ИНФОРМАТИКА

Лекция 2. Структура ПК - структура курса

Структуру персонального компьютера (ПК) изобразим в виде схемы. При изучении курса будем последовательно рассматривать элементы этой схемы более подробно. Таким образом, представленная структура ПК является одновременно и структуру курса лекций.

1. Аппаратные средства

   1. Процессор - основной элемент ПК для обработки информации. Тактовая частота: 20, 40, 100, 166, 700, 800, 1400, … MГц.

   2. Сопроцессор - предназначен для увеличения (в 4-20 раз) скорости выполнения математических операций.

   3. Дисплей - устройство для вывода информации. Размер экрана 14", 15", 17", 19", …. Разрешение 640×200, 640×480, 720×348, 1024×768, 1152×864, 1600×1200,.. пикселей.

   4. Оперативная память - служит для хранения информации, емкость оперативной памяти: 0.63, 1, 4 ,8, 16, 32, 64, 128, 256, 512,… Мбайт.

   5. Дисковод - устройство для ввода-вывода и хранения информации на дисках:

Гибкие диски (FDD):

3.5" - 0.720, 1.44, 2.0 Мбайт.

5" - 0.360, 0.720, 1.2 Мбайт.

Лазерный диск (CD) - 650 Мбайт.

Жесткий диск (HDD, винчестер) - 10, 20,40, 60, 160, 800, 1200, 2100, 10000, 20000, 30000, 40000, 60000,… Мбайт

6. Модем - устройство для подключения компьютера в сеть через телефон.

7. Сканер - устройство для графического ввода информации.

8. Принтер, плоттер - устройство для вывода информации на печать.

9. Клавиатура - устройство ввода информации.

На клавиатуре размещены клавиши русских и латинских букв, цифр и несколько социальных клавиш:

(←↑→↓) – управление курсором.

Esc - отмена, отказ.

Tab - табулирование.

Del - удаление символа над курсором.

← - "забой", удаление символа слева от курсора.

Ins - клавиша переключения режима забой/вставка.

Home - перевод курсора в начало строки.

End - перевод курсора в конец строки.

PgUp - переход на страницу вверх.

PgDn - переход на страницу вниз.

F1-F12 - функциональные клавиши.

Enter - клавиша ввода.

Break -прерывание.

Shift – cмена регистра при удержании.

Саps Lock - cмена регистра.

Num Lock – перевод правой клавиатуры в цифровой режим.

Print Screen - печать экрана в буфер обмена.

Ctrl-Alt-Del - перезагрузка.

2. Программное обеспечение

Программное обеспечение на компьютере хранится в каталогах (директориях, папках) в виде файлов.

Файл - это обособленный программный продукт.

Имя файла состоит из трёх частей:

1. Спецификатор накопителя {A:\Pascal}.

2. Имя файла {Латинские буквы и цифры, до 8 символов. Символы « . , : ; < > \ / | + = » в имени файла использовать НЕЛЬЗЯ!!!}.

3. Расширение файла. {Латинские буквы и цифры, до 3 символов. Символы « . , : ; < > \ / | + = » в расширении файла использовать НЕЛЬЗЯ!!!}.

Примечание 1: Если в имени или в расширении файла стоит "?", то на его месте может стоять любой символ.

Пример.

Примечание 2: Если в имени или в расширении файла стоит "*", то на его месте может стоять любая последовательность символов.

Пример.

Каталог (директория, папка) – обособленная совокупность файлов со своим именем. Внутри каталога (директории) при необходимости можно создавать свои подкаталоги (поддиректории).

2.1. Системное программное обеспечение

включает операционные системы, вспомогательные оболочки и языки программирования.

Операционная система предназначена для облегчения работы на ПК. Наибольшее распространение получили дисковая операционная система DOS и многозадачная операционная система WINDOWS корпорации Microsoft.

Операционная система MS-DOS загружается автоматически при включении компьютера. Операционная система подключает внутренние и внешние функции. Внешние функции выполняются при наличии дополнительного файла, внутренние – без дополнительного файла.

Таблица

Назначение некоторых функций операционной системы DOS.

Команды	Тип	Назначение	Пример
COPY	Внутренняя	копирование	COPY a:p.pas c:\tp\p.pas
DATE	Внутренняя	позволяет задать или изменить дату	DATE
DEL	Внутренняя	удаление файлов	DEL a:p.pas
DIR	Внутренняя	вывод содержимого каталогов	DIR C: DIR C:\CW
REN	Внутренняя	переименование Файла	REN a.pas b.pas
TIME	Внутренняя	Изменение, установка даты	TIME
FORMAT	Внешняя	Форматирование диска	FORMAT A:
Graphics	Внешняя	Вывод на принтер графического экрана	Graphics

Лекция 3. Вспомогательная оболочка Norton Commander (NC)

Оболочка Norton Commander (NC) предназначена для облегчения работы с дисковой операционной системой.

nc.exe - загрузочный файл NC.

Определения:

Файл – обособленный программный продукт.

Директория, папка, каталог – некоторая обособленная совокупность файлов.

После загрузки NC экран делится на две половины, которые соответственно их расположению на экране будем называть левой и правой панелями.

Активный файл (директория, панель) – такой файл (директория, панель), на котором находится курсор.

Назначение функциональных и зарезервированных в NC клавиш:

F1 - помощь.

F2 - меню пользователя.

F3 - просмотр активного файла.

F4 - редактирование активного файла.

F5 - копирование активного файла из активной панели в неактивную (после выполнения команды остается 2 файла: старый и новый).

F6 - перемещение / переименование активного файла из активной панели в неактивную (после выполнения команды остается 1 файл).

F7 - создание каталога (директории).

F8 - удаление активного файла / каталога.

F9 - выход в меню NC.

F10 - выход из NC в DOS.

Tab - смена активности панелей.

"+"- выбор группы файлов.

"-"- снимает выделение с файлов активной панели.

Ins - выделение активного файла / группы файлов / каталога.

Alt+F1 - выбор активного диска в левой панели.

Alt+F2 - выбор активного диска в правой панели.

Ctrl+F1 - убрать левую панель.

Ctrl+F2 - убрать правую панель.

Alt+F7 - поиск файла.

Ctrl+Enter - перемещение активного файла в командную строку.

Shift+F9 - сохранение конфигурации.

Ctrl+Е - вызов предыдущей команды в командную строку.

Ctrl+U - смена панелей.

Ctrl+L – вывод информации о диске.

Ctrl+Break- прерывание программы.

Операционная система Windows

Microsoft® Windows – многозадачная операционная система, которая в последнее время развивается наиболее динамично.

Историческая справка.

1985 – Windows 1.0.

1987-1988- Windows/286, Windows/386 (Windows 2.x).

1990 – Windows 3.0 – лучший продукт года, продано 5 млн. экземпляров.

1993-1995 -Windows 95.

Windows 95 – первая самостоятельная операционная система, которая не использует команды DOS. Аппаратные требования: процессор 80386, оперативная память - 4 Мбайт, монитор - VGA, свободное пространство на HDD - 30-40 Мбайт.

Преимущества Windows:

1. Многозадачность.

2. Широкие возможности совместимости периферийных устройств.

3. Операционная система одноранговой локальной сети.

4. Встроенный выход в Internet.

5. Разрешает записывать имена файлов из 255 символов.

6. Оформление в виде рабочего стола и папок.

Рабочий стол содержит несколько программ - значков, которые позволяют запустить программы на выполнение. Минимальное количество объектов на рабочем столе - два: Мой компьютер (My Computer) и корзина (Recycle).

Каждой программе соответствует окно, которое можно перемещать по экрану, изменять его размер и закрывать. Управление приложениями осуществляется, как правило, мышкой, которая имеет три или две клавиши:

• Однократное нажатие на левую клавишу активизирует объект, на который указывает стрелка.

• Двукратное нажатие на левую клавишу приводит к запуску соответствующей программы.

• Нажатие и удержание левой кнопки позволяет перетаскивать/копировать приложения на рабочем столе.

• Нажатие правой кнопки в Windows - вызов контекстного меню.

Назначение некоторых клавиш и их комбинаций:

• Alt+F4 или Ctrl+F4 - закрытие окна,

• Alt+Tab - переключение между текущими приложениями,

• Tab - перемещает курсор с рабочего стола на панель задач (нижняя строка экрана)

Windows Commander (WC) вспомогательная оболочка для Windows, которая практически дублирует функции оболочки Norton Commander (NC).

Правая кнопка мыши в WC сохраняет функцию вызова контекстного меню.

Лекция 4. Язык программирования Турбо Паскаль

1. Идентификаторы языка Турбо Паскаль (ТП)

Идентификаторами ТП называют произвольный набор символов.

Требования к идентификаторам:

• Идентификатор состоит из латинских букв и цифр (заглавные и строчные буквы не различаются).

• Идентификатора должен начинаться обязательно с буквы {"а1", а не "1а"}.

• Идентификатор может состоять из любого количества символов, но распознаются только первые 63 .

• Служебные слова запрещается использовать в качестве идентификаторов.

• При написании идентификатора нельзя использовать пробелы.

2. Общие понятия и правила программирования на языке Турбо Паскаль

• Программа составляется из операторов Турбо Паскаля, которые разделяются символом ";".

• Для выделения группы операторов используют операторные скобки: begin…..end.

• Несколько операторов, заключенных в операторные скобки, называют составным оператором.

• В тексте программы фигурными скобками выделяются комментарии, которые игнорируются при выполнении программы. В тексте лекций будем также использовать фигурные скобки для комментирования.

3. Структура программы на языке Турбо Паскаль

   	Program P1; {заголовок, название программы} {±} Uses………;{подключение внешних модулей с расширением *.tpu}{±} Const……...; {описание констант} {±} Type………; {задание типов} {±} Var………..; {раздел объявления переменных}{±} Function F1 ….; {описание функций} {±} Procedure Pr1 ….; {описание процедур} {±}
   	Begin{начало основной программы} {+} ….. {тело основной программы} {±} End. {конец основной программы} {+}.

5. Примечание. {+} – обязательная часть программы,

6. {±} – необязательная часть программы.

8. Рассмотрим основные части программы

10. 3.1. Uses – подключение внешних библиотек для расширения в программе набора доступных операторов.

12. Пример:

13. UsesDOS, Crt, Graph, Printer; { Подключение четырех стандартных модулей:

14. DOS – использование в программе команд операционной системы.

15. Crt – расширение возможностей ввода-вывода, использование звукового генератора.

16. Graph – подключение графических процедур и функций.

17. Printer – легкий доступ к печати.}

19. Пример. Следующая программа обеспечивает реализацию легкого доступа к печати.

20. UsesPrinter; { подключение модуля}

21. begin

22. Write(‘привет’); { выводится на экран слово "привет"}

23. Write(lst,‘привет’); { выводится на принтер слово "привет"}

24. end.

26. 3.2. Const (константы).

27. В этом разделе описания идентификаторам задаются значения, которые не меняются при выполнении программы.

29. Пример.

30. Const

31. a=4; {численная константа}

32. b=’A’; {символьная константа }

33. s=’ABBA’; {строковая константа }

34. b1=false; {логическая константа }

35. M:array[1..4] of integer=(1,5,6,7); {массив констант }.

37. 3.3. Type (тип данных) определяет множество допустимых значений, которые принимает идентификатор и множество операций, которые с ним можно производить.

38. На рисунке приведены основные типы данных языка Турбо Паскаль.

    Основные типы данных ТП

39. Типы данных, которые далее будут использованы при написании программ, рассмотрим подробнее.

41. Простые типы

43. 3.3.1 Численные типы

    Тип	Размер, Байт	Диапазон значений
    Byte	1	0…255
    Shortint	1	-128…127
    Word	2	0…65535
    Integer	2	-32768…32767
    Longint	4	-2147483648…2147483647
    Single	4	7..8 значащих цифр -45…38-диапазон десятичного порядка
    Real	6	11..12 значащих цифр -39…38-диапазон десятичного порядка
    Double	8	15..16 значащих цифр -324…308-диапазон десятичного порядка
    Extended	10	19..20 значащих цифр -4951…4932-диапазон десятичного порядка

44. 3.3.2. Символьные переменные - char

45. Значениями символьного типа является множество всех символов ПК. Каждому символу приписывается целое число в диапазоне 0…255.

47. 3.3.3. Логические переменные - boolean

48. Значениями логического типа может быть одна из предварительно объявленных констант (False – ложь, True – истина).

50. Сложные типы

52. 3.3.4. Массивы- array.

53. Тип данных Массив позволяет одному идентификатору задать несколько значений, которые отличаются порядковым номером. Номер элемента массива указывается после идентификатора в квадратных скобках {M[5] – пятый элемент массива М}. При описании массива указывается диапазон номеров элементов массива и тип, к которому относится каждый его элемент. Массивы могут быть одно-, двух- и многомерными.

55. Пример описания и заполнения элементов массива.

56. Var {описание массивов}

57. M: array [1..5] of integer; {одномерный массив М с номерами элементов от 1 до 5, состоящий из целых чисел}

58. M1: array [2..3,11..15] of char; {двумерный массив М1 с номерами строк от 2 до 3, с номерами столбцов от 11 до 15, состоящий из символов}

59. Begin {заполнение массива}

60. М[2]:=100; {второму элементу численного массива М присвоено значение 100}

61. М1[2,3]:=’d’; {элементу второй строки и третьего столбца символьного двухмерного массива М1 присвоено значение ’d’}

62. End.

64. 3.3.5. Строковые переменные – string.

65. Переменные строкового типа состоят из нескольких символов.

67. Пример.

68. Var s:string; {описание идентификатора s как строковую переменную}

69. Begin

70. s:=’Привет’; {задание значения строковой переменной}

71. Writeln(s); {распечатка на экране слова "Привет"}

72. end.

74. 3.4. Var (Переменные).

75. Все идентификаторы, используемые в программе, должны быть описаны. Описать идентификатор - указать тип данных, к которому он относится.

77. Пример.

78. Var

79. x,y:real; {идентификаторы x,y - переменные реального типа}

80. i,j,k:integer; { идентификаторы i,j,k – переменные целого типа }

81. M:array [1..4] of char; { M - одномерный символьный массив из 4 элементов}

82. M1:array [1..3,1..4] of byte; { M1 двухмерный массив из 12 элементовцелого типа}

83. Type

84. re=real; { описание нового типа: идентификатор re - реальный тип}

85. Var

86. z:re; {идентификатор z – переменная типа re, то есть реального типа}

87. {Четыре последние строки примера можно заменить следующим

88. образом: Var z:real;}

90. 3.5. Основная программа

91. Основная программа, как правило, состоит из трех частей:

1. Ввод исходных данных.

2. Расчет.

3. Вывод результата.

Рассмотрим эти части более подробно.

3.5.1. Ввод исходных данных.

Варианты ввода исходной информации покажем на примерах:

• Const х=20; {идентификатору x задается постоянного значения в разделе описания констант}

• y:=20; {идентификатору y присваивается численное значение в теле основной программы}

• read(x); { выполнение программы приостанавливается для ввода значения "x" с клавиатуры. Оператор аналогичен оператору INPUT в Бейсике}

• readln(x); {ввод значения идентификатора с новой строки}

• read(x,y); {ввод двух значений x ,y. Одно значение от другогоотделяется нажатием клавишей пробела или Enter}

• Write(‘x= ’); readln(x); {Ввод значения с пояснением. На экране в месте ввода появляется сообщение: ‘х= ’}

3.5.2.Расчет.

Основные математические соотношения и операции Турбо Паскаль:

• + { сложение}

• – { вычитание}

• * { умножение}

• / { деление}

• = {равенство (используется при описании констант, типов и т.д.)}

• := {присваивание}

• > { больше}

• < { меньше}

• >= { больше либо равно}

• <= { меньше либо равно}

• <> { не равно}.

Стандартные функции Турбо Паскаля

• abs(x); {модуль, абсолютная величина}

• exp(x); {е^x- экспонента}

• sqr(x); {x² - квадрат числа}

• sqrt(x); { - корень квадратный}

• ln(x); {вычисление натурального логарифма }

{ - вычисление логарифма по произвольному основанию}

{x^a=exp(a*ln(x)) - возведение в степень}

• sin(x); {-вычисление синуса}

• cos(x); {-вычисление косинуса}

{tg(x) = sin(x)/cos(x) - вычисление тангенса}

{ctg(x) = cos(x)/sin(x) - вычисление котангенса}

• arctan(x); {вычисление арктангенса}

• round(x); {округление: x=4.9; y=round(x), ⇒ y=5 }

• trunc(x); { выделение целой части: x=4.9; y=trunc(x), ⇒ y=4}

• i mod j; { остаток целочисленного деления 10 mod 3 → 1 {10:3=3(1)}

• i div j ; { целочисленное деление 10 div 3 → 3}

• chr(i) ; { по порядковому номеру i возвращает символ}

• ord(b); {функция, обратная предыдущей (возвращение порядкового номера)}

• int(r) ;{возвращение целой части числа}

• frac(r) ;{возвращение дробной части числа}

Стандартные процедуры

• Dec(i); {i:=i-1}

• inc(i); {i:=i+1}

• GotoXY(i,j); {перемещение курсора в указанную точку экрана с координатами i, j}

• str(x,S); {идентификатор численного типа x переводит в строковую переменную S: x→S. }{ Требуется модуль Crt}

• Clrscr; {очистка экрана} {Требуется модуль Crt }

Константы

Pi{число π = 3.14…}

3.5.3. Вывод результатов

• Write(x); {вывод на экран значения x: при реальном x=4, на экран выводится "4.0000000000E+00"}

• Write(x:5:1); {вывод форматированных данных, то есть выделение на экране заданного количества позиций для вывода идентификатора: 5 показывает общее число позиций, 1 – число знаков после запятой: при x=4 , на экран выводится "4.0"}

• Writeln(x); {вывод с новой строки}

• Writeln(x,y); {вывод двух значений идентификаторов}

• Writeln(‘x= ’,x:4:1); {вывод с комментариями и форматированием: "x= 4.0"}

• Writeln(‘Площадь круга радиусом 3 м равна’,3.14*sqr(3):4:1); {Вывод с комментариями и выполнением расчетов: "Площадь круга радиусом 3 м равна 28.3"}

Технология программирования

Включает пять технологических операций (этапов):

1. Постановка задачи.

2. Математическое описание.

3. Алгоритм – структограмма.

4. Написание текста программы.

5. Отладка, получение результатов.

При разработке программ будем последовательно выполнять технологические этапы программирования, для наглядности помещая их в таблицу.

Пример. Определить площадь круга.

Этапы разработки программы сведены в таблицу.

Таблица

N	Этапы программирования	Выполнение
1.	Постановка задачи	Составить программу для вычисления площади круга радиусом R.
2.	Математическое описание	Расчетная формула: S=πR2
3.	Разработка алгоритма (структограммы)	Описание R,S Ввод R Расчет S=πR2 Вывод S
4.	Написание программы	Program P1; { программа вычисления площади круга} Var r,S:real; {Описание переменных} Begin Read(R); {в этом месте программа останавливается, для ввода числового значения R} {R:=4;}{другой вариант ввода исходных данных} S:=3.14*Sqr(R); {расчет} {S:=Pi*sqr(R);} {другой вариант расчета} Writeln(‘R=’,R:3:1, ‘S=’,S:8:4); {Вывод} end.
5.	Отладка и получение результатов	R= 4.0 S= 48.7654

Структурное программирование

Структурное программирование – это стиль программирования, позволяющий разрабатывать хорошо структурированные программы.

Основные положения структурного программирования:

6. Программа разбивается на блоки, каждый из которых имеет один "вход" и один "выход".

7. Любая программа может быть составлена из трех структур или блоков, которые представлены в таблице.

8. Алгоритмы при структурном программировании представляются в виде структоргамм, элементы написания которых также приведены в таблице.

Таблица

Основные типы структур и примеры их изображения на структограммах

Название	Алгоритм
	Блок-схема	Структограмма
а) линейная структура
б) Ветвящаяся структура
в) циклическая структура:
с предусловием
с постусловием