Контрольная работа по дисциплине "Основы информатики"

Вопрос №1 Поколения компьютеров.

Поколения компьютеров. Ни одно техническое устройство не совершенствовалось так быстро, как компьютер. Каждые 10-12 лет происходил резкий прыжок в их конструкциях, способах производства. Новые модели быстро вытесняли стариков. Возможности и сферы их применения постоянно расширялись, а в отличие от других устройств, например, телевизоров или автомобилей, себестоимость и цена постоянно снижались.  
       Выделяют пять поколений компьютеров. Каждое поколение характеризуется элементной базой - видом элементов, из которых построена оперативная память и процессор, и развитием программного обеспечения. 
       Первое поколение (50 года). Элементной базой компьютеров первого поколения были вакуумные электронные лампы, которые сегодня еще можно увидеть в старых телевизорах и радиоприемниках. Тысячи ламп были в металлических шкафах, которые занимали много места. Весила такая машина десятки тонн. Для ее работы требовалась электростанция. Для охлаждения машины использовали мощные вентиляторы. Программирование выполняли в кодах машины, доступ к которой имели только специалисты-профессионалы.  
       Быстродействие составляло несколько тысяч операций за секунду. Эти машины имели небольшую оперативную память.  
       Второе поколение (60 года). Элементной базой компьютеров второго поколения были транзисторы, которые заменили электронные лампы. Транзисторы значительно меньше ламп и потребляют значительно меньше энергии. Поэтому размеры компьютера уменьшились. Возможности же увеличились, поскольку появились языка программирования высокого уровня и программное обеспечение. Программирование стало доступным и для не профессионалов в области компьютеров. В программном обеспечении были заранее разработанные программы решения наиболее типичных задач. Быстродействие машин достигла сотен тысяч операций за секунду. Значительно увеличилась оперативная память. Наиболее распространенными были такие марки машин: "Элиот" (Англия), "Сименс" (ФРГ), "Стретч", "CDC" (США), "Раздаи-2", серия "Минск", "Урал", "Найри", "Мир", "Бзсм-б" (в нашей стране).  
       Третье поколение (70 года). Элементная база компьютеров третьего поколения - интегрированные устройства (интегральные схемы, чипы). Интегрированное устройство - это небольшая пластинка из чистого кремния, на которой являются миниатюрные электронные элементы: транзисторы, резисторы и т.п..  
       Таких элементов на квадратном сантиметре сначала было несколько тысяч. Значительно увеличились быстродействие (до нескольких миллионов операций за секунду) и объем оперативной намятые. Развилось программное обеспечение. Удобство в пользовании открыло широкий доступ к компьютерам. Такая машина может одновременно решать несколько задач, выполняя несколько программ.  
       Пользователям нет потребности работать непосредственно с внутренностями компьютера не отходя ни на шаг, так- как есть пульт управления. Для работы им предоставлены терминалы (клавиатура, дисплей и устройства введения - выведения), которые могут быть отдалены от компьютера на немалые расстояния. Для сохранения информации используют магнитные ленты и магнитные диски. Магнитные носители информации стали вытеснять перфокарты и перфоленты. Начался переход к информатике. Машины третьего поколения - серия "ІВМ-360", "ІВМ-370" в США, серия ЭС в нашей стране - аналог серии "ІBM". Разработка проекта машины третьего поколения стоила фирме ІBM в 60-х годах 5 миллиардов долларов.  
       Четвертое поколение (80 года). Элементной базой компьютеров четвертого поколения являются крупномасштабные интегрированные устройства. Прогресс, в физике, полупроводников дал возможность разместить большое количество элементов на маленьком кристалле кремния (десятки тысяч на квадратном сантиметре). Кроме того, на одном кристалле кремния стало возможно разместить устройство, которое воссоздает работу процессора. Такие кристаллические процессоры называются микропроцессорами. Это обусловило появление микрокалькуляторов, персональных компьютеров, которые можно размещать на обычном рабочем столе, а также мощных много процессорных компьютеров. Увеличились быстродействие (к миллиарду операций за секунду), емкость оперативной памяти, удобство в пользовании. Массовое производство и сбыт обеспечили резкое снижение цен на компьютерную технику.  
       Пользователь снова сел за пульт управления, но уже персонального компьютера. Мощнейшие машины четвертого поколения: "Эльбрус" в нашей стране, американские машины серии "Крей" и прочие.  
       На уровне четвертого поколения состоялось деление машин на большие вычислительные машины и персональные компьютеры.  
       Сегодня уже есть несколько поколений персональных компьютеров.  
       Пятое поколение (90 года). Элементной базой компьютеров пятого поколения стали очень большие масштабные интегрированные устройства, которые содержат сотни тысяч элементов на квадратном сантиметре.  
       В 1980 г. японское правительство и некоторые фирмы объявили десятилетнюю программу создания компьютерной системы пятого поколения, которое должна была базироваться на использовании искусственного интеллекта, экспертных систем и естественного языка общения. Эту программу назвали "японским вызовом", поскольку авангардная роль в области компьютерной техники сегодня належит США.  
       Ну а сейчас, можно выделить, ещё пять поколений персонального PENTIUMа плюс новая оперативка, беспроводная связь, управление голосом, передача запаха, 200 гигабайт в кармане и 20 на одном диске, размер калькулятора… 
       Но Вы же сами понимаете совершенству нет предела!!!

Вопрос№2 Классификация программного обеспечения.

Программное обеспечение-это совокупность программ, выполненных вычислительной системой.  

К программному обеспечению (ПО) относится также вся область  деятельности по проектированию и разработке (ПО):

• технология проектирования программ (нисходящее проектирование, структурное программирование и др.)
• методы тестирования программ.
• методы доказательства правильности программ.
• анализ качества работы программ и др.

Программное обеспечение - неотъемлемая часть ЭВМ. Оно является логическим продолжением технических средств  ЭВМ, расширяющие их возможности  и сферу использования.

Классификация программного обеспечения.

 

   

 
Существует три категории:

1) Прикладные программы, непосредственно обеспечивающие выполнение необходимых пользователям работ.

2) Системные программы:

• управление ресурсами ЭВМ.
• создание копий используемой информации.
• проверку работоспособности устройств компьютера.
• выдачу справочной информации о компьютере и др..

3) Инструментальные программные системы, облегчающие процесс создания новых программ для компьютера. 

Более или менее определенно  сложились следующие группы программного обеспечения:

• операционные системы.
• системы программирования.
• инструментальные системы.
• интегрированные пакеты.
• динамические электронные таблицы.
• системы машинной графики.
• системы управления базами данных (СУБД).
• прикладное программное обеспечение.

Вопрос№3 Что такое система счисления ,алфавит,цифра?

Систе́ма счисле́ния —  символический метод записи чисел, представление чисел с помощью  письменных знаков. Системы счисления  подразделяются на позиционные, непозиционные  и смешанные. 
позиционных системах счисления один и тот же числовой знак (цифра) в записи числа имеет различные значения в зависимости от того места (разряда) , где он расположен. Изобретение позиционной нумерации, основанной на поместном значении цифр, приписывается шумерам и вавилонянам; развита была такая нумерация индусами и имела неоценимые последствия в истории человеческой цивилизации. К числу таких систем относится современная десятичная система счисления, возникновение которой связано со счётом на пальцах. В средневековой Европе она появилась через итальянских купцов, в свою очередь заимствовавших её у мусульман. 
Каждая позиционная система счисления определяется некоторым числом b > 1 (т. н. основание системы счисления) таким, что b единиц в каждом разряде объединяется в одну единицу следующего по старшинству разряда. Система счисления с основанием b также называется b-ричной. 
Число x в b-ричной системе счисления представляется в виде линейной комбинации степеней числа b: 
 
Каноническим примером фактически непозиционной системы счисления является римская, в которой в качестве цифр используются латинские буквы: 
I обозначает 1, 
V — 5, 
X — 10, 
L — 50, 
C — 100, 
D — 500, 
M — 1000 
Например, II = 1 + 1 = 2 
здесь символ I обозначает 1 независимо от места в числе. 
На самом деле, римская система не является полностью непозиционной, так как меньшая цифра, идущая перед большей, вычитается из неё, например: 
V = 4, в то время как: 
VI = 6 
 
Наиболее употребимыми в настоящее время позиционными системами являются: 
 
2 — двоичная (в дискретной математике, информатике, программировании)  
10 — десятичная система счисления  
16 — шестнадцатеричная (наиболее часто используется в программировании, а также в шрифтах)  
60 — шестидесятеричная (измерение углов и, в частности, долготы и широты) 

В информатике алфавит  — это множество (как правило  конечное) символов или букв, например латинских букв и цифр. Примером распространённого алфавита является двоичный алфавит {0,1}. Конечная строка — это конечная последовательность букв алфавита. Например, двоичная строка — это строка из символов алфавита {0,1}. Также возможно построение бесконечных  последовательностей из букв алфавита.

Цифры — это символы, участвующие в записи числа и составляющие некоторый алфавит.

Вопрос№4 Позиционная и непозиционная система счисления.

Непозиционные системы счисления

Примером непозиционной  системы счисления является унарная (единичная) система счисления. Основное ее применение - обучение детей счету. В ее алфавит входит единственная цифра - 1, а количество единиц соответствует  количеству объектов. Так, число 111 в унарной системе счисления обозначает число 3 в десятичной. В числе 111 встречаются три цифры 1, и каждая из них обозначает одну величину - число “один”.

Еще одним классическим примером непозиционной системы счисления  является римская система счисления (использовалась в Древнем Риме). Несмотря на то, что Римская империя  рухнула многие сотни лет назад, римская система счисления применяется  до сих пор, например,  в нумерации глав. Ее алфавит состоит из следующего набора цифр (здесь и далее в скобках указаны соответствующие цифры десятичной системы счисления): 

{I(1),V(5), X(10), L(50),C(100), D(500), M(1000)}.

Число составляется по следующим  правилам:

1. Если меньшая цифра стоит слева от большей, то меньшая цифра вычитается из большей.
2. Если меньшая цифра стоит справа от большей, то обе цифры складываются. Одинаковые цифры так же складываются.

Примеры:

1. IX = 9.
2. MMXI = 1000 + 1000  +10  + 1 = 2011.
3. MCMXCVIII = 1000 +(-100 + 1000) + (-10 + 100) + 5 + 1 + 1 + 1 = 1999.

Очевидным недостатком непозиционных  систем счисления является трудность  записи больших чисел, они слишком  длинные и при их записи легко  допустить ошибку. Для простоты обозначения  больших чисел постоянно вводились  новые цифры. Кроме того, в той  же самой римской системе счисления  трудно совершать арифметические операции, т.к. не существует четких алгоритмов их вычисления.  Запись дробных и отрицательных чисел невозможна.        

 Позиционные системы  счисления

Вышеперечисленные недостатки решают позиционные системы счисления. Классическим примером позиционной  системы счисления является десятичная (арабская) система счисления. В позиционных  системах счисления количественное значение цифры зависит от того, какую позицию в числе она  занимает. Основание позиционной  системы счисления показывает, сколько  чисел в алфавите системы счисления, а также определяет, во сколько  раз различаются значения одинаковых цифр в соседних позициях числа. Основание  системы счисления записывают нижним индексом рядом с числом. К примеру, число 11₁₀, 12₃, А₁₆. Позиционную систему счисления с основанием P принято называть P-ичной. Примерами позиционной системы счисления могут служить двоичная, троичная, восьмеричная, шестнадцатеричная и т.д (табл. 1). 

 

Таблица  SEQ Таблица \* ARABIC 1. Примеры позиционных систем счисления.

Позиционная система счисления	Основание	Алфавит
Двоичная	2	0, 1
Троичная	3	0, 1, 2
Восьмеричная	8	0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7
Десятичная	10	0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9
Шестнадцатеричная	16	0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A(10), B(11), C(12), D(13), E(14), F(15)

Позиция цифры в числе  называется разрядом. Для целых чисел  разряды нумеруются справа налево, началом отсчета является 0.

Например, для числа 5710049₁₀ разряды нумеруются следующим образом:

Цифра	5	7	1	0	0	4	9
Разряд	6	5	4	3	2	1	0

Различают свернутую и  развернутую форму записи числа. В нашем примере запись 5710049₁₀является свернутой формой записи. В развернутой форме число запишется следующим образом:

5710049₁₀ = 5 * 10⁶ + 7 * 10⁵ + 1 * 10⁴ + 0 * 10³ + 0 * 10² + 4 * 10¹ + 9 * 10⁰

Т.е. для того, чтобы определить количественное значение цифры, мы умножаем ее на число, равное основанию системы  счисления в степени, равной разряду  рассматриваемой цифры. Это правило  действует и для дробей. Счет разряда  дробной части ведется слева  направо, начиная от запятой. Для  развернутой формы записи дробных  частей используются отрицательные  значения степеней.

Пример:

Число 45,367₁₀

Цифра	4	5	3	6	7
Разряд	1	0	-1	-2	-3

45,367₁₀ = 4 * 10¹ + 5 * 10⁰ + 3 * 10^-1 + 6 * 10^-2 + 7 * 10^-3

В общем виде свернутая  и развернутая запись числа A_Р  с n целых разрядов и m дробных выглядят следующим образом:

AP=i=-mn-1ai∙ Pi=an-1∙Pn-1+⋯+a0∙P0+a-1 ∙P-1+⋯+a-m∙P-m 

 

Примеры:

101₂ = 1 * 2² + 0 * 2¹  + 1 * 2⁰

0,222₃ = 0 * 3⁰ + 2 * 3^-1 + 2 * 3^-2 + 2 * ^-3

347,4₈ = 3 * 8²+ 4 * 8¹ + 7 * 8⁰ + 4 * 8^-1

3A,B7₁₆ = 3 * 16¹  +10 * 16⁰ + 11 * 16^-1  +7 * 16^-2

Очень часто позиционные  системы разделяются на однородные (P-ичные) и смешанные.

Вопрос№5 Римская система счисления.

Римская система счисления - непозиционная система счисления, в которой для записи чисел используются буквы латинского алфавита:

1 - I, 5 - V, 10 - X, 50 - L, 100 - C, 500 - D и 1000 - M.

 

В ней для обозначения  чисел используются знаки I (один палец) для числа 1, V (раскрытая ладонь) для числа 5, X (две сложенные ладони) для 10, а для чисел 50,100,500 и 1000 используются заглавные латинские буквы соответствующих латинских слов (Centum — сто, Demimille — половина тысячи, Mille — тысяча) V, X, L, С, D и М (соответственно), являющиеся «цифрами» этой системы счисления. Число в римской системе счисления обозначается набором стоящих подряд «цифр». 
 
Число равно: 
 
1) сумме значений идущих подряд нескольких одинаковых «цифр» (назовем их группой первого вида); 
 
2) разности значений двух «цифр», если слева от большей «цифры» стоит меньшая. В этом случае от значения большей «цифры» отнимается значение меньшей «цифры». Вместе они образуют группу второго вида. Заметим, что левая «цифра» может быть меньше правой максимум на один порядок: так перед L(50) и С(100) из «младших» может стоять только Х(10), перед D(500) и М(1000) - только С(100), перед V(5)- только 1(1);  
 
3) сумме значений групп и «цифр», не вошедших в группы первого или второго вида. 
 
Пример. 
 
Записать число 444 в римской системе счисления. 
444 
400 + 40+4 
(D-C) (L-X) (V-I) 
группы второго вида 
CDXLIV 
 
Пример. 
 
Записать число 1986 в римской системе счисления. 
1986 
1000 + 900 + 50 + 30 + 6 
M + (M-C) + L + (X + X + X) + V + I 
MCMLXXXVI

 

Вопрос№6 Виды периферийных устройств.

Периферийными или внешними устройствами называют устройства, размещенные вне системного блока и задействованные на определенном этапе обработки информации. Прежде всего - это устройства фиксации выходных результатов: принтеры, плоттеры, модемы, сканеры и т.д. Понятие "периферийные устройства" довольно условное. К  их числу можно отнести, например, накопитель на компакт-дисках, если он выполнен в виде самостоятельного блока  и соединен специальным кабелем  к внешнему разъему системного блока. И наоборот, модем может быть внутренним, то есть конструктивно выполненным  как плата расширения, и тогда  нет оснований относить его к  периферийным устройствам.

Вопрос№7История интернета.

Интернет - это система связи  и одновременно информационная система, среда общения. История интернета  начинается примерно в 60-годы XX века.

В 1969 агентство ARPA (Агентство передовых  исследовательских проектов) занялось исследованиями с целью создать  экспериментальную сеть "с коммутацией  пакетов". Эта сеть была создана  и получила очень простое и  аскетичное наименование ARPANET, т.е. сеть агентства... Сеть была построена для  изучения технологий независимой передачи потока данных в системе связи.