Лабораторные работы_ИТ 2012

Содержание лабораторных занятий по предмету «Информационные технологии»

Лабораторная работа №1

Тема: Знакомства с основными и периферийными устройствами персонального компьютера

Цель работы:

Изучить составные части современного персонального компьютера: материнская плата, видеокарта, ОЗУ, HDD, FDD, Cd-Rom, звуковая карта, клавиатура, монитор на примере компьютера Intel Pentium; и периферийных устройств: манипулятор мышь, принтер, сканер, ZIP drive.

Сокращения и термины:

ОЗУ - оперативное запоминающее устройство,

HDD – Hard Disk Drive (жесткий диск, винчестер),

FDD - Floppy Disk Drive (дисковод гибких дисков),

CD – Rom – (дисковод CD-R, CD-RW дисков),

LPT – (параллельный порт компьютера),

COM – (последовательный порт компьютера),

USB – Universal Serial Bus (универсальный порт подключения различного оборудования),

SCSI - Small Computer System Interface,

AGP - Advanced Graphic Port (порт на материнской плате предназначенный для подключения видеоадаптеров с более высокой пропускной способностью),

IDE - Integrated Drive Electronics (электpоника, встpоенная в пpивод, интерфейс для подключения HDD),

SIMM - Single In-Line Memory Module,

DIMM - Dual In-Line Memory Module,

CPU – Central Processing Init (центральный процессор).

Ход работы.

1.Изучить теоретический материал, записав основные моменты лабораторной работы(месторасположение файла с теоретическим материалом уточнить у преподавателя)

2.Произвести описание системного блока компьютера в табличной форме:

В него должны входить:

-описание, тип, номер, название, монитора,

-описание остальных устройств ПК (CD-Rom, звуковая карта, сетевая карта, принтер).

Контрольные вопросы:

1.Из каких частей состоит персональный компьютер.

2.Что такое ПЗУ, ОЗУ, различие, состав, назначение.

3.Классы центральных процессоров (CPU), их отличие друг от друга.

4.Что такое материнская плата, ее назначение, состав. Фирмы производители.

5.Видеоадаптер, монитор как система вывода изображения. Фирмы производители.

6.Система ввода в персональный компьютер.

7.CD-Rom drive, CD-Rom диски их назначение, состав, принцип работы.

8.Интерфейсы CD-Rom drive.

9.HDD, FDD назначение, состав, принцип работы.

10.Магнитные накопители емкостью менее гигабайта.

11.Периферийные устройства состав, принцип работы, назначение.

12.Кабели, разъемы, их назначение, описание.

13.Мультимедиа устройства.

Лабораторная работа №2

Тема: Использование арифметических операций в системах счисления. Решение задач перевода чисел из одной системы в другую.

Используя Правило Счета, запишите первые 20 целых чисел в десятичной, двоичной, троичной, пятеричной и восьмеричной системах счисления.

2.2. Какие целые числа предшествуют числам:

2.3 Какой цифрой заканчивается четное двоичное число? Какой цифрой заканчивается нечетное двоичное число? Какими цифрами может заканчиваться четное троичное число?

Ход работы.

Откройте кнопку Пуск и изучите содержимое каждого пункта Главного меню.

Щелкните ЛКМ по пиктограмме «Мой компьютер», найдите и активизируйте папку «Мои документы».

Создайте в папке «Мои документы» папку с сокращенным названием своей группы.

Создайте 2 текстовый документ, сохраните его в папке Вашей группы под названием Текст 1 и Текст 2.

Переместите файл Текст 2 на рабочий стол.

Откройте проводник.

Возвратите файл Текст 2 в свою папку.

Покажите вид папок и файлов в правом окне проводника ( Адрес: Мои документы) крупными и мелкими значками, списком и таблицей.

Упорядочите папки и файлы по имени, по размеру, по дате и по типу.

Выделите все папки и файлы. Снимите выделение.

Выделите диапазон файлов. Снимите выделение.

Выделите несколько файлов, расположенных с интервалом. Снимите выделение.

Примените к удалению файлов Текст 1 и Текст 2 различные способы.

Задание 3.2 Выдача №1 Задание 3.3:Выдача № 2

Лабораторная работа № 4

Тема: Решение логических задач с использованием интерпретатора языка «ПРОЛОГ».

Цель работы:

Изучить основные языковые конструкции языка Пролог

Ознакомиться со средой VisualProlog.

Теоретические сведения

Вэтой работе Вы познакомитесь с языком логического программирования Пролог. Теоретической основой языка Пролога является раздел символьной логики, называемый исчислением предикатов. Название Пролог (Prolog) произошло от словосочетания «программирование при помощи логики» (PROgramming in LOGic).

Создание логического программирования можно приписать Роберту Ковальскому и Алэну Колмероэ. Р. Ковальский разработал процедурную интерпретацию хорновских дизъюнктов. В начале 70-х годов А. Колмероэ и его группа создали в Марсельском университете (Франция) специальную, написанную на Фортране программу, предназначенную для доказательства теорем. Программа доказательства теорем, названная Прологом, включала в себя интерпретатор Р. Ковальского. С тех пор было сделано несколько расширений и усовершенствований языка. Здесь можно отметить работу группы из Эдинбургского университета (Шотландия). Шотландский вариант получил название C&M Prolog в честь авторов классической работы «Программирование на языке Пролог» Уильяма Клоксина и Кристоффера Меллиша. Сегодняшней своей популярности Пролог во многом обязан эффективной реализации этого языка, полученной в Эдинбурге Дэвидом Уорреном и его коллегами в конце 70-х годов. Написанный ими компилятор (компилятор был почти полностью написан на Прологе) остается и поныне одной из лучших реализаций Пролога.

Вто время, как традиционные языки программирования являются процедурноориентированными, Пролог основан на описательной или декларативной точке зрения на программирование. Это означает, что машине в качестве программы можно предоставить не алгоритм, а формальное описание предметной области и задачи в виде аксиоматической

системы, и тогда построение решения задачи в виде вывода в этой системе можно поручить самой машине. Таким образом, от программиста не требуется построение алгоритма, решающего задачу, поскольку нужный алгоритм порождается интерпретатором, строящим вывод по определенной стратегии. Теперь основная задача программиста – удачно аксиоматизировать, т.е. описать в виде системы логических формул предметную область и такое множество отношений на ней, которые с достаточной степенью полноты описывают задачу.

Язык программирования Пролог базируется на ограниченном наборе механизмов, включающих в себя сопоставление образцов, древовидное представление структур данных и автоматический возврат. Пролог очень полезен в некоторых проблемных областях, подобных искусственному интеллекту, разработке экспертных систем, обработке естественного языка, и т.д., но совершенно бесполезен в других, таких как графика или числовые алгоритмы.

При выполнении лабораторных работ мы будем использовать визуальную среду программирования – VisualProlog. Существует реализация системы VisualProlog для таких платформ как: DOS, Windows 3.x, Windows 95/98, Windows NT, OS/2, SCO Unix, Linux. VisualProlog прекрасное средство для разработки клиент-серверных приложений. В настоящее время Visual Prolog также включает оболочку для разработки экспертных систем

– ESTA.

Факты и правила

Программирование на языке Пролог состоит их 3-х этапов: 1. Определение фактов предметной области.

Факты могут описывать свойства объектов и отношения между объектами. Например, факт «нравится ellen tennis» можно записать так:

likes(ellen, tennis).

Этот факт включает в себя два объекта, обозначенных словами ellen и tennis, и отношение, обозначенное словом likes (нравится). Обратите внимание, что каждый факт и каждое правило предметной области должны заканчиваться точкой. Имена объектов, список которых в каждом факте заключен в круглые скобки, называются аргументами. Имя отношения – называется предикатом. Таким образом, likes – предикат с двумя аргументами.

2. Определение правил.

Правило – это факт, истинность значения которого зависит от истинности других фактов. Правила позволяют получать новые факты исходя из уже имеющихся.

Общий вид правила: A :- B1, ..., Bn. (n>0)

Здесь A – заголовок правила, Bi – тело правила. Символ «:-» читается «если». Возможны два варианта прочтения данного правила:

декларативное прочтение – «A истинно, если истинны Bi»;

процедурное прочтение – «чтобы решить задачу A, сначала надо решить подзадачу B1, затем подзадачу B2, ..., затем подзадачу Bn»

Таким образом, для выполнения цели в заголовке правила, необходимо вначале

выполнить (согласовать) все подцели из тела правила.

Например, правило «тому нравится футбол, если футбол является видом спорта» на Прологе можно записать следующим образом:

likes(tom, football) :- sport(football).

Цель likes(tom, football) будет истинной в том случае, если выполняются все подцели из тела правила. В данном случае подцель sport(football).

3. Формулировка вопросов об объектах предметной области и отношениях между

ними.

Имея некоторую совокупность фактов, мы можем обращаться к Прологу с вопросами

о них.

Например, пусть имеется следующая совокупность фактов:

При выполнении запроса интерпретатор пытается унифицировать (сопоставить) аргументы запроса с аргументами базы данных. Пролог имеет внутренние подпрограммы для выполнения сопоставления. Они являются неотъемлемой частью языка и называются внутренними подпрограммами унификации. Эти подпрограммы выполняют сопоставление целей и подцелей с фактами и головами правил для того, чтобы доказать (или вычислить) эти цели или подцели. Существует несколько правил унификации:

1.Идентичные структуры сопоставляются друг с другом.

2.Свободная переменная сопоставляется с константой или с ранее связанной переменной (и становится связанной с соответствующим значением).

3.Две свободные переменные могут сопоставлять и связываться друг с другом. С момента связывания они трактуются как одна переменная: если одна из них принимает какое-то значение, то это же значение принимает немедленно и другая.

Механизм поиска с возвратом

При выполнении логического вывода Пролог использует метод, который называется поиск с возвратом. Суть его в следующем: если Пролог должен выбрать между двумя альтернативными путями, он ставит маркер у места ветвления (который называется точкой отката) и в случае неудачи по одному из путей Пролог возвращается к точке отката и пытается найти решение по альтернативному пути. В процессе логического вывода может быть несколько точек отката для различных подцелей. Поиск с возвратом имеет четыре принципа:

1.Подцели должны быть согласованы по порядку сверху вниз.

2.Предикатные предложения проверяются в том порядке, в каком они появляются в программе.

3.Когда подцель соответствует заголовку правила, тело этого правила образует новое множество подцелей для согласования.

4.Целевое утверждение считается согласованным, когда соответствующий факт найден для каждой оконечности (листа) целевого дерева.

Основные программные секции программ на VisualProlog

Обычно программа на VisualProlog состоит из 4-х программных секций. Каждой секции предшествует свое ключевое слово.

Секция доменов (domains) служит для объявления всех используемых нестандартных доменов. VisualProlog позволяет создавать свои собственные типы объектов из базисных типов доменов. Существует несколько встроенных стандартных доменов:

2.Любая последовательность символов, заключенная в двойные кавычки, например: “Visual Prolog”.

Пример описания нестандартных типов данных: domains

person, thing = symbol age = integer

Секция предикатов (predicates) используется для объявления всех используемых в программе нестандартных предикатов. Описание предиката состоит из имени предиката, за которым в круглых скобках через запятую перечисляются типы аргументов:

predicateName(argument_type1, argument_type2, ..., argument_typeN)

Например, чтобы использовать предикат likes в программе, необходимо вначале его описать в разделе предикатов:

predicates likes(symbol, symbol)

Это описание означает, что оба объекта предиката likes относятся к типу symbol. С учетом сделанного выше объявления в разделе domains предикат likes можно описать следующим образом:

likes(person, thing)

Следует отметить, что хоть типы person и thing описывают данные типа symbol, они являются разными типами. Это означает, что, например, данные типа person могут в утверждениях занимать только место первого аргумента предиката likes.

Секция утверждений (clauses) содержит описание фактов и правил. Например:

clauses

likes(ellen, tennis). likes(tom, tennis). likes(bill, X) :- likes(tom, X).

Секция целей (goal) используется для задания целевого утверждения (запроса). Например, целевым утверждением может являться запрос «найти все, что нравится

биллу»: goal

likes(bill, What).

Секция целей ничем не отличается от тела правила: в ней также как и в теле правила перечисляются подцели. VisualProlog автоматически вычисляет подцели в разделе goal после запуска программы и выдает ответ в отдельном окне.

Кроме перечисленных, существуют и другие программные секции:

секция констант (constants) – можно объявить символьные константы, которые затем можно будет использовать в программе. Для объявления констант используется

следующий синтаксис: <constant_name> = <definition>

Например: constants two = 2 goal

X = two + two.

Пролог выдаст ответ: X = 4

1 Solution

секция динамических баз данных (database или facts) – содержит определение предикатов динамической базы данных. Факты динамической базы данных можно добавлять

иудалять непосредственно во время исполнения программы.

секция глобальных определений (global domains, global predicates, global database)

– позволяет задать глобальные определения, видимые в других модулях.

Среда VisualProlog

Система VisualProlog включает: интерактивную визуальную среду разработки приложений, состоящую из текстового и разнообразных графических редакторов; инструменты генерации кода (Experts); расширение Пролога в форме VPI (Visual Programming Interface); компилятор с языка Пролог; различные библиотеки; компановщик; примеры программ и файлы помощи.

Для запуска VisualProlog выберите пункт Vip32 из меню Пуск > Программы > Visual Prolog 5.2 Personal Edition. После запуска системы на экране появятся два окна (Рис. 1.1): первое – главное окно приложения, второе – окно сообщений, в котором при работе с системой выводятся сообщения о компиляции программ, о сохранении компонент проекта и т. д. Главное окно приложения содержит главное меню и панель инструментов, содержащую кнопки для наиболее часто используемых команд меню:

Рис. 1.1. Среда VisualProlog

Главное меню включает следующие пункты:

Для создания простых программ в среде VisualProlog не обязательно создавать проект, а достаточно выбрать из меню команду File > New. Созданная таким образом программа должна обязательно содержать секцию goal. Для тестирования созданной программы можно воспользоваться командой меню Project > Test Goal. На экране появится окно, содержащее результаты работы программы.

Для создания приложений, содержащих графический интерфейс пользователя, необходимо создать проект. Для создания нового проекта надо выбрать пункт меню Project > New project… На экране появится диалоговое окно Application Expert (Рис. 1.2), позволяющее задать информацию о проекте.

Рис. 1.2. Окно Application Expert

Минимальная информация о проекте, которую необходимо указать в окне Application Expert следующая: имя проекта и каталог, в котором он будет размещен. В таблице 1.1 приведено описание основных параметров проекта.

Таблица 1.1. Параметры проекта