полезные программы, сайт Программистан Программистан
Бесплатные программы для вашего компьютера, полезные советы по Windows

Сведения по информатике: необходимый минимум

Основные понятия и определения информатики.

Содержание:

Информатика

Информатика(применительно к вычислительной технике) техническая наука, систематизирующая приемы создания, хранения, обработки и передачи информации средствами вычислительной техники, а также принципы функционирования этих средств и методы управления ими.

Структурная схема ЭВМ

Структурная схема ЭВМ

УУ – устройство управления; УВВ – устройство ввода; АЛУ – арифметико-логическое устройство; ОЗУ – оперативно запоминающее устройство; ВЗУ – внешнее запоминающее устройство; УВЫ – устройство вывода

Единицей измерения объема памяти является бит – наименьшая структурная единица памяти.

В информатике часто используется величина, называемая байтом (byte) и равная 8 битам. И если бит позволяет выбрать один вариант из двух возможных, то байт, соответственно, 1 из 256 (28). Наряду с байтами для измерения количества информации используются и более крупные единицы:

1 Кбайт (один килобайт) = 210 байт = 1024 байта;
1 Мбайт (один мегабайт) = 210 Кбайт = 1024 Кбайта;
1 Гбайт (один гигабайт) = 210 Мбайт = 1024 Мбайта.

Например, книга содержит 100 страниц; на каждой странице – 35 строк, в каждой строке – 50 символов. Объем информации, содержащейся в книге, рассчитывается следующим образом:

Страница содержит 35 × 50 = 1750 байт информации. Объем всей информации в книге (в разных единицах):

1750 × 100 = 175 000 байт.
175 000 / 1024 = 170,8984 Кбайт.
170,8984 / 1024 = 0,166893 Мбайт.

ОЗУ – представляет собой основную или оперативную память (ОП), предназначенную для временного хранения информации непосредственно во время работы ЭВМ.

ОП состоит из ячеек для хранения информации. Единица измерения информации называется бит (bit) – сокращение от латинских слов binary digit, что означает двоичная цифра. Каждая ячейка вмещает в себя 8 бит или 1 байт информации. У каждой ячейки есть свой номер, начиная с нуля. Две смежные ячейки образуют машинное слово.

ВЗУ предназначена для длительного хранения информации. К ним относятся дискеты, ленты, лазерные оптические, жесткие диски.

Единицей хранения информации во внешней памяти является файл – последовательность байтов, записанная в устройство внешней памяти и имеющая имя. Обмен информации между оперативной памятью и внешней осуществляется файлами.

Жесткий диск (HDD) – устройство памяти (физический диск) или раздел винчестера (логический диск). Диск имеет имя и таблицу размещения файлов.

Файл. Форматы файлов

Файл – наименьшая единица хранения информации, содержащая последовательность байтов и имеющая уникальное имя.

Группы файлов на диске образуют каталоги и подкаталоги. «Главный» каталог, который не входит ни в один другой, называется корневым.

Каждый файл имеет адрес, имя и расширение имени. Пример: C:\My Documents\ Отчет.doc. Расширения указывают на тип хранящейся информации.

Система счисления

Система счисления – способ представления числовых знаков. Системы счисления делятся на непозиционные и позиционные.

Различие между позиционной и непозиционной системами счисления легче всего понять на сравнении двух чисел.

В позиционной системе счисления сравнение двух чисел происходит следующим образом: в рассматриваемых числах слева направо сравниваются цифры, стоящие в одинаковых позициях. Бóльшая цифра соответствует бóльшему значению числа. Например, для чисел 123 и 234 1 меньше 2, поэтому число 234 больше, чем число 123. В непозиционной системе счисления это правило не действует. Примером этого может служить сравнение двух чисел – IX и VI. Несмотря на то, что I меньше, чем V, число IX больше, чем число VI.

Позиционные системы счисления

Число X позиционной системы счисления с основанием p представляется в виде:
x=anxpn+a a1xp1 +a0xp0, где an…a0 - цифры в представлении данного числа.
Так, например:
103510=1x103 + 0x102 + 3x101 + 5x100;
10102= 1x23 + 0x22 + 1x21 + 0x20=10.

Двоичная система счисления

Числа, поступающие в компьютер, переводятся в двличную систему счисления. Двоичная система счисления – позиционная система счисления с основанием 2. Используются цифры 0 и 1.

Двоичная система используется в цифровых устройствах, поскольку является наиболее простой и удовлетворяет требованиям:
- Чем меньше значений существует в системе, тем проще изготовить отдельные элементы.
- Чем меньше количество состояний у элемента, тем выше помехоустойчивость и тем быстрее он может работать.
- Простота создания таблиц сложения и умножения – основных действий над числами.
- Для представления двоичных отрицательных чисел в компьютерах часто используется дополнимтельный код.

Таблица сложения двоичных чисел:
0+0=0; 0+1=1; 1+0=1;
1+1=10 перенос 1 (англ. Carry или carry bit).
Если 1+1=1, то это – не сложение двоичных чисел, а сложение логических выражений, где, скажем, за 0 обозначена «ложь», а за 1 – «истина» (или наоборот).

Таблица умножения двоичных чисел:
0x0=0; 0x1=0; 1x0=0; 1x1=1;

Десятичная система счисления

Набор цифр от 0 до 9 с основанием 10.
Пример: 522170, 3-14- 2=5x102 + 2x101 + 7x100 + 3x10-1 + 4x10-2.

Шестнадцатеричная система счисления

Набор цифр: 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F.
Перевод чисел из десятичной системы счисления в другую (с основанием p) осуществляется с помощью правила деления для целой части и правила умножения для дробной части.
Пример перевода чисел из десятичной в двоичную систему счисления: 37,4510 – N2.

Элементы математической логики

Суждения бывают истинными (1) и ложными (0). Все суждения связаны между собой связками и (логическое умножение), или (логическое сложение), не (отрицание).

Компьютерная графика

Существует два способа представления графической информации: растровый и векторный.

Растровая графика

Изображение разбивается прямоугольной сеткой на элементы – пиксели. Полученный двухмерный массив называется растром.

Разрешение изображения – количество пискселов на единицу длины. Каждый пиксел характеризуется цветом. Чем больше в изображении пикселов, тем больше размер файлов.

Векторная графика

Изображение рассматривается как совокупность отдельных объектов – точек, линий, многоугольников, эллипсов и т.д. Объекты хранятся в памяти в виде набора параметров (форма, толщина, цвет и т.д.).

Перед выводом на экран или на печать каждого объекта программа векторной графики вычисляет координаты точек в изображении объекта по соответствующим математическим формулам.

В векторной графике, в отличие от растровой, информация записывается компактно, масштабирование и другие преобразования объектов производятся без потерь качества изображения.

Алгоритм

Алгоритм – совокупность четко определенных правил для решения задачи за конечное число шагов. Алгоритмизация – процесс составления алгоритмов.

Свойства алгоритмов

Существуют 5 основных свойств алгоритмов:

  1. Дискретность – переход к следующему действию возможен только после выполнения предыдущего.
  2. Понятность – точность и подробность в написании алгоритма.
  3. Определенность – исполнитель должен знать, к какому пункту ему переходить после определенного действия.
  4. Массовость – применение одного алгоритма к решению многих однотипных задач.
  5. Результативность – направленность на получение конкретного результата.

Алгоритм можно записать на естественном языке с помощью слов и предложений, на алгоритмическом (формальном) языке, на языке блок-схем (графическое представление).

Основные структуры алгоритмов

  1. Линейная – операторы (команды) выполняются строго по порядку, от первого до последнего.
  2. Условное выполнение – состоит из управляющего выражения (проверяемого на истинность) и блока команд.
  3. Цикл – многократное повторение одних и тех же действий.

Этапы разработки программ

  1. Разработка алгоритма.
  2. Создание программы. Программа – описание алгоритма с помощью программного кода.
  3. Преобразование текста программы в машинный код (в виде 0 и 1) с помощью программы-транслятора. Трансляторы разделяются на два типа: компиляторы (переводит сразу весь исходный текст и записывает код в память в виде файла) и интерпретаторы (переводят программу по строках и сразу её выполняют).

Программное обеспечение (ПО)

Системное ПО – операционные системы и дополняющие их модули (системные утилиты, драйверы, архиваторы, антивирусные средства и др.).

Операционная система ОС – комплекс взаимосвязанных программ, который управляет работой всех устройств компьютера, загрузкой в память и выполнением прикладных программ, обеспечивает интерфейс пользователя.

Основные типы ОС для персональных компьютеров: Unix, DOC/Windows, Windows NT, MacOS.

Прикладные программы предназначены для пользователей. Наиболее распространенные: текстовые и графические редакторы, информационно-поисковые системы и пр.

Примером управляющей программы, необходимой для работы на компьютере, является BIOS (Basic Input/Output System).

Компьютерные сети.

Это комплексы аппаратуры и программного обеспечения, решающие задачи передачи данных от одного компьютера к другому.

Протокол – свод правил взаимодействия в процессе обмена данными и форматы передаваемых блоков данных.

Сервер – компьютер, предоставляющий вычислительные ресурсы (например, файлы, принтеры) сетевым пользователям.

Клиенты – компьютеры, которые используют доступ к вычислительным ресурсам.

Локальная сеть – компьютерная сеть на ограниченной территории, например в пределах одного здания, для совместного использования ресурсов – данных, программ, периферийных устройств.

Глобальная сеть – сеть, связывающая удаленные друг от друга локальные сети. Единое информационное поле, возникшее при объединении многих глобальных сетей – Internet.

Основные службы Интернета: доступ к удаленному компьютеру (telnet), передача файлов (ftp), телеконференция (usenet), электронная почта (e- mail), WWW (World Wide Web).