происходит отражение мира в процессе мышления. Основными формами абстрактного мышления являются:.

ПОНЯТИЕ — форма мышления, в которой отражаются существенные признаки отдельного предмета или класса однородных предметов: портфель трапеция ураганный ветер, например, "дерево", "самолет") или группой слов, т.е. словосочетаниями, например, "студент гуманитарного института", "создатель художественных картин", "река Дон", "космический корабль" и др.СУЖДЕНИЕ — мысль, в которой что-либо утверждается или отрицается о предметах. Суждения являются повествовательными предложениями, истинными или ложными. Они могут быть простыми и сложными: Весна наступила, и грачи прилетели. Пример сложного суждения: "Наступила осень, и лебеди улетают". Оно состоит из двух простых суждений.УМОЗАКЛЮЧЕНИЕ — прием мышления, посредством которого из исходного знания получается новое знание; из одного или нескольких истинных суждений, называемых посылками, мы по определен­ным правилам вывода получаем заключение. Есть несколько видов умозаключений. Все металлы — простые вещества. Литий — металл. Литий — простое вещество.ФОРМАЛЬНАЯ ЛОГИКА — наука о законах и формах правильного мышления.МАТЕМАТИЧЕСКАЯ ЛОГИКА изучает логические связи и отношения, лежащие в основе дедуктивного (логического) вывода. (В книгах какого писателя хорошо рассказано о дедуктивном методе?)

Устройство  П.К, выполняющее действие над двоичными числами, можно рассмотреть как некоторый функциональный преобразователь, причем входные числа это значения входных логических переменных, а выходное число значение логической функции, которое получено в результате выполнения определенных операций. Таким образом этот преобразователь реализует некоторую логическую функцию.

Значения логических функций при разных сочетаниях значений входных переменных (наборах входных ~ ) - обычно задаются специальной таблицей - таблицей истинности.В алгебре высказываний любую логическую функцию можно выразить через основные логические операции, записать ее в виде логического выражения и упростить ее, применяя законы логики и свойства логических операций. По формуле логической функции легко рассчитать ее таблицу истинности. Необходимо только учитывать порядок выполнения логических операций (приоритет) и скобки. Операции в логическом выражении выполняются слева направо с учетом скобок.

Конъюнкция: соответствует союзу: «и», обозначается знаком^, обозначает логическое умножение.Конъюнкция двух логических ~ истинна тогда и только тогда , когда оба высказываний истинны. Можно обобщить для любого количества переменных  А^В^С = 1 если А=1, В=1, С=1. Дизъюнкция - Логическая операция соответствует союзу ИЛИ, обозначается знаком v, иначе называется ЛОГИЧЕСКОЕ СЛОЖЕНИЕ. Дизъюнкция двух логических переменных ложна тогда и галька тогда, когда оба высказывания ложны. Это определение можно обобщить для любого количества логических переменных, объединенных дизъюнкцией. Инверсия-Логическая операция соответствует частице не, обозначается ¬    или ¯ и является логическим отрицанием.Инверсия логической переменной истинна, если переменная ложна и наоборот: инверсия ложна, если переменная истинна. Импликация «если А, то В», обозначается А → В Эквивалентность «А тогда В и только тогда», обозначается А  ~  В

№62. Логическая формула. С помощью логических переменных и символов логических операций любое высказывание можно формализовать, то есть заменить логической формулой.

Определение логической формулы:

1.Всякая логическая переменная A, B … и константы “истина” (“1”) и “ложь” (“0”) есть элементарные формулы.

2.Если же А и В — формулы, то и логические выражения , (А • В), (АВ), (А  B), (А ~ В) — есть тоже формулы.

В качестве примера рассмотрим высказывание “если я куплю яблоки или абрикосы, то могу приготовить фруктовый пирог”. Это высказывание формализуется в виде формулы (A  B)  C. Как показывает анализ формулы

(A  B)  C , при определённых сочетаниях значений переменных A, B и C она принимает значение “истина”, а при некоторых других сочетаниях — значение “ложь”. Такие формулы называются выполнимыми. Некоторые формулы принимают значение “истина” при любых значениях истинности входящих в них переменных.Таковой. будет, например, формула А  , соответствующая высказыванию “Этот треугольник прямоугольный или косоугольный”. Эта формула истинна и тогда, когда треугольник прямоугольный, и тогда, когда треугольник не прямоугольный. Такие формулы называются тождественно истинными формулами или тавтологиями.

Высказывания, которые формализуются тавтологиями, называются логически истинными высказываниями. В качестве другого примера рассмотрим формулу А • , которой соответствует, например, высказывание “Катя самая высокая девочка в классе, и в классе есть девочки выше Кати”. Очевидно, что эта формула всегда ложна, так как либо А, либо обязательно ложно. Такие формулы называются тождественно ложными формулами или противоречиями. Высказывания, которые формализуются противоречиями, называются логически ложными высказываниями.

Если две формулы A и B при одинаковых наборах значений входящих в них переменных принимают одинаковые значения, то они называются равносильными.

Равносильность двух формул алгебры логики обозначается символом “ = ” или символом “  ”. Замена формулы другой, ей равносильной, называется равносильным преобразованием данной формулы

№63 Логический элемент компьютера — это часть электронной логичеcкой схемы, которая реализует элементарную логическую функцию.

Логическими элементами компьютеров являются электронные схемы типа И, ИЛИ, НЕ, И-НЕ, ИЛИ-НЕ и другие (называемые также вентилями), а также устройство - триггер. С помощью этих логических схем можно реализовать любую логическую функцию, описывающую работу устройств компьютера. Обычно у вентилей бывает от двух до восьми входов и один или два выхода. Чтобы представить два логических состояния — “1” и “0” в вентилях, соответствующие им входные и выходные электрические сигналы имеют один из двух установленных уровней напряжения. Например, +5 вольт и 0 вольт. Высокий уровень обычно соответствует значению “истина” (“1”), а низкий — значению “ложь” (“0”). Каждый логический элемент имеет свое условное обозначение в схеме, которое определяет его логическую функцию, но не указывает на то, какая именно электронная схема в нем реализована. Это упрощает запись и понимание сложных логических схем. Работа логических элементов описывается с помощью таблиц истинности. Таблица истинности это табличное представление работы логической схемы (или операции), в котором перечислены все возможные сочетания значений истинности входных сигналов (операндов) вместе со значением истинности выходного сигнала (результата операции) для каждого из этих сочетаний.

Математический аппарат алгебры логики удобен для обработки данных в компьютере, где применяется двоичная система счисления, в которой используются цифры 1 и 0, а значений логических переменных тоже два: “1” и “0”. Поэтому одни и те же устройства компьютера могут применяться как для обработки и хранения как числовой информации, представленной в двоичной системе счисления, так и значений логических переменных.Данные и команды в компьютере представляются в виде двоичных последовательностей 0 и 1 различной структуры и длины (в отличие от логических значений 0 и 1). В электронике компьютера при кодировании двоичной информации единица кодируется более высоким уровнем напряжения, чем ноль (или наоборот).

№64 Функции И (AND), ИЛИ (OR), НЕ (NOT) - позволяют создавать сложные логические выражения. Эти функции работают в сочетании с простыми операторами сравнения. Функции И и ИЛИ могут иметь до 30 логических аргументов и имеют синтаксис: =И(логическое_значение1;логическое_значение2...); =ИЛИ(логическое_значение1;логическое_значение2...); Функция НЕ имеет только один аргумент и следующий синтаксис:; =НЕ(логическое_значение).Аргументы функций И, ИЛИ, НЕ могут быть логическими выражениями, массивами или ссылками на ячейки, содержащие логические значения.

Схема И реализует конъюнкцию двух или более логических значений.

Единица на выходе схемы “И” будет тогда и только тогда, когда на всех входах будут единицы. Когда хотя бы на одном входе будет ноль, на выходе также будет ноль.

Связь между выходом z этой схемы и входами x и y описывается соотношением: z = x  y (читается как "x и y").

Операция конъюнкции на функциональных схемах обозначается знаком “&” (читается как "амперсэнд"), являющимся сокращенной записью английского слова and.

Схема ИЛИ реализует операцию дизъюнкцию для двух или более логических значений.

Когда хотя бы на одном входе схемы ИЛИ будет единица, на её выходе также будет единица.

Условное обозначение схемы ИЛИ представлено на рис. 5.2. Значение дизъюнкции равно единице, если сумма значений операндов больше или равна 1.

Связь между выходом z этой схемы и входами x и y описывается соотношением: z = x  y (читается как "x или y"). Таблица истинности — в табл. 5.2.

Схема НЕ (инвертор) реализует операцию отрицания. Связь между входом x этой схемы и выходом z можно записать соотношением z = , где читается, как "не x" или "инверсия х".Правило: Если на входе схемы 0, то на выходе 1; и наоборот, когда на входе 1, на выходе 0.

№65 С х е м а   И – НЕ

Схема И-НЕ состоит из элемента И и инвертора и осуществляет отрицание результата схемы И.

Связь между выходом z и входами x и y схемы записывают следующей формулой: z = , где читается как "инверсия x и y".

Условное обозначение схемы И-НЕ

Таблица истинности схемы И-НЕ — в

С х е м а   ИЛИ – НЕ Схема ИЛИ-НЕ состоит из элемента ИЛИ и инвертора и осуществляет отрицание результата схемы ИЛИ. Связь между выходом z и входами x и y схемы записывают следующим образом: z = , где, читается как "инверсия x или y". Условное обозначение схемы ИЛИ-НЕ Таблица истинности схемы ИЛИ-НЕ

№66 Триггер — это электронная схема, применяемая в регистрах компьютера для запоминания одного разряда двоичного кода. Триггер имеет два устойчивых состояния, одно из которых соответствует двоичной единице, а другое — двоичному нулю. Самый распространённый тип триггера — так называемый RS-триггер ( S и R, соответственно, от английских set — установка, и reset — сброс). Условное обозначение триггера в схемах — на рис. 5.6. Он имеет два симметричных входа S и R и два симметричных выхода Q и ┐Q, причем выходной сигнал ┐Q является логическим отрицанием сигнала Q. На каждый из двух входов S и R могут подаваться входные сигналы в виде кратковременных импульсов .Наличие импульса на входе будем считать единицей, а его отсутствие — нулем.На рис. 5.7 показана реализация триггера с помощью двух вентилей ИЛИ-НЕ и соответствующая таблица истинности.Проанализируем возможные комбинации значений входов R и S триггера, используя его схему и таблицу истинности схемы ИЛИ-НЕ (табл. 5.5).

№67 Сумматор — это электронная логическая схема, выполняющая суммирование двоичных чисел. Сумматор служит центральным узлом арифметико - логического устройства компьютера – АЛУ.Многоразрядный двоичный сумматор предназначен для сложения многоразрядных двоичных чисел и представляет собой комбинацию одноразрядных сумматоров, с рассмотрения которых мы и начнём. Условное обозначение (принятое в схемах) одноразрядного сумматора приведено на рис. 5.8.

При сложении двух чисел a и b в одном i-ом разряде приходится иметь дело с тремя цифрами:

1. цифра a_i первого слагаемого;

2. цифра b_i второго слагаемого;

3. перенос цифры p_i–1 из младшего разряда в старший разряд.

В результате сложения получаются две цифры c и q :

1. цифра c_i для суммы данного i-го разряда;

2. цифра q_i - перенос цифры p_i из данного i -го разряда в старший i+1 разряд.

Таким образом, одноразрядный двоичный сумматор есть устройство с тремя входами и двумя выходами, работа которого может быть описана следующей таблицей истинности:

Если требуется складывать двоичные числа длиной два и более бит, то можно использовать последовательное соединение таких сумматоров, причём для двух соседних сумматоров выход переноса одного сумматора является входом для другого.

№68 Решение задач с помощью компьютера включает в себя следующие основные этапы, часть из которых осуществляется без участия компьютера.Постановка задачи:сбоp инфоpмации о задаче;фоpмулиpовка условия задачи;опpеделение конечных целей pешения задачи;определение формы выдачи результатов;описание данных (их типов, диапазонов величин, структуры и т.п. ).Анализ и исследование задачи, модели:анализ существующих аналогов;анализ технических и программных средств;pазpаботка математической модели;разработка структур данных.Разработка алгоритма:выбор метода проектирования алгоритма;выбор формы записи алгоритма (блок-схемы, псевдокод и др.);выбоp тестов и метода тестиpования;проектирование алгоритма.Пpогpаммиpование:выбор языка программирования;уточнение способов организации данных;запись алгоpитма на выбpанном языке пpогpаммиpования.Тестиpование и отладка:синтаксическая отладка;отладка семантики и логической стpуктуpы;тестовые pасчеты и анализ pезультатов тестиpования;совершенствование пpогpаммы.Анализ результатов решения задачи и уточнение в случае необходимости математической модели с повторным выполнением этапов 2 - 5.Сопровождение программы:доработка программы для решения конкретных задач;составление документации к pешенной задаче, к математической модели, к алгоpитму, к пpогpамме, к набору тестов, к использованию.

№69 Математическая модель — это система математических соотношений — формул, уравнений, неравенств и т.д., отражающих существенные свойства объекта или явления

Итак, создавая математическую модель для решения задачи, нужно:1.выделить предположения, на которых будет основываться математическая модель;2.определить, что считать исходными данными и результатами;3.записать математические соотношения, связывающие результаты с исходными данными.

При построении математических моделей далеко не всегда удается найти формулы, явно выражающие искомые величины через данные. В таких случаях используются математические методы, позволяющие дать ответы той или иной степени точности.

Существует не только математическое моделирование какого-либо явления, но и визуально-натурное моделирование, которое обеспечивается за счет отображения этих явлений средствами машинной графики, т.е. перед исследователем демонстрируется своеобразный "компьютерный мультфильм", снимаемый в реальном масштабе времени. Наглядность здесь очень высока.

№70 Текст программы можно проконтролировать за столом с помощью просмотра, проверки и прокрутки.Просмотр. Текст программы просматривается на предмет обнаружения описок и расхождений с алгоритмом. Нужно просмотреть организацию всех циклов, чтобы убедиться в правильности операторов, задающих кратности циклов. Полезно посмотреть еще раз условия в условных операторах,аргументы в обращениях к подпрограммам и т.п.Проверка. При проверке программы программист по тексту программы мысленно старается восстановить тот вычислительный процесс, который определяет программа, после чего сверяет его с требуемым процессом. На время проверки нужно "забыть", что должна делать программа , и "узнавать" об этом по ходу её проверки. Только после окончания проверки программы можно "вспомнить" о том, что она должна делать и сравнить реальные действия программы с требуемыми.Прокрутка. Основой прокрутки является имитация программистом за столом выполнения программы на машине. Для выполнения прокрутки приходится задаваться какими-то исходными данными и производить над ними необходимые вычисления. Прокрутка — трудоемкий процесс, поэтому ее следует применять лишь для контроля логически сложных участков программ. Исходные данные должны выбираться такими, чтобы в прокрутку вовлекалось большинство ветвей программы. Отладка программы — это процесс поиска и устранения ошибок в программе, производимый по результатам её прогона на компьютере. Тестирование — это испытание, проверка правильности работы программы в целом, либо её составных частей.

Отладка и тестирование (англ. test — испытание) — это два четко различимых и непохожих друг на друга этапа:при отладке происходит локализация и устранение синтаксических ошибок и явных ошибок кодирования;в процессе же тестирования проверяется работоспособность программы, не содержащей явных ошибок.

Программа-отладчик обычно обеспечивает следующие возможности:пошаговое исполнение программы с остановкой после каждой команды (оператора);просмотр текущего значения любой переменной или нахождение значения любого выражения, в том числе, с использованием стандартных функций; при необходимости можно установить новое значение переменной;установку в программе "контрольных точек", т.е. точек, в которых программа временно прекращает свое выполнение, так что можно оценить промежуточные результаты, и др.

При отладке программ важно помнить следующее:в начале процесса отладки надо использовать простые тестовые данные;возникающие затруднения следует четко разделять и устранять строго поочередно;не нужно считать причиной ошибок машину, так как современные машины и трансляторы обладают чрезвычайно высокой надежностью.

№71Тестирование программы. Как бы ни была тщательно отлажена программа, решающим этапом, устанавливающим ее пригодность для работы, является контроль программы по результатам ее выполнения на системе тестов.

Программу условно можно считать правильной, если её запуск для выбранной системы тестовых исходных данных во всех случаях дает правильные результаты.

Но, как справедливо указывал известный теоретик программирования Э. Дейкстра, тестирование может показать лишь наличие ошибок, но не их отсутствие. Нередки случаи, когда новые входные данные вызывают "отказ" или получение неверных результатов работы программы, которая считалась полностью отлаженной.

Для реализации метода тестов должны быть изготовлены или заранее известны эталонные результаты.

Вычислять эталонные результаты нужно обязательно до, а не после получения машинных результатов.

В противном случае имеется опасность невольной подгонки вычисляемых значений под желаемые, полученные ранее на машине.

Тестовые данные должны обеспечить проверку всех возможных условий возникновения ошибок:

• должна быть испытана каждая ветвь алгоритма;

• очередной тестовый прогон должен контролировать нечто такое, что еще не было проверено на предыдущих прогонах;

• первый тест должен быть максимально прост, чтобы проверить, работает ли программа вообще;

• арифметические операции в тестах должны предельно упрощаться для уменьшения объема вычислений;

• количества элементов последовательностей, точность для итерационных вычислений, количество проходов цикла в тестовых примерах должны задаваться из соображенийсокращения объема вычислений;

• минимизация вычислений не должна снижать надежности контроля;

• тестирование должно быть целенаправленным и систематизированным, так как случайный выбор исходных данных привел бы к трудностям в определении ручным способом ожидаемых результатов; кроме того, при случайном выборе тестовых данных могут оказаться непроверенными многие ситуации;

• усложнение тестовых данных должно происходить постепенно.

№72. Ошибки могут быть допущены на всех этапах решения задачи — от ее постановки до оформления. Разновидности ошибок и соответствующие примеры приведены в таблице:   

Вид ошибки	Пример
Неправильная постановка задачи	Правильное решение неверно сформулированной задачи
Неверный алгоритм	Выбор алгоритма, приводящего к неточному или эффективному решению задачи
Ошибка анализа	Неполный учет ситуаций, которые могут возникнуть; логические ошибки
Семантические ошибки	Непонимание порядка выполнения оператора
Синтаксические ошибки	Нарушение правил, определяемых языком программирования
Ошибки при выполнении операций	Слишком большое число, деление на ноль, извлечение квадратного корня из отрицательного числа и т. п.
Ошибки в данных	Неудачное определение возможного диапазона изменения данных
Опечатки	Перепутаны близкие по написанию символы, например, цифра 1 и буквы I, l
Ошибки ввода-вывода	Неверное считывание входных данных, неверное задание форматов данных

Обычно синтаксические ошибки выявляются на этапе трансляции. Многие же другие ошибки транслятору выявить невозможно, так как транслятору неизвестны замыслы программиста.

Отсутствие сообщений машины о синтаксических ошибках является необходимым , но не достаточным условием, чтобы считать программу правильной.

Примеры синтаксических ошибок:

• пропуск знака пунктуации;

• несогласованность скобок;

• неправильное формирование оператора;

• неверное образование имен переменных;

• неверное написание служебных слов;

• отсутствие условий окончания цикла;

• отсутствие описания массива и т.п.