Информатика часть I

Министерство образования и науки Российской Федерации ФГБОУ ВПО «Алтайский государственный технический университет им. И. И. Ползунова»

А. Г. Зрюмова, Е. А. Зрюмов

Методические указания по выполнению лабораторных работ по дисциплине «Информатика»

Часть I

Барнаул 2010

1

Введение

Информатика – это техническая наука, систематизирующая приемы создания, хранения, воспроизведения, обработки и передачи данных средствами вычислительной техники, а также принципы функционирования этих средств и методы управления ими.

Понятие информатика очень близко к понятию технология, поэтому ее предмет нередко называют информационной технологией.

Предмет информатики составляют следующие понятия: аппаратное обеспечение средств вычислительной техники; программное обеспечение средств вычислительной техники; средства взаимодействия аппаратного и программного обеспечения; средства взаимодействия человека с аппаратными и программными средствами.

Особое внимание в информатике уделяется вопросам взаимодействия. Здесь наиболее значимым является понятие интерфейса. Методы и средства взаимодействия человека с аппаратными и программными средствами называют пользовательским интерфейсом. В общей классификации выделяют аппаратные интерфейсы, программные интерфейсы и аппаратно-программные интерфейсы.

Задачей информатики является систематизация приемов и методов работы с аппаратными и программными средствами вычислительной техники. Цель систематизации состоит в выделении, внедрении и развитии передовых, наиболее эффективных технологий, в автоматизации этапов работы с данными, а также в методическом обеспечении новых технологических исследований.

Информатика – практическая наука. Основные направления для практических приложений:

−архитектура вычислительных систем;

−интерфейсы вычислительных систем;

−программирование;

−преобразование данных;

−защита информации;

−автоматизация;

−стандартизация.

На всех этапах технического обеспечения информационных процессов для информатики ключевым понятием является эффективность. Для аппаратных средств под эффективностью понимают отношение производительности оборудования к его стоимости (с учетом стоимости эксплуатации и обслуживания).

Для программного обеспечения под эффективностью понимают производительность лиц, работающих с ними (пользователей). В программировании под эффективностью понимают объем программного кода, создаваемого программистами в единицу времени.

Методические указания для выполнения лабораторных работ по курсу «Информатика» часть I состоят из восьми лабораторных работ. В ходе выполнения лабораторных работ будут подробно рассмотрены принципы функционирования персонального компьютера, принципы работы в операционных системах MS-DOS и Microsoft Windows XP, методы создания пакетных командных файлов, принципы работы с файловыми менеджерами на примере программы-оболочки FAR, методы архивации данных, работа с Microsoft

Word и Excel.

4

Лабораторная работа №1

Устройство персонального компьютера

Цель работы – знакомство с устройством и назначением основных функциональных блоков персонального компьютера, научиться рисовать функциональную схему материнской платы.

Задачи работы:

−получение навыков и умений в разборке персонального компьютера;

−получение навыков и умений в сборке персонального компьютера;

−получение навыков и умений в создании функциональной схемы современного персонального компьютера.

Справочно-методический материал

Персональный компьютер – универсальная техническая система. Его конфигурацию (состав оборудования) можно гибко изменять по мере необходимости. Тем не менее, существует понятие базовой конфигурации, которую считают типовой. В таком комплекте компьютер обычно поставляется. Понятие базовой конфигурации может меняться. В настоящее время в базовой конфигурации рассматривают четыре устройства:

−системный блок;

−монитор;

−клавиатура;

−мышь.

Системный блок

Системный блок представляет собой основной узел, внутри которого установлены наиболее важные компоненты. Устройства, находящиеся внутри системного блока, называют внутренними, а устройства, подключаемые к нему снаружи, – внешними.

Внешние дополнительные устройства, предназначенные для ввода, вывода и длительного хранения данных, также называют периферийными.

По внешнему виду системные блоки различаются формой корпуса. Корпуса персональных компьютеров выпускают в горизонтальном (desktop) и вертикальном (tower) исполнении. Корпуса, имеющие вертикальное исполнение, различают по габаритам:

−полноразмерный (big tower),

−среднеразмерный (midi tower),

−малоразмерный (mini tower).

Кроме формы, для корпуса важен параметр, называемый форм-фактором. От него зависят требования к размещаемым устройствам. Прежним стандартом корпуса персональных компьютеров был форм-фактор AT, в настоящее время в основном используются корпуса форм-фактора АТХ. Форм-фактор корпуса должен быть обязательно согласован с форм-фактором главной (системной) платы компьютера, так называемой материнской платы.

Корпуса персональных компьютеров поставляются вместе с блоком питания и, таким образом, мощность блока питания также является одним из параметров корпуса. Для массовых моделей достаточной является мощность блока питания 400-700 Вт.

Монитор

Монитор – устройство визуального представления данных. Его основными потребительскими параметрами являются: тип, размер и шаг маски экрана, максимальная частота регенерации изображения, класс защиты и т.д. По видам мониторы делятся на ЭЛТ, LCD, TFT и плазменные мониторы.

5

Клавиатура

Клавиатура – клавишное устройство управления персональным компьютером. Служит для ввода алфавитно-цифровых (знаковых) данных, а также команд управления.

Комбинация монитора и клавиатуры обеспечивает простейший интерфейс пользователя. С помощью клавиатуры управляют компьютерной системой, а с помощью монитора получают от нее отклик.

Мышь

Мышь – устройство управления манипуляторного типа. Перемещение мыши по плоской поверхности синхронизировано с перемещением графического объекта (указателя мыши) на экране монитора. Комбинация монитора и мыши обеспечивает наиболее современный тип интерфейса пользователя, который называется графическим. Пользователь наблюдает на экране графические объекты и элементы управления. С помощью мыши он изменяет свойства объектов и приводит в действие элементы управления компьютерной системой, а с помощью монитора получает от нее отклик в графическом виде.

Внутренние устройства системного блока

Материнская плата

Материнская плата – основная плата персонального компьютера. На ней размеща-

ются:

−процессор – основная микросхема, выполняющая большинство математических

илогических операций. Процессоры классифицируются по архитектуре, технологии изготовления ядра, тактовой частоте, размеру Кеша, фирме производителю, разъему для подключения;

−микропроцессорный комплект (чипсет) – набор микросхем, управляющих работой внутренних устройств компьютера и определяющих основные функциональные возможности материнской платы. Современные материнские платы содержат в своем составе две основные микросхемы – это Северный и Южный мосты. Северный мост обеспечивает взаимосвязь процессора с ОЗУ, видеокартой, Южным мостом. Южный мост связывает и контролирует работу более медленных систем расположенных на материнской плате таких как, шины PCI, IDE, порты ввода/вывода информации (LPT, USB,PS/2 и т.п.), BIOS и прочие устройства.

−шины – наборы проводников, по которым происходит обмен сигналами между внутренними устройствами компьютера;

−оперативная память (оперативное запоминающее устройство, ОЗУ) – набор микросхем, предназначенных для временного хранения данных, когда компьютер включен. Классифицируется по таким признакам как: синхронная или асинхронная, статическая или динамическая, частотой работы, объемом, форм-фактором и т.д.;

−ПЗУ (постоянное запоминающее устройство) – микросхема, предназначенная для длительного хранения данных, в том числе и когда компьютер выключен. Необходимое программное обеспечение для начала работы с компьютером уже имеется в микросхеме ПЗУ в составе базовой системы ввода-вывода (BIOS), и потому компьютер реагирует на нажатия клавиш сразу после включения.

−разъемы для подключения дополнительных устройств (слоты).

Кроме этого на системной плате как правила находятся: контроллеры интерфейсов (жестких и гибких дисков, клавиатуры и др.)

Контроллер является средством сопряжения какого-либо устройства с шиной компьютера, способным на самостоятельные действия после получения команд от обслуживающей его программы. Сложные контроллеры могут иметь в своем составе процессор.

Адаптер также является средством сопряжения какого-либо устройства с шиной компьютера, однако к самостоятельной работе не способен (например, адаптеры COM- и LPT-портов, мыши).

6

Как правило, материнские платы имеют стандартные габариты для определенного поколения процессоров. Однако существуют так называемые брендовые платы, имеющие специфические габариты, и их можно устанавливать только в родные корпуса. Пример функциональной схемы материнской платы представлен на рисунке 1.

Рисунок 1 – Функциональная схема материнской платы

Порядок выполнение работы

−В присутствии преподавателя разобрать персональный компьютер.

−Прокомментировать свои действия.

−В присутствии преподавателя собрать персональный компьютер.

−Используя средства Microsoft Word или OpenOffice, нарисовать функциональную схему своего компьютера (если домашнего ПК нет, то предложенного преподавателем).

Содержание отчета:

1.титульный лист.

2.цели и задачи лабораторной работы.

3.задание на лабораторную работу.

4.результаты выполненной работы.

Контрольные вопросы

1.Что такое персональный компьютер и из каких блоков он состоит?

2.Что такое системный блок ПК, назовите виды системных блоков?

3.Что такое материнская плата, каких производителей вы знаете?

4.Что такое чипсет, из чего он состоит?

5.Назовите разъемы для подключения периферийных устройств?

6.Чем контроллер отличается от адаптера?

7.Назовите основные системы расположенные на материнской плате?

Список терминов:

персональный компьютер, материнская плата, чипсет, шина, мышь, клавиатура, ОЗУ, ПЗУ, контроллер, адаптер.

7

Лабораторная работа №2

Команды MS-DOS

Цель работы – развитие профессиональных навыков работы в среде операционной систе-

мы MS-DOS.

Задачи работы:

−получение навыков и умений в создание структуры каталогов в среде MS-DOS;

−получение навыков и умений в создании, просмотре, редактировании и удалении файлов в среде MS-DOS;

−получение навыков и умений в удаление структуры каталогов в среде MS-DOS;

−получение навыков и умений в манипулировании операционной системой MSDOS.

Справочно-методический материал

Операционная система представляет собой комплекс системных и служебных программных средств. С одной стороны, она опирается на базовое программное обеспечение компьютера, входящее в его систему BIOS; с другой стороны, она сама является опорой для программного обеспечения более высоких уровней – прикладных и большинства служебных приложений.

Одной из первых операционных систем была MS DOS (Microsoft Disk Operating

System) . Она появилась на рынке еще в 1981 году вместе с первыми компьютерами фирмы IBM.

MS DOS состоит из следующих составных частей:

1.программа начальной загрузки (Boot Record);

2.базовая система ввода/вывода (BIOS), состоящая из двух частей:

−BIOS – записана на жесткий диск и содержит набор подпрограмм нижнего уровня, осуществляющих непосредственный доступ к аппаратуре;

−файл IO.SYS, содержащий подпрограммы ввода/вывода для конкретной реализации, которые используют или заменяют программы, находящиеся в BIOS. Файл IO.SYS вместе с файлом MSDOS.SYS составляют системное ядро ОС;

3.файл MSDOS.SYS – часть системного ядра, отвечающая за:

−управление файлами;

−управление ресурсами сети;

−обработку ошибок;

−запуск и завершения выполнения программы;

4.командный процессор – файл COMMAND.COM, который организует интерфейс (то есть взаимодействие) с пользователем путем обработки команд, которые выдают ему пользователь (на клавиатуре в виде командной строки) и прикладные программы;

5.драйверы загружаются в память компьютера при загрузке операционной системы, их имена указываются в специальном файле – CONFIG.SYS. Такая схема облегчает добавление новых устройств и позволяет делать это, не затрагивая системные файлы

DOS;

6.файл AUTOEXEC.BAT, служащий для загрузки прикладных программ (например, Norton Commander) сразу же после загрузки ОС

Загрузка MS DOS происходит в несколько этапов:

1.Вначале специальная процедура BIOS запускает программу начальной загрузки, хранящуюся в загрузочном секторе системного диска (диска, с которого загружается ОС).

8

2.Эта программа в свою очередь загружает системное ядро - файлы IO.SYS и MSDOS.SYS.

3.Затем загружается командный процессор – файл COMMAND.COM.

Загрузка системы производится при включении компьютера или при перезагрузке. MS-DOS является неграфической операционной системой, использующей интерфейс командной строки (консольный интерфейс). Основным устройством управления в

данном случае является клавиатура. Управляющие команды вводят в поле командной строки, где их можно и редактировать. Исполнение команды начинается после ее утверждения (нажатием клавиши ENTER).

Данные о местоположении файлов хранятся в табличной структуре, однако пользователю они представляются в виде иерархической структуры, а все необходимые преобразования берет на себя операционная система.

К функции обслуживания файловой структуры относятся следующие операции, происходящие под управлением операционной системы:

−создание файлов и присвоение им имен;

−создание каталогов (папок) и присвоение им имен;

−переименование файлов и каталогов (папок);

−копирование и перемещение файлов между дисками компьютера и между каталогами (папками) одного диска;

−удаление файлов и каталогов (папок);

−навигация по файловой структуре с целью доступа к заданному файлу, каталогу (папке);

−управление атрибутами файлов.

Команды MS DOS бывают двух типов:

1.внутренние команды, их выполняет командный процессор

COMMAND.COM (например, dir, copy);

2.внешние команды - программы, поставляемые вместе с ОС в виде отдельных файлов. Они размещаются на диске и выполняют действия обслуживающего характера (например, форматирование диска, очистка экрана, проверка диска).

В операционной системе MS-DOS для осуществления выше перечисленных операций используется достаточно большое количество команд (таблица 1). Команды состоят из имени команды и, возможно, параметров, разделенных пробелами.

Таблица 1 – Основные команды MS-DOS.

9

Порядок выполнения работы

Через панель Пуск меня Программы закладка Стандартные загрузить командную строку. Через командную строку зайти в каталог Temp диска С.

1.В каталоге Temp создать дерево каталогов по вариантам, как показано в приложении 1, с использованием команд таблицы 1.

2.В каталоге А2 создать подкаталоги В4 и В5 и удалить каталог В2.

3.В каталоге Personal создать файл Name.txt, содержащий информацию о фамилии, имени и отчестве студента. Здесь же создать файл Date.txt, содержащий информацию о дате рождения студента. В этом же каталоге создать файл School.txt, содержащий информацию о школе, которую закончил студент.

4.В каталоге University создать файл Name.txt, содержащий информацию о названии Вуза и специальность, на которой студент обучается. Здесь же создать файл Mark.txt с оценками на вступительных экзаменах и общей суммой баллов.

5.В каталоге Hobby создать файл hobby.txt с информацией об увлечениях студента.

6.Скопировать файл hobby.txt в каталог А2 и переименовать его в файл

Lab_№варианта.txt.

7.Сделать копию файла Lab_№варианта.txt (например, copy_Lab_№варианта.txt ) в этом же каталоге и удалить его.

8.Очистить экран от служебных записей.

9.Вывести на экран поочередно информацию, хранящуюся во всех файлах ката-

лога Personal.

10.Отсортировать все файлы, хранящиеся в каталоге Personal, по имени.

11.Объединить все файлы, хранящиеся в каталоге Personal, в файл all.txt и вывести его содержимое на экран.

12.Отредактировать файл all.txt, добавив в него год вашего рождения, и вывести его содержимое на экран.

13.Скопировать файл all.txt в директорию А1.

14.Удалить все директории, в названии которых есть буква A или цифра 2.

15.Изменить строку приглашения MS-DOS в соответствии с номером варианта.

Содержание отчета:

1.титульный лист;

2.цели и задачи лабораторной работы;

3.задание на лабораторную работу;

4.результаты выполненной работы.

Контрольные вопросы

1.Назовите основные функции операционной системы?

2.Какой интерфейс имеет операционная система MS-DOS?

3.Какие операции можно выполнять с помощью команды COPY?

4.Как осуществляется смена дисков в ОС MS-DOS?

5.В чем особенность удаления каталога в ОС MS-DOS?

6.Каким образом происходит загрузка ОС MS-DOS?

7.Какие способы создания файла существуют в ОС MS-DOS?

Список терминов:

операционная система, интерфейс командной строки, MS-DOS.

10