3. Решение инженерных и научных задач, создание и внедрение информационных систем
1.Информатика – предмет и задачи
Информатика – это область человеческой деятельности, связанная с процессами преобразования информации с помощью ЭВМ. Информатика=информация+автоматика. Информация – это знания, которые мы получаем через пять органов чувств. Свойства информации: 1. Достоверность, 2. Полнота, 3. Актуальность, 4. Полезность, 5. Понятность.
Информатика делится на: технические средства, программные средства, алгоритмические средства.
Алгоритмические средства делятся на:
1. Отрасль народного хозяйства(1. Производство технологических средств; 2. Производство норм. Продуктов; 3. Разработка технологий)
2. Фундаментальная наука(1.разработка программного обеспечения; 2. Теория информационных систем)
3. Прикладные дисциплины(1. Информационные продукты; 2. Разработка информационных систем)
Главная функция информатики: разработка методов и средств преобразования информации.
Задачи информатики:
1. Исследование информационных процессов
2. Создание информационных технологий
3. Решение инженерных и научных задач, создание и внедрение информационных систем
2.Принципы построения ЭВМ(принцип Фон Неймана)
В 40-х гг Фон Нейман сформулировал 2 принципа создания ЭВМ:
1. Производственный доступ к основной памяти
2. Принцип хранимой программы: программа вместе с данными хранится в памяти ЭВМ
Процессор обрабатывает информацию с помощью устройства управления, который управляет процессором обработки информации. Арифметическое устройство предназначено для преобразования информации, представленной в виде двоичных слов. Регистры – ячейки памяти, предназначенные для промежуточного хранения команд операции и информации при выполнении программы. Память предназначена для хранения программ и данных. Состав памяти: память, регистр MRA адресов памяти MRD регистр данных памяти. MRA→MRD →считает.
Прерывания – реакция процессора на определенные события
3.Структура вычислительных машин
Некоторая модель, устанавливающая состав, порядок и принцип взаимодействия отдельных компонентов. Микропроцессор- это центральный блок, управляющий работой всех остальных блоков и выполняющих арифметические, логические операции над информацией. Контроллер прямого доступа к памяти освобождает микропроцессор от блока данными между памятью и внешними устройствами. Контроллер прерываний – обслуживает возникновение прерываний.
Внутримашинный системный интерфейс – система связи между блоками, предназначенных для обмена данными и командами. Кодовая шина содержит набор проводов и схем сопряжения для передачи разрядов машинного кода. Шина адресов передает разряд кода адреса ячейки памяти. Шина инструкции передает управляющий импульс. Шина питания. Шины делятся: 1. Шины расширения позволяет подключить стандартные устройства. 2. Локальные шины – обслуживают конкретные устройства
4.Прерывания
Прерывания – реакция процессора на определенные события. Прерывания бывают: внешние – генерируются внешними устройствами; внутренние – генерируются самим процессором. Механизм прерывания обеспечивает запоминание причин прерывания, прерывает программу, передает управление программе обработки прерывания, после обработки прерывания начинает с места остановок программу – есть регистр обработки прерывания. Все прерывания упорядочены по приоритету.
5.Системы счисления
Системы счисления – это способ наименования и изображения чисел, с помощью символов, имеющих определенные количественное значение.
Система счисления: позиционная и непозиционная.
Непозиционная система счисления: цифры не меняют свое количественное значение, при их изменении места в числе.
Позиционная система счисления : количественное значение каждой цифры зависят от ее позиции в числе.
Кодирование информации – за единицу количества информации принимается такое количество информации, которое содержит сообщение, уменьшающее неопределенность в 2 раза: «бит».
Единицы: 1) Минимальная единица измерения 1 бит «0», «1»; 2) 1 байт=8бит; 3)
6.Формы представления чисел
Форма сфиксирования:
Имеет постоянное место точки, отделяющей целую часть от дробной. Для перевода дробной части ее необходимо умножать на основание системы счисления.
Форма с плавающей точки:
Число представляется в виде мантиссы, основание системы счисления и порядок
Кодирование символьной информации:
0-41; 1-42; К-65.
Для кодирования символов применяются таблица соответствия между символом и их кодами.
ASCII – 256 символов.
7. логические основы построения ЭВМ.
алгебра логики – раздел математики, в котором все значения элементов определены в двух элементов множестве 0,1. Алгебра логики основана на высказываниях. Высказывание – предложение, смысл которого имеют истинность или ложность.
Операции алгебры логики:
1. Операция логического сложения – дизъюнкция – OR (или)
| 1 опер | 2 опер | OR |
| 0 | 0 | 0 |
| 1 | 0 | 1 |
| 0 | 1 | 1 |
| 1 | 1 | 1 |
2. Операция логического умножения – конъюкция – AND (и)
| 1 опер | 2 опер | AND |
| 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 1 |
3. Операция отрицания – инверсия – NOT (не)
Законы
1. Сочетательный:
(а+в)+с=а+(в+с)
(а*в)*с=а*(в*с)
2. Переместительный
а+в=в+а
а*в=в*а
3. Распределительный
а+в*с=а*в+а*с
справедливо соотношения:
а+а=а, а*а=а, а+а*в=а
алгебраические выражения, содержащие элементы логики, связаны между собой логическими операциями, результат которых ложь или истина:
8. структура и виды команд управления ЭВМ
Алгоритм – это последовательность команд, которое необходимо выполнить над информацией для решения задачи. Машинная программа – это алгоритм, записанный в виде последовательности машинных команд. Машинные команды – это элементарные инструкции, которые выполняются автоматически. Структура машинной команды состоит из 2 частей:
Операционная часть и адресная часть.
Команды операционной системы содержит группу разрядов, предназначенных для представления кода операции. Адресная часть – группа разрядов, занимающая коды адресов ячеек памяти. Адресная часть по количеству адресов подразделяется на: одноадресные, двухадресные, трехадресное и безадресное.
Деление машинных команд по функциям: 1)пересылка информации, 2)арифметические операции, 3)логические операции, 4)обращение к внешнему устройству, 5) команды передачи управления, 6) сервисные операции.
Команды управления бывают:
1. Безусловной передачи – реализуют переход на следующую по порядку без выполнения логических операций.
2. Команды условного перехода – требуют переход по другому адресу программ в том случае, если выполняется некоторое условие.
Команды управления программ:
1. Обычные команды – выполняются последовательно друг за другом бкз изменения хода программы