из электронной библиотеки / 826437021605671.pdf
.pdfЦифровые сигналы, вырабатываемые компьютером, нельзя напрямую передавать по теле-
фонной сети, потому что она предназначена для передачи человеческой речи — непрерыв-ных сигналов звуковой частоты.
Модем обеспечивает преобразование цифровых сигналов компьютера в переменный ток ча-
стоты звукового диапазона — этот процесс называется модуляцией, а также обратное преоб-
разование, которое называется демодуляцией. Отсюда название устройства: модем — моду-
лятор/демодулятор.
Схема реализации модемной связи
Для осуществления связи один модем вызывает другой по номеру телефона, а тот отвечает на вызов. Затем модемы посылают друг другу сигналы, согласуя подходящий им обоим ре-жим связи. После этого передающий модем начинает посылать модулированные данные с согласо-
ванными скоростью (количеством бит в секунду) и форматом. Модем на другом кон-це преоб-
разует полученную информацию в цифровой вид и передает её своему компьютеру. Закончив сеанс связи, модем отключается от линии.
Внешний модем Управление модемом осуществляется с помощью специального коммутационного про-
граммного обеспечения.
Модемы бывают внешние, выполненные в виде отдельного устройства, и внутренние, пред-
ставляющие собой электронную плату, устанавливаемую внутри компьютера. Почти все мо-
демы поддерживают и функции факсов.
Факс — это устройство факсимильной передачи изображения по телефонной сети. Название
"факс" произошло от слова "факсимиле" (лат. fac simile — сделай подобное), означающее точ-
ное воспроизведение графического оригинала (подписи, документа и т.д.) средствами печати.
Модем, который может передавать и получать данные как факс, называется факс-модемом
Манипуляторы Манипуляторы (мышь, джойстик и др.) — это специальные устройства, которые использу-
ются 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 со-
ответствующие перемещения курсора по экрану дисплея. В верхней части устройства рас-
51
положены управляющие кнопки (обычно их три), позволяющие задавать начало и конец дви-
жения, осуществлять выбор меню и т.п.
Джойстик — обычно это стержень-ручка, отклонение которой от вертикального положения приводит к передвижению курсора в соответствующем направлении по экрану монитора. Ча-
сто применяется в компьютерных играх. 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. Пользова-
тель рукой вращает шарик и перемещает, соответственно, курсор. В отличие от мыши, трекбол не требует свободного пространства около компьютера, его можно встроить в кор-пус маши-
ны.
Дигитайзер — устройство для преобразования готовых изображений (чертежей, карт) в цифро-
вую форму. Представляет собой плоскую панель — планшет, располагаемую на столе, и спе-
циальный инструмент — перо, с помощью которого указывается позиция на планшете. При перемещении пера по планшету фиксируются его координаты в близко расположенных точках,
которые затем преобразуются в компьютере в требуемые единицы измерения.
Устройство компьютера
Рассмотрим устройство компьютера на примере самой распространенной компьютерной си-
стемы — персонального компьютера. Персональным компьютером (ПК) называют сравни-
тельно недорогой универсальный микрокомпьютер, рассчитанный на одного пользователя.
Персональные компьютеры обычно проектируются на основе принципа открытой архитек-
туры.
Принцип открытой архитектуры заключается в следующем:
* Регламентируются и стандартизируются только описание принципа действия компьютера и его конфигурация (определенная совокупность аппаратных средств и соединений между ни-
ми). Таким образом, компьютер можно собирать из отдельных узлов и деталей, разрабо-
танных и изготовленных независимыми фирмами-изготовителями.
* Компьютер легко расширяется и модернизируется за счёт наличия внутренних расшири-
тельных гнёзд, в которые пользователь может вставлять разнообразные устройства, удовле-
творяющие заданному стандарту, и тем самым устанавливать конфигурацию своей машины в соответствии со своими личными предпочтениями.
Упрощённая блок-схема, отражающая основные функциональные компоненты ком-пьютерной системы в их взаимосвязи, изображена на рисунке.
52
Общая структура персонального компьютера с подсоединенными периферийными устрой-
ствами Для того, чтобы соединить друг с другом различные устройства компьютера, они должны
иметь одинаковый интерфейс (англ. interface от inter — между, и face — лицо).
Интерфейс — это средство сопряжения двух устройств, в котором все физические и логиче-
ские параметры согласуются между собой.
Если интерфейс является общепринятым, например, утверждённым на уровне между-
народных соглашений, то он называется стандартным.
Каждый из функциональных элементов (память, монитор или другое устройство) свя-зан с шиной определённого типа — адресной, управляющей или шиной данных.
Для согласования интерфейсов периферийные устройства подключаются к шине не напрямую,
а через свои контроллеры (адаптеры) и порты примерно по такой схеме:
Контроллеры и адаптеры представляют собой наборы электронных цепей, которыми снабжа-
ются устройства компьютера с целью совместимости их интерфейсов. Контроллеры, кроме этого, осуществляют непосредственное управление периферийными устройствами по запросам микропроцессора.
Порты устройств представляют собой некие электронные схемы, содержащие один или не-
сколько регистров ввода-вывода и позволяющие подключать периферийные устрой-ства ком-
пьютера к внешним шинам микропроцессора.
Портами также называют устройства стандартного интерфейса: последовательный, параллель-
ный и игровой порты (или интерфейсы).
Последовательный порт обменивается данными с процессором побайтно, а с внешни-ми устройствами - побитно.
Параллельный порт получает и посылает данные побайтно.
К последовательному порту обычно подсоединяют медленно действующие или достаточно удалённые устройства, такие, как мышь и модем. К параллельному порту подсоединяют бо-лее
"быстрые" устройства — принтер и сканер. Через игровой порт подсоединяется джойстик.
Клавиатура и монитор подключаются к своим специализированным портам, которые пред-
ставляют собой просто разъёмы.
Основные электронные компоненты, определяющие архитектуру процессора, разме-щаются на основной плате компьютера, которая называется системной или материнской (MotherBoard). А
контроллеры и адаптеры дополнительных устройств, либо сами эти устройства, выполняются в виде плат расширения (DаughterBoard — дочерняя плата) и подключаются к шине с помощью разъёмов расширения, называемых также слотами расширения (англ. slot — щель, паз).
53
Основные блоки, входящие в состав компьютера Современный персональный компьютер состоит из нескольких основных конструктивных компонент:
*системного блока;
*монитора;
*клавиатуры;
*манипуляторов.
В системном блоке размещаются:
*блок питания;
*накопитель на жёстких магнитных дисках;
*накопитель на гибких магнитных дисках;
*системная плата;
*платы расширения;
*накопитель CD-ROM;
*и др.
Корпус системного блока может иметь горизонтальную (DeskTop) или вертикальную (Tower
— башня) компоновку. Типичный системный блок со снятой крышкой корпуса — на рис. 2.28.
Системный блок со снятой крышкой корпуса:
1 — Системная плата.
2 — Разъём дополнительного второго процессора.
3 — Центральный процессор с радиатором для отвода тепла.
4— Разъёмы оперативной памяти.
5— Накопитель на гибких магнитных дисках.
6— Накопитель CD-ROM.
7— Сетевая карта.
8— Графический акселератор.
9— Блок питания, преобразующий переменное напряжение электросети в постоянное напря-
жение различной полярности и величины, необходимое для питания системной платы и внут-
ренних устройств. Блок питания содержит вентилятор, создающий циркулирующие потоки воздуха для охлаждения системного блока.
Системная плата Системная (материнская) плата является основной в системном блоке. Она содержит компо-
ненты, определяющие архитектуру компьютера:
*центральный процессор;
*постоянную (ROM) и оперативную (RAM) память, кэш-память;
54
*интерфейсные схемы шин;
*гнёзда расширения;
*обязательные системные средства ввода-вывода и др.
Системные платы исполняются на основе наборов микросхем, которые называются чипсетами
(ChipSets). Часто на системных платах устанавливают и контроллеры дисковых накопителей,
видеоадаптер, контроллеры портов и др. В гнёзда расширения системной платы устанавлива-
ются платы таких периферийных устройств, как модем, сетевая плата, видеоплата и т.п.
Системная плата компьютера класса Pentium:
1 — Разъём под центральный процессор;
2 — Дополнительный кэш объёмом 256 Кбайт;
3 — Разъём под дополнительный кэш;
4 — Контроллеры внешних устройств;
5 — Разъёмы накопителей на жёстких магнитных дисках;
6— Разъёмы под оперативную память, 4 планки;
7— Коннектор (соединитель) клавиатуры и мыши;
8— Микросхема, обслуживающая флоппи-дисковод, последовательные порты и параллель-
ный порт;
9 — Разъёмы 32-битной шины (для видеокарты, карты Интернет и др.);
10— Перезаписываемая BIOS (Flash-память);
11— Мультимедийная шина;
12— Разъёмы 16-битной шины.
Поколения ЭВМ и их основные характеристики Поколение ЭВМ Первое (1949-1958)
Второе (1959-1963)
Третье (1964-1976)
Четвертое (1977-...)
Элементная база ЭВМ Электронные лампы, реле Транзисторы, параметроны
Интегральные схемы (ИС), БИС (частично)
Большие ИС, сверхбольшие ИС ( СБИС, частично)
Производительность ЦП До 3 х 100 00 оп./с
До 3 х 1 000 000 оп/с
55
До 3 х 10 000 000 оп/с
Более Зх 10 000 000 оп/с
Тип операционной системы (ОП)
Триггеры, ферритовые сердечники (ФС)
Миниатюрные ФС Полупроводниковая на БИС Полупроводниковая на СБИС Объём ОП До 64 Кб До 512 Кб До 16 Мб Более 16 Мб
Характерные типы ЭВМ поколения Малые, средние, большие, специальные Большие, средние, мини- и микро-ЭВМ
Супер-ЭВМ, ПК, специальные, общие, сети ЭВМ Типичные модели поколения
EDSAC, ENIAC, UNIVAC, БЭСМ, Урал.
RCA-501.1ВМ 7090, Наири, Мир, МИНСК, Урал-11,
М-220, БЭСМ-6, М-4000
ЕС-ЭВМ, СМ-ЭВМ, IBM/360, PDP, VAX
IBM/370, SX-2,
IBM РС/ХТ/АТ, РS/2,
Cray, сети
Характерное программное обеспечение Коды, автокоды, ассемблеры
Языки программирования, диспетчеры, АСУ, АСУТП
ППП, СУБД, САПРы, ЯВУ, операционные системы БЗ, ЭС, системы параллельного программирования ПОДВЕДЕНИЕ ИТОГОВ ЗАНЯТИЯ ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ – КОНСПЕКТ ЛЕКЦИИ Упражнения по теме «Информация»
1. Запишите множество вариантов загорания двух светофоров на соседних перекрестках.
56
2.Три человека — Иванов, Петров и Сидоров — образуют очередь. Запишите все возмож-ные варианты образования этой очереди.
3.Назовите все возможные комбинации из двух различных нот (всего нот семь: до, ре, ми, фа,
соль, ля, си).
4. Пусть голосуют 3 человека (голосование «да»/«нет»). Запишите все возможные исходы го-
лосования.
5. Предположим, что имеются 3 автомобильные дороги, идущие от Парижа до Тулузы, и 4 —
от Тулузы до Мадрида. Сколькими способами можно выбрать дорогу от Парижа в Мадрид че-
рез Тулузу? Попытайтесь найти систематический метод для последовательного нахождения решения так, чтобы можно было составить список способов, не пропустив ни одного из них.
6.Поезд находится на одном из восьми путей. Сколько бит информации содержит сообще-ние о том, где находится поезд?
7.Сколько существует различных двоичных последовательностей из одного, двух, трех, че-
тырех, восьми символов?
8.Каков информационный объем сообщения «Я помню чудное мгновенье» при условии, что один символ кодируется одним байтом и соседние слова разделены одним пробелом?
9.Определите приблизительно информационный объем:
а) этой страницы книги;
б) всей книги;
в) поздравительной открытки.
10. Сколько бит необходимо, чтобы закодировать оценки «неудовлетворительно», «удовле-
творительно», «хорошо» и «отлично»?
11.Сколько различных символов, закодированных байтами, содержится в сообщении:
1101001100011100110100110001110001010111?
12.Сколько байт памяти необходимо, чтобы закодировать изображение на экране компью-
терного монитора, который может отображать 1280 точек по горизонтали и 1024 точек по вер-
тикали при 256 цветах?
13.Решите уравнение 8х (бит) = 32 (Кбайт).
14.Решите систему уравнений
15.Определите правила формирования приведенных ниже последовательностей и вставьте пропущенные числа :
а)1, 3, 5,...,9; ж) 128, 64, 32..,8; н) 15 (27) 42
б)20, 15,....5; з) 4, 9, 17, 35, ..,139; 30 (...) 55;
в)1, 2, 4,....16; и) 1, 2, 2, 4, 8, ..,256;о) 10 (50) 15
г)1, 4, 9,..,,25; к) 2, 3, 10, 15, ..,35; 17 (...) 20;
57
д)1, 8, 27,...,125; л) 1, 3, 3, 9, ..,6561;п) 143 (56) 255
е)1, 2, 6,...,120; м) к, о, ж, з, г, ..,ф; 218 (...) 114.
Ответы
1. Обозначим номера светофоров цифрами 1 и 2, а цвета их загорания — буквами 3 (зеле-ный),
Ж (желтый) и К (красный). Тогда искомое множество содержит следующие 9 элемен-тов: 31—
З2, 31—Ж2, 31—К2, Ж1—32, Ж1 —Ж2,Ж1 — К2, К1 — З2, К1 — Ж2, К1 — К2. 2. Вариантов всего шесть:
1)Иванов, Петров, Сидоров; 4) Петров, Сидоров, Иванов;
2)Иванов, Сидоров, Петров; 5) Сидоров, Иванов, Петров;
3)Петров, Иванов, Сидоров; 6) Сидоров, Петров, Иванов.
3. Комбинаций 42 : «до—ре», «до—ми», ..., «до—ей», «ре—до», «ре—ми», ..., «ре—си», «ми— до», «ми—ре», ..., «ми—си», ..., «ей—до», «ей—ре», ..., «си—ля».
4. Исходов восемь: «да—да—да», «да—да—нет», «да—нет—да», «да—нет—нет», «нет—да— да», «нет—да—нет», «нет—нет—да», «нет—нет—нет».
5.Двенадцатью способами.
6.3 бит информации (8 = 23).
7.Двоичных последовательностей из одного бит всего 21 = 2, из двух бит — 22=4, из трех бит
— 23=8, из четырех бит — 24= 16, из восьми бит — 28= 256.
8. 24 байт, или 192 бит.
10.Два бит: 00 — «неуд.», 01 — «удов.», 10 — «хор.», 11 — «отл.».
11.Разбиваем сообщение на восьмерки бит (т. е. на байты):
01001100 01110011 01001100 01110011 01010111.
Сравнивая байты между собой, видим, что первый и третий, а также второй и четвертый байты одинаковые. Следовательно, различных символов всего три.
12. Всего на экране монитора 1280•1024 = 1 310 720 точек. Для кодирования каждой из то-чек,
которые могут быть окрашены в 256 цветов (256 = 28), требуется 8 бит, или 1 байт. Та-ким об-
разом, для кодирования всего изображения требуется 1 310 720 байт = 1,25 • 220 байт =1,25
Мбайт.
13. Выравниваем размерности в левой и правой частях уравнения с учетом того, что 1Кбайт = 213 бит. Затем приводим обе части к одному основанию 2. Имеем 23х=25•213 , или 23х= 218.
Переходим к равносильному уравнению Зх = 18, откуда х = 18 : 3 = 6.
58
14. Выравниваем размерности с учетом того, что 1Кбайт = 213 бит и 1Мбайт= = 223 бит. При-
водим оба уравнения к одному основанию 2 и переходим к равносильным уравнениям. Полк-
чаем х= 11, у = 5.
15. а) 7 (чтобы получить следующее число, нужно к предыдущему прибавить 2
б) 10 (чтобы получить следующее число, нужно от предыдущего отнять 5
в) 8 (чтобы получить следующее число, нужно предыдущее умножить на 2
г) 16 (возвести в квадрат числа 1, 2, 3, ...);
д) 64 (возвести в куб числа 1, 2, 3, ...);
е) 24 (чтобы получить очередное число, нужно предыдущее умножить на номер числа);
ж) 8 (чтобы получить следующее число, нужно предыдущее разделить на 2
з) 69 (чтобы получить следующее число, нужно предыдущее умножить на 2 и к полученному произведению поочердно прибавлять либо вычитать единицу);
и) 32 (числа Фибоначи);
к) 26 (а1=2 аi=i2 +(-1)i-1,i=2,3,...);
л) 81 (а1=1 а2=3, аi =а1• а2• …• аi-1, i=2,3,...);
м) с (выписаны первые буквы цветов радуги: с — «синий»);
н) 25 (число в скобках есть разность между числами вне скобок);
о) 74 (удвоенная сумма чисел, стоящих вне скобок);
п) 52 (полуразность чисел, стоящих вне скобок).
Раздел «Логика».
Тема: «Логические схемы и логические выражения» Цели урока:
1. Образовательные
•Получить представление об алгебре высказываний.
•Построение таблиц истинности сложных высказываний.
•Логические схемы и логические выражения.
•Решение логических задач. 2. Развивающие
•Развитие исследовательской и познавательной деятельности.
•Лаконично, полно и содержательно отвечать и делать обобщающие выводы. 3. Воспитательные
•Формирование аккуратности при работе с компьютером.
•Понимание связей между другими учащимися, культурой поведения.
Тип урока: комбинированный
59
Методы организации учебной деятельности:
•фронтальная,
•индивидуальная,
•групповая,
•ученик-учитель,
•ученик-транспарант.
Продолжительность занятия: 2 академических часа.
Оборудование и ТСО
o Мультимедиапректор
o Карточки, карточки-помощники o Компьютеры
o Слайды ПЛАН занятия:
1. Информационная минутка. Отводится 5-7 минут на обсуждение компьютерных новостей из прессы.
Информационная минутка — это обоснованный повод привлечь школьников к самостоятель-
ному чтению (оценке) прессы. Эти качества необходимы юным членам информационного об-
щества и для наглядности эти материалы проектируются на экране мультимедиа.
2. Обобщение по материалу предыдущих уроков построить в виде фронтальной беседы, ин-
дивидуальной и групповой работы с учащимися класса, в ходе которой повторить основные понятия информатики, системы счисления, логические выражения, логические операции.
Для этого класс разделить на две команды (каждой команде отводится 10 минут):
•Первая команда составляет таблицы истинности для логических высказываний.
а) А или В и не С
б) (А или не В) и (не А и не В)
•Вторая команда отвечает на вопросы, задаваемые учителем(предварительно подготовив-
шись)
Предлагаемые вопросы:
•Что такое системы счисления, группы систем счисления?
•Что такое высказывание? Какие виды высказываний Вы знаете (Привести примеры общих,
частных и единичных высказываний).
•Какие логические операции Вы знаете?
•Приоритетность выполнения логических операций.
3.Подвести итог опроса команд.
4.Изучение нового материала.
60