Вопросы и ответы по ЭВМ

Вопрос 1 Информация

Информация - сведения об объекте, получаемые посредством сигналов.

Если разным цветам дать номера, а разным звукам - ноты, то мы переведём аналоговую информацию в цифровую. Разница между ними в том, что аналоговая информация непрерывна, а цифровая – дискретна. (пример – скрипка-фортепиано). Компьютер работает с цифровой информацией, потому что её удобно кодировать. Цифровая информация хранится в виде числового кода, который называется двоичным. Бит – наименьшая единица информации, которая выражает логическое выражение «да или нет» и обозначается двоичным числом 1 или 0. Работать с каждым битом непроизводительно. Поэтому в вычислительной технике появилась новая единица измерения информации - байт. (8 бит) Если учесть, что важны не только нули и единицы, но и позиции, в которых они стоят, то с помощью одного байта можно выразить 256 различных единиц информации.

Система кодирования информации – связь между состоянием объекта и информацией об этом объекте, передаваемой материальным носителем.

Способы кодирования информации. Изображения разбиваются на точки, т.е. они состоят из растров. Координаты каждой точки и её цвет можно запомнить в виде чисел. Когда мы изменяем изображение, то программы изменяют числа, которыми отдельные точки изображения представлены в памяти компьютера. Одним байтом можно закодировать 256 различных знаков, в данном случае – цветов. Каждый цвет можно представить в виде комбинации трёх цветов. Красный, зелёный и синий. Если мы кодируем цвет точки с помощью трёх байтов, то первый-красный составляющий, второй – синий, третий – зелёный. Чем больше значение байта цветовой составляющей, тем ярче этот цвет.

Кодирование текстовой информации. Таблица кодов – таблица, в которой указано, каким кодом должен кодироваться каждый символ. (256 кодов-с нулевого по 255) Первые 128 кодов – стандартные, вторая половина - для национальных стандартов. Первая половина – таблица а-эс-цэ-и. Первые 32 кода- для управления компьютерами, 32-ой код- пробел, далее знаки препинания, спецсимволы, цифры, матсимволы, английские буквы и т.д.

Кодирование числовой информации производится посредством преобразования числа в двоичную форму.

Вопрос 2 Компьютер

Компьютер – электронный прибор, предназначенный для автоматизации создания, хранения, обработки и передачи информации.

Существует два вида преобразования информации - эквивалентные (кодирование, хранение, передача) и так называемое вычисление (замена одних сигналов на другие).

Архитектура компьютера – то, из каких компонентов он состоит и как они между собой связаны.

• ОП

• ЦП

• Устройства ввода информации

• Устройства вывода информации

• ВЗУ (винчестеры, дискеты, флэшки, стримеры, CD, DVD)

• Устройства связи

Фон-неймановская архитектура компьютера (США 1945г.)

• Двоичное представление данных

• Единое хранилище для программы и данных

• Арифметическое устройство на основе схем сложения

То есть преобразование информации, представленной в двоичном виде, осуществляется арифметическим устройством – триггером (электронная схема, применяемая для запоминания одного бита информации, имеет два устойчивых состояния, которые соответствуют логическим нулю и единице).

Недостаток: быстродействие канала между ЦП и ОП трудно повысить.

Решение проблемы:

• Многоуровневая память (ОП, предназначенная для промежуточного хранения информации, работает медленно и поэтому создается допуровень – КЭШ память, усоряющий процесс работы с информацией)

• Параллелизм

• Альтернативные архитектуры.

Процессор – микросхема, занимающаяся обработкой информации в компьютере. Он вызывает данные с диска в оперативную память с помощью шины адреса, забирает их к себе с помощью шины данных, обрабатывает, а потом опять отправляет их в оперативную память и сохраняет в виде файлов на жёстком диске. Внутри процессора данные содержатся в спецячейках, которые называются регистрами. Элементарное преобразование, выполняемое ЦП, называется машинной командой.

Однопоточный ЦП

Первичная память доступна процессору без обращения к внешним устройствам.

Адресуемая память – вторичная память доступная процессору путём прямой адресации через шину адреса.

Периферийные устройства - дополнительные подключаемые внешние устройства. (пример – внешние устройства ввода графических изображений сканеры, цифровые фотокамеры, видеокамеры и др)

Роль программного обеспечения.

Программное обеспечение – все программы, которые установлены на компьютере.

Системное, прикладное, инструментальное.

Системное - базовый комплект программ, управляющий работой и распределением ресурсов компьютера (поддержание работы прикладных программ), обеспечивает работу одной и той же программы на разных компьютерах. Винда, Ляха.

Прикладное – конкретные программы, решающие конкретные задачи. Ворд, Эксель.

Инструментальное – программы, используемые в ходе разработки системных и прикладных программ.

Вопрос 3 Операционная система

Операционная система обеспечивает взаимодействие различных программ между собой (программный интерфейс), взаимодействие программного обеспечения и аппаратного (программно-аппаратный интерфейс) и взаимодействие человека с компьютерной системой (интерфейс пользователя) или: программа, под управлением которой работает всё установленное в компьютере аппаратное и программное обеспечение. ОС включает в себя ядро и вспомогательные программы. Ядро построено по модульному принципу – разбиению сложной задачи на составные части. Программный комплекс разбит на модули. Каждый программный модуль имеет упрощённое, абстрактное представление о своей работе, которое реализуется с помощью интерфейса(совокупность средств управления процессором или устройством.)

Интерфейс

• Пользовательский – совокупность команд, предоставляемых пользователю программой

• Аппаратный – способ соединения компонентов компьютера

• Программный – согласованная работа различных программ

Преимущество модульного построения и наличия интерфейса заключается в том, что для конкретной аппаратуры можно подобрать необходимый модуль. Каждый модуль обеспечивает распределение того или иного ресурса:

• Процессорное время

• Оперативная память

• Память на ВЗУ

• Канал взаимодействия с пользователем

Диспетчер задач. Распределяет процессорное время. ЦП исполняет только одну программу, а ОС посредством модуля «диспетчер задач» создаёт абстрактное представление одновременного выполнения нескольких программ. В связи с этим выделяют целый класс ОС – многозадачные ОС.

Диспетчер памяти. Оперативная память- ресурс, состоящий из ограниченного числа бит. ОС распределяет биты между программами посредством абстрактной памяти.

Файловая система – совокупность компонентов ОС, которые определяют способ размещения файлов и папок на диске, а также способ работы с ними. ФС:

• Распределяет пространство на ВЗУ («магнитном диске») между программами и пользователями

• Реализует абстрактное понятие «файл» - участок магнитного диска, содержащий логически связанную информацию и обозначаемый именем.

Файловая система это совокупность компонентов ОС, которые определяют способ размещения файлов и папок на диске, а также способ работы с ними. Распределяет пространство на взу между программами и пользователем. Основная функция ОС-решение конкретных прикладных задач пользователя.

Файловая система создает абстрактное представление о ВЗУ как о нумерованной последовательности блоков. Причём информация может считываться и записываться блоками определённого размера. Задача файловой системы – преобразовать имя файла в номера блоков. Это происходит при помощи служебных структур данных, которые хранятся на диске без участия прикладных программ и определяют, какие блоки заняты и какие имена им присвоены.

Чтобы упростить работу с файлами на диске, их группируют в каталоги. Каталог связывает имя файла с соответствующим блоком. Дерево папок образует иерархическую структуру. Местоположение на диске корневой папки фиксировано, в корневой папке находится информация о файлах и подпапках других уровней.

Полное имя файла содержит:

• Обозначение диска

• Путь по папкам, начиная с корневой

• Имя файла

Внутри папки имя должно быть уникально, в то время как в разных папках имена могут совпадать.

Разбиение на папки - это создание пространства имен некоторой области где имя может быть любым. Пространство имён обеспечивает уникальность имён и различные способы их конструирования.

Окна-основные объекты Windows, существует 4 типа окон - окна папок, диалоговые окна, окна приложений и окна справочной системы. Окна отличаются содержимыми в них объектами. Окна папок это их графическое отображение- значки и ярлыки, которые отображаются в главной области окна папок – в так называемой рабочей области. Кроме рабочей области окна папок содержат также элементы управления окном. Этих объектов не очень много:

• Строка заголовка окна

• Кнопки управления размером окна

• Рамка окна

• Системный значок и связанное с ним системное меню

• Строка меня в составе пунктов: Файл, правка, вид, справка

• Панель инструментов, содержащие командные кнопки и раскрывающийся список выбора папки

• Полосы прокрутки

• Строка состояния

Объекты в окне папке можно отсортировать. По имени, по типу, по размеру и по дате создания.

Диалоговые окна нельзя сворачивать, менять их размер.

Буфер обмена- специальная область в оперативной памяти компьютера, в которой могут временно храниться объекты. Не более одного. Объекты туда можно удалять или копировать. В первом случае источник удаляется, во втором случае – копируется. Позволяет использовать несколько программ для разработки одного файла.

Вопрос 4 Тексты

Текст – это словесная запись мыслей, сообщений, речи

Компьютерный текст – цепочка символов

Кодирование текста – это установление таблицы соответствия между кодируемым символом и комбинацией состояния битов, то есть процесс кодирования заключается в том, что каждому символу ставится в соответствие уникальный код. В настоящее время существуют различные системы кодирования, основное различие между ними заключается в количестве бит, необходимых для кодирования одного символа.

Системы кодирования

• А эс цэ и и для кодирования одного символа используется количество информации = 7 бит. Если рассматривать символы как возможные события, то можно вычислить количество символов, которые можно закодировать 128

• Восьмибитные системы кодировки

Гипертекст-текст, снабжённый информацией о назначении отдельных его участков и взаимосвязях между ними (пример-оглавление книги)

Регулярные выражения

Механизмы построения регулярных выражений осуществляется по принципу от простого к сложному. Для любого алфавита существует простое выражение – один символ алфавита. Мощность регулярного выражения – мощность порождаемого множества или количества элементов.

Язык разметки

Размеченный текст позволяет легко анализировать и обрабатывать текст. Он включает текст, несущий смысловую информацию, разметку, указывающую структуру текста. Язык разметки нужен для того, чтобы отобразить данную структуру текста, т. е. определить значение участков текста.

XML- наиболее распространенный язык разметки. Это универсальный язык для представления определённой структуры информации. Его главное преимущество состоит в том, что синтаксис и семантика используются основными производителями техники и компьютеров в том числе, что обеспечивает интероперабельность (способность работать вместе).

Грамматика

• Любой текст начинается с заголовка

• Разметка заключается в использовании тэгов

Тэг- специальная легкоузнаваемая последовательность знаков, заключённая между <>. Тэги аналогичны скобкам. Тэги с разными именами отражают разные типы скобок.

Открывающий тэг <>

Закрывающий тэг</>

Пустой тэг<\>

Свойства

• Каждому открывающему тэгу должен быть сопоставлен закрывающий тэг

• Участки текста, ограниченные разными тэгами, не должны перекрываться [()] [( ]) . Второй случай ошибочный.

• Исключение – пустой тэг. Он не требует закрывающего тэга, так как эквивалентен открывающему тэгу, после которого идёт закрывающий тэг. Помимо имени в состав тэгов могут входить дополнительные параметры, которые задаются атрибутами, находящимися сразу после имени тэга перед знаком >.

С помощью символа & внутри тэга можно задать спецсимволы. (табл) Текст данного языка содержит помимо заголовка только один тэг.

Подмножество XHTML – это подмножество языка XML, язык разметки гипертекста. Гипертекст содержит информацию о внутренних взаимосвязях. Гипертекст-текст, снабжённый информацией о назначении отдельных его участков и взаимосвязях между ними (пример-оглавление книги связь строки и страницы).