Шпаргалка по "Информатике"

Тенденции развития архитектуры:

-Многозадачные  сис-мы (Windows).

-Защищенный  режим.

-Виртуальная  память.

-Пост-но расширяется и совершенствуется набор внешних уст-в, что приводит к усложнению сис-мы связей между  узлами ЭВМ.

-Многопр-сорные сис-мы (сопр-соры, видеопр-соры).

-Еще  одна особ-ть – возрастание роли межкомп коммуникаций.

Представление команд и данных в ЭВМ.

Как представлены данные числового вида, символьного  вида и команды.

Память  машины разбита на ячейки. В ячейках  может храниться любая последовательность двоичных цифр фиксированной длины. Эту последовательность называют машинным словом. Длина машинного слова  определяется конструкцией ЭВМ. Будем  считать, что ячейка ЭВМ хранит машинные слова, состоящие из 24 двоичных символов. Двоичную цифру, стоящую на i-м месте  машинного слова называют i-тым разрядом ячейки. Машинное слово может быть числом, символом, а также инструкцией для ЭВМ и командой. В задачах вычислительного характера ЭВМ выполняет операции над словами, которые воспринимаются машиной как числа. Число для ЭВМ - это слово специального вида.

12. Представление числовой  информации в компьютере. Языки программирования  высокого уровня. Структура и синтаксис программ на языке Паскаль.

Информация  в ЭВМ кодируется, как правило, в двоичной или в двоично-десятичной системе счисления.    

 Система  счисления - это способ наименования  и изображения чисел с помощью  символов, имеющих определенные  количественные значения.    

 В  зависимости от способа изображения  чисел системы счисления делятся  на позиционные и непозиционные.    

 В  позиционной системе счисления  количественное значение каждой  цифры зависит от ее места  (позиции) в числе. В непозиционной  системе счисления цифры не  меняют своего количественного  значения при изменении их  расположения в числе. Количество (Р) различных цифр, используемых  для изображения числа в позиционной  системе счисления, называется  основанием системы счисления.      

 Двоичная  система счисления имеет основание  Р=2 и использует для представления информации всего две цифры: 0 и 1.    

 В  вычислительных машинах применяются  2 формы представления двоичных  чисел:

* естественная  форма (форма с фиксированной  запятой (точкой));

* нормальная  форма (форма с плавающей запятой  (точкой)).     

 С  фиксированной запятой все числа  изображаются в виде последовательности  цифр с постоянным для всех  чисел положением запятой, отделяющей  целую часть от дробной.    

 Эта  форма наиболее проста, естественна,  но имеет небольшой диапазон  представления. В современных  ЭВМ естественная форма представления  используется как вспомогательная  и только для целых чисел.    

 С  плавающей запятой каждое число  изображается в виде двух групп  цифр. Первая группа цифр называется  мантиссой, вторая- порядком, причем абсолютная величина мантиссы должна быть меньше 1, а порядок - целым числом. В общем виде число в форме с плавающей запятой может быть представлено так: N=±MP^±r, где М-мантисса числа (|М| < 1); r- порядок числа (r- целое число); Р- основание системы счисления. Числа в нормальной форме запишутся так:    

+0,721355*10^3; +0,328* 10^-3; -0,103012026*10^5.    

 Нормальная  форма представления имеет огромный  диапазон отображения чисел и  является основной в современных  ЭВМ.    

 Знак  числа обычно кодируется двоичной  цифрой, при этом код 0 означает  знак "+", код 1 -знак "-".    

 Для  алгебраического представления  чисел (т.е. для представления  положительных и отрицательных  чисел) в машинах используются  специальные коды: прямой, обратный и дополнительный. Причем два последних позволяют заменить неудобную для ЭВМ операцию вычитания на операцию сложения с отрицательным числом, дополнительный код обеспечивает более быстрое выполнение операций, поэтому в ЭВМ применяется чаще именно он.    

 Двоично-десятичная  система счисления получила большое  распространение в современных  ЭВМ ввиду легкости перевода  в десятичную систему и обратно.  В этой системе счисления все  десятичные цифры отдельно кодируются  четырьмя двоичными цифрами и  в таком виде записываются  последовательно друг за другом.     

 Основные  структурные единицы памяти компьютера  – бит, байт, машинное слово.  Все данные в компьютере имеют  вид двоичного кода. Ячейка памяти, хранящая один двоичный знак называется битом. Наибольшую последовательность бит, которую процессор может обработать как единое целое называется машинным словом.

Код ASCII (American Standard Code for Information Interchange - Американский стандартный код для обмена информацией) имеет основной стандарт и его расширение. Основной стандарт для кодирования символов использует шестнадцатеричные коды 00-7F,расширение стандарта - 80 -FF. Основной стандарт является международным и используется для кодирования управляющих символов, цифр и букв латинского алфавита; в расширении стандарта кодируются символы псевдографики и буквы национального алфавита (естественно, в разных странах разные).    

 Представление  целых чисел    

 Чтобы  получить внутреннее представление  целого положительного числа,  хранящегося в k-разрядном машинном  слове нужно:

1) Перевести  число в двоичную систему;

2) Результат  дополнить слева незначащими  нулями до k разрядов.    

 Для  записи внутреннего представления  целого отрицательного числа  необходимо:

1) Получить  внутреннее представление положительного  числа;

2) Получить  обратный код этого числа с  заменой 0 на 1 и 1 на 0.

3) К  полученному числу к его младшему  разряду прибавить единицу. Полученная  форма числа называется дополнительным  кодом.    

 Представление  вещественных чисел    

 Внутреннее  представление вещественных чисел  сводится к представлению пары  целых чисел, которыми являются  мантисса и порядок. 

Для записи внутреннего представления вещественного  числа надо:

1) Перевести  модуль числа в двоичную СС с k значащими цифрами;

2) Нормализовать  двоичное число;

3) Найти  машинный порядок в двоичной  СС;

4) Учитывая  знак числа выписать его представление  в k-разрядное машинное слово.    

 Паскаль. Языки низкого уровня (машинно-ориентированные)  позволяют создавать программы из машинных кодов. С ними трудно работать, но созданные с их помощью программы занимают меньше места в памяти и работают быстрее (н-р, языки Автокоды, Ассемблеры).

Программы на языках высокого уровня близки к  естественному (английскому) языку  и представляют набор заданных команд.     

 Каждый  ЯП высокого уровня имеет алфавит, словарный запас, грамматику, синтаксис.

Алфавит – фиксированный для данного  языка набор основных символов, допускаемых  для составления текста программы  на этом языке.

Синтаксис – система правил, определяющих допустимые конструкции ЯП из букв алфавита.     

 В  языке Паскаль все компоненты  формируются из множества символов  кода ASCII. Элементы алфавита можно  условно разделить на 4 группы:

1. Символы, используемые в идентификаторах.

2. Разделители.

3. Специальные символы.

4. Неиспользуемые символы.    

 Идентификатор  – это имя любого объекта  программы, которое может включать  буквы, цифры и символ подчеркивания.  В качестве букв используются 26 латинских букв от A до Z.  В идентификаторах цифры могут присутствовать, но не стоять на первой позиции.    

 Разделители  используются для отделения друг  от друга идентификаторов, чисел,  зарезервированных слов. В качестве  разделителя можно использовать, например, пробел, «Enter». В любом месте программы, где можно поместить один разделитель, можно поместить их любое количество и в любом сочетании. Это позволяет сделать программу удобной и читабельной.    

 Специальные  символы: знаки пунктуаций, знаки  операций, зарезервированные слова.     

 Знаки  пунктуаций:     

{ } –  комментарий,    

[ ] –  выделение индексов массивов, элементов  множеств, размеров строки,    

( ) –  выделение выражений, списков  параметров,    

 ‘  («апостроф») – для выделения  символа или строковой константы,     

:=    - присваивание значения переменной, типизированной константы или функции,    

;      - разделение предложений программы,    

:      - отделение переменной от типа,    

,      - разделение элементов списка,    

. .   – разделение границ диапазона,    

 .    – обозначение конца программы, отделение в вещественном числе целой части от дробной, отделение полей в записи.    

 Знаки  операций: состоят из небуквенных  символов (+, – , *, / ), состоят из буквенных символов (div, mod и др.)    

 Зарезервированные  слова – это служебные слова,  которые используются только  по своему прямому назначению  и их переопределять нельзя (begin, procedure, function и др.).    

 Неиспользуемые  символы: некоторые символы кодировки  ASCII, например, %, “, включая буквы  русского алфавита не используются в языке Паскаль.    

 Любая  программа на языке Паскаль  является текстовым файлом с  собственным именем и расширением  .pas.    

 Составные  части программы:

1. Заголовок:   PROGRAM <имя>

2. Раздел описаний

3. begin

4. Раздел операторов

5. end.

13. Программное обеспечение  ЭВМ. Система программирования: основные функции  и компоненты. Арифметические операции и математические функции языка Паскаль.

Под программным  обеспечением (Software) понимается совокупность программ,   

 выполняемых вычислительной системой.  

 ПО делиться на: прикладные программы, непосредственно обеспечивающие выполнение необходимых пользователям работ; системные программы, выполняющие различные вспомогательные функции (управление ресурсами компьютера создание копий используемой информации, проверка работоспособности устройств компьютера, выдача справочной информации о компьютере и др.); инструментальные программные системы, облегчающие процесс создания новых программ для ПК.  

 Прикладная  программа — это любая конкретная  программа, способствующая решению    

 какой-либо  задачи в пределах данной проблемной  области.  

 Системные  программы выполняются вместе  с прикладными и служат для  управления ресурсами компьютера  — центральным процессором, памятью,  вводом-выводом. Это программы  общего пользования, которые предназначены  для всех пользователей компьютера. Системное программное обеспечение  разрабатывается так, чтобы компьютер  мог эффективно выполнять прикладные  программы. (операционные системы,  утилиты)