В 2011 году выпускникам девятых классов сохранили возможность сдавать экзамены по выбору в традиционной форме. Имеющиеся в Интернете ответы зачастую страдают излишне подробным изложением материала, что затрудняет понимание сути. Предлагаю свой вариант ответов на первые вопросы экзаменационных билетов по информатике и ИКТ. Текст отмеченный курсивом не относится к вопросу билета, но делает ответ логически завершенным.
Билет 1
1. Понятие информации. Виды информации. Роль информации в живой природе и в жизни людей. Язык как способ представления информации: естественные и формальные языки. Основные информационные процессы: хранение, передача и обработка информации.
Ответ:
Понятие информации
Информатика - научная область, предметом изучения которой являются информация и информационные процессы; в которой осуществляются исследования и изобретаются новые средства и методы для работы с информацией. Её изучение начинается с договоренности о том, что же следует понимать под термином "информация". Дело в том, что понятие информации обычно связывают с теми сведениями, данными, знаниями, которые человек получает из окружающего мира. На самом деле понятие информации намного шире и сложнее. Оно принадлежит к числу фундаментальных общенаучных понятий. В этом контексте окружающий нас мир - взаимосвязанные и взаимодействующие вещество, энергия и информация. Последняя может существовать в разнообразных видах и формах, в том числе, никак не связанных с человеком. Таким образом, информация является контекстным понятием, то есть значение термина зависит от того, какой смысл мы в него вкладываем и от содержания разговора (контекста), в котором он используется. В информатике под "информацией" чаще всего понимают используемые человеком или техническим устройством данные. Данные могут храниться на материальных носителях и передаваться с помощью сигналов различной физической природы. Данные становятся информацией только тогда, когда мы начинаем их использовать.
Виды информации
Общая классификация видов информации скорее всего невозможна. Когда речь идет о видах информации подразумевается какая-то отдельная область знаний, раздел науки, техники и т.д. Приведем примеры таких частных классификаций:
аналоговая и дискретная
зрительная, слуховая, обонятельная, осязательная, вкусовая
текстовая, числовая, графическая, звуковая
Роль информации в живой природе и в жизни людей. Язык как способ представления информации: естественные и формальные языки. Основные информационные процессы: хранение, передача и обработка информации.
Целесообразное поведение живых существ строится на основе получения, накопления, преобразования и использования информации об окружающей среде. Биологи образно говорят, что «живое питается информацией». Кроме того понятие информации используется в связи с исследованиями механизмов наследственности (генетики). Оказалось, что каждая клетка организма содержит гены (сложные молекулярные структуры), в которых хранится информация о всём организме.
Информация для человека это знания, которые он получает из различных источников. Все знания можно разделить на две группы: декларативные (знания об явлениях, событиях, свойствах объектов начинающиеся со слов «Я знаю что ») и процедурные (определяют действия, необходимые для достижения какой либо цели; начинаются со слов «Я знаю как »).
Действия, выполняемые с информацией, называются информационными процессами. Выделяют три основных вида информационных процессов: обмен, хранение и обработка информации.
Человек непрерывно воспринимает информацию из окружающего мира с помощью своих органов чувств: зрения, обоняния, осязания, вкуса и слуха (она называется органолептической). Большая часть (картины природы, звуки, запахи, вкусовые и осязательные ощущения) воспринимается в образной форме. Информация, воспринимаемая человеком в речевой или письменной форме, называется знаковой (символьной). Человеческая речь и письменность связаны с понятием языка. Различают естественные языки (русский, английский, французский и т.д.) и формальные языки - языки профессий или областей знаний (к числу формальных языков можно отнести язык математических формул, ноты, языки программирования и т.п.). Язык это знаковая система представления информации. Обмен информацией может происходить как при непосредственном общении между людьми, так и с помощью технических средств связи: телефона, радио, телевидения, компьютерных сетей и т.д. Отметим, что без помощи технических средств люди способны обмениваться информацией только голосом, жестами, мимикой на небольшом расстоянии. Развитие человечества было бы невозможно без обмена информацией. С древнейших времен человек изобретал способы передачи информации. Наши предки умели передавать сигналы дымом костра, звуками колокола и т.д. За последние два века появились телеграф, телефон, радио, телевидение. В последние годы бурно развивается мобильная связь и компьютерные коммуникации. Несмотря на все многообразие средств передачи информации сам процесс описывается общей схемой:
Человек хранит информацию либо в собственной памяти, либо на каких-то внешних носителях (на бумаге, аудио и видеокассетах и т.д.). Сведения, которые мы помним (т.е. храним во внутренней памяти), всегда доступны и мы можем оперативно (быстро) ими воспользоваться. Внутреннюю память, поэтому, часто называют оперативной. К сожалению, ёмкость нашей памяти ограничена, к тому же часть сведений со временем человек забывает. Информация на внешних носителях хранится надежнее, но чтобы использовать такую информацию, её сначала нужно сделать оперативной (например, чтобы набрать номер телефона, необходимо сначала найти его в телефонной книге и прочитать).
Человеку почти непрерывно приходится заниматься обработкой информации. Приведем несколько примеров обработки:
получение новой информации из данной путем вычислений или логических рассуждений (решение математической задачи);
изменение формы представления информации (перевод текста с одного языка на другой);
поиск информации в информационном массиве (поиск номера телефона в телефонной книге);
сортировка информации (упорядочение списка учеников класса в алфавитном порядке).
Процесс обработки информации вручную ведется очень медленно, при этом нам свойственно допускать ошибки, уставать, а иногда обработка невозможна. Попробуйте перемножить в уме два семизначных числа. Получилось?
Очевидно, что человеку необходимы технические средства и методы сбора, приема, передачи, хранения и обработки информации - информационные технологии. Их роль всегда была чрезвычайно важна и будет еще более возрастать по мере перехода человечества к жизни в информационном обществе.
Билет 2
1. Измерение информации: содержательный и алфавитный подходы. Единицы измерения информации.
Ответ:
Измерение информации: содержательный и алфавитный подходы
Вопрос «как измерить информацию?» очень непростой. Понятие "информация" является контекстным, а значит и способы её измерения могут быть различны . Если рассматривать информацию как знания, то сообщение несёт информацию только в том случае, когда пополняет знания. Такой подход позволяет рассматривать информацию как меру уменьшения неопределенности знаний. В этом случае, количество информации в одном и том же сообщении для разных получателей может быть различно, так как для одного из них информация может быть новой, а для другого - уже известной. Таким образом, количество информации в сообщении будет зависеть от степени неопределенности знаний получателя. Такой подход к измерению количества информации называется содержательным.
Существует и другой подход алфавитный. Он позволяет определять количество информации в сообщении независимо от человеческого восприятия. В этом случае не рассматриваются социально значимые свойства информации, содержащейся в сообщении, а только общее количество символов и мощность алфавита с помощью которого оно записано. Такой подход тесно связан с теорией вероятностей.
Пример 1. Предположим, что мы подбрасываем монету. Есть два равновероятных исхода выпадет орел или решка. Узнав результат бросания монеты, Вы получаете 1 бит информации.
Сообщение о том, что произошло одно из двух равновероятных событий, содержит один бит информации (говорят, также, что 1 бит информации уменьшает неопределенность знаний в два раза).
Можно обозначить (закодировать) возможные варианты:
|
Равновероятные события |
Их обозначение (код) |
|
Решка |
0 |
|
Орёл |
1 |
Преобразование информации из одной формы представления в другую называют кодированием. Для кодирования используют определенную систему знаков алфавит. Количество знаков в алфавите может быть различным. Самый короткий алфавит состоит из двух знаков. Если для кодирования информации используется только два знака - 0 и 1, то кодирование называют двоичным. Таблица, представленная выше, называется таблицей двоичной кодировки, а один бит информации, таким образом, представляет собой один двоичный знак.
Заметим теперь, что записать результаты многократного бросания монет можно по-разному:
Орёл, решка, решка, орёл, решка, орёл, орёл ......
1, 0, 0, 1, 0, 1, 1, ........
Пример 2. На уроке информатики проводится тестовая работа, состоящая из трёх заданий. Составим таблицу двоичной кодировки возможных результатов выполнения работы одним из учеников:
|
События |
Двоичные коды |
|
выполнено 0 заданий |
00 |
|
выполнено 1 задание |
01 |
|
выполнено 2 задания |
10 |
|
выполнено 3 задания |
11 |
Коды должны быть различны, поэтому сообщение о том, что произошло одно из четырех равновероятных событий, содержит уже два бита. Заметим, что мы использовали полный набор кодов, которые можно составить из 2 бит.
Пример 3. Если увеличить количество заданий до семи, то таблица примет вид:
|
События |
Двоичные коды |
|
выполнено 0 заданий |
000 |
|
выполнено 1 задание |
001 |
|
выполнено 2 задания |
010 |
|
выполнено 3 задания |
011 |
|
выполнено 4 задания |
100 |
|
выполнено 5 заданий |
101 |
|
выполнено 6 заданий |
110 |
|
выполнено 7 заданий |
111 |
С увеличением количества событий в два раза увеличивается на 1 бит длина кода:
|
Количество событий (N) |
Длина кода (i) |
|
N = 2 |
i = 1 |
|
N = 4 |
i = 2 |
|
N = 8 |
i = 3 |
Нетрудно заметить, что величины N и i связаны формулой 2i = N, если N выбирать из ряда 2,4,8,16,32,64 .. Для других значений N формула выглядит так: 2i ≥ N. По ней мы можем рассчитать длину двоичного кода для любого количества событий. Неравенство можно решить подбором наименьшего значения i из ряда натуральных чисел. ( Двойка в формуле показывает, что используется двоичное кодирование. Если бы использовалось, например, троичное кодирование, нужно было бы писать три и т.д.)
Для записи текстовой (знаковой) информации всегда используется какой-либо язык (естественный или формальный). Всё множество используемых в языке символов называется алфавитом. Полное число символов алфавита называют его мощностью. При записи текста в каждой очередной позиции может появиться любой из N символов алфавита, т.е. может произойти N событий. Следовательно, каждый символ алфавита содержит i бит информации, где i определяется из неравенства: 2i ≥ N. Тогда общее количество информации в тексте определяется формулой:
V = k * i , где V количество информации в тексте; k число знаков в тексте (включая знаки препинания и даже пробелы), i - количество бит, выделенных на кодирование одного знака.
Единицы измерения информации
При работе с компьютером долгое время использовался алфавит мощностью 256 символов. Для кодирования одного символа такого алфавита потребуется 8 бит (2 8 = 256). Этой величине присвоили своё название байт. Бит и байт «мелкие» единицы измерения количества информации. Для измерения больших объемов используют производные от байта единицы. При этом знакомая приставка кило- обозначает не точно 103, а 210, т.е. 1024. То же правило действует и на другие приставки (мега-, гига- и т.д.).
|
Единица измерения |
Обозначение |
Связь с другими единицами измерения количества информации |
|
1 бит |
бит |
Минимальное количество информации |
|
1 Байт |
байт |
8 бит |
|
1 Килобайт |
Кб |
210 байт = 1024 Байт |
|
1 Мегабайт |
Мб |
210 Килобайт = 1024 КБ |
|
1 Гигабайт |
Гб |
210 Мегабайт = 1024 МБ |
Билет 3
1. Дискретное представление информации: двоичные числа; двоичное кодирование текста в памяти компьютера. Информационный обьем текста.Ответ:
Преобразование информации из одной формы в другую знаковую форму называют кодированием. Для кодирования используют определенную систему знаков алфавит. Количество знаков в алфавите может быть различным. Самый короткий алфавит состоит из двух знаков. Если для кодирования информации используется только два знака - 0 и 1, то кодирование называют двоичным. Информация закодированная таким способом является дискретной (цифровой), т.е. представляется просто набором двоичных цифр. Такой способ достаточно универсален. Он может использоваться для представления всех видов знаковой информации (в том числе числовых данных, тогда речь идет о двоичных числах), а также для представления аналоговой информации (изображений, звука и т.п.). В последнем случае речь идет об аналого-цифровом преобразовании (АЦП), в процессе которого исходная аналоговая информация подвергается дискретизации - разбиению на элементы, каждый из которых описывается конечным набором двоичных знаков.
Для записи текстовой (знаковой) информации всегда используется какой-либо язык (естественный или формальный). Всё множество используемых в языке символов называется алфавитом. Полное число символов алфавита называют его мощностью. При записи текста в каждой очередной позиции может появиться любой из N символов алфавита, т.е. может произойти N событий. Следовательно, каждый символ алфавита содержит i бит информации, где i определяется из неравенства: 2i ≥ N. Тогда общее количество информации в тексте определяется формулой:
V = k * i , где V количество информации в тексте; k число знаков в тексте (включая знаки препинания и даже пробелы), i - количество бит, выделенных на кодирование одного знака.
Так как каждый бит это 0 или 1, то любой текст может быть представлен последовательностью нулей и единиц. Именно так текстовая информация хранится в памяти компьютера. Присвоение символу алфавита конкретного двоичного кода - это вопрос соглашения, зафиксированного в кодовой таблице. В настоящее время широкое распространение получили кодовые таблицы ASCII и Unicode.
ASCII (American Standart Code for Informational Interchange - Американский стандартный код информационного обмена) используется достаточно давно. Для хранения кода одного символа выделено 8 бит, следовательно, кодовая таблица поддерживает до 28 = 256 символов. Первая половина таблицы (128 символов) - управляющие символы, цифры и буквы латинского алфавита. Вторая половина отводится под символы национальных алфавитов. К сожалению, в настоящее время существует целых пять вариантов кодовых таблиц для русских букв, поэтому тексты созданные в одной кодировке неверно отображаются в другой. (Наверное, Вы встречали русскоязычные сайты, тексты которых выглядят как бессмысленный набор знаков? Приходилось менять кодировку?).
Unicode - получил распространение в последние годы. Для хранения кода одного символа выделено 16 бит, следовательно, кодовая таблица поддерживает до 216 = 65536 символов. Такого пространства достаточно, чтобы в одном стандарте объединить все "живые" официальные (государственные) письменности. Кстати, стандарт ASCII вошел в состав Unicode.
Билет 4
1. Дискретное представление информации: кодирование цветного изображения в компьютере (растровый подход). Представление и обработка звука и видеоизображения. Понятие мультимедиа.
Ответ:
Растровая графика.
Графическая информация может быть представлена дискретно. Для этого изображение разбивают на отдельные маленькие фрагменты (пиксели), затем каждому пикселю присваивается код цвета (считаем, что весь пиксель целиком одноцветный, а изображение в целом мозаика мелких цветных точек). Этот процесс называют пространственной дискретизацией изображения.
Качество такого изображения зависит от двух параметров. Качество выше при меньшем размере пикселя и большем количестве используемых цветов (или оттенков серого, для монохромного изображения). Полный набор цветов, которые можно использовать для создания изображения называется палитрой. Изображение, сформированное таким способом, называют растровым. Формула для определения количества информации в нём имеет вид:
V = k * i , где V количество информации в изображении; k количество пикселей, а i глубина цвета (т.е. количество бит, выделенных на кодирование цвета), определяемая по формуле: 2i ≥ N, где N количество цветов в палитре. Цвет пикселя формируется как комбинация трех основных цветов ( обычно красного - Red, зеленого - Green и синего - Blue). Ниже приведена таблица кодирования шестнадцатицветной (глубина цвета - 4 бита) палитры:
|
Номер |
Цвет |
Яркость |
Красный |
Зеленый |
Синий |
|
0 |
Черный |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
1 |
Синий |
0 |
0 |
0 |
1 |
|
2 |
Зеленый |
0 |
0 |
1 |
0 |
|
3 |
Голубой |
0 |
0 |
1 |
1 |
|
4 |
Красный |
0 |
1 |
0 |
0 |
|
5 |
Фиолетовый |
0 |
1 |
0 |
1 |
|
6 |
Коричневый |
0 |
1 |
1 |
0 |
|
7 |
Белый |
0 |
1 |
1 |
1 |
|
8 |
Серый |
1 |
0 |
0 |
0 |
|
9 |
Светло-синий |
1 |
0 |
0 |
1 |
|
10 |
Светло-зеленый |
1 |
0 |
1 |
0 |
|
11 |
Светло-голубой |
1 |
0 |
1 |
1 |
|
12 |
Светло-красный |
1 |
1 |
0 |
0 |
|
13 |
Светло-фиолетовый |
1 |
1 |
0 |
1 |
|
14 |
Желтый |
1 |
1 |
1 |
0 |
|
15 |
Ярко-белый |
1 |
1 |
1 |
1 |
Такая палитра используется например при создании программ на Qbasic. Она не дает возможности получить качественную графику, поэтому сейчас используют палитры с глубиной цвета 16 или 32 бита (см. настройки параметров экрана). В последнем случае, на каждую составляющую (R, G, B) и яркость отводится по восемь бит (что составляет диапазон десятичных значений от 0 до 255), а общее количество цветов в палитре 224, что соответствует примерно 16-ти миллионам. Если учесть еще и градации яркости, то получим 232. Такое количество цветов намного превышает возможности восприятия цветовой гаммы глазом человека. 32 битная глубина цвета способна обеспечить самое высокое качество графики. Выше отмечалось, что качество растровой графики зависит также от размера пикселя. Количество пикселей на экране дисплея (растр) указывают соотношением количества пикселей в строке по горизонтали к их количеству в столбце по вертикали (800*600, 1024*768 и т.д.). Максимально возможное количество пикселей на экране называют разрешающей способностью дисплея. Качество растровых изображений может быть очень высоким, но размер файла также весьма велик (изучите свойства нескольких Точечных рисунков *.BMP, созданных с помощью Paint). При уменьшении размера изображения и последующим сохранением рисунка (например, с целью экономии места на диске) качество безвозвратно ухудшается. Для уменьшения размера файлов часто используют другие форматы файлов такие как *.JPG,*.GIF и др.
Векторная графика.
Отметим также, что рассмотренный выше способ представления изображений не единственный. Можно представить изображение совокупностью простых геометрических фигур (прямых линий, окружностей, эллипсов, дуг, прямоугольников и т.д.) графических примитивов и записать информацию о координатах и параметрах каждого их них. При этом координатная сетка должна совпадать с сеткой пикселей на экране. Такой способ представления изображений называют векторной графикой. На рисунке показаны примеры графических примитивов:
Такой способ представления изображения дает возможность получить файл малого размера. Качество изображения не изменяется с изменением размера рисунка, но даже профессиональные векторные графические редакторы не могут обеспечить качество графики, сравнимое с растровыми изображениями.
Видеоинформация.
Если рассматривать видеоинформацию как последовательность изображений, появляющихся на экране с определенной частотой (частотой кадров), то можно понять, что видео может быть закодировано подобно тому, как кодируются растровые изображения (с той разницей, что этих изображений много). Такой способ используется в формате *.AVI (несжатое видео) - высокое качество и огромные размеры файлов. Существуют способы сжатия видеоинформации путем преобразования файла в другие форматы.
Из курса физики Вам должно быть известно, что звук представляет собой волну с непрерывно меняющейся амплитудой и частотой. Чем больше амплитуда, тем звук громче. Чем выше частота колебаний, тем выше тон (частота колебаний измеряется в герцах (штук в секунду). Человеческое ухо способно улавливать колебания от 20 Гц до 20 кГц. На рисунке ниже в виде зависимости амплитуды от времени показан фрагмент звуковой волны:
Чтобы компьютер мог работать со звуком, непрерывный звуковой сигнал должен быть представлен в двоичной форме, для этого выполняют временную дискретизацию звука:
Весь интервал изменения амплитуды разбивают на уровни громкости, а всё время звучания на одинаковые временные интервалы. Количество возможных уровней громкости можно рассматривать, как набор вероятных состояний в каждый временной интервал.
Определить количество информации в звуке можно по формуле: V = k * i , где V количество информации в звуке; k количество временных интервалов, а i глубина звука (т.е. количество бит - 16, 32 или 64, выделенных на кодирование уровня громкости на одном интервале), определяемая по формуле: 2i ≥ N, где N количество уровней громкости. Таким образом, любой звук может быть представлен последовательностью нулей и единиц. т.е. двоичным кодом. Качество звука тем выше, чем больше глубина звука и частота дискретизации (т.е. количество «ступеней» в секунду). Исходная формула может быть преобразована следующим образом:
V = t * ν * I , где V количество информации в звуке; t время звучания, ν частота дискретизации, а i глубина звука.
Преобразование звука в двоичный код выполняет специальное устройство - аналого-цифровой преобразователь. Частота дискретизации варьируется от 8 кГц до 48 кГц (нижний предел соответствует качеству радиотрансляции, верхний - качеству звучания музыкальных носителей). В виде двоичного кода записанный звук хранится в памяти компьютера. Для воспроизведения звука потребуется его обратное преобразование из двоичного кода в звуковую волну с помощью цифро-аналогового преобразователя.
Билет 5
1. Процесс передачи информации, источник и приемник информации, канал передачи информации. Скорость передачи информации.Ответ:
Развитие человечества было бы невозможно без обмена информацией. С древнейших времен человек изобретал способы передачи информации. За последние два века произошла настоящая революция в сфере обмена информацией: появились телеграф, телефон, радио, телевидение. В последние годы бурно развивается мобильная связь и компьютерные коммуникации. Несмотря на все многообразие средств передачи информации сам процесс описывается общей схемой:
Если информация не может передаваться в своем исходном виде, на передающей стороне осуществляется ее преобразование - кодирование, а на приемной стороне - декодирование.
Сам процесс передачи информации осуществляется с помощью сигналов (механических, звуковых, тепловых, электрических, оптических и т.д.) через канал связи. Важнейшая характеристика канала связи - пропускная способность. Она определяет максимальное количество информации, которое может быть передано в единицу времени.
Количество информации, передаваемое за единицу времени, называют скоростью передачи информации (или скоростью информационного потока). Существуют две параллельные шкалы измерения скорости передачи информации: байт/с, килобайт/с, мегабайт/с или бит/с, килобит/с, мегабит/с, что часто создает путаницу. Кроме того, величина в 1 бит/с имеет другое название - бод, а это значит, что Вы можете встретиться с обозначениями килобод, мегабод и т.д.
Билет 6
1. Понятие алгоритма. Исполнитель алгоритма. Система команд исполнителя (на примере учебного исполнителя). Свойства алгоритма. Способы записи алгоритмов; блок-схемы.
Ответ:
Алгоритм понятная и точная последовательность действий, описывающая процесс преобразования объекта из начального состояния в конечное.
Исполнителем алгоритма может быть как человек (кулинарные рецепты, различные инструкции, алгоритмы математических вычислений), так и техническое устройство. Различные машины (компьютеры, промышленные роботы, современная бытовая техника) являются формальными исполнителями алгоритмов. От формального исполнителя не требуется понимание сущности решаемой задачи, но требуется точное выполнение последовательности команд.
Алгоритм можно записывать различными способами (словесное описание, графическое описание блок схема, программа на одном из языков программирования и т.д.). Программа это алгоритм, записанный на языке программирования.
Для создания алгоритма (программы) необходимо знать:
полный набор исходных данных задачи (начальное состояние объекта);
цель создания алгоритма (конечное состояние объекта);
систему команд исполнителя (то есть набор команд, которые исполнитель понимает и может выполнить).
Полученный алгоритм (программа) должен обладать следующим набором свойств:
дискретность (алгоритм разбит на отдельные шаги - команды);
однозначность (каждая команда определяет единственно возможное действие исполнителя);
понятность (все команды алгоритма входят в систему команд исполнителя);
результативность (исполнитель должен решить задачу за конечное число шагов).
Большая часть алгоритмов обладает также свойством массовости (с помощью одного и того же алгоритма можно решать множество однотипных задач).
Выше отмечалось, что один и тот же алгоритм может быть записан по-разному. Можно записывать алгоритм естественным языком. В таком виде мы используем рецепты, инструкции и т.п. Для записи алгоритмов, предназначенных формальным исполнителям, разработаны специальные языки программирования. Любой алгоритм можно описать графически в виде блок-схемы. Для этого разработана специальная система обозначений:
|
Обозначение |
Описание |
Примечания |
|
|
Начало и конец алгоритма |
|
|
|
Ввод и вывод данных. |
Вывод данных иногда обозначают иначе:
|
|
|
Действие |
В вычислительных алгоритмах так обозначают присваивание |
|
|
Развилка |
Развилка - компонент, необходимый для реализации ветвлений и циклов |
|
|
Начало цикла с параметром |
|
|
|
Типовой процесс |
В программировании - процедуры или подпрограммы |
|
|
Переходы между блоками |
Приведем пример описания алгоритма суммирования двух величин в виде блок-схемы:
Билет 7
1. Основные алгоритмические структуры: следование, ветвление, цикл; изображение на блок-схемах. Разбиение задачи на подзадачи. Вспомогательные алгоритмы.
Ответ:
Программист имеет возможность конструировать и использовать нетипичные алгоритмические структуры, однако, в этом нет необходимости. Любой сколь угодно сложный алгоритм может быть разработан на основе трёх типовых структур: следования, ветвления и повторения. При этом структуры могут располагаться последовательно друг за другом или вкладываться друг в друга.
Наиболее простой алгоритмической структурой является линейная. В ней все операции выполняются один раз в том порядке, в котором они записаны.
Ветвление
В полном ветвлении предусмотрено два варианта действий исполнителя в зависимости от значения логического выражения (условия). Если условие истинно, то выполняться будет только первая ветвь, иначе только вторая ветвь.
Вторая ветвь может быть пустой. Такая структура называется неполным ветвлением или обходом.
Из нескольких ветвлений можно сконструировать структуру «выбор» (множественное ветвление), которая будет выбирать не из двух, а из большего количества вариантов действий исполнителя, зависящих от нескольких условий. Существенно, что выполняется только одна ветвь - в такой структуре важное значение приобретает порядок следования условий: если выполняются несколько условий, то сработает только одно из них - первое сверху.
Цикл (повторение)
Цикл позволяет организовать многократное повторение одной и той же последовательности команд - она называется телом цикла. В различных видах циклических алгоритмов количество повторений может зависеть от значения логического выражения (условия) или может быть жестко задано в самой структуре. Различают циклы : «до», «пока», циклы со счётчиком. В циклах «до» и «пока» логическое выражение (условие) может предшествовать телу цикла (цикл с предусловием) или завершать цикл (цикл с послеусловием).
Циклы «до» - повторение тела цикла до выполнения условия:
Циклы «пока» - повторение тела цикла пока условие выполняется (истинно):
Циклы со счётчиком (с параметром) повторение тела цикла заданное число раз:
Вспомогательный алгоритм представляет собой модуль, к которому можно многократно обращаться из основного алгоритма. Использование вспомогательных алгоритмов может существенно уменьшить размер алгоритма и упростить его разработку. Вспомогательный алгоритм в программировании называют подпрограммой или процедурой.
Метод последовательной детализации задачи состоит в том, что исходная сложная задача разбивается на подзадачи. Каждая из подзадач рассматривается и решается отдельно. Если какие-либо из подзадач сложны, они также разбиваются на подзадачи. Процесс продолжается до тех пор, пока подзадачи не сведутся к элементарным. Решения отдельных подзадач затем собираются в единый алгоритм решения исходной задачи. Метод широко используется, так как позволяет вести разработку общего алгоритма одновременно нескольким программистам, решающим локальные подзадачи. Это необходимое условие быстрой разработки программных продуктов. Кроме того, может оказаться, что разные подзадачи решаются одинаковым способом. В этом случае длина программного кода существенно сокращается за счет процедур.
Билет 8
1. Величины: константы, переменные, типы величин. Присваивание, ввод и вывод величин. Линейные алгоритмы работы с величинами.
Ответ:
Величины
Компьютерная программа всегда так или иначе использует и обрабатывает данные. Данные можно ввести в программу в виде констант, переменных или массивов. Кроме того каждый вид величин разделяется на типы данных( числовые, строковые, логические и т.д.).
Константа - величина, которую компьютер не может изменить в ходе выполнения программы. В Qbasic константы чаще всего задаются в явном виде, то есть числовые константы записываются как числа, строковые - как текст, заключенный в кавычки и т.д. (можно также задавать константы с помощью имен, в этом случае значения констант задаются в разделе описаний в начале программы).
Переменная - величина, значение которой может меняться в ходе выполнения программы. Переменные задаются с помощью имен. Переменную в программировании можно понимать как ячейку памяти для временного хранения информации.
Массив- совокупность однотипных данных, имеющих общее имя. Массивы позволяют организовать циклы обработки данных в которых параметр цикла указывает на индекс элемента массива. Их классифицируют по типу данных (числовые, строковые, логические) и по размерности (одномерные, двухмерные, трехмерные и т.д.). Каждый элемент массива представляет собой переменную величину. Для указания на элемент массива в программе записывается имя массива и рядом в скобках набор индексов (для одномерных-1 индекс; для двухмерных -2 (строка, столбец) и т.д.), например A(17) - 17й по счету элемент одномерного массива А. Значение, хранящееся в нем, не связано с его номером.
Имя переменной = выражение
Присваивает переменной, имя которой находится слева от знака = (знак присваивания) значение выражения находящегося справа. Старое значение переменной при этом теряется. Например:
A = A + 1
Берется значение переменной А, к нему добавляется единица, полученное значение записывается обратно в переменную А
INPUT приглашение; список переменных - служит для ввода данных с клавиатуры, например:
INPUTВведите массу и ускорение; m,a
Когда в программе встречается такой оператор, компьютер приостанавливает выполнение программы, выдает на экран текст приглашения и ждет ввода данных. Данные вводятся с клавиатуры пользователем программы. Их количество и тип должны соответствовать списку переменных! Совместно с оператором INPUT удобно использовать операторы COLOR LOCATE. Первый регулирует цвет текста, а второй местоположение текста на экране. Например, чтобы вводить данные из центра экрана, а приглашение печаталось красным цветом, можно применить следующий фрагмент программы:
COLOR 4
LOCATE 14, 35
INPUT Введите массу и ускорение ; m,a
DATA список данных
READ список переменных
Служат для автоматического ввода данных из программы. Оператор DATA должен предшествовать оператору (или операторам) READ. Чтение данных производится последовательно.
PRINT список вывода - служит для вывода текстовых и числовых данных на экран. Список для вывода может включать в себя константы, переменные и выражения. Константы выводятся без изменений, вместо переменных и выражений печатаются их текущие значения. Совместно с PRINT удобно использовать операторы LOCATE COLOR. Например:
COLOR 2
LOCATE 15, 35
PRINT Сила =; F; H
В результате выполнения программы в центре экрана зелёным цветом будет выведено:
Сила = 129.81 H
Пример линейного алгоритма обработки величин:
CLS
INPUT "Задайте а, b"; a, b
S = a + b
PRINT "S="; S
END
Билет 9
1. Логические величины, операции, выражения. Логические выражения в качестве условий в ветвлениях и циклических алгоритмах.
Ответ:
Логика наука о формах и способах мышления. Основными формами мышления являются понятие, суждение и умозаключение. Понятие фиксирует основные, существенные признаки объекта (обычно понятие объединяет некоторое множество - класс объектов). Высказывание (суждение) утверждает или отрицает что-либо о свойствах объектов и отношениях между ними; высказывание это повествовательное предложение, которое может быть истинным или ложным. Умозаключение из одного или нескольких исходных суждений (посылок) получается новое суждение (заключение).
Истинность и ложность простых высказываний (суждений) устанавливается на основании здравого смысла:
|
Высказывание (суждение) |
Его логическое значение |
|
Солнце планета солнечной системы. |
Ложь |
|
510 * 510 = 2510 |
Истина |
|
Каждый параллелограмм является квадратом. |
Ложь |
|
Каждый квадрат является параллелограммом. |
Истина |
|
|
|
|
Уходя, гаси свет! |
Не может рассматриваться в логике |
Сложное высказывание образуется путем объединения простых высказываний логическими связками (НЕ, И, ИЛИ и другими). Истинность сложного высказывания зависит от истинности входящих в него простых высказываний и объединяющих их связок. Истинность или ложность сложного высказывания можно вычислить, используя алгебру логики.
В алгебре логики рассматривается только истинность или ложность высказывания, а не его смысл. Высказывания обозначаются именами логических переменных (а, b, c, x1, x2 и т.д.), которые могут принимать лишь два значения логических констант: «истина» ( 1 ) и «ложь» ( 0 ). Связки НЕ, И, ИЛИ и некоторые другие заменены логическими операциями.
Техническое устройство, выполняющее логические действия с двоичными числами, можно рассмотреть как некоторый функциональный преобразователь:
Любое сложное высказывание можно рассмотреть как
логическую функцию, аргументами которой являются
логические переменные (простые высказывания). На
входах устройства есть некоторый набор логических
сигналов - логических
переменных, а на выходах набор сигналов - значений логических
функций, полученных путём выполнения логических операций
с входными логическими переменными. Устройство (комбинационную
схему, состоящую из логических элементов)
преобразователя мы пока не будем рассматривать, поэтому
назовём её чёрным ящиком. Несмотря на то, что устройство
преобразователя нам не известно, его работу можно
описать с помощью таблицы истинности. Она
показывает зависимость значений выходов от состояния
входов (т.е. зависимость значений логических функций от
значений логических переменных). Поясним это на
примерах логических схем, реализующих базовые логические
операции инверсию (НЕ), конъюнкцию (И) и дизъюнкцию
(ИЛИ).
Инверсия, конъюнкция и дизъюнкция называются базовыми логическими операциями, так как на их основе можно сформировать любую логическую функцию.
Инвертор логический элемент, реализующий операцию отрицания (инверсию), которая соответствует связке НЕ. Инверсию в алгебре логики обозначают знаком ¬ или надчеркиванием. Обозначение ¬Х читается НЕ Х .
В схемах и технической документации этот элемент выглядит так:
или
Его работу объясняет следующая таблица истинности:
|
Х |
НЕ Х |
|
0 |
1 |
|
1 |
0 |
Действительно, с точки зрения формальной логики не ложь это истина, а не истина ложь.
Конъюнкция.
Конъюнкция (логическое умножение) соответствует логической связке И (А, НО). Обозначают эту операцию знаком & (иногда ^). В технической документации элемент, реализующий логическое умножение обозначают так:
или
Работу этого элемента поясняет следующая таблица истинности:
|
Х1 |
Х2 |
Х1 & Х2 |
|
0 |
0 |
0 |
|
0 |
1 |
0 |
|
1 |
0 |
0 |
|
1 |
1 |
1 |
Единица на выходе элемента получается только в том случае, когда на обоих входах единицы. Это означает, что сложное высказывание, образованное из двух простых путём соединения их связкой И, будет истинно, только если истинны оба простых высказывания.
Дизъюнкция.
Дизъюнкция (логическое сложение) соответствует логической связке ИЛИ. Обозначают эту операцию знаком V. В технической документации этот элемент обозначают так:
или
Работу этого элемента поясняет такая таблица истинности:
|
Х1 |
Х2 |
Х1 V Х2 |
|
0 |
0 |
0 |
|
0 |
1 |
1 |
|
1 |
0 |
1 |
|
1 |
1 |
1 |
Единица на выходе элемента получается только в тех случаях, когда хотя бы на одном входе есть единица. Это означает, что сложное высказывание, образованное из двух простых путём соединения их связкой ИЛИ, будет истинно, если истинно хотя бы одно из простых высказываний.
В языках программирования структуры ветвление и цикл строятся на основе анализа истинности или ложности высказывания (логического выражения). В блок схеме это выглядит так:
Билет 10
1. Представление о программировании: язык программирования (на примере одного из языков высокого уровня); примеры несложных программ с линейной, ветвящейся и циклической структурой.
Ответ:
Язык программирования набор правил записи алгоритмических структур и данных.
Вся информация в компьютере, в том числе и компьютерные программы, представляется в двоичной форме, т.е. в виде последовательности нулей и единиц. На заре компьютерной эры программисты вынуждены были составлять программы именно в таком виде. Такой способ программирования позволяет создать программу, состоящую непосредственно из команд процессора (язык машинных команд). Написание и отладка такой программы всегда были чрезвычайно сложным и трудоёмким занятием. Для облегчения труда программистов были разработаны так называемые ассемблеры языки, которые позволяли записывать машинные команды с помощью команд, состоящих из символов обычного алфавита. Языки машинных команд и ассемблеры относятся к языкам низкого уровня.
В 60 70-е годы прошлого века стали появляться языки высокого уровня формальные языки, позволяющие записывать алгоритмы в привычном для человека виде. Такие языки строились на основе использования определённого набора символов алфавита и строгих правил построения команд синтаксиса. Широкое распространение получили процедурные языки высоко уровня. Самые известные процедурные языки - Basic и Pascal. Они развивались длительное время, и последние версии этих языков используются и сейчас (Qbasic, TurboPascal). В них широко используются команды (операторы), реализующие типовые алгоритмические структуры. Для ввода и редактирования такой программы используется подобие текстового редактора. Для исполнения такой программы компьютер с помощью специальной программы транслятора (компилятора или интерпретатора) осуществляет перевод программы с языка высокого уровня в язык машинных команд, при этом компьютер должен проверять программу на наличие ошибок и сообщать о них программисту. Таким образом, для создания компьютерной программы нужны другие компьютерные программы!
Система программирования набор программ, необходимых для ввода, редактирования, отладки и исполнения программы, записанной с помощью одного из языков программирования.
В настоящее время наибольшей популярностью пользуются системы объектно-ориентированного программирования (Visual Basic, Delphi). Разработка программы с помощью такой системы программирования состоит из двух этапов:
создание в визуальном режиме элементов графического интерфейса программы;
разработка программного кода.
Такой подход существенно облегчает создание программ, так как разработка графического интерфейса вручную (в процедурных языках) практически невозможна.
Приведем примеры программ (язык Qbasic), реализующих типовые алгоритмические структуры:
| Линейная структура | Ветвление | Циклическая структура |
|
CLS INPUT "Задайте а, b"; a, b S = a + b PRINT "S="; S END
|
CLS INPUT "Задайте а, b"; a, b IF A > B THEN S = a - b ELSE S = a + b PRINT "S="; S END
|
CLS INPUT "Задайте а, b"; a, b S = 0 FOR i = a TO b STEP 1 S = S + i NEXT i PRINT "S="; S END
|
Билет 11
1. Основные компоненты компьютера, их функциональное назначение и принципы работы. Программный принцип работы компьютера.
Ответ:
Программный принцип работы компьютера.
Компьютер представляет собой аппаратно-программную систему. Это означает, что устройства, составляющие компьютер, функционируют в непрерывном взаимодействии с программами. Комплекс программ называемый операционной системой управляет всеми процессами внутри системы (в том числе работой устройств) и обеспечивает диалог с пользователем.
Основные компоненты компьютера, их функциональное назначение и принципы работы.
Устройства ПК можно разделить на устройства для обмена информацией, устройства для хранения информации и устройства для её обработки. Кроме этого необходимо организовать передачу данных внутри компьютерной системы и согласование работы устройств друг с другом. Рассмотрим функциональную схему ПК:
Основным устройством обработки информации в ПК является центральный процессор (кроме него в состав ПК могут входить различные сопроцессоры, а сам ЦП может быть многоядерным, т.е. может состоять из нескольких процессоров, объединенных в одном корпусе). Современные процессоры представляют собой большие интегральные схемы (БИС). БИС является «большой» не по размеру, а по количеству элементов (десятки миллионов). На рисунках ниже процессор ( вид сверху и вид снизу) примерно в натуральную величину.
Для хранения информации в компьютере служит память. Память можно разделить на внутреннюю и внешнюю. Внутренняя память современных ПК БИС.
Часть внутренней памяти хранит информацию постоянно. Для этого служат микросхемы ПЗУ (Постоянное Запоминающее Устройство). В ПЗУ хранится информация, необходимая для загрузки компьютера. Если есть необходимость изменять эти данные, то используются микросхемы ППЗУ (Перепрограммируемое Постоянное Запоминающее Устройство). Часто пользователь ПК даже не знает о существовании этих видов внутренней памяти; никогда не зажимал клавишу Del перед загрузкой операционной системы и не заходил в настройки BIOS (Basic Input Output System - Базовой системы ввода-вывода).
Следующая часть внутренней памяти микросхемы ОЗУ (Оперативное Запоминающее Устройство). ОЗУ устроено так, что может хранить информацию, только когда компьютер включен. После выключения всё содержимое ОЗУ стирается. Именно с этой частью внутренней памяти пользователи знакомы лучше всего, так как в неё при каждом сеансе работы с ПК помещаются обрабатываемые данные и обрабатывающие их программы.
В ПК обычно есть несколько видов ОЗУ:
ОЗУ общего назначения ( для временного хранения программ и данных );
Видео ОЗУ (используется для хранения данных о изображении, которое пользователь видит на экране дисплея);
КЭШ память (быстродействующее ОЗУ; размещается обычно в самом процессоре. Служит для ускорения работы системы).
Внешняя память ПК различные носители информации ( магнитные, оптические диски и др.).
Для использования в ПК, информация с носителя должна быть перенесена в оперативную память (ОЗУ), а для долговременного хранения информация из ОЗУ записывается на носитель. Для чтения и записи дисков используют специальные устройства дисководы.
Параметры дисководов и соответствующих им дисков приведены ниже (качественные характеристики дисководов и носителей постоянно улучшаются, поэтому данные таблицы могут быть уже устаревшими):
|
Дисковод |
Носитель |
Принцип хранения информации |
Типичная ёмкость носителя |
Сменяемость носителя |
Скорость чтения данных |
Запись данных на носитель |
Средний срок надёжного хранения данных |
|
FDD |
Дискета |
Магнитный |
1,44 Мб |
сменяемый |
50 Кб/с |
многократная |
1 год |
|
HDD |
Жёсткий диск |
Магнитный |
40 - 200 Гб |
несменяемый |
до 133 Мб/с |
многократная |
5-10 лет |
|
CD - ROM |
CD, CD-R, CD-RW |
Оптический |
650 - 700 Мб |
сменяемый |
до 7,8 Мб/с |
невозможна |
десятки лет |
|
DVD - ROM |
DVD, DVD-R, DVD-RW |
Оптический |
4,7 Гб |
сменяемый |
до 21 Мб/с |
невозможна |
десятки лет |
|
CD - RW |
CD, CD-R, CD-RW |
Оптический |
650 - 700 Мб |
сменяемый |
до 7,8 Мб/с |
невозможна на CD, один раз на болванку CD-R, многократно на CD-RW |
десятки лет |
|
DVD - RW |
DVD, DVD-R, DVD-RW |
Оптический |
4,7 Гб |
сменяемый |
до 21 Мб/с |
невозможна на DVD, один раз на болванку DVD-R, многократно на DVD-RW |
десятки лет |
В последнее время всё больше распространяется так называемая флэш-память. Она представляет собой микросхемы ППЗУ. Модуль флэш-памяти подключается к компьютеру с помощью разъёмного соединения. Во флэш-памяти нет движущихся механических частей, поэтому они обеспечивают высокую надёжность хранения данных при использовании в мобильных устройствах (портативных компьютерах, цифровых видеокамерах и фотоаппаратах и т.п.).
Для обмена информацией с пользователями, компьютерными сетями или техническими системами служат устройства ввода и вывода информации (УВВ). Ниже приведен список наиболее типичных УВВ.
|
Наименование |
Категория |
Назначение |
Внешний вид |
|
Клавиатура |
Устройство ввода информации |
Ввод текстовой информации |
|
|
Мышь, трекбол |
Устройство ввода информации |
Ввод графической информации и работа с графическим интерфейсом программ |
|
|
Сканер |
Устройство ввода информации |
Преобразование графической информации в компьютерную форму представления |
|
|
Цифровые фотоаппараты и видеокамеры |
Устройство ввода информации |
Ввод графической информации |
|
|
Микрофон |
Устройство ввода информации |
Ввод звуковой информации |
|
|
Дисплей (монитор) |
Устройство вывода информации |
Отображение текстовой и графической информации на экране |
|
|
Принтер |
Устройство вывода информации |
Вывод на бумагу текстовой и графической информации |
|
|
Плоттер |
Устройство вывода информации |
Вывод на бумагу широкоформатных изображений |
|
|
Акустические колонки |
Устройство вывода информации |
Вывод звуковой информации |
|
Для обмена данными внутри компьютерной системы используют системную магистраль (шину). Она представляет собой набор металлических проводников (данные передаются электрическими импульсами) и комплект микросхем.
Для согласования работы различных устройств системы используются контроллеры. Все устройства ПК, кроме процессора и внутренней памяти, подключаются к системной магистрали с их помощью (поэтому их называют внешними или периферийными устройствами). Для подключения периферийных устройств могут использоваться как специальные модули так и встроенные в материнскую плату порты ввода - вывода. На рисунке изображена видеокарта - модуль через который обычно осуществляется подключение монитора.
В основу большинства настольных ПК положен магистрально-модульный принцип построения. Основу такого компьютера составляет системная (материнская) плата:
На ней размещаются системная магистраль и имеются разъёмные соединения для установки процессора, внутренней памяти и контроллеров внешних устройств (слоты). Это дает пользователю возможность самому комплектовать компьютер, при необходимости модернизировать или ремонтировать путём замены модулей. На рисунке ниже показан фрагмент материнской платы с установленными модулями оперативной памяти.
Системная плата вместе с подключенными к ней модулями размещается в системном блоке. В нём же находятся дисководы и блок питания. С тыльной стороны системного блока находятся разъёмные соединения для подключения электрического питания, внешних устройств и сети.
Билет 12
1. Программное обеспечение компьютера, состав и структура. Назначение операционной системы. Командное взаимодействие пользователя с компьютером. Графический пользовательский интерфейс.
Ответ:
Компьютерная программа представляет собой последовательность команд для процессора, хранящихся во внешней памяти. После запуска программы она загружается в оперативную память, затем процессор начинает считывать и исполнять команды. Необходимые для исполнения команд данные загружаются из внешней памяти в оперативную и процессор обрабатывает их. Полученные результаты снова помещаются в оперативную память. В процессе выполнения программы процессор может запрашивать данные с устройств ввода информации (так организуется диалог с пользователем) или пересылать результаты на устройства вывода информации.
Всё, что делает компьютер, выполняется под управлением компьютерных программ. Собранный на заводе компьютер ничего не умеет. Чтобы сделать компьютер «умным», нужно заложить в него информацию программы и данные. Составление компьютерных программ - сложный и трудоёмкий процесс. Им занимаются программисты, а пользователи должны уметь устанавливать и запускать уже готовые программы. Совокупность программ, которые установлены на компьютере (или те программы, которые можно на него установить), называют его программным обеспечением (ПО). Выделяют три вида ПО:
Системное ПО необходимо для правильного функционирования компьютерной системы, обеспечения связи с пользователем и периферийным оборудованием, обслуживания компьютера, тестирования и диагностики неисправностей и т.д. Основой системного ПО является операционная система. К системным программам относят драйверы (программы для подключения внешних устройств), утилиты (программы для обслуживания), антивирусные программы (защита от вирусов, вредоносных программ, фильтрация информации) и т.д.
Прикладное ПО (приложения) дает возможность пользователю работать с информацией различных видов. Каждый пользователь нуждается в приложениях общего назначения (текстовые и графические редакторы, электронные таблицы, системы управления базами данных, коммуникационные программы и др.). Для использования в различных видах профессиональной деятельности могут быть использованы приложения специального назначения (бухгалтерские программы, системы автоматизированного проектирования и др.). Многие пользователи знакомы с обучающими программами, мультимедиа-приложениями (энциклопедии, справочники и т.д.), а начинается знакомство с компьютером обычно с компьютерных игр.
Системы программирования - инструменты для программистов. Они представляют собой набор программ, с помощью которых можно создать другие программы. Каждая система программирования базируется на одном из языков программирования. (С другой точки зрения, системы программирования не являются отдельным классом ПО, а только одним из видов приложений специального назначения.)
Установка и дальнейшее использование любой компьютерной программы возможна при соблюдении следующих условий. Во-первых, совместимость программы с процессором и операционной системой. Во вторых, соблюдение требований, предъявляемых программой к системе (процессор не хуже..., ОЗУ не меньше..., операционная система не ниже... и т.д.). Процесс установки программного обеспечения на компьютер называют инсталляцией.
Итак, компьютерная система состоит из большого количества устройств, а также компьютерных программ и данных, которые хранятся во внешней памяти в виде файлов. Все компоненты системы должны правильно взаимодействовать друг с другом и с пользователем. Взаимодействие между компонентами компьютерной системы называют интерфейсом. Различают аппаратный интерфейс (взаимодействие между устройствами), который обеспечивается производителями аппаратных средств, аппаратно-программный интерфейс (взаимодействие между устройствами и программами), программный интерфейс (взаимодействие между различными программами) и интерфейс пользователя (взаимодействие компьютера с пользователем). Аппаратно-программный, программный интерфейс и интерфейс пользователя обеспечивается компьютерной программой операционной системой (ОС). Без ОС работа персонального компьютера невозможна. ОС хранится на одном из разделов жесткого диска компьютера (его называют системным). Сразу после включения компьютера производится загрузка ОС в оперативную память. По окончанию загрузки компьютер готов к диалогу с пользователем.
Современные ОС поддерживают диалог с человеком посредством графического интерфейса пользователя. Совсем недавно широко использовались операционные системы без такого интерфейса (MS-DOS, TR-DOS, RT11 и др.). Для работы с ними приходилось вводить команды вручную или использовать дополнительные программыоболочки операционных систем. Сейчас в России и в мире наибольшее распространение получили ОС семейства Microsoft Windows. ОС этого семейства отличаются удобным графическим интерфейсом и большим количеством разнообразных приложений. В то же время, эти ОС имеют невысокую надёжность работы: склонны к "зависанию", периодическому возникновению ошибок, для них же написано большинство вирусов. (Последние разработки Microsoft - ОС Windows XP, и Windows 7 несколько надёжнее предыдущих версий). Кроме ОС семейства Microsoft Windows в настоящее время используются ОС Linux (особенно часто - для обеспечения устойчивой работы серверов компьютерных сетей; в последнее время активно внедряется в государственные учреждения и учебные заведения, так как является свободно распространяемым программным продуктом.) и другие.
Графический интерфейс Windows.
Для работы с графическим интерфейсом используется "мышь" (или другое координатное устройство ввода). При этом пользователь должен уметь производить:
щелчок левой кнопкой - однократное нажатие и отпускание основной кнопки мыши- выбрать объект;
щелчок правой кнопкой - однократное нажатие и отпускание дополнительной кнопки мыши - вызов контекстного меню;
двойной щелчок - два быстрых нажатия основной кнопки мыши - открыть;
перетаскивание - нажатие основной или дополнительной кнопки мыши и перемещение объекта с нажатой кнопкой.
После загрузки ОС Windows, на экране появляется - Рабочий стол и панель задач.
Большая часть экрана Рабочий стол. На нём можно увидеть значки (они обозначают различные объекты - устройства, приложения, файлы или папки) и ярлыки (они служат для быстрого доступа к объектам, находящимся не на рабочем столе). Ярлыки внешне отличаются от значков наличием маленькой стрелочки в нижнем левом углу. Часть значков появляются на рабочем столе после установки ОС. В зависимости от версии ОС набор этих значков может быть различным (Мой компьютер, Мои документы, Сетевое окружение, Корзина и др.). Остальные значки и ярлыки размещает на рабочем столе пользователь.
В нижней части располагается Панель задач, на которой находятся кнопка Пуск, кнопки выполняемых задач, индикаторы и часы. Кнопка Пуск открывает Главное меню, дающее доступ к основным ресурсам системы.
Windows многозадачная система, то есть параллельно могут выполняться несколько задач. Каждое запущенное приложение или открытая папка обозначается кнопкой в панели задач (на рисунке - кнопка Microsoft FrontPage). Индикаторы показывают текущий режим работы системы. Например, индикатор Ru показывает, что включена русская раскладка клавиатуры.
Для удобства пользователя каждому типу файлов поставлена в соответствие пиктограмма по внешнему виду которой можно догадаться о содержимом файла и понять с помощью какой программы его можно открыть. Например:
С файлами и папками с помощью графического интерфейса и контекстных меню пользователь может легко выполнять операции копирования, перемещения, удаления и переименования файлов. Файлы и папки легко создаются с помощью контекстного меню. Для поиска файлов или папок в кнопке Пуск предусмотрен специальный режим. Открыть файл можно как из приложения, так и непосредственно из ОС (в последнем случае, нужное приложение стартует автоматически или, если файл нестандартного формата, то система предлагает перечень программ, с помощью которых можно попытаться открыть данный файл)
Окна.
Windows в переводе означает «окна». Окна - важнейший элемент ОС. Существуют окна приложений и окна документов.Окно приложения показывает запущенное приложение . Внутри окна приложения можно открывать окна документов (документами в Windows называют файлы; на рисунке это окно выделено красным цветом)). Если открыто несколько окон, то одно из них активное (Вы в нём работаете), а остальные - пассивные (зона заголовка не выделена цветом). Чтобы сделать окно активным достаточно щелкнуть в любой его части левой кнопкой мыши. Размеры окон, их положение на рабочем столе и порядок показа открытых окон можно регулировать. В верхней правой части окна находятся кнопки Свернуть, Развернуть/Восстановить и Закрыть.
Меню представляет собой перечень объектов, из которых пользователь может сделать выбор и тем самым активизировать тот или иной объект (например, выполнить команду). Каждый объект в Windows связан со своим меню, которое вызывается щелчком правой кнопки мыши и позволяет выполнять с этим объектом допустимые операции. Такие меню называют контекстными. Щёлкните правой кнопкой мыши по любому объекту - появится его контекстное меню. В окнах приложений также содержатся меню команд, которые пользователь может применять, работая с приложением. Объекты меню могут быть представлены в текстовом или графическом виде. В последнем случае меню представляет собой кнопки, изображенные на экране дисплея и снабженные рисунками, поясняющими их назначение - пиктограммами. Окно приложения изображенное выше, снабжено как текстовым, так и графическим меню.
Диалоговые панели могут включать в себя разнообразные элементы управления. Рассмотрим некоторые из них.
Вкладки.
Диалоговая панель может содержать несколько страниц, которые показаны вкладками. Просмотреть нужную страницу можно, щелкнув левой кнопкой мыши по вкладке. Включите Пуск > Панель управления, выберите и откройте значок Экран. Переключая вкладки, настройте свойства изображения.
Командные кнопки.
Щелчок по кнопке обеспечивает выполнение действия, смысл которого поясняет надпись на кнопке.
Текстовые поля.
Текстовое поле позволяет ввести какую-либо текстовую информацию.
Списки.
Список представляет собой набор предлагаемых значений. Раскрывающийся список выглядит как текстовое поле, снабженное кнопкой с направленной вниз стрелкой. Открыть список можно нажатием на эту кнопку.
Переключатели.
Один байт содержит...
Группа переключателей служит для выбора одного из взаимоисключающих вариантов. Выбранный вариант обозначается точкой. Переключится можно левой кнопкой мыши.
Флажки.
Один бит....
Флажки присваивают определенным параметрам какие-либо значения. Если флажок установлен, в нём присутствует галочка. Флажок устанавливается левой кнопкой мыши и снимается её повторным нажатием.
.
Билет 13
1. Понятие файла и файловой системы организации данных (папка, иерархическая структура, имя файла, тип файла, параметры файла). Основные операции с файлами и папками, выполняемые пользователем. Понятие об архивировании и защите от вирусов.
Ответ:
Программы и данные, которые пользователь помещает в свой компьютер, хранятся на внешних носителях информации в виде файлов.
Файл информация, имеющая собственное имя и хранящаяся во внешней памяти.
Практически во всех операционных системах имя файла состоит из двух частей, разделённых точкой. Первую часть (собственно имя) дает файлу пользователь, а вторую часть (расширение) задает программа при его создании (или пользователь выбирает возможные варианты расширений - форматов). Расширение файла указывает на тип (формат) файла. Под форматом файла понимается способ представления информации внутри файла. Одно и тоже изображение можно сохранить в разных форматах. В результате полученные файлы будут разного размера и при открытии будут воспроизводить изображения разного качества.
На одном компьютере может быть несколько дисководов. Каждому из них присваивается имя из одной латинской буквы: А, В, С и т.д. Часто, винчестер «разбивают» на разделы логические диски. Логические диски обозначаются разными буквами, и они работают как отдельные дисководы, хотя физически винчестер один. На каждом носителе информации может храниться большое количество файлов. Каждый диск разбивается на две области: область хранения файлов и таблицу размещения файлов. Это происходит во время форматирования диска. Если провести аналогию диска с книгой, то таблица размещения это оглавление, а область хранения это содержание. Таблицы размещения файлов нас более интересовать не будут, так как используются они только компьютером. Для пользователя же имеет значение только организация его доступа к файлам хранящимся на диске. Одноуровневая файловая система простая последовательность файлов. Для отыскания файла в такой структуре достаточно знать имя диска и имя файла. Например, если файл Проба .doc находится на диске в дисководе «А», то его «полный адрес» выглядит так:
А:\Проба .doc
Многоуровневая (иерархическая) файловая система древовидный способ организации файлов на диске. Кроме самих файлов в такой структуре присутствуют папки (каталоги). Каждая папка (каталог) может содержать файлы и вложенные папки. В результате образуется структура, напоминающая перевёрнутое дерево:
Такая структура подразумевает использование нескольких параметров, определяющих местоположение файла. Первая координата - имя носителя. Второй координатой, определяющей адрес файла, является последовательность имен папок (каталогов), начиная с самого верхнего уровня (верхний уровень называют корневым каталогом диска) и заканчивая той папкой (каталогом), в которой непосредственно находится файл. Третья «координата» - имя файла. Последовательно записанные имя диска, последовательность имен папок и имя файла называют путь к файлу. Например:
D: \ Documents \ Юмор \ Анекдот.doc
Перечислим основные параметры файла: имя, тип (расширение), размещение (путь к файлу), размер. Кроме того система фиксирует кем и когда создан файл, когда в него внесены последние изменения. С целью уменьшения размера файлов применяется их преобразование в другой формат или архивирование.
Файловая система компьютера уязвима для вредоносных программ. Прежде всего речь идет о компьютерных вирусах.
Профилактические меры защиты состоят в том, что:
не рекомендуется запускать программы полученные из сомнительных источников;
установка в BIOS защиты загрузочного сектора от изменений;
запрете на использование макросов (программ автоматической обработки данных) в документах;
не рекомендуется открывать вложенные в письма файлы, если письмо получено из сомнительного источника;
в браузере нужно запретить получение активного содержимого на ваш компьютер.
Однако даже соблюдение всех этих мер не гарантирует полную защиту. В настоящее время широко используется антивирусное программное обеспечение различных видов:
полифаги (осуществляют проверку оперативной памяти, файлов и загрузочных секторов дисков на наличие известных вирусов);
ревизоры (отслеживают изменени, происходящие в файловой системе и сообщают об этом пользователю);
файрволы (брандмауэры) - программные или/и аппаратные средства, предотвращающие проникновение вирусов, троянов и других вредоносных программ в компьютер из сети.
Разработчики современных защитных системы пытаются объединить в одной оболочке все известные способы защиты, однако, борьба с вредоносными программами ведется с переменным успехом: периодически происходит массовое заражение компьютеров новыми видами вирусов и троянов, что наносит колоссальный моральный и материальный ущерб.
Билет 14
1. Информационные ресурсы общества. Основы информационной безопасности, этики и права.
Ответ:
Информационные ресурсы общества
Курс информатики играет особую роль в эпоху перехода от индустриального общества к информационному. В таком обществе особую роль играют именно информационные ресурсы - все виды информации, размещенные на всех известных видах носителях. По оценкам экспертов количество информационных ресурсов (особенно электронных) растет в геометрической прогрессии. Для того чтобы «не утонуть» в море информации, необходимо обладать информационной культурой, то есть знаниями и умениями в области информационных и коммуникационных технологий, этических и юридических норм поведения в этой сфере. Знание информатики необходимо теперь и во многих видах профессиональной деятельности.
Правовая охрана программ и баз данных впервые в Российской Федерации введена Законом РФ «О правовой охране программ для электронных вычислительных машин и баз данных».
Для признания и осуществления авторского права на компьютерную программу не требуется её регистрация. Достаточно использовать знак охраны авторского права, состоящий из трех элементов:
1. © - знак авторского права;
2. наименование (имя) правообладателя;
3. год выпуска программы.
Например, © Корпорация Microsoft, 2002. Автору принадлежит исключительное право распоряжаться собственной программой. Программы делят на:
лицензионные (право на их использование придется купить);
условнобесплатные (программы с ограниченным сроком действия; бета-версии (распространяются с целью провести их широкое тестирование, демонстрационные версии программ, распространяемые в целях рекламы и т.д.);
свободно распространяемые (бесплатные);
Компьютерные пираты, нелегально тиражирующие программы, обесценивают труд программистов, поэтому фирмы производители программного обеспечения предпринимают защитные меры (например, установка кода активации без которого невозможно установить программу, использование файла-ключа и т.д.). Покупка пиратских копий программ может привести к заражению Вашего компьютера вирусами или ненормальной работе самой программы. Кроме того, организации и пользователи нарушающие авторские права, могут подвергаться административному и уголовному преследованию.
Этические нормы информационного общества
Этическими называют общепринятые нормы поведения, которые не регулируются законодательно. Например, закон не запрещает громко разговаривать в общественном транспорте, но это считается неприличным. Наличие Интернета, являющегося общим информационным пространством, и развитие информационного общества привело к появлению новых этических норм. Например, общаясь в чате, участник для привлечения всеобщего внимания может писать сообщения ПРОПИСНЫМИ БУКВАМИ (ЭТО НАЗЫВАЕТСЯ "КРИК"). Если писать так все время, то относится к нему будут так же, как к тем кто кричит в автобусе! Для каждого способа общения свои нормы:
Электронная почта.
Переписка может быть деловой и частной. Если письмо частное, то к нему не предъявляется жестких этических требований. В деловой переписке придерживайтесь следующих норм:
пишите грамотно;
изъясняйтесь кратко, по сути;
не затягивайте с ответом;
заполняйте поле Тема;
подписывайтесь;
не присоединяйте к письму большие файлы без предварительной архивации.
Интерактивное общение в чатах.
используйте псевдоним (ник), так как чаты служат для неофициального общения;
здоровайтесь, когда появляетесь в чате;
не сквернословьте (во многих чатах отслеживается ненормативная лексика, Вас могут отключить;
если вы вошли в тематический чат, придерживайтесь обсуждаемой темы;
не повторяйте сообщения, если на них нет ответа;
не набирайте текст прописными буквами ( не кричите).
Информация не всегда бывает открытой и общедоступной. Многие сведения могут носить конфиденциальный характер и должны быть защищены от несанкционированного использования. Для защиты информации хранящейся в компьютере используют пароли и биометрические системы защиты (распознавание речи, сканирование отпечатков пальцев или радужной оболочки глаз). Для разных пользователей могут быть установлены разные уровни доступа к компьютеру. Для каждой информационной структуры (диска, папки, файла) также могут быть установлены определенные права доступа (полный доступ, только чтение, по паролю). Если компьютер подключен к сети, то возможно несанкционированное проникновение извне. Чтобы этого избежать, разрабатывают и устанавливают различные (программные и аппаратные) системы защиты.
Билет 15
1. Технологии работы с текстовыми документами. Текстовые редакторы и процессоры: назначение и возможности. Основные структурные элементы текстового документа.Ответ:
Согласно статистическим данным, большую часть времени пользователи компьютеров тратят на работу с различными документами. Для обработки текстовой информации созданы различные приложения: текстовые редакторы, текстовые процессоры, настольные издательские системы. При работе со сканером возникает необходимость в использовании систем распознавания (печатных символов, форм или рукописного текста), так как информация после сканирования воспринимается компьютером как графическая, а не текстовая. При работе с документами, записанными на другом языке, потребуется помощь системы машинного перевода. В последнее время идет развитие и совершенствование программ, которые способны записывать текстовую информацию с голоса пользователя.
Текстовые редакторы и текстовые процессоры, настольные издательские системы.
Простейшие текстовые редакторы (например, «Блокнот») позволяют создавать и редактировать файлы, содержащие только текстовую информацию. Ниже показано окно такого редактора:
Более совершенные текстовые редакторы (их ещё называют текстовыми процессорами) имеют значительно более широкий спектр возможностей, но основным их назначением по-прежнему остаётся обработка текстов. Минимальным элементом текста с которым может работать тестовый редактор является символ, но работать можно также с абзацами, списками и другими структурными элементами текста. Рассмотрим типичные режимы работы текстового процессора на примере Microsoft Word.
Создание документа начинается с выбора шаблона, то есть готовой пустой заготовки документа определённого назначения (обычный документ, визитная карточка, резюме и т.д.). Шаблоны задают структуру документа, которую пользователь потом заполняет конкретным содержанием. По умолчанию создаётся новый обычный документ (т.е. просто пустая страница). В процессе создания документа пользователь вводит текст с клавиатуры.
Редактирование процесс изменения содержания документа. Редактирование производится путём копирования, перемещения или удаления отдельных символов или выделенных фрагментов текста, причём копировать и перемещать фрагменты можно не только внутри документа, но и из других документов (файлов).
В процессе ввода текста часто встречаются типичные опечатки, например, новое предложение начинается с маленькой буквы. В этом случае срабатывает функция автозамены и компьютер сам исправляет опечатку. Кроме того, тестовый процессор осуществляет контроль орфографии и синтаксиса. Отсутствующие в компьютерном словаре слова подчёркиваются красной волнистой линией, а неправильно построенные предложения или словосочетания зеленым цветом.
Работая с текстовым документом в редакторе Word, вы можете встраивать в него таблицы, диаграммы, рисунки, анимацию, звуки и даже видеосюжеты. Таким образом, из обычного текстового документа можно получить мультимедиа документ. Возможна также вставка в текстовый документ гиперссылок и получение гипертекстового (или гипермедиа) документа.
Форматирование процесс изменения внешнего вида документа (без изменения содержания). Для всего документа или отдельных его страниц могут быть заданы требуемые параметры формат, ориентация, размеры полей и др. В процессе форматирования можно изменять параметры текста - размер, шрифт, и начертание текста, изменять его положение на странице. Кроме того, с помощью форматирования легко создаются нумерованные или маркированные списки. В Word предусмотрена также возможность форматирования таблиц (вручную или с помощью автоформата).
Режим печати документа позволяет осуществлять предварительный просмотр и выбор параметров печати.
Подобно всем остальным приложениям из пакета Microsoft Office, в текстовом процессоре Word предусмотрена система текстовых меню и дублирующая её система графических меню. Графические меню удобно использовать, но они занимают много места на экране, поэтому в графическое меню обычно помещают только часто используемые команды. Ниже показано окно текстового процессора:
Билет 16
1. Технологии работы с графической информацией. Растровая и векторная графика. Аппаратные средства ввода и вывода графических изображений. Прикладные программы работы с графикой. Графический редактор. Основные инструменты и режимы работы.
Ответ:
Для обработки изображений на компьютере используются специальные устройства и программы. Для ввода изображений в компьютер можно использовать сканеры, графические планшеты. Для вывода - принтеры и плоттеры. Обработка графической информации в компьютере выполняется с помощью специального программного обеспечения - графических редакторов.
Графические редакторы.
Изображения могут быть растровыми и векторными. Различают также растровые и векторные графические редакторы.
Растровые ГР подходят наилучшим образом для обработки фотографий и высококачественной графики, так как обеспечивают высокую точность передачи цвета.
Векторные ГР встроены в многие приложения и используются для создания простых рисунков из набора графических примитивов (автофигур). Существуют и профессиональные растровые ГР (например, CorelDRAW).
Несмотря на то, что графические редакторы значительно различаются по своим возможностям, в них много общего. Графические редакторы предоставляют возможность выбора инструмента для работы с изображениями. Эти инструменты объединяются в специальные панели инструментов. Кроме панели инструментов можно использовать меню команд. Работа с изображением ведётся в рабочей области, которая занимает большую часть окна ГР. Выбор цвета для рисования осуществляется с помощью палитр. Многие ГР дают возможность использовать кроме стандартных палитр подбор нужного цвета вручную, а иногда и орнаменты. На рисунке показано окно растрового графического редактора Paint.
Обычно в ГР применяются несколько групп инструментов:
Инструменты для рисования (прямых, ломаных, кривых линий, прямоугольников, эллипсов и т.д.; кисти, заливки и т.п.). Векторные ГР содержат также инструменты группировки и разгруппировки объектов.
Выделяющие инструменты (выделение прямоугольной и выделение произвольной области в растровых редакторах или выделение объекта в векторных);
Инструменты редактирования (позволяют вносить в рисунок изменения поворачивать, изменять размер, цвет выделенной области);
Текстовые инструменты;
Масштабирующие инструменты.
Кроме того, меню графического редактора обычно содержит разнообразные спецэффекты и возможности преобразования изображения. Современные графические редакторы часто объединяют в себе достоинства векторных и растровых редакторов за счет использования многослойных изображений. В таких редакторах изображение может быть получено наложением нескольких изображений (каждое из которых называют слоем) друг на друга, причем свойства каждого слоя (прозрачность, цветовая гамма и др.)задаются отдельно. Созданные таким способом коллажи (изображения, полученные в результате соединения нескольких никак не связанных друг с другом фотографий) могут ввести в заблуждение своей реалистичностью! В современных графических редакторах часть слоев могут быть растровыми, а часть векторными.
Возможности обработки графики на компьютере широко используются в системах автоматизированного проектирования (САПР). С их помощью инженеры и конструкторы создают информационные модели различных устройств и объектов ( чертежи деталей, электрические схемы, трехмерные модели построек и т.д.). Анимационная компьютерная графика занимает все большее место в киноиндустрии.
Билет 17
1. Табличные базы данных (БД): основные понятия (поле, запись, первичный ключ записи); типы данных. Системы управления базами данных и принципы работы с ними. Поиск, удаление и сортировка данных в БД. Условия поиска (логические выражения); порядок и ключи сортировки.
Ответ:
База данных это информационная модель, позволяющая в упорядоченном виде хранить данные о системе объектов.
Любой из нас сталкивался с базами данных, даже если никогда раньше не работал с компьютером. Это и телефонные справочники, и библиотечные каталоги, и словари и многое другое.
Существует несколько различных типов баз данных: - табличные, иерархические и сетевые.
В табличной БД в каждой строке таблицы размещаются значения свойств одного объекта; каждое значение свойства - в своём столбце, озаглавленном именем свойства. В информатике принято называть столбец такой таблицы полем базы данных, а его название именем поля. Строка таблицы, содержащая данные об одном объекте, называется запись. Данные, содержащиеся в различных полях записи могут быть разного типа: текстовые, числовые, аты/время и т.д.Таблица обычно содержит хотя бы одно ключевое поле, содержимое которого уникально для каждой записи. Ключевое поле позволяет однозначно идентифицировать запись таблицы. База данных может включать несколько взаимосвязанных таблиц. Такие базы данных называются реляционными.
Иерархические БД могут быть представлены графически как перевёрнутое дерево, состоящее из объектов разных уровней. Все объекты носят название вершин. Верхний уровень занимает один объект корень дерева (он носит немного странное название вершина - корень). На первом (после корня) уровне содержатся объекты корневого каталога. Ниже находятся объекты второго уровня и т.д. Между объектами такой БД существуют связи (ребра). Каждый объект более высокого уровня может быть соединен с несколькими объектами более низкого (дочернего) уровня и только с одним из родительского. На последнем уровне находятся листья дерева (вершины из которых не выходит ни одного ребра).
Примером иерархической БД является файловая структура. Ещё один пример доменная структура имен серверов Интернета .
Сетевая БД включает объекты, на связи между которыми не накладывается никаких ограничений. Примером сетевой БД может служить Всемирная паутина, размещённая в Интернете.
Эффективная работа с компьютерными базами данных возможна только при наличии специальных программ систем управления базами данных. Наибольшее распространение получили СУБД для управления базами данных, основанных на табличном способе упорядочения информации. В задачи СУБД входит:
поиск записей (контекстный, по фильтру или по запросу); при использовании запросов в поле условия отбора вводятся логические выражения по которым осуществляется отбор данных. В них могут использоваться операции сравнения (< > =) и специальные символы (* - заменяет произвольный набор знаков в искомом образце);
сортировка записей(по возрастанию или убыванию; могут сортироваться несколько полей, тогда определяется приоритет сортировки, т.е сначала сортировать данным в поле1, затем, при совпадении данных по полю 2 и т.д.);
создание новых баз данных;
изменение содержимого имеющихся БД (редактирование записей);
изменение структуры имеющихся БД (замена, добавление или изменение полей таблиц; связывание таблиц, создание новых элементов БД таблиц, форм, запросов, отчётов и т.д.).
Некоторые функции СУБД могут выполнять электронные таблицы (например, Microsoft Excel) и даже текстовые процессоры, но специализированная программа для работы с БД это отдельное приложение (например, Microsoft Access).
Билет 18
1. Технология обработки информации в электронных таблицах (ЭТ). Структура электронной таблицы. Типы данных: числа, формулы, текст. Правила записи формул. Основные встроенные функции. Абсолютные и относительные ссылки. Графическое представление данных.Ответ:
Слово компьютер произошло от английского compute (вычислять). Одной из основных функций компьютера является обработка числовых данных. Для пользователей процесс обработки числовых данных сводится к использованию соответствующих приложений.
Различные виды обычных калькуляторов существенно различаются по своим возможностям. Обычные микрокалькуляторы позволяют проводить только арифметические операции над числами, инженерные вычислять значения функций и т.д. Электронные калькуляторы гораздо удобнее, так как в них одновременно заложены возможности всех типов обычных калькуляторов. При каждом запуске приложения. Вы можете выбирать нужный тип калькулятора.
Несмотря на несомненные достоинства электронных калькуляторов, они могут быть эффективны лишь при обработке небольшого количества данных и в том случае, если обрабатываемая математическая модель описывает статическую систему (исходные данные задачи неизменны). В случае обработки динамической математической модели (исходные данные задачи могут изменяться) на электронном калькуляторе, потребуется выполнять многократный перерасчёт. Поэтому, для обработки больших объемов числовых данных (тем более, если модель описывает динамическую систему) используют другое приложение электронные таблицы.
Электронная таблица состоит из столбцов и строк. Заголовки столбцов обозначают латинскими буквами, а строки числами. На пересечении строки и столбца образуется ячейка основной элемент электронной таблицы. Каждая ячейка имеет собственный адрес, состоящий из названия столбца и номера строки (А1, В7, Е18). Ячейка, с которой производятся какие-либо действия, называется активной. Файлы ЭТ называют рабочими книгами, так как они состоят из нескольких листов, содержащих таблицы.
В каждой ячейке ЭТ можно размещать нескольких типов величин: текст, числа, даты, время, формулы.
Текстом в электронных таблицах называется последовательность символов, состоящая из букв, цифр, пробелов, знаков препинания (например, «20 кг» - это текст, а не число и его нельзя будет использовать в расчётах).
В зависимости от решаемой задачи можно применять различные форматы числовых данных. По умолчанию числа в ЭТ отображают два знака после запятой, однако можно выбрать и другие форматы. Очень большие и очень маленькие числа отображаются в ЭТ в экспоненциальном формате: число 3 690 000 000 будет представлено как 3,69Е+09, то есть 3,69*109.
Формула в ЭТ начинается со знака равенства и может включать в себя данные, адреса ячеек, функции и знаки операций. В формулу не должен входить текст. Например формула = 1,5 * А2 обеспечивает умножение числа 1,5 на содержимое ячейки А2. При этом, ячейка А2 должна содержать числовые данные (число или формулу), иначе возникает ошибка. При вводе формулы в ячейке отображается не сама формула, а результат вычислений. При изменении исходных данных немедленно производится перерасчет формул.
Обычно, в электронные таблицы встраивается возможность использовать разнообразные функции (математические, статистические, функции даты и времени и т.д.). Они существенно облегчают конструирование формул и расчёты в электронных таблицах. Для размещения в ячейках ЭТ формул, содержащих функции, можно пользоваться специальным мастером функций (значок fx на панели инструментов) или вводить их вручную.
В ЭТ при вводе данных в таблицу и их редактировании широко используются возможности автозаполнения: диапазоны ячеек могут быть заполнены числовыми последовательностями ( арифметические и геометрические прогрессии), датами, днями недели. Особое внимание стоит уделить формулам. При автозаполнении адреса ячеек, содержащиеся в исходной формуле будут изменяться относительно местоположения исходной формулы (если формулу = 1,5 * А2 распространить на ячейку ниже, то формула преобразуется в = 1,5 * В2). Такая адресация называется относительной. При необходимости сохранить адрес неизменным в исходной формуле к адресу ячейки добавляются специальные символы: $A$2 - такой адрес называется абсолютным и меняться не будет. Можно использовать и смешанные адреса $A2(абсолютный столбец, относительная строка) или A$2 (относительный столбец, абсолютная строка).
ЭТ предоставляют возможности по упорядочению данных. Текст, числа, даты можно сортировать по возрастанию и убыванию. Для сортировки выбирается столбец и способ сортировки (при сортировке изменяется порядок следования строк, но должна сохраняется их целостность).
В ЭТ можно осуществлять контекстный поиск и замену данных и отбор данных в соответствии с заданными условиями - фильтрами.
ЭТ дают возможность строить по таблице различные виды диаграмм и графиков. Это позволяет наглядно представлять зависимости и соотношения между числовыми данными.
Такие возможности делают электронные таблицы незаменимым инструментом для математической обработки статистических данных, обработки и представления результатов естественно-научных и математических экспериментов, экономических и экологических наблюдений, социальных опросов.
Билет 19
1. Основные принципы организации и функционирования компьютерных сетей. Интернет. Информационные ресурсы и сервисы компьютерных сетей: Всемирная паутина, файловые архивы, интерактивное общение. Назначение и возможности электронной почты. Поиск информации в Интернете.
Ответ:
При работе компьютера непрерывно происходит информационный обмен между компонентами компьютера. Для обмена информацией с пользователем служат специальные устройства ввода и вывода информации. Компьютеры могут также обмениваться информацией друг с другом. Система компьютеров, связанных каналами передачи информации, называется компьютерной сетью.
Каналы передачи информации могут использовать различные физические принципы. (Передача электрического сигнала по кабелям, радиосвязь, передача световых импульсов по оптоволоконным кабелям). Основная характеристика канала связи его пропускная способность (скорость передачи информации в единицу времени).
Локальная сеть объединяет компьютеры, расположенные недалеко друг от друга и дает возможность:
совместно использовать программы и данные;
совместно использовать сетевое периферийное оборудование и компьютеры;
осуществлять администрирование сети.
Соединение компьютеров в сеть дает значительный экономический эффект: от оптимизации работы с информацией до экономии на оборудовании и программном обеспечении. Такая сеть может принадлежать предприятию или частному лицу. В многоквартирных домах локальные сети объединяют владельцев компьютеров из разных квартир. Сеть может быть одноранговой. В ней все компьютеры равноправны, хотя и могут выполнять разные функции (например, один из компьютеров может быть шлюзом в Интернет, к другому может быть подключен сетевой принтер и т.п.) Другой вид сеть на основе сервера. В последнем случае, один из компьютеров сервер (от английского слова server обслуживающее устройство) занимается обслуживанием других компьютеров рабочих станций. Сервер - более мощный компьютер, с большим объемом памяти. На нем хранится большая часть информации и устанавливаются сетевые версии программного обеспечения.
Каждый компьютер, подключаемый к локальной сети, снабжается специальным модулем сетевым адаптером (сетевой картой). Через сетевые адаптеры компьютеры соединяются друг с другом или со специальным устройством, осуществляющим коммутацию (соединение) каналов передачи информации (такое устройство называется хаб или свитч). Важнейшая характеристика сети скорость передачи информации. Она зависит от используемых сетевых адаптеров и пропускной способности канала связи.
Чтобы «общаться» друг с другом в сети все компьютеры должны соблюдать определённые правила обмена информацией сетевой протокол.
Топология локальной сети.
Общая схема соединения компьютеров в сети называется её топологией. Существуют различные варианты:
Компьютеры и локальные сети, удаленные на большие расстояния, тоже можно объединять в сеть. Такая сеть называется глобальной. Основная задача такой сети совместный доступ к информации. Глобальные сети могут быть государственными, региональными или корпоративными (то есть принадлежат государственным или региональным властным структурам, крупным корпорациям). Глобальные сети могут быть соединены между собой. В результате образуются межсетевое объединение (английское название - internet). Соединение двух глобальных сетей выполняется через компьютер, который называется мостом (в случае объединения сетей с одинаковыми протоколами), шлюзом (если протоколы разные) или брандмауэром (если он защищает одну сеть от несанкционированного проникновения из другой сети).
К настоящему моменту выработаны единые правила подключения компьютера к сети, единые правила передачи данных (протоколы) и единая система идентификации компьютера в сети (сетевой адрес). Большая часть компьютерных сетей соединена между собой и возникло единое информационное пространство - Интернет. Сегодня Интернет объединяет сотни миллионов компьютеров (домашних или работающих в локальных, региональных и корпоративных сетях) и содержит громадный объём информации. Интернет привлекает пользователей своими информационными ресурсами и услугами (сервисами), которыми пользуется более миллиарда человек по всему миру.
Основу, «каркас» Интернета составляют компьютеры, постоянно работающие в сети серверы (Вообще-то, сервер - это не компьютер а программа, обслуживающая пользователя. Узловой компьютер называется хост, и на нём одновременно могут действовать несколько серверов, или наоборот, несколько компьютеров могут составлять единую систему - сервер). К ним через локальные сети или коммутируемые телефонные линии подключаются сони миллионов пользователей. Надёжность функционирования сети обеспечивается большим количеством линий связи с высокой пропускной способностью, соединяющих сегменты сети, и протокол передачи данных внутри Интернета Т С Р / I P.
Бурное развитие Интернет обусловлено появлением в 90-е годы прошлого века технологии World Wide Web (WWW), которую называют ещё Всемирной паутиной. Эта технология позволяет создавать переходы по гиперссылкам внутри документа (файла), с документа на документ в пределах компьютера и на документы, находящиеся на других компьютерах сети. В качестве объектов активизирующих переход могут выступать фрагменты текста, рисунки, анимация. Для создания таких документов разработан специальный язык разметки гипертекста HTML. Документы, созданные с его помощью называют Web страницами. Тематически связанные страницы обычно представляют в виде целостной системы документов - сайта ( Web узла ). Серверы, реализующие WWW технологию, называют Web серверами. Таким образом:
Всемирная паутина это десятки миллионов Web серверов Интернета, содержащие Web сайты, использующие технологию гипертекста (гипермедиа).
Для доступа к информационным ресурсам Всемирной паутины необходимо иметь на своем компьютере специальную программу просмотра Web страниц браузер. Наиболее известный браузер Internet Explorer (его русскоязычная версия называется обозревателем). Найти нужную страницу можно с помощью универсального указателя ресурсов (адреса страницы). Универсальный указатель ресурсов (URL Universal Resource Locator) включает в себя протокол доступа к документу, доменное имя сервера, на котором находится документ, путь к файлу и имя файла:
http://www.aksay.donpac.ru/info2000/index.htm
http:// - протокол доступа к гипертекстовым документам (доступ к файловым архивам, например, осуществляется по другому протоколу: ftp://);
www указание на то, что это Web сервер;
aksay.donpac.ru доменное имя сервера;
/info2000/index.htm путь к файлу и имя Web страницы.
Интернет растёт очень быстрыми темпами, и найти нужную информацию среди миллиардов страниц становится всё сложнее. Поэтому для поиска информации используют специальные поисковые серверы. Такие серверы позволяют находить нужную информацию по ключевым фразам или в иерархической системе каталогов. Наиболее мощной поисковой системой считается сервер Yahoo ( http://www.yahoo.com ), а в русскоязычной части Интернета поисковые системы Яндекс и Рамблер ( http://www.yandex.ru , http://www.rambler.ru).
Общение в Интернете
Электронная почта
Электронная почта имеет несколько преимуществ перед обычной. Прежде всего, это скорость передачи сообщений. Кроме того, электронные письма могут помимо текста содержать вложенные файлы (программы, звуки, изображения). Можно посылать сообщения сразу нескольким абонентам, и т.д. Для обмена электронными письмами пользователи Интернет получают на почтовом сервере личные «почтовые ящики» (часть пространства на жёстких дисках) и адреса электронной почты. Адрес электронной почты состоит из имени пользователя, разделителя («собаки») и доменного имени сервера, на котором находится почтовый ящик, например:
rico@aksay.donpac.ru
Для работы с электронной почтой можно использовать специальные почтовые программы (например, Outlook Express) или работать со своим почтовым ящиком непосредственно через сервер.
Телеконференции (группы новостей), интерактивное общение, Интернет-телефония
Работа телеконференции похожа на работу электронной почты, с той разницей, что информация, пришедшая на почтовый ящик телеконференции, становится доступной всем её участникам. Существуют также доски объявлений, где любой желающий может разместить информацию для всеобщего доступа. В последнее время в Интернете все шире распространяется интерактивное общение в режиме реального времени. Простейший способ обмен сообщениями, набираемыми с клавиатуры (чат). Системы, поддерживающие такой способ общения, называются chat room (комната для общения). В чатах, текст набранный одним из собеседников, появляется на экране всех остальных. Печально, но в большинстве случаев чаты представляют собой бессмысленную болтовню совершенно незнакомых людей. ICQ (от созвучия английского I seek you - я ищу тебя) - система интернет-пейджинга, позволяющая обнаружить в сети своих знакомых (вернее, их включенные компьютеры) и обменяться текстовыми сообщениями. Возможен также обмен звуковыми сообщениями (через микрофон и наушники) или видеосигналом (для этого к компьютеру подключают видеокамеры). В Интернете существует возможность использовать телефонную связь компьютер телефон, компьютер компьютер, телефон компьютер. Возможно также использование мобильных телефонов для передачи SMS (коротких текстовых сообщений) на компьютер и наоборот.
Электронная коммерция
В Интернете быстро развивается коммерческая деятельность в сфере рекламы и распространения товаров и услуг.
В электронной коммерции можно выделить следующие направления:
Хостинг (от английского host хозяин) предоставление дискового пространства для размещения сайтов;
Реклама с помощью баннеров ( banner рекламный заголовок); щелчок по баннеру приводит к переходу на сайт, рекламирующий тот или иной товар;
Электронная торговля (электронные магазины, биржи, аукционы и т.п.).
Билет 20
1. Понятие модели, Информационная модель. Виды информационных моделей (на примерах). Реализация информационных моделей на компьютере. Пример применения электронной таблицы в качестве инструмента математического моделирования.
Ответ:
Моделирование как метод познания.
Модель подобие некоторого реального объекта, отражающее его существенные особенности.
Объект моделирования по отношению к модели называют оригиналом.
Моделирование метод познания, состоящий в создании и исследовании моделей.
Человечество накопило богатый опыт создания моделей различных объектов и процессов. Оказалось, что в различных случаях одно и то же явление может быть описано различными моделями (отражающими его существенные, но разные для каждого случая свойства). И, наоборот, разные явления могут описываться одной моделью. Никакая модель не может полностью заменить сам объект моделирования, но при его исследовании может оказаться полезным, а иногда и единственным инструментом исследователя.
Следует отметить, что модели могут быть как статическими так и динамическими. Статические описывают систему в определённый момент времени, а динамические - изменение и развитие системы.
Модели можно разделить на материальные (глобусы, макеты зданий, модели транспортных средств, манекены и т.д.) и информационные. Информационная модель - целенаправленно отобранная и нужным образом представленная информация о значимых свойствах оригинала. В зависимости от формы представления информационные модели делят на вербальные - выраженные в форме устной речи, символьные - записанные с помощью определенной системы символов, графические. Особое место среди символьных занимают математические модели. На их основе могут строиться модели формальные.
Процесс построения информационной модели с помощью формальных языков называется формализацией, а полученная модель формальной. Таким образом, компьютерная программа является реализацией некоторой формальной модели. В процессе работы человека с формальными моделями часто возникает необходимость в их визуализации, т.е. наглядном представлении (блок-схемы алгоритмов, диаграммы и т.п.).
Обычно процесс создания и исследования моделей на компьютере состоит из следующих этапов:
Постановка задачи
Описание процесса решения (описательная или математическая модель)
Построение формальной модели.
Создание компьютерной модели ( 1 вариант - построение алгоритма решения задачи и создание программы на одном из языков программирования; 2 вариант построение компьютерной модели с помощью одного из приложений).
Проведение компьютерного эксперимента (запуск созданной программы или работа с созданным документом).
Анализ результатов и, возможно, корректировка модели
Приведем пример создания информационной модели с помощью электронных таблиц:
|
|
A |
B |
C |
|
1 |
Курс доллара |
Курс Евро |
|
|
2 |
29,60 |
35,60 |
|
|
3 |
Сумма в рублях |
Сумма в долларах |
Сумма в евро |
|
4 |
3523452 |
|
|
|
5 |
3232399 |
|
|
|
6 |
645879 |
|
|
Введем в ячейку B4 формулу: =$A4/A$2
Протянем маркер автозаполнения до С4
Автозаполнением распространим формулу ячеек В4 и С4 на диапазоны ячеек В4:В6 и С4:С6 соответственно
При каждом изменении курса валют (числовых данных) электронная таблица будет производить перерасчет формул!
