Шпаргалка по "Информатике"

В 1978 г.термин информатика был оконч.утвержден на м/ународном конгрессе и закреплен за соотв.областью человеческой деятельности. Информатика :

1. Hardware (технич. Часть)

2. Software (программное обеспечение)

3. Brainware (алгоритмич. Часть)

Информатика:

1)отрасль человеч.деят-ти(фабрики по производству комп.)

2)прикладная  наука

3)фундаментальная  наука( базис для последующих наук)

Роль информатики  в развитии общества чрезвычайно  велика. С ней связано начало революции  в области накопления, передачи и  обработки информации. Задачи информатки:

1.исследует информационные процессы любой природы.

2.занимается  разработкой информац. Техники и создает новые технологии обраб.инфы.

3.решает научные  и инженерные  проблемы.

ИНФОРМАЦИЯ. Термин  "информация"  происходит от латинского слова  "informatio",  что означает  сведения,  разъяснения,  изложение. в различных отраслях человеческой деятельности: в обиходе информацией называют любые данные или сведения, которые кого-либо интересуют. Например, сообщение о каких-либо событиях, о чьей-либо деятельности и т.п.   "Информировать" в этом смысле означает   "сообщить нечто, неизвестное раньше";

в технике под информацией понимают сообщения, передаваемые в форме знаков или сигналов;

в кибернетике под информацией понимает ту часть знаний, которая используется для ориентирования, активного действия, управления, т.е. в целях сохранения, совершенствования, развития системы

Информация  может существовать в виде:

текстов, рисунков, чертежей, фотографий;

световых или  звуковых сигналов;

радиоволн;

электрических и нервных импульсов;

магнитных записей;

жестов и мимики;

запахов и вкусовых ощущений;

хромосом, посредством  которых передаются по наследству признаки и свойства организмов и т.д. 

Предметы, процессы, явления материального или нематериального  свойства, рассматриваемые с точки  зрения их информационных свойств, называются информационными объектами.

Информация  передаётся в форме сообщений от некоторого источника информации к её приёмнику посредством канала связи между ними. Источник посылает передаваемое сообщение, которое кодируется в передаваемый сигнал. Этот сигнал посылается по каналу связи. В результате в приёмнике появляется принимаемый сигнал, который декодируется и становится принимаемым сообщением.

Носи́тель информа́ции (информацио́нный носи́тель) — любой материальный объект или среда, содержащий (несущий) информацию (И), способный достаточно длительное время сохранять в своей структуре занесённую в/на него информацию — камень, дерево, бумага, металл, пластмассы, кремний (и другие виды полупроводников), лента с намагниченным слоем (в бобинах и кассетах), пластик со специальными свойствами (для оптической записи И — CD, DVD и т. д.), ЭМИ (электромагнитное излучение)  

Зачастую сам  носитель информации помещается в защитную оболочку, повышающую его сохранность  и, соответственно, надёжность сохранения И (к примеру: бумажные листы —  в обложку, микросхему памяти — в  пластик (смарт-карта), магнитную ленту — в корпус и т.д

Носители информации в быту, науке (библиотеки), технике (скажем, для нужд связи), общественной жизни (СМИ) применяются для:

записи

хранения

чтения

передачи (распространения)

Все события  логично разделить на равновероятные (орел и решка) и события с разной вероятностью (прогноз погоды).

Подходы к определению  количества информации.   Формулы Хартли и  Шеннона.

Американский  инженер Р. Хартли в 1928 г. процесс получения информации рассматривал как выбор одного сообщения из конечного наперёд заданного множества из N равновероятных сообщений, а количество информации I, содержащееся в выбранном сообщении, определял как двоичный логарифм N.

Формула Хартли:   I = log2N

американский  учёный Клод Шеннон предложил в 1948 г. другую формулу определения количества информации, учитывающую возможную неодинаковую вероятность сообщений в наборе.

  Формула Шеннона: I = — ( p1log2 p1 + p2 log2 p2 + . . . + pN log2 pN),

где pi — вероятность того, что именно i-е сообщение выделено в наборе из N сообщений

Алфавит – конечное множество символов, используемых для представления информации. Мощность  алфавита- количество символов его составляющих.

1сивол=1 байт=8 букв.

1 бит

1байт=8 бит

1 Килобайт (Кбайт) = 1024 байт = 2 в 10 байт,

1 Мегабайт (Мбайт) = 1024 Кбайт = 2 в 20 байт,

1 Гигабайт (Гбайт) = 1024 Мбайт = 2 в 30 байт.

1 Терабайт (Тбайт) = 1024 Гбайт = 2  в 40 байт,

1 Петабайт (Пбайт) = 1024 Тбайт = 2 в 50 байт.

2. Обработка данных, информации, знаний. Обработка – понятие широкое и включает в себя несколько взаимосвязанных операций. К обработке можно отнести такие операции как: проведение расчетов, выборку, поиск, объединение, слияние, сортировка, фильтрацию и др. Обработка информации – переработка информации определенного типа (текстового, звукового, графического), преобразование ее в информацию другого типа.

3. Генерация данных, информации, знаний – процесс организации, реорганизации и преобразования данных (информации, знаний) в требуемую пользователем форму, в том числе и путем ее обработки. Например, процесс получения форматированных отчетов (документов).

4. Хранение данных, информации, знаний – процессы накопления, размещения, выработки и копирования данных (информации, знаний) для дальнейшего их использования (обработки и передачи).

5. Передача данных, информации, знаний – процесс распространения данных (информации, знаний) среди пользователей посредством средств и систем коммуникаций и путем перемещения (пересылки) данных от источника (отправителя) к приемнику (получателю).

Для представления информации потребителю используются устройства вывода, называемые периферийными устройствами (или периферией), которые в зависимости от вида сигнала-носителя информации делятся на устройства вывода на бумажный носитель и устройства вывода на электронный носитель.

Кодирование — процесс преобразования знаков в сигналы (в теории передачи данных).

Компьютер может  обрабатывать только информацию, представленную в числовой форме. Вся другая информация (звуки, изображения, показания приборов и т. д.) для обработки на компьютере должна быть преобразована в числовую форму. Например, чтобы перевести  в числовую форму музыкальный  звук, можно через небольшие промежутки времени измерять интенсивность  звука на определенных частотах, представляя  результаты каждого измерения в  числовой форме. С помощью компьютерных программ можно преобразовывать  полученную информацию, например «наложить» друг на друга звуки от разных источников.

Аналогично на компьютере можно обрабатывать текстовую  информацию. При вводе в компьютер  каждая буква кодируется определенным числом, а при выводе на внешние  устройства (экран или печать) для  восприятия человеком по этим числам строятся изображения букв. Соответствие между набором букв и числами  называется кодировкой символов.

Как правило, все  числа в компьютере представляются с помощью нулей и единиц (а  не десяти цифр, как это привычно для людей). Иными словами, компьютеры обычно работают в двоичной системе  счисления, поскольку при этом устройства для их обработки получаются значительно  более простыми.

Для кодир.рисунка его разбив.на точки, чем больше кол-во точек( разрушений ) тем точнее будет рисунок.

Наиболее употребляемыми в настоящее время позиционными системами являются:

1 — единичная  (как позиционная может и не  рассматриваться; счёт на пальцах,  зарубки, узелки «на память»  и др.);

2 — двоичная (в дискретной математике, информатике, программировании);

3 — троичная;

4 — четверичная;

5 — пятеричная;

8 — восьмеричная;

10 — десятичная (используется повсеместно);

12 — двенадцатеричная (счёт дюжинами);

16 — шестнадцатеричная  (используется в программировании, информатике, а также в шрифтах60 — шестидесятеричная (единицы  измерения времени, измерение  углов и, в частности, координат,  долготы и широты).

Смешанная система счисления является обобщением b-ричной системы счисления и также зачастую относится к позиционным системам счисления. Основанием смешанной системы счисления является возрастающая последовательность чисел  и каждое число x представляется как линейная комбинация:

В непозиционных системах счисления величина, которую обозначает цифра, не зависит от положения в числе. При этом система может накладывать ограничения на положение цифр, например, чтобы они были расположены в порядке убывания.

1. Для перевода двоичного числа в десятичное необходимо его записать в виде многочлена, состоящего из произведений цифр числа и соответствующей степени числа 2, и вычислить по правилам десятичной арифметики:

2. Для перевода восьмеричного числа в десятичное необходимо его записать в виде многочлена, состоящего из произведений цифр числа и соответствующей степени числа 8, и вычислить по правилам десятичной арифметики:

3. Для перевода шестнадцатеричного числа в десятичное необходимо его записать в виде многочлена, состоящего из произведений цифр числа и соответствующей степени числа 16, и вычислить по правилам десятичной арифметики:

4. Для перевода десятичного числа в двоичную систему его необходимо последовательно делить на 2 до тех пор, пока не останется остаток, меньший или равный 1. Число в двоичной системе записывается как последовательность последнего результата деления и остатков от деления в обратном порядке.

5. Для перевода десятичного числа в восьмеричную систему его необходимо последовательно делить на 8 до тех пор, пока не останется остаток, меньший или равный 7. Число в восьмеричной системе записывается как последовательность цифр последнего результата деления и остатков от деления в обратном порядке.

6. Для перевода десятичного числа в шестнадцатеричную систему его необходимо последовательно делить на 16 до тех пор, пока не останется остаток, меньший или равный 15. Число в шестнадцатеричной системе записывается как последовательность цифр последнего результата деления и остатков от деления в обратном порядке.

7. Чтобы перевести число из двоичной системы в восьмеричную, его нужно разбить на триады (тройки цифр), начиная с младшего разряда, в случае необходимости дополнив старшую триаду нулями, и каждую триаду заменить соответствующей восьмеричной цифрой

8. Чтобы перевести число из двоичной системы в шестнадцатеричную, его нужно разбить на тетрады (четверки цифр), начиная с младшего разряда, в случае необходимости дополнив старшую тетраду нулями, и каждую тетраду заменить соответствующей восьмеричной цифрой

9. Для перевода восьмеричного числа в двоичное необходимо каждую цифру заменить эквивалентной ей двоичной триадой.

10. Для перевода шестнадцатеричного числа в двоичное необходимо каждую цифру заменить эквивалентной ей двоичной тетрадой.

11. При переходе из восьмеричной системы счисления в шестнадцатеричную и обратно, необходим промежуточный перевод чисел в двоичную систему.

Историческая  справка по вычислительной технике: 1) 1642г — Блез Паскаль создал счетную  машинку для суммирования десятичных чисел. 2) 1673г — Лейбниц создает  прототип арифмометров. 3) 1823г — Чарльз Беббидж создал прототип программируемых  счетных машинок. 4) 40-е г. 20 века —  программируемые счетные на базе электронных механических реле. 5) 1946г  — в США была создана 1-я ЭВМ  “ЭНИАК”. В 1950г — в СССР была создана машина МЭСМ, БЭСМ. ЭВМ первого поколения — их элементарная база — электронная лампа. ЭВМ второго поколения (60-е) — элементарная база — полупроводник. ЭВМ третьего поколения (70-е) — элементарная база — интегральные микросхемы. ЭВМ четвертого поколения (80-е) — элементарная база — БИС (большие интегральные схемы). 90-е гг. и далее — СБИС. Перспективы развития — нейтронные сети, искуственный интеллект и т.д. Существует 4 компьютерных платформы — 1. Macintosh (Apple). 2. Umx (Sun MicroSystems). 3. IBM (IBM). 4. PC (Intel, Microsoft Compact).

ПК состоит  из следующих частей: 1. системный  блок: а. процессор CPU, б. память. 2. монитор (дисплей). 3. клавиатура. 4. мышь. 5. другие доп. устройства. В системном блоке располагаются: 1. микропроцессор CPU. 2. сикросхема,выполняющая все функции по управлению ПК и все вычислительные операции. По ее названию формируется название компьютера. Основная характеристика — тактовая частота (количество действий в секунду). Микропроцессор с вентилятором находится на материнской плате. 3. жеский магнитный диск (hard disk driver — HDD) — винчестер. 4. опер.-зап. устройство ОЗУ (RAM). 5. дисковод для гибких магнитных дисков (дискет) — FDD — floppy disk driver. 6. Дисковод для компакт-дисков (CD-ROM).

Архитектура фон Неймана (англ. von Neumann architecture) — широко известный принцип совместного хранения программ и данных в памяти компьютера. Вычислительные системы такого рода часто обозначают термином «машина фон Неймана», В общем случае, когда говорят об архитектуре фон Неймана, подразумевают физическое отделение процессорного модуля от устройств хранения программ и данных.

Подразделяются  на:

Устройство ввода

Устройство вывода

Устройства ввода-вывода — компоненты ЭВМ с переносными  носителями (дисководы), двунаправленные  интерфейсы (различные порты компьютера, различные с.Устройства ввода-вывода ПЭВМ.

Устройства  ввода — клавиатура, дисковод, мышь, джойстик, сканер и т.д.

Устройства  вывода — монитор, принтер, колонки.етевые интерфейсы)

Периферийное  устройство это любое устройство, конструктивно отделенное от центральной части ПЭВМ (МП и ОП), имеющее собственное управление и выполняющее запросы МП без его непосредственного вмешательства.

По  функциональному  признаку ПУ делятся  на две основные группы:

1)внешние запоминающие устройства (ВЗУ) , служащие дополнительным энергонезависимым, более медленным, но и более емким полем памяти машины для долговременного хранения программ и данных

2)устройства ввода-вывода (УВВ) , обеспечивающие общение пользователя с ПЭВМ.

Основное назначение ПУ - обеспечить поступление в ЭВМ  из  окружающей

среды программ и данных для обработки, а  также  выдачу  результатов  работы

ЭВМ в виде, пригодном  для восприятия человека или  для  передачи  на  другую

ЭВМ, или  в  иной,  необходимой  форме.  ПУ  в  немалой  степени  определяют

возможности применения ЭВМ.

1)Аппаратная часть (Hardware)

2)Программное обеспечение (Software)

3)Системное ПО (system software)

4)BIOS (Basic Input-Output System - базовая система ввода-вывода)

К ОС можно отнести: MS DOS, Windows, PS/2, Unix и т.п.

Сервисные системы: DOS-Shell или Norton, Volkov Commander или Far для DOS и Windows, Norton Utilities for Windows, многочисленные оболочки для UNIX-семейства и т.п.)

Прикладное ПО (application software)

Классификация программных средств  по отношению к  решаемым задачам.

Текстовые редакторы, графические редакторы, антивирусы, фаерволы.

ОС - Служат для управления ресурсами компьютера и обеспечения взаимодействия всех устройств на компьютере с человеком посредством программ. Компоненты ОС делятся на системные и прикладные.

Делятся на однопользовательские и многопользовательские, однозадачные и многозадачные, с текстовым или графическим интерфейсом.

ОС — совокупность программных средств, обеспечивающих управление процессов обработки  информации, запуск прикладных программ, их взаимодействие с аппаратными  средствами. MSDOM, MSWindows, WindowsNT, Unix. Сетевые ОС предназначены для обеспечения доступа пользователя по всем ресурсам вычислительной сети. WindowsNT, Unix, Novell NetWare, IBM LAN. ОС бывают однозадачные, однопользовательские, многозадачные, многопользовательские, сетевые.

Пользовательский  интерфейс делится на командный и объективно-ориентированный. Командный предполагает ввод команд с клавиатуры для управления ресурсами компьютера. Объективно-ориентированный интефейс — управление ресурсами вычислительной системы посредством осуществления опреций над объектами. ОС делятся: 1) по типу доступа пользователя: пакеты обработки, 2) на однопользовательские и многопользовательские, 3) по типу задач: однозадачные, многозадачные, 4) по количеству процессов: однопроцесные, многопроцессные, 5) по типы интерфейса. Программный интерфейс см. предыдущий билет — описания программ.

По  количеству пользователей: однопользовательская ОС (обслуживает только одного пользователя); многопользовательская (работает со многими пользователями)

По  числу процессов: однозадачные (обрабатывают только одну задачу — уже не используются); многозадачные (располагает в оперативной памяти одновременно несколько задач, которые попеременно обрабатывает процессор)

По  типу средств вычислительной техники: однопроцессорные, многопроцессорные (задачи могут выполняться на разнызх процессорах; серверы, как правило, многопроцессорные), сетевые (обеспечивают совместное использование ресурсов всеми выполняемыми в сети задачами).

по  типу интерфейса (способа взаимодействия с пользователем) операционные системы делятся на 2 класса: ОС с интерфейсом командной строки и ОС с графическим интерфейсом.

Основным  предназначением  ОС является:

- организация  эффективных и надежных вычислений;

- создание различных  интерфейсов для взаимодействия  с этими вычислениями и самой  вычислительной системой.

ОС разделяют  по назначению:

- ОС общего  назначения;

- ОС специально  назначения.

ОС специального назначения подразделяются на следующие:

- для переносимых  компьютеров и встроенных систем;

- для организации  и ведения баз данных;

- для решения  задач реального времени и  т.д.

ОС разделяют  по режиму обработки задач:

- однопрограммный  режим;

- мультипрограммный  режим.

По способам построения (архитектуре) ОС подразделяются на следующие:

- микроядерные;

- монолитные.

. Windows - самая распространённая ОС среди пользователей домашних компьютеров. Причинами являются её интуитивный интерфейс и управление, рассчитанное на обычного пользователя.

Что нам нужно  от операционной системы? Чтоб она выполняла  свои основные задачи:

Контроль всего  аппаратного обеспечения компьютера.

Управление всеми  подчинёнными программами, а так  же файлами и документами, которые  создаёт пользователь.

Взаимодействие  с пользователем.

Windows насыщена графическими символами, общение с которыми посредством мыши куда проще, чем текстовым набором команд.

В Windows можно выделить три основных элемента: рабочий стол, панель задач и выпадающее меню Пуск.

Моделирование- процесс замещения реального объекта его копией на основе имеющихся входных и выходных величин.

Модель может  быть математической, описательной, словесно- формульной, построенной на основе блок-схем алгоритма, на основе графов.

Тем не менее независимо от способа описания любая модель должна быть максимально приближена к реальному объекту.

Целями  моделирования являются:

Понимание того, как устроен объект, каковы его  структура, основные свойства, законы развития и взаимодействия с окружающей средой. Такие модели помогают понять, как устроен конкретный объект, узнать его основные свойства, установить законы его развития и взаимодействия с окружающим миром. В этом случае целью построения модели является познание окружающего мира.

Управление объектом или процессом и определение  наилучших способов управления при  заданных целях.

Создание объектов с заданными свойствами.

Прогнозирование последствий воздействия на объект.

При разработке прогр. продуктов прибегают к след .способам описания алгоритмов: 1)словесно-формульный

2)структурный  или блок-схемный(чаще всего)

3)с помощью  графов.

В блок-схеме  каждому типу действий (вводу исходных данных, вычислению значений выражений, проверке условий, управлению повторением  действий, окончанию обработки и  т. п.) соответствует геометрическая фигура, представленная в виде блочного символа. Блочные символы соединяются  линиями переходов, определяющими  очередность выполнения действий. Для  начертания этих схем используется набор  символов, определяемых ГОСТ 19.701-90 (ИСО 5807 - 85) "Единая система программной  документации".

Правила выполнения блок-схем

Линии переходов  используются для обозначения порядка  выполнения действий. Для улучшения  наглядности следует придерживаться стандартных правил изображения  линий передач управления - сверху вниз и слева направо. Если необходимо показать передачу управления снизу  вверх или справа налево, то направление  следует отметить стрелкой.

Расстояние между  параллельными линиями должно быть не менее 3 мм, между остальными символами  схемы - не менее 5 мм.

Записи внутри символа или рядом с ним  должны выполняться машинописью  с одним интервалом или чертежным шрифтом.

Записи внутри символа или рядом с ним  должны быть краткими. Сокращения слов и аббревиатуры, за исключением установленных  государственными стандартами, должны быть расшифрованы в нижней части  поля схемы или в документе, к  которому эта схема относится.

Записи внутри символа должны быть представлены так, чтобы их можно было читать слева  направо и сверху вниз, независимо от направления потока.

В схеме символу  может быть присвоен идентификатор, который должен помещаться слева  над символом, и допускается краткая  информация о символе, которая должна помещаться справа над символом.

Размер а должен выбираться из ряда 10, 15, 20 мм. Допускается увеличивать размер а на число, кратное 5. Размер b равен 1,5а. При ручном выполнении схем алгоритмов и программ для символов, представленных в табл. 1, допускается устанавливать b равным 2 а.

При выполнении условных графических обозначений  автоматизированным методом размеры  геометрических элементов символов округляются до значений, определяемых техническими возможностями используемых устройств.

1)Структура алгоритма является линейной, если она образована последовательностью простых операторов (команд).

2)Разветвляющийся алгоритм - алгоритм, содержащий хотя бы одно условие, в результате проверки которого обеспечивается переход на один из двух возможных шагов.

3)Циклический алгоритм - алгоритм, предусматривающий многократное повторение одного и того же действия (одних и тех же операций) над новыми исходными данными. Группа команд (операторов), выполняющихся одна за другой, называется серией, которая может состоять из одного оператора.