Шпаргалка по "Программированию"

1.Основные понятия информатики

Информатика - это комплексная, техническая наука, которая систематизирует  приемы создания, сохранения, воспроизведения, обработки и передачи данных средствами вычислительной техники, а также  принципы функционирования этих средств и методы управления ними. Термин "информатика" происходит от французского слова Informatique и образован из двух слов: информация и автоматика. Этот термин введен во Франции в середине 60-х лет XX ст., когда началось широкое использование вычислительной техники. Тогда в англоязычных странах вошел в употребление термин "Computer Science" для обозначения науки о преобразовании информации, которая базируется на использовании вычислительной техники. Теперь эти термины являются синонимами.

Появление информатики обусловлено возникновением и распространением новой технологии сбора, обработки и передачи информации, связанной с фиксацией данных на машинных носителях.

Информация - это совокупность сведений (данных), которая воспринимается из окружающей среды (входная информация), выдается в окружающую среду (исходная информация) или сохраняется внутри определенной системы.

Информация существует в виде документов, чертежей, рисунков, текстов, звуковых и световых сигналов, электрических и нервных импульсов  и т.п..

Важнейшие свойства информации:

• объективность и субъективность;

• полнота;

• достоверность;

• адекватность;

• доступность;

• актуальность.

 

2. Технические  и программные средства реализации  информационных процессов

Состав вычислительной системы называют конфигурацией. Конфигурация вычислительной системы включает аппаратные и программные средства, которые представляют собой отдельно аппаратную конфигурацию и программную конфигурацию.

Технические средства это железо комп-ра.

Программа –  это упорядоченная последовательность команд. Конечная цель любой компьютерной программы – управление аппаратными средствами. Программное и аппаратное обеспечение в компьютере работают в неразрывной связи и в непрерывном взаимодействии. Состав программного обеспечения вычислительной системы называют программной конфигурацией. В программной конфигурации между её программами существует взаимосвязь, то есть имеет место межпрограммный интерфейс. Возможность существования такого интерфейса основана на существовании технических условий и протоколов взаимодействия. На практике межпрограммный интерфейс (взаимодействие) обеспечивается путём распределения программного обеспечения по нескольким взаимодействующим между собой уровням. Эти уровни представляют собой пирамидальную конструкцию. Каждый следующий уровень опирается на программное обеспечение предшествующих уровней. Уровни программного обеспечения подразделяются на: базовый, системный, служебный и прикладной уровни. Под программным обеспечением понимается совокупность программ, предназначенных для реализации целей и задач, и документации на них. Программное обеспечение в соответствии с выполняемыми функциями делится на системное и прикладное.

К системному программному обеспечению относится совокупность программ описаний и инструкций, используемых для эффективного функционирования вычислительной системы, а также при разработке новых программ. Прикладное программное обеспечение предназначено для решения конкретных задач из различных сфер применения. Прикладное программное обеспечение по характеру применения делится на прикладные программные средства коммерческого использования (программные продукты) и индивидуально разрабатываемые программные средства (не распространяемые программы). Программные продукты представляют собой программное обеспечение, изготовленное на продажу; они имеют программную документацию, обеспечивающую установку и эксплуатацию программ сторонними пользователями. Индивидуально разрабатываемые программные средства обеспечивают комплексность и функциональную завершенность прикладного программного обеспечения. Эффективность разработки и использования прикладного программного обеспечения достигается оптимальным сочетанием данных составных частей.

При рассмотрении технических средств реализации информационных процессов целесообразно выделить следующие аспекты:

1) представление  информации в ЭВМ;

2) логические  основы построения персонального  компью-

тера;

3) архитектуру  компьютера;

4) компьютерные  сети.

Представление информации в вычислительных машинах

осуществляется  с использованием позиционных систем счисле-

ния. Под системой счисления понимается способ записи чисел с

помощью заданного  набора специальных знаков (цифр).

 

3. Модели  решения функциональных и вычислительных  задач.

Модель –  это материальный или воображаемый объект, который в процессе познания замещает реальный объект, сохраняя при этом его существенные свойства.

Моделирование – это процесс исследования реального  объекта с помощью модели. Исходный объект называется при этом прототипом или оригиналом. Выделяют разные виды моделирования. Натурное моделирование – проведение исследований на реальном объекте с последующей обработкой результатов эксперимента. Имитационное моделирование – метод, позволяющий строить модели, описывающие процессы так, как они проходили бы в действительности. Физическое моделирование – метод экспериментального изучения различных физических явлений, основанный на их физическом подобии (физических моделях). Математическое моделирование – процесс установления соответствия данному объекту некоторого математического объекта, называемого математической моделью, и исследование этой модели, позволяющее получать характеристики рассматриваемого реального объекта. Цель моделирования – это назначение будущей модели. Цель определяет те свойства объекта-оригинала, которые должны быть воспроизведены в модели. Иначе говоря, модель – это упрощенное подобие реального объекта, который отражает существенные особенности (свойства) изучаемого реального объекта, отвечающие цели моделирования. Существует ряд общих требований к свойствам, которым должны удовлетворять модели:

• адекватность – достаточно точное отображение  свойств объекта;

• конечность –  модель отображает оригинал лишь в  конечном числе его отношений  и свойств;

• полнота (информативность) – предоставление получателю всей необходимой информации об объекте в рамках гипотез, принятых при построении модели;

• упрощенность – модель отображает только существенные стороны объекта;

• гибкость –  возможность воспроизведения различных  ситуаций во всем диапазоне изменения условий и параметров;

• приемлемая для  имеющегося времени и программных  средств трудоемкость разработки модели.

 

4. Алгоритмизация  и программирование

Программа —  это детальное и законченное  описание алгоритма средствами языка  программирования. Исполнителем программы является компьютер. Для выполнения компьютером программа должна быть представлена в машинном коде — последовательности чисел, понимаемых процессором. Написать программу в машинных кодах вручную достаточно сложно. Поэтому сегодня практически все программы создаются с помощью языков программирования, которые по своим синтаксису и семантике приближены к естественному человеческому языку. Это снижает трудоемкость программирования. Однако, текст программы, записанный с помощью языка программирования, должен быть преобразован в машинный код. Эта операция выполняется автоматически с помощью специальной служебной программы, называемой транслятором.

    Алгоритм  — это предписание некоторому  исполнителю выполнить конечную  последовательность действий, приводящую к некоторому результату. В программировании алгоритм является фундаментом программы, а основным исполнителем — компьютер. На стадии тестирования алгоритма исполнителем может быть сам программист. Алгоритм может быть записан с помощью блок-схемы, текстовым предписанием, с помощью рисунков, таблично или на специальном алгоритмическом языке. Наиболее популярны блок-схемы и предписания. Преимущество блок-схем — в наглядности алгоритма.

Основными свойствами алгоритма являются:

• дискретность — представление алгоритма в виде последовательности шагов;

• массовость — применимость алгоритма к некоторому множеству исходных данных;

• определенность — за конечное число шагов либо должен быть получен результат, либо доказано его отсутствие;

• однозначность — при повторном применении алгоритма к тем же исходным данным должен быть получен тот же результат.

    Из  перечисленных свойств лишь дискретность  является обязательным свойством  алгоритма. Можно привести примеры,  когда невыполнение свойств массовости, определенности и однозначности не позволяет говорить об отсутствии алгоритма.

 

5. Языки  программирования высокого уровня

Языки программирования - это формальные языки специально созданные для общения человека с вычислительной машиной. Каждый язык программирования, равно как и "естественный язык" (русский, английский и т.д.) имеет алфавит, словарный запас, свои грамматику и синтаксис, а также семантику.

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

2. Синтаксис  - система правил, определяющих допустимые  конструкции языка программирования.

3. Семантика  - система правил однозначного  толкования отдельных языковых  конструкций, позволяющих воспроизвести  процесс обработки данных.

При описании языка и его применении используют понятия языка. Понятие подразумевает некоторую синтаксическую конструкцию и определяемые этой конструкцией свойства программных объектов или процесса обработки данных.

Взаимодействие  синтаксических и семантических правил определяет те или иные понятия языка, например, операторы, идентификаторы, переменные, функции и процедуры, модули и т.д. В отличие от естественных языков правила грамматики и семантики для языков программирования, как и для всех формальных языков, должны быть явно, однозначно и четко сформулированы. Языки программирования, имитирующие естественные языки, обладающие укрупненными командами, ориентированными на решение прикладных содержательных задач, называются языками "высокого уровня".

Языки программирования высокого уровня имеют следующие достоинства:

− алфавит языка  значительно шире машинного, что  делает его гораздо более выразительным  и существенно повышает наглядность  и понятность текста;

− набор операций, допустимых для использования, не зависит от набора машинных операций, а выбирается из соображений удобства формулирования алгоритмов решения задач определенного класса;

− конструкции  команд (операторов) отражают содержательные виды обработки данных и задаются в удобном для человека виде;

− используется аппарат переменных и действия с ними;

− поддерживается широкий набор типов данных.

 

6. Основы  и методы защиты информации

Компьютерные  вирусы — это специально написанная небольшая по размерам программа, которая  может внедрять себя в исходный код других программ (т.е. заражать их) или в документы специального формата, содержащие макрокоманды, такие как Word , Excel , а также выполнять различные нежелательные действия на компьютере. Вирусная программа способна создавать свои копии (необязательно совпадающие с оригиналом), которые распространяются в различных ресурсах компьютерных систем, сетей и т.д. Многие вирусы вредят данным на заражённых компьютерах, хотя иногда их единственной целью является лишь заражение как можно большего количества компьютеров. Антивирусная программа (антивирус) — программа для обнаружения и, возможно, лечения программ, заражённых компьютерным вирусом, а также, возможно, для предотвращения заражения файла вирусом.

Первые, наиболее простые антивирусные программы  появились почти сразу после появления вирусов. Сейчас разработкой антивирусов занимаются крупные компании. Как и у создателей вирусов, в этой сфере также сформировались оригинальные приёмы — но уже для поиска и борьбы с вирусами. Современные антивирусные программы могут обнаруживать десятки тысяч вирусов. Различают следующие виды антивирусных программ:

Детекторы –  сканируют файлы для поиска известных  вирусов, соответствующих определению  в словаре вирусов 

Доктора – не только находят зараженные вирусом  файлы, но и удаляют из файла тело программы-вируса

Ревизоры –  самый надежный способ защиты. Ревизоры запоминают исходное состояние программ, каталогов и системных областей , а затем периодически сравнивают текущее состояние с исходным.

Методы Борьбы с компьютерными вирусами:

не загружать  и не запускать на выполнение неизвестные программы из Интернета

Пользователи  компьютеров не должны всё время  работать с правами администратора. Если бы они пользовались режимом  доступа обычного пользователя, то некоторые разновидности вирусов не смогли бы распространяться (или, по крайней мере, ущерб от действия вирусов был бы меньше). Это одна из причин, по которым вирусы в Unix-подобных системах относительно редкое явление.

 

7. Информационная  технология

Информационная  технология - совокупность методов, производственных и программно-технологических средств, объединенных в технологическую цепочку, обеспечивающую сбор, хранение, обработку, вывод и распространение информации. Информационные технологии предназначены для снижения трудоемкости процессов использования информационных ресурсов.

Основные черты  современных ИТ:

• Структурированность стандартов цифрового обмена данными алгоритмов;

• Широкое использование компьютерного сохранения и предоставление информации в необходимом виде;

• Передача информации посредством цифровых технологий на практически безграничные расстояния.

 

8. Структура программного обеспечения с точки зрения пользователя.

Структура программного обеспечения позволяет реализовать  функциональные требования, информационные и программные связи между его составляющими.

Прикладные программы  выполняют функции опознавания  и идентификации вводимой графической  информации и формирования информации для вывода на экран дисплея. Дисплейный файл представляет собой совокупность команд, необходимых для управления дисплейным процессором для вывода данного изображения на экран. Дисплейный файл хранится в памяти ЭВМ. Функции дисплейного процессора заключаются в преобразовании символов дисплейного файла в управляющие сигналы, подаваемые через ЦАП на дисплей.