Аттестация по информатике
Билет 1
Информация - «сведения о лицах, предметах, фактах, событиях, явлениях и процессах независимо от формы их представления». Свойства информации.
Атрибутивные свойства – это свойства, без которых информация не существует.
К ним относятся:
Непрерывность. (слияние с уже накопленной)
Дискретность.
Неотрывность от физического носителя.
Языковая природа информации.
Прагматические свойства – характеризуют степень полезности информации для потребителя. К ним относятся:
Новизна
Полезность (уменьшение неопределенности)
Ценность (использование)
Объективность и субъективность
Полнота (достаточность для принятия решения)
Достоверность (без шумов)
Адекватность (соответствие реальному значению)
Доступность (возможность получения)
Актуальность
3. Динамические свойства – характеризуют изменение информации во времени.
К ним относятся:3.1. Рост информации 3.2. Старение информаци
Данные – это зарегистрированные сигналы, это форма представления информация.
Операции с данными:
сбор данных;
формализация данных;
фильтрация данных;
сортировка данных;
архивация данных;
защита данных;
транспортировка данных;
преобразование данных.
Типы данных - арифметические, логические, символьные, двоичные.
Данные - входные, промежуточные, выходные.
Входные данные перерабатываются в выходные по некоторому алгоритму.
Информационная технология - процесс, использующий совокупность средств и методов сбора, обработки и передачи данных.
Информатика – это наука о способах хранения, переработки и передачи информации.
Компьютер – это электронное устройство для автоматизации процессов создания, хранения, воспроизведения, обработки и транспортировки данных. Компьютер представляет собой комплекс аппаратного и программного обеспечения.
Под системой счисления понимается совокупность приемов и правил представления чисел в виде конечного числа символов.
Система счисления имеет свой алфавит –упорядоченный набор символов (цифр) и совокупность операций образования чисел из этих символов.
Различают непозиционные и позиционные системы счисления.
A |
B |
A V B |
A B |
A B |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
Базовыми операциями алгебры логики
операции
логического умножения – конъюнкции
(
),
логического сложения – дизъюнкции ( ),
исключающего или – (),
логического
отрицания – инверсии (
).
Билет 3
в 1945 г., Джон фон Нейман выделил пять ключевых компонентов того, что ныне называют «архитектурой фон Неймана» современного компьютера. Чтобы компьютер был и эффективным, и универсальным инструментом, он должен включать следующие структуры:
быть электронным, а не механическим устройством
центральное арифметико-логическое устройство (АЛУ), центральное устройство управления (УУ) ( Принцип жесткости архитектуры.) Неизменяемость архитектуры.
запоминающее устройство, или память а также устройство ввода-вывода информации.
Принцип адресуемости и однородности памяти. Память, состоящая из пронумерованных ячеек и в ней хранятся как данные так и команды.
эта система должна работать с двоичными числами, принцип двоичного кодирования.
выполнять операции последовательно, одну за другой (принцип последовательности программного управления).
В современных ЭВМ АЛУ и УУ объединены в общее устройство, называемое центральным процессором.
Билет 4
В персональных ЭВМ функции центрального процессора выполняет микропроцессор (МПр), который представляет собой сверхбольшую интегральную схему, реализованную в едином полупроводниковом кристалле. Производительность ПЭВМ во многом определяется быстродействием МПр.
Основными характеристиками МПр, определяющими его производительность, являются: тактовая частота; степень интеграции (технологические нормы); разрядность обрабатываемых данных; технология обработки Тактовая частота - это частота, с которой МПр выполняет все операции. Эти сигналы задаются электронным устройством, называемым тактовым генератором. Главным элементом этого устройства является кристалл кварца, который при подаче на него электрического напряжения вырабатывает импульсы строго определенной частоты. Обработка информации тем быстрее, чем выше тактовая частота. Применение технологии умножения частоты позволяет повысить скорость работы внутренних блоков МПр. В этом случае говорят о внутренней и внешней тактовой частоте. Первая характеризует скорость обработки данных внутри МПр, а вторая - скорость выполнения операций обмена.
Быстродействие
Ттактовая частота характеризует производительность подсистемы (процессора, памяти и пр.), то есть количество выполняемых операций в секунду. Каждая операция выполняется за определенное количество тактов – электрических импульсов. Генератор тактовых импульсов генерирует электрические импульсы.
Степень интеграции определяется размером кристалла и количеством реализованных в нем транзисторов, или, как говорят, технологическими нормами, под которыми понимают минимальные размеры транзисторов. Повышение степени интеграции позволяет МПр работать на более высокой внутренней тактовой частоте за счет более высокой синхронизации сигналов между его функциональными узлами, так как при сокращении расстояния между транзисторами уменьшается задержка передачи сигналов, проходящих по ним. Кроме этого, переход на более “компактную” структуру позволяет снизить энергопотребление и тепловыделение МПр.
В настоящее время используется технологии 90, 65,45 нм.
45 нм- размер одного транзистора. Нм- единица измерения длины в метрической системе, равная одной миллиардной части метра (т.е. 10−9 метра).
Внутреняя разрядность или разрядность внутренних регистров определяется количеством бит, одновременно обрабатываемых внутри МПр, а внешняя - количеством бит, которым МПр может обмениваться с другими элементами ЭВМ.
Помимо указанных выше факторов производительность МПр зависит от технологии обработки команд и данных. В составе современных МПр имеются несколько исполнительных устройств. Это позволяет одновременно обрабатывать несколько инструкций. Обработка ведется в так называемом конвейерном режиме. Для повышения эффективности заполняемости конвейеров предусмотрен механизм предсказания того, какая инструкция должна обрабатываться следующей.
Билет 5
Память
Персональные ЭВМ используют три вида памяти: постоянную, оперативную и внешнюю. Последняя относится обычно к внешним устройствам.
Постоянная память, или постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), - это место, где хранится такая информация, которая не должна меняться в ходе выполнения МПр программы. В литературе она обычно фигурирует под аббревиатурой ROM (Read Only Memory. Постоянная память обладает свойством энергонезависимости, то есть способностью сохранять информацию и при отключенном питании. К такой информации относятся наборы программ и данных базовой системы ввода-вывода (BIOS), а именно: программы ввода-вывода, благодаря которым операционная система и прикладные программы могут взаимодействовать с различными устройствами как самого компьютера, так и подключенными к нему, программу тестирования при включении питания компьютера и программу начального загрузчика, необходимую для загрузки операционной системы с соответствующего накопителя.
Оперативная память, или оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), допускает изменение своего содержимого в ходе выполнения МПр вычислительных операций, так как она предназначена для хранения текущей информации. Этот вид памяти обеспечивает режимы записи, считывания и хранения информации (выполняемых программ, исходных данных). Доступ может осуществляться в любой момент времени к произвольно выбранной ячейке, поэтому оперативную память называют также памятью с произвольной выборкой - RAM (Random Access Memory).
Кэш-память. Большинство элементов, на которых построен МПр, функционируют примерно так же, как и ячейки статической памяти. Поэтому их быстродействие существенно выше, чем элементов RAM. Такая ситуация приводит к существенному снижению производительности системы. Поэтому к шине МПр подключается кэш-память - область сверхоперативной памяти, выполненная на микросхемах статической памяти с временем доступа. Блок информации (программные конструкции, наборы данных) из оперативной памяти считывается сначала в кэш-память и уже из нее считывается процессором. Преимущество такого способа передачи данных заключается в том, что, во-первых, часть обращений к медленному ОЗУ заменяется на обращения к быстрой статической памяти, а во-вторых, информация из кэш-памяти поступает по быстродействующей шине.
Количество и объем КЭШ памяти (быстрой памяти) Кэш L2: 12 Мб.
Во всех существующих на сегодняшний день многоядерных процессорах кэш-память первого уровня у каждого ядра своя, а кэш 2-го уровня существует в нескольких вариантах:
разделяемый — кэш расположен на одном с обеими ядрами кристалле и доступен каждому из них в полном объёме. Используется в процессорах семейств Intel Core.
индивидуальный — отдельные кэши равного объёма, интегрированные в каждое из ядер. Обмен данными из кэшей L2 между ядрами осуществляется через контроллер памяти — интегрированный (Athlon 64 X2) или внешний (Pentium D).