Ответы на вопросы к экзамену

1.Понятие информации.Носители информации.

Информатика происходит от французского слова Informatique и образован из двух слов: информация и автоматика и введен во Франции в середине 60-х лет XX века. В англоязычном мире – computer science. Информатика это научное направление, занимающееся изучением законов, методов и способов накапливания, обработки и передачи информации с помощью ЭВМ и других технических средств.

Предметом изучения информатики являются информационные технологии и их применение для решения прикладных задач. Технология практически определяет что, как и сколько нужно сделать, чтобы получить требуемый результат. Конечная задача использования информационных технологий – это подготовка и принятие управленческих решений.

Дисциплина «Информатика», относится к циклу «Математические и общие естественнонаучные дисциплины». Ее содержание соответствует Государственным образовательным стандартам 2000 г. для всех специальностей ФЭМФ, согласно которым курс должен включать следующие вопросы:

• понятие информации;

• общая характеристика процессов сбора, передачи, обработки и накопления информации;

• технические и программные средства реализации информационных процессов;

• модели решения функциональных и вычислительных задач: алгоритмизация и программирование;

• языки программирования высокого уровня;

• базы данных;

• программное обеспечение и технологии программирования;

• локальные и глобальные сети ЭВМ;

• основы защиты информации и сведений, методы защиты информации;

• компьютерный практикум.

2.Представление и обработка данных.

Для того, чтобы использовать ЭВМ для обработки данных, необходимо располагать некоторым способом представления данных. Способ представления данных будет зависеть от того, для кого эти данные предназначены: для человека (внешнее представление) или для ЭВМ (внутреннее представление).

Во внутреннем представлении данные могут быть описаны в аналоговой (непрерывной) или цифровой (дискретной) формах. В соответствии с этим различают аналоговые (в прошлом) и цифровые (сейчас) ЭВМ.

Любые виды данных, обрабатываемых на ЭВМ, могут быть сведены к совокупности простейших форм: набор символов (текст), звук (мелодия), изображение (фотографии, рисунки, схемы), вещественные и целые числа (числовая информация).

Каждый такой вид данных должен быть некоторым универсальным образом представлен в виде набора целых чисел, т.к. ЭВМ цифровые! Правила такого представления разрабатываются научными институтами и оформляются в виде стандартов.

Во внешнем представлении все данные хранятся в виде файлов. Во многих случаях требуется ещё более высокий уровень организации данных на внешнем уровне, тогда данные группируются в базы данных.

Задачи по обработке данных предполагают также способы описания процесса самой обработки. Процедуры обработки данных также представляются на внешнем и внутреннем уровне. На внутреннем уровне каждая такая процедура представляет собой последовательность логических операций с целыми числами, и называется программой. Сами логические операции кодируются с помощью средств машинного языка.

На внешнем уровне процедуры представляются в виде алгоритма. Конкретный вид алгоритма зависит от используемого алгоритмического языка ( ).

Таким образом, решение любых задач с помощью ЭВМ, в конечном счете, сводится к двум взаимосвязанным проблемам: цифровому представлению данных и алгоритмическому представлению способов обработки данных.

3. Кодирование информации.

Для автоматизации работы с данными, относящимися к различным типам, очень важно унифицировать их форму представления — для этого обычно используется прием кодирования, то есть выражение данных одного типа через данные другого типа. Естественные человеческие языки — это не что иное, как системы кодирования понятий для выражения мыслей посредством речи. К языкам близко примыкают азбуки (системы кодирования компонентов языка с помощью графических символов). Своя система существует и в вычислительной технике — она называется двоичным кодированием и основана на представлении данных последовательностью всего двух знаков: 0 и 1. Эти знаки называются двоичными цифрами, по-английски — binary digit или сокращенно bit (бит). Одним битом могут быть выражены два понятия: 0 или 1 (да или нет, черное или белое, истина или ложь и т. п.). Если количество битов увеличить до двух, то уже можно выразить четыре различных понятия:

00 01 10 11

Тремя битами можно закодировать восемь различных значений:

000 001 010 011 100 101 110 111

Увеличивая на единицу количество разрядов в системе двоичного кодирования, мы увеличиваем в два раза количество значений, которое может быть выражено в данной системе, то есть общая формула имеет вид:

N=2^m,

где N— количество независимых кодируемых значений;

т — разрядность двоичного кодирования, принятая в данной системе.

4. Файлы и файловая структура.

Файлы хранятся на магнитных дисках в специальных областях памяти, которые называются каталогами (или папками).

Хранение файлов организуется в иерархической структуре, которая в данном случае — называется файловой структурой. В качестве вершины структуры служит имя носителя (диска), на котором сохраняются файлы. Далее файлы группируются в каталоги (папки), внутри которых могут быть созданы вложенные каталоги (папки). Путь доступа к файлу начинается с имени устройства и включает все имена каталогов (папок), через которые проходит. В качестве разделителя используется символ «\» (обратная косая черта).

Уникальность имени файла обеспечивается тем, что полным именем файла считается собственное имя файла вместе с путем доступа к нему. Понятно, что в этом случае на одном носителе не может быть двух файлов с тождественными полными именами.

Пример записи полного имени файла в общем виде:

<имя носителя>\<имя каталога-1>\...\<имя каталога-М>\<собственное имя файла>

Вот пример записи двух файлов, имеющих одинаковое собственное имя и размещенных на одном носителе (диске С:), но отличающихся путем доступа, то есть полным именем.

С:\АВТОМАТИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ\ВЕНЕРА\АТМОСФЕРА\ Результаты

С:\РАДИОЛОКАЦИЯ\ВЕНЕРА\РЕЛЬЕФ\Результаты

Первый файл находиться на диске С: в каталоге АВТОМАТИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ, в подкаталоге ВЕНЕРА, внутри которого находится подкаталог второго уровня АТМОСФЕРА. (Второй файл Результаты записан в каталоге РАДИОЛОКАЦИЯ, в подкаталоге ВЕНЕРА, внутри которого находится подкаталог второго уровня РЕЛЬЕФ).

5.Историческая справка о этапах развития ЭВМ.

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).

6.Состав ЭВМ.

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).

7.Устройства ввода-вывода ПЭВМ.

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

Устройства вывода – монитор, принтер, колонки.

8.Перифирийные устройства.

Дополнительные устройства: Принтер – устройство для вывода графической и текстовой информации на бумагу. Существуют 3 типа принтеров – матричные ударные, струйные, лазерные. Матричные ударные – реализуют принцип ***, когда печатающая головка верт. ряд металлич. полок, выдвигающихся из головки и формирующих символ по команде из PC и пропечатывая его через чернильную ленту на бумаге. К достоинствам матричных ударных принтеров относятся: низкая цена, к недостаткам – низкое качество печати, низкая скорость. Струйные принтеры – изображение формируется каплями спец. чернил, выдуваемых на бумагу из дырочек печ. головки. Достоинства: более качественная печать, уве*** изображение. Недостатки – требовательны к качеству бумаги, необходимо квалифицированное обслуживание. Лазерные принтеры – используется принцип ксерографии: изображение переносится на бумагу со спец. барабана, к которому электрически притягиваются частицы порошка (тонера) после прохождения по этой части луча лазера. Достоинства – наилучшее качество печати, высокая скорость печати. Недостатки: высокая стоимость и высокая себестоимость печати.

9. Классификация программных средств по отношению к решаемым задачам.

Текстовые редакторы, графические редакторы, антивирусы, фаерволы.

10.Иерархия программных средств по отношению к решаемым задачам.

1) постановка задачи. На этом этапе участвует человек, хорошо представляющий предметную область задачи. Он должен четко определить цель задачи и предложить общий подход к ее решению.

2) математическое или информационное моделирование. Цель этапа – создать такую мат.модель решаемой задачи, которая может быть реализована в компьютере. Существует целый ряд задач, где математическая подстановка сводится к простому перечислению формул и логических условий.

3) алгоритмизация задачи. На основе алгоритмического описания необходимо разработать алгоритм решения.

4) программирование. 5) ввод программы и исходных данных в ЭВМ.

6) тестирование и отладка программы.

7) исполнение отлаженной программы и анализ результатов.

11. Операционные системы. Общие характеристики.

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.

12.Понятие алгоритма. Свойства. Основные характеристики.

Алгоритм¹ - понятное и точное предписание исполнителю совершить после­довательность действий (набор операций и правил их чередования), направленных на достижение указанной цели или на решение поставленной задачи.

Перед решением любой задачи с помощью персонального компьютера (ПК) выполняются следующие этапы: постановка этой задачи, построение сценария и алгоритмизация.

Алгоритмизация задачи - процесс разработки (проектирования) алгоритма решения задачи с помощью ПК на основе ее условия и требований к конечно­му результату.