6. Компьютер. Развитие представлений учащихся

о программном обеспечении ЭВМ. Требования к знаниям и умениям.

hardware & software — твердая компонента и мягкая компонента компьютера.

КОМПЬЮТЕР = АППАРАТУРА(hardware) + ПРОРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ (software)

Прогр обес-е — это сов-сть прогр, хран-ся на устр-ах долговрем пам компа и предназ-х для масс. Исп-я. Исп-е компа по такой схеме:

Задача  Выбор и иниц-я прогр  Работа

Прог-е обесп-е — это и данные, с кот раб прогр. Дан-е и прогр-ы хр-ся на дисках в отд-х файлах.

Аналог терм software-«информационное обеспечение компьютера».

Классификация программного обеспечения.

Что такое прикладное программное обеспечение. Прикл прогр, кот удовл потр-ти поль-ля: поиграть в компьютерную игру, напечатать рассказ, нарисовать рисунок на экране.

Назначение систем программирования.

• сист прогр-я позвол программисту вводить прогр в комп, редакт-ть, отлаж-ть, тест-ть, исполнять прогр.

Основные функции операционной системы. ОС — это слож прогр-я сист. ОС, независимо от типа, выпол 3 основ ф-и:

1) управление устройствами компьютера;

2) взаимодействие с пользователем;

3) работа с файлами.

MS-DOS поддерживает однозадачный режим работы компьютера. Windows поддерживает многозадачный режим работы компьютера¹.

Начальные сведения об организации файлов. Понятия для уч-ся: имя файла, тип файла, файл стр-ра, каталог, путь к файлу, дерево каталогов.

Файлы программные (их еще называют исполняемыми файлами) и файлы данных.. Прогр-е файлы :.ехе или .сот,.bat.

Операции с файлами и катал-ми: просмотр содерж файла, копир и перемещ файла, созд каталога (папки), удал,переим файла и каталога.

Учащиеся должны знать:

• прав тех безоп при раб на компьютере;

• состав основ уст-тв компьютера, их назн-ие и инф-ое взаим-ие;

• основн хар-ки компьютера в целом и его узлов (различ накоп-ей, устр-тв ввода и выв инф-и);

•сущ прогр-о управ работой компьютера.

• принципы орг-и инф-и на дисках: что такое файл, каталог (папка), файловая структура;

• назначение программного обеспечения и его состав;

• *состав и функции операционной системы.

Учащиеся должны уметь:

• включать и выключать компьютер;

• пользоваться клавиатурой;

• вставлять дискеты в накопители;

• иниц-ать вып-е программ из программных файлов;

• просматривать на экране директорию диска;

• вып-ть основ операции с файлами и каталогами (папками): копир, перемещ, удал, переим, поиск;

7. Компьютер. Методические подходы к раскрытию понятия архитектуры эвм. Требоавния к знаниям и умениям. Основные устройства эвм и принцип программного управления.

Комп — это универс маш для работы с инф-ей.Тех средства: память, процессор, уст-ва ввода и вывода.

Дел памяти компьютера на внутреннюю и внешнюю.

Различ устр-а компа связ м-у соб каналами передачи инф-ии. Из внеш мира инф-я поступ в комп ч-з устр-ва ввода; инф-я попад во внутр-ю память. Если треб-ся длит ее хран-е, то из внутр пам она перепи-ся во внеш. Обр-ка инф-ии осущ-ся процессором при непрерыв двустор связи с внутр памятью: оттуда извл-ся исход данные, туда же помещ рез-ы обр-ки. Инф-я из внутр пам мож МБ передана во внеш мир ч-з устр-ва выв.

Для реш задачи компу нуж сообщ исход данные и прогр раб. И данные и прогр предст-ся в опред форме, «понятной» машине, занос-ся во внутр пам и затем комп перех к выпол-ю прогр. Комп-формаль испол-ль программы.

Суть принц прогр-о управления компьютером сводится к 3 положениям:

1) любая работа выпол-ся компом по программе;

2) исполняемая прогр нах-ся в операт памяти;

3) программа выполняется автоматически.

Внутренняя память. К физич св-ам:

• пам, постр на электрон элементах (микросхемах), кот хранит инф-ю т при налич электропит; -энергозавис-ть;

• быстрая пам; время занесения (записи) в нее инф-и и извлеч (чтения) очень маленькое — микросекунды;

• пам небольш по объему (по срав-ю с внеш пам).

Быстр энергозавис внутр память - оператив пам, или ОЗУ — операт запоминающее устройство.

В компе - вид внутр памяти — пост запомин устр-во (ПЗУ). Основ его отлич от ОЗУ — энергонезав-сть, т.е. при отключ компа от электросети инф-я в ПЗУ не исчезает. Однажды запис инф-я в ПЗУ не мен-ся. ПЗУ —пам, предназнач т для чт, ОЗУ — и для чт, и для записи. Обычно ПЗУ по объему сущ-но меньше ОЗУ.

Внеш пам. - магнит и оптич носит. Сущ-ют магните ленты и диски. Оптич CD-ROM (Compact Disk — Read Only Memory т для чт). На магнит нос инф-ю мож запис многократно, на оптич — т 1раз.

Свойства внешней памяти:

• энергонезав, независ от того, включ или выключ комп, вставлен носит в комп или лежит на столе;

• медленная по сравс операт; в порядке возраст скор чт/зап инф-ии, устр-ва внеш пам расп-тся так: магнит ленты — магнит диски — оптич диски;

• объем инф-ии, помещ-ся во внеш пам, больше, чем во внутр; а с уч возм-сти смены нос-й — неограничен.

Ленты, диски — это носители инф-ии.

Устр-во компа, кот раб с магнит лентой, записывает и считыв с нее инф-ю- накопит на магнит ленте (НМЛ) - стример. Устр-во чт/записи на магнит диск - накопит на магнит диске (НМД), или дисководом. С оптич дисками раб оптич дисковод. Он т чит инф-ю с CD-ROM.

. Изучив баз курс, ученики будут узнать, что

1) комп раб со след вид данных (обраб-ой инф-ии): симв-и, числ, графич, зв-ми;

2) люб инф-ия в пам компа (в т ч и программы) предст-ся в двоичном виде.

Двоич вид обознач то, что люб инф-ия в пам компа с пом всего 2 символов: 0 и 1. 1 символ из двухсимволь алф несет 1 бит инфор -битовой формой. Двоич символы распоз-ся так: есть сигнал — 1, нет сигнала — 0. На магнит нос-ях 1- намагнич уч-к поверхности, 0 — не намагниченный.

Организация внутренней памяти. Инф-ю стр-ру внутр пам – послед-сть двоичных ячеек — битов.

Номера байтов	Биты
0	0	1	1	0	1	0	0	0
1	1	1	0	0	1	1	0	1
2	1	0	0	0	1	1	1	0
3	0	1	1	1	0	0	1	1
….

Бит стр-ра внутр пам: дискр-ть. Кажд бит пам в дан момт хранит одно из двух знач: 0 или 1, т.е. один бит инф-и. В процессе раб компаа эти 0 и 1 «мигают» .

2свойство-адресуемость. Адрес-ся байты — 8 распол-х подряд битов пам. Адрес байта — это его порядковый номер в памяти. Доступ к инф-ии в операт пам происходит по адресам'.

Организация внешней памяти. Информ стр-ра внеш памяти — файловая. Наим именуемой единицей во внеш памяти- файл.

На магнит носит инф-я запис-ся (и считывается) с пом магнит головки накопителя.

Книж аналогия помог понять ученикам назнач корнев каталога диска — его своеобразного оглавления. Список, в кот сод-ся свед о файлах на диске-директорией диска. В каталоге содержатся свед о файле (имя, размер в байтах, дата и время создания или последнего изменения).

Архитектура (ПК). Сущ классы ЭВМ: суперЭВМ, большие ЭВМ, мини-ЭВМ, микроЭВМ. (ПК) относятся к классу микроЭВМ.

Структуру ПК принято называть арх-ой с общей шиной (магистраль арх-ра). Ее глав дост-во — простота, возм-сть изм-ть конфигурацию компа путем добавл нов или замены старых устр-тв.

Роль ЦП в ПК выполняет микропроцессор; в кач-ве устр-ва ввода исп-ся клава; устр-ва выв — монитор и принтер; устр-во внешн пам — дисковод. Инф-ая связь между устр-ми осущ-ся ч-з общ многопроводную магистраль (шину); внеш уст-ва подсоедин к магистрали ч- контроллеры (обозначены треугольниками).

Основн устр-во ПК- микропроцессор (МП)- мозг машины. Скор-ть раб соврем компа завис от: такт част и разрядности. Разр-сть процессора — это раз-р той порции инф-и, кот процессор мож обр-ть за одну операцию (одну команду).

Видеосистема ПК.. Основ устройством выв графич изобр является дисплей. Раб дисплея управл видеоконтроллер— видеоадаптер; видеокарта.

Основ представ об устр-ве дисплея: дискрет (пиксельная) стр-ра экр; сетка пикселей (растр); сканир растра электрон лучом; част сканир-я; 3-цвет структура пикселя цветного монитора.

С эт тзр видеоконтр сост из 2 частей: видеопамяти и дисплейного процессора..

Комп раб с инф-ей, хран-ся в его пам в 2чном виде. Изобр на экр — это отраж инф-и в пам ЭВМ — видеоинф-ии.

Преобраз видеоинф-и при выв на экр и при сканир.

8.9. Алгоритмизация. Программирование.Подходы к раскрытию темы в литре. Методика введ пон алгоритма. Метод обуч алгоритмизации на учеб исполнителях, раб-х в обстановке. Методика изуч алгоритмов с величинами. Элем-ы прогр-я в баз курсе инф-ки. Требоавния к знаниям и умениям.

Подходы к раскрытию темы в учебной литературе

В учеб опред-е: «Под алгоритм поним понятное и точное предпис (указание) исполнителю совершить послед-ть действ, напр-х на достиж указ-й цели или на реш поставл задачи». Команда-Указ на выпол-е кажд отд-го действия.В кач-ве основн св-ва алг-a подч-ся форм-ый хар-р раб исп-ля при его вып-ии. Выв: исп-ем алг-а мб автомат (машина, робот). Прогр-а — это и есть алгоритм, предст-ый на яз, «понятном» компу — на яз программирования.

В уч сказано: «При исп-и алг-а компом знач величин хранятся в его пам. При исп-ии алг-а челом табл знач вып-ет роль доп памяти для исполнителя».

Вшколу ввели Алгоритмический язык А. П. Ершова можно назвать русскоязычным псевдокодом, предназ-м для обуч метод стр-го прогр-ия.

Идея и техн-я стр-го прогр-ия возникла и интенсивно разв-сь в 60 — 70-х гг. XXв и связ с именами классиков прогр-я, как Э.В. Дейкстр, X. Д. Миле, Е. Кнут. Большой вклад внес академик А. П. Ершов.

А. П. Ершов: различать исп-ей алг-ов, раб-их с велич и «в обстановке»; а соотв-е алг-ы для этих исп-ей называть алг-и раб с велич-ми и «в обстановке». 1 пед прогр-е средство для алгоритмиз-яз прогр-я ЛОГО. В состав ЛОГО вход исп-ль Черепашка.Прог-ы управления Черепашкой сост-ся из команд: вперед(а), назад(а), направо(в), налево(в), поднять хвост, опустить хвост. «+» Черепашки — ясность для ученика решаемых задач, нагляд-ть процесса раб в ходе выпол-я прогр-ы.

В уч А. Г. Кушниренко-идеи препод-я алгоритмиз, залож-е А. П. Ершовым и С. Пейпер-том. В уч введено 2 алгоритм-х исп-ля — это Робот и Чертежник.Робот мож закраш клетки, измерять темп-ру и уровень радиации.Чертежник близок по идее к Черепе,но раб Черепашки не связана с системой.

В целом можно сказать, что в учебнике [14] алг-кая лин школ инф-ки проработана наиб полно и послед-но как в содерж-ном, так и в методическом плане.

Алг-кая линия в уч Л.Г. Гейна 2 направл-я. 1) исполь-е учеб испол-ей алг-в, раб-их «в обстановке. 2)в обуч постр-ю вычисл-ых алг-в для реш задач мат модел-я.

В уч [12] исп-ль - «Чертежник», принцип «черепаш графики». Ком перемещ (сделать шаг, прыгнуть) и вращ (повернуть налево) не имеют параметров.

Для модел-я методов реш задач обр-ки таблич инф-ии в [12] есть исп-ль Робот-манипулятор. Хар-я стр-ра алг-в управл-я Роботом — влож циклы с ветв-ми.

2) напр-е— алг-ы реш вычисл-х задач. Для построения алг-в исп-ся уч исп-ль Вычис-ль. Это исп-ль, работающ т с числ-и велич-и. Поск-ку в кач-ве яз прогр-я для реализац вычисл-х алг-в на ЭВМ исп-ся Бейсик, то и язык Выч-ля «бейсикообразен».

Для модел-я пон переем-й -образ ящика. Имя переем-й — это буква, запис на «ящике», а присваив-е ей знач — это велич (число), помещ-е в «ящик».

В уч В.А.Каймина - Изуч алгор-ии ориент-ся на исп-ля-ЭВМ. Для опис алг-ов исп-ся алг-кий яз, близкий к варианту А.П.Ершова. Блок-схемы почти не исп-ся. Рассм-ся вычисл-ые задачи, а также задачи на постр-е графич изобр-й. Авторы удел внимание станд-м приемам прогр-я на нестр-м Бейсике циклов и ветвлений.

В уч 3 покол А. Г. Гейна введен нов уч исп-ль Паркетчик. Предст-ет из себя БИ(бездум испол-ли), назнач — выклад-ть на клетчатом поле узоры из разноцвет плиток (крас и зел). Паркетчик предназ-н для методич обуч стр-у спос постр-я алг-в. Форма яз Паркетчика прим-ся для опис вычисл-ых алг-в.

В уч [2] предл-ся для изуч 2 яз -я: QBasic и Паскаль.

В учА. А. Кузнецова и Н.В.Агапьевой раздел «Введ в прогр-е» - на началь изучПаскаля на примерах задач вычисл-го хар-ра, задач постр-я графич изобр и обработки строк.

В уч И.Г.Семакина алг-м как инф-й компонент сист упр-я. Такой подход дает возм-сть ввести в содерж баз курса нов содерж-ю линию — лин упр-я,затр-ет след вопросы:

•элем-ы теор кибернетики: кибернет модель упр-я с обрат связью;

•эл-ты приклад кибер-ки: стр-ра комп-х сист автом-го упр-я (систем с прогр-м упр-ем); назнач автоматиз-х сист управления;

• основы теории алгоритмов.

Определение и свойства алгоритма. Алгоритм — понятное и точное предпис исп-лю выпо-ть конеч послед-сть команд, приводящих от исход данных к иск рез-ту.

Схема функц-я исполнителя алгоритмов

Центробъект-ИСП-ЛЬ алг-в. — это тот объект (или субъект), для упр-я кот-м сос-ся алг-м. Основ хар-ка исп-ля-сист команд исп-ля (СКИ)- конеч множество команд, кот поним исп-ль, т.е. умеет их выполнять.

Свойства алгоритма:

1.понятность- исп-ль на входе получ алг-м и исход данн, а на вых получ-ся требуем рез-ы. Алг-м мож включать в себя только команды, входящие в СКИ.

2. точность, те опред-ть однознач дей-е исп-ля.

3.послед-ом форм-м выполнении команд алг-а. - выв о возм-ти созд-я автоматич исполнителей

4.конечность- Рез-сть алг-а-исп-ние алг-а и, получ рез-та должно завер-ся за конеч число шагов.шаг – выпо-е отдельной команды.

5. дискретность- команды алг-а вып-ся посл-но, с точ фиксацией моментов оконч-я вып-я одной команды и нач выполнения следующей.

6.массовость-алг-м прим-ся к люб конкр-ой форм-ке задачи, для решения которой он разработан.

Дидак-им сред-ом в разд Обуч методам постр-я алг-ов-уч исп-ли алг-ов.Подход люб исп-ль, кот уд-ет усл:

• д.б исп-ль, работающий «в обстановке»;

• этот исп-ль долж имитировать процесс упр-я некот реаль объектом (черепахой, роботом и др.);

• в сист команд исп-ля дб все стр-е комупр-я (ветвления, циклы);

•исп-ль позвол исп-ть вспом-е алг-ы (процедуры).

Глав цель разд алгор-ции- овлад-е уч-ся стр-й методикой построения алгоритмов.

При опис-и люб исп-ля алг-ов необх выделять след хар-ки: среда, реж раб, сист команд, данные. Сов-ть хар-ик можно назвать архитектурой исполнителя.

О способах описания алгоритмов. 2 способа опис алг-в: блок-схемы и уч алг-кий яз. В баз курсе инф-ки необх-о исп-ть обе эти формы. Основн дост-во блок-схем — наглядность алгоритмической структуры.

Алг-кий язык — это текст форма опис алг-а. Она ближе к яз прогр-я, чем бл-схемы. строгого синтаксиса в алгоритмическом языке нет.

2 стороны в обучении алгоритмизации:

—обуч стр-ой методике построения алгоритмов;

— обучение методам работы с величинами.

ЭВМ — исполнитель алгоритмов. Сост-е люб прогр-ы для ЭВМ нач с постр-я алг-а. Испол-ль- комп (в програ-и). Исп-ль -комплекс «ЭВМ + сист прогр-я (СП)».Прогр-ст сост прогру на яз,на кот ориент-на СП.

Входной язык - язык программирования Паскаль.

Наиб подходящ для обуч- Паскаль.

Процесс прогр-ия делится на 3 этапа:

1) сост-е алгоритма решения задачи;

2) сост-е прогр-ы на яз прогр-я;

3) отладка и тестирование программы.

Для опис алг-ов раб с велич-ми след исп-ть бл-сх и учеб алг-кий яз. Опис алг-ов дб ориент-но на исп-ля со стр-ым вход языком.

Характеристики величин.

Данные-инф-я, обр-мая комп-ой прогой. Велич —отд-й инф-й объект, отдель един данных. Команды опр-ют дейс-я, вып-мые над велич-ми. Дан дел-ся на исход, рез-ты (окончат дан) и промежуточ данные.

Всякая велич заним свое опред место в пам ЭВМ — ячейку пам.У велич 3 хар-ки: имя, знач и тип. Велич - на константы(неизм велич,предс-ся собственным знач-ем) и переем-е (изменять свои знач в ходе выпол-я прогр).

Действия над величинами:иерархии понятий: опер-я — выраж — команда, или опер-р — сист команд .

Операция — простейш законч действие над дан-и. Выраж — запись в алг-е (прог-е), опр-ет послед-ть операций для вычисл-я некот велич.

Команда — входящее в запись алг-а типов предпис исп-лю вып-ть некот законч действие.

Прав записи- синтаксис яз.

Узлов понятия – перем-я и присваив.Перем-я получ опред-е зна в рез-е присв-ия.