Основы информатики (с краткой историей 2007 для..

Федеральное агентство по образованию
Российской Федерации
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Красноярский государственный торгово-экономический институт»



Г.З. Погорелов


ВВЕДЕНИЕ В ЭКОНОМИЧЕСКУЮ ИНФОРМАТИКУ
(БАЗОВЫЙ КУРС)


Учебное пособие для студентов всех специальностей всех форм обучения













Красноярск 2007
УДК
ББК

Рецензент:
д-р техн наук, проф. СиБГАУ
А.Н. Антамошкин





Погорелов Г. Введение в экономическую информатику (базовый курс) / Г.З. Погорелов; Краснояр. гос. торг.-экон. ин-т. – Красноярск, 2007. 194 с.



Предназначено для самостоятельного освоения базового курса дисциплины “Информатика" студентами всех форм обучения всех специальностей 060500 "Бухгалтерский учет и аудит", 060800 "Экономика и управление на предприятиях торговли и общественного питания", 061100 "Менеджмент организации", 061500 "Маркетинг".
Предлагаемое пособие содержит краткие теоретические положения по информатике, а также контрольные задания.






© ГОУ ВПО "Красноярский государственный торгово-экономический институт, 2007

© Г.З. Погорелов








ОГЛАВЛЕНИЕ


13 TOC \o "1-4" \u 14ВВЕДЕНИЕ 13 PAGEREF _Toc176709804 \h 14915
ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИНФОРМАТИКИ 13 PAGEREF _Toc176709805 \h 14915
1.1. ПОНЯТИЕ ТЕРМИНА "инфоpматика" 13 PAGEREF _Toc176709806 \h 14915
1.2. ПОНЯТИЕ ТЕРМИНА "инфоpмаЦИЯ". ИЗМЕРЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА ИНФОРМАЦИИ 13 PAGEREF _Toc176709807 \h 141015
1.3. Как передаётся и обрабатывается информация 13 PAGEREF _Toc176709808 \h 141315
1.4. СВОЙСТВА информации И ОСНОВНЫЕ ОПЕРАЦИИ, ВЫПОЛНЯЕМЫЕ С ИНФОРМАЦИЕЙ 13 PAGEREF _Toc176709809 \h 141315
1.5. информационные ресурсы и информационные технологии 13 PAGEREF _Toc176709810 \h 141515
1.6. Вопросы для ПОВТОРЕНИЯ И самоконтроля 13 PAGEREF _Toc176709811 \h 141515
ГЛАВА 2. КОДИРОВАНИЕ ЧИСЛОВОЙ И СИМВОЛЬНОЙ ИНФОРМАЦИИ, КОДОВЫЕ ТАБЛИЦЫ. 13 PAGEREF _Toc176709812 \h 141715
2.1 Кодирование данных двоичным кодом 13 PAGEREF _Toc176709813 \h 141715
2.1.1. Кодирование целых и действительных чисел, текстовой информации 13 PAGEREF _Toc176709814 \h 141715
2.1.2. Кодирование графических данных 13 PAGEREF _Toc176709815 \h 141915
2.2.2. Кодирование звуковой информации 13 PAGEREF _Toc176709816 \h 142115
2.2. Вопросы для ПОВТОРЕНИЯ И самоконтроля 13 PAGEREF _Toc176709817 \h 142215
2.3. ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ 13 PAGEREF _Toc176709818 \h 142315
Ответы 2.3. КОДИРОВАНИЕ ЧИСЛОВОЙ И СИМВОЛЬНОЙ ИНФОРМАЦИИ, КОДОВЫЕ ТАБЛИЦЫ. 13 PAGEREF _Toc176709819 \h 142615
ГЛАВА 3. Общие принципы организации и работы компьютеров 13 PAGEREF _Toc176709820 \h 142915
3.1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ О КОМПЬЮТЕРЕ 13 PAGEREF _Toc176709821 \h 142915
3.2. Устройство компьютера 13 PAGEREF _Toc176709822 \h 142915
3.3. Принципы построения компьютера 13 PAGEREF _Toc176709823 \h 143115
3.4. команда КОМПЬЮТЕРА 13 PAGEREF _Toc176709824 \h 143315
3.6. Архитектура и структура компьютера 13 PAGEREF _Toc176709825 \h 143515
3.7. устройство памяти компьютера 13 PAGEREF _Toc176709826 \h 143715
3.2. Вопросы для ПОВТОРЕНИЯ И самоконтроля 13 PAGEREF _Toc176709827 \h 143815
Глава 4. АППАРАТНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПЕРСОНАЛЬНОГО КОМПЬЮТЕРА [Попова] 13 PAGEREF _Toc176709828 \h 144015
4.1. Устройства, входящие в состав системного блока 13 PAGEREF _Toc176709829 \h 144215
4.1.1. Материнская плата 13 PAGEREF _Toc176709830 \h 144215
4.1.2. Центральный процессор 13 PAGEREF _Toc176709831 \h 144215
4.1.3. Устройства, образующие внутреннюю память 13 PAGEREF _Toc176709832 \h 144715
4.1.3.1. Оперативная память 13 PAGEREF _Toc176709833 \h 144715
4.1.3.2. Кэш-память 13 PAGEREF _Toc176709834 \h 144815
4.1.3.3. Специальная память 13 PAGEREF _Toc176709835 \h 144915
4.1.4. Жесткий диск или винчестер 13 PAGEREF _Toc176709836 \h 145015
4.1.5. Графическая плата 13 PAGEREF _Toc176709837 \h 145315
4.1.6. Звуковая плата 13 PAGEREF _Toc176709838 \h 145415
4.1.7. Сетевая плата 13 PAGEREF _Toc176709839 \h 145515
4.1.8. TV-тюнер 13 PAGEREF _Toc176709840 \h 145515
4.1.9. Дисковод 3,5’’ 13 PAGEREF _Toc176709841 \h 145615
4.1.10. Накопители на компакт-дисках 13 PAGEREF _Toc176709842 \h 145715
4.1.11. Накопители на DVD дисках 13 PAGEREF _Toc176709843 \h 145915
4.1.12. Флэш-память 13 PAGEREF _Toc176709844 \h 146115
4.2. Периферийные внешние устройства 13 PAGEREF _Toc176709845 \h 146115
4.2.1. Клавиатура 13 PAGEREF _Toc176709846 \h 146215
4.2.2. Манипуляторы 13 PAGEREF _Toc176709847 \h 146315
4.2.3. Сканер 13 PAGEREF _Toc176709848 \h 146615
4.2.4. Цифровой фотоаппарат 13 PAGEREF _Toc176709849 \h 147015
4.2.5. Мониторы электронно-лучевые (CRT) 13 PAGEREF _Toc176709850 \h 147215
4.2.9.1. Матричные принтеры 13 PAGEREF _Toc176709851 \h 147915
4.2.9.2 Струйные принтеры 13 PAGEREF _Toc176709852 \h 148015
4.2.9.3. Лазерные принтеры 13 PAGEREF _Toc176709853 \h 148215
4.3. Конфигурация компьютера 13 PAGEREF _Toc176709854 \h 148815
4.4. Вопросы для ПОВТОРЕНИЯ И самоконтроля 13 PAGEREF _Toc176709855 \h 148915
4.5. ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ 13 PAGEREF _Toc176709856 \h 149215
Глава 5. организация межкомпьютерной связи [Шауцукова] 13 PAGEREF _Toc176709857 \h 149315
5.1. способы организации межкомпьютерной связи 13 PAGEREF _Toc176709858 \h 149415
5.2. понятие о компьютерной сети 13 PAGEREF _Toc176709859 \h 149515
5.3. соединение устройств сети 13 PAGEREF _Toc176709860 \h 149715
5.4. сеть Интернет 13 PAGEREF _Toc176709861 \h 149915
5.4.1. Подключения к сети Интернет 13 PAGEREF _Toc176709862 \h 1410115
5.4.2. Пересылка данных в Интернет. Протоколы связи TCP/IP 13 PAGEREF _Toc176709863 \h 1410315
5.4.3. Адресация в Интернете 13 PAGEREF _Toc176709864 \h 1410415
5.4.3.1. IP-адресация 13 PAGEREF _Toc176709865 \h 1410415
5.4.3.2. DNS - система доменных имен 13 PAGEREF _Toc176709866 \h 1410415
5.4.3.3. Система адресации URL 13 PAGEREF _Toc176709867 \h 1410615
5.4.4. Обзор сервисов Интернета 13 PAGEREF _Toc176709868 \h 1410815
5.4.4.1.  World Wide Web 13 PAGEREF _Toc176709869 \h 1410915
5.4.4.2.   Электронная почта. 13 PAGEREF _Toc176709870 \h 1411115
5.4.4.3. Cистема телеконференций Usenet (от Users Network) 13 PAGEREF _Toc176709871 \h 1411115
5.4.4.4. Поиск во Всемирной паутине Интернет 13 PAGEREF _Toc176709872 \h 1411215
5.4.4.5.  Программа пересылки файлов Ftp 13 PAGEREF _Toc176709873 \h 1411615
5.4.4.6.  Программа удалённого доступа Telnet 13 PAGEREF _Toc176709874 \h 1411615
5.4.4.7.  Web-сайт организации 13 PAGEREF _Toc176709875 \h 1411715
5.4.4.8.  INTERNET – торговля 13 PAGEREF _Toc176709876 \h 1411815
5.4.4.9. Chat-разговор с помощью сети IRC и Электронной почты 13 PAGEREF _Toc176709877 \h 1412115
5.4.4.10. Игры через INTERNET 13 PAGEREF _Toc176709878 \h 1412115
5.4.4.11. Списки рассылки 13 PAGEREF _Toc176709879 \h 1412215
5.4.4.12. Перспективы развития Интернет 13 PAGEREF _Toc176709880 \h 1412215
5.5. Вопросы для ПОВТОРЕНИЯ И самоконтроля 13 PAGEREF _Toc176709881 \h 1412315
5.6. ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ 13 PAGEREF _Toc176709882 \h 1412515
Глава 6. ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ вычислительных устройств. КЛАССИФИКАЦИЯ КОМПЬЮТЕРОВ 13 PAGEREF _Toc176709883 \h 1412615
6.1. история развития средств обработки информации 13 PAGEREF _Toc176709884 \h 1412615
6.2. Этапы развития вычислительной техники. Поколения электронных вычислительных машин 13 PAGEREF _Toc176709885 \h 1414715
6.3. Типы и назначение компьютеров 13 PAGEREF _Toc176709886 \h 1415415
6.4. Вопросы для ПОВТОРЕНИЯ И самоконтроля 13 PAGEREF _Toc176709887 \h 1415515
6.5. ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ 13 PAGEREF _Toc176709888 \h 1415615
ГЛАВА 7.СИСТЕМЫ СЧИСЛЕНИЯ. АРИФМЕТИКА В РАЗЛИЧНЫХ СИСТЕМАХ СЧИСЛЕНИЯ 13 PAGEREF _Toc176709889 \h 1415615
7.1. Системы счисления 13 PAGEREF _Toc176709890 \h 1415615
7.2. Перевод чисел из одной системы счисления в другую 13 PAGEREF _Toc176709891 \h 1416215
7.3. Арифметические операции, выполняемые в позиционных системах счисления 13 PAGEREF _Toc176709892 \h 1416815
7.4. Кодирование информации 13 PAGEREF _Toc176709893 \h 1417115
7.5. Вопросы для ПОВТОРЕНИЯ И самоконтроля 13 PAGEREF _Toc176709894 \h 1417215
7.6. ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ 13 PAGEREF _Toc176709895 \h 1417415
Ответы Раздел 7. Арифметические основы компьютеров 13 PAGEREF _Toc176709896 \h 1417915
ГЛАВА 8. АЛГЕБРА ЛОГИКИ 13 PAGEREF _Toc176709897 \h 1418115
8.1. Возникновение логики как самостоятельной науки 13 PAGEREF _Toc176709898 \h 1418115
8.2. Понятие “алгебры логики” как науки об общих операциях над логическими высказываниями 13 PAGEREF _Toc176709899 \h 1418415
8.3. Понятие логической формулы. законы алгебрЫ логики 13 PAGEREF _Toc176709900 \h 1418815
8.4. Таблицы истинности 13 PAGEREF _Toc176709901 \h 1418915
8.5. Вопросы для ПОВТОРЕНИЯ И самоконтроля 13 PAGEREF _Toc176709902 \h 1419115
8.6. ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ 13 PAGEREF _Toc176709903 \h 1419215
Ответы Раздел 8. Логические основы компьютеров 13 PAGEREF _Toc176709904 \h 1419615
ГЛАВА 9. АЛГОРИТМЫ. АЛГОРИТМИЗАЦИЯ. АЛГОРИТМИЧЕСКИЕ ЯЗЫКИ 13 PAGEREF _Toc176709905 \h 1419815
9.1. Алгоритм. Свойства алгоритмов 13 PAGEREF _Toc176709906 \h 1419815
9.2. Формы записи алгоритмов 13 PAGEREF _Toc176709907 \h 1420015
9.3. Графическая форма записи алгоритма 13 PAGEREF _Toc176709908 \h 1420315
9.3.1. Виды алгоритмов 13 PAGEREF _Toc176709909 \h 1420515
9.3.1.1. Базовая структура  "следование" 13 PAGEREF _Toc176709910 \h 1420715
9.3.1.2. Базовая структура  "ветвление" 13 PAGEREF _Toc176709911 \h 1420715
9.3.1.3. Базовая структура  "цикл" 13 PAGEREF _Toc176709912 \h 1421015
9.3.1.4. Алгоритмы вычисления суммы и произведения 13 PAGEREF _Toc176709913 \h 1421215
9.3.1.4. Вложенные циклы 13 PAGEREF _Toc176709914 \h 1421415
9.4. Языки программирования 13 PAGEREF _Toc176709915 \h 1421615
9.4.1. Программный способ записи алгоритмов. Уровни языка программирования 13 PAGEREF _Toc176709916 \h 1421615
9.4.2. Процедурно-ориентированное программирование 13 PAGEREF _Toc176709917 \h 1421715
9.4.3. Объектно-ориентированное программирование 13 PAGEREF _Toc176709918 \h 1421915
9.5. Вопросы для ПОВТОРЕНИЯ И самоконтроля 13 PAGEREF _Toc176709919 \h 1422815
9.6. ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ 13 PAGEREF _Toc176709920 \h 1423115
Ответы Раздел 7. Алгоритмы. Алгоритмизация. Алгоритмические языки 13 PAGEREF _Toc176709921 \h 1424215
СЛОВАРЬ ОСНОВНЫХ ПОНЯТИЙ И ТЕРМИНОВ 13 PAGEREF _Toc176709922 \h 1424315
15
ВВЕДЕНИЕ
Базовой основой при написании данного учебного пособия послужили материалы Шауцуковой Лейлы Залим-Гериевны ([ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]), а также Поповой Ольги Владимировны ([ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]), за что приносим им свою искреннюю благодарность.

ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИНФОРМАТИКИ
1.1. ПОНЯТИЕ ТЕРМИНА "инфоpматика"
Термин "информатика" (франц. informatique) происходит от французских слов information (информация) и automatique (автоматика) и дословно означает "информационная автоматика".
Широко распространён также англоязычный вариант этого термина "Сomputer science", что означает буквально "компьютерная наука".
Инфоpматика это основанная на использовании компьютерной техники дисциплина, изучающая структуру и общие свойства информации, а также закономерности и методы её создания, хранения, поиска, преобразования, передачи и применения в различных сферах человеческой деятельности [Шауцукова].
Информатика базируется на компьютерной технике и немыслима без нее.
Российский академик [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] [Дородницин] выделяет в информатике три неразрывно и существенно связанные части технические средства, программные и алгоритмические.
Технические средства, или аппаратура компьютеров, в английском языке обозначаются словом Hardware, которое буквально переводится как "твердые изделия".
Для обозначения программных средств, под которыми понимается совокупность всех программ, используемых компьютерами, и область деятельности по их созданию и применению, используется слово Software (буквально "мягкие изделия"), которое подчеркивает равнозначность самой машины и программного обеспечения, а также способность программного обеспечения модифицироваться, приспосабливаться и развиваться.
Программированию задачи всегда предшествует разработка способа ее решения в виде последовательности действий, ведущих от исходных данных к искомому результату, иными словами, разработка алгоритма решения задачи. Для обозначения части информатики, связанной с разработкой алгоритмов и изучением методов и приемов их построения, применяют термин Brainware (англ. brain интеллект).
1.2. ПОНЯТИЕ ТЕРМИНА "инфоpмаЦИЯ". ИЗМЕРЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА ИНФОРМАЦИИ
Термин  "информация"  происходит от латинского слова  "informatio",  что означает  сведения,  разъяснения,  изложение. Несмотря на широкое распространение этого термина, понятие информации является одним из самых дискуссионных в науке [Шауцукова].
Можно выделить, по крайней мере, четыре различных подхода к определению понятия "информация".
В первом, "обыденном", слово информация применяется как синоним интуитивно понимаемых слов: сведения, знания, сообщение, осведомление о положении дел.
Во втором, "кибернетическом", понятие информация используется для характеристики управляющего сигнала, передаваемого по линии связи.
В третьем, "философском", понятие информация тесно связано с такими понятиями, как взаимодействие, отражение, познание.
Наконец, в четвертом, "вероятностном", информация вводится как мера уменьшения неопределенности и позволяет количественно измерять информацию, что чрезвычайно важно для информатики как технологической науки.
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], американский учёный, заложивший основы теории информации науки, изучающей процессы, связанные с передачей, приёмом, преобразованием и хранением информации, рассматривает информацию как снятую неопределенность наших знаний о чем-то.
Количество информации в этой теории определяется по следующей формуле:
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
где:
I количество информации,
n количество возможных событий,
pi вероятности отдельных событий.
Пусть потенциально может осуществиться некоторое множество событий (n), каждое из которых может произойти с некоторой вероятностью (pi), т. е. существует неопределенность. Предположим, что одно из событий произошло, неопределенность уменьшилась, вернее, наступила полная определенность. Количество информации (I) является мерой уменьшения неопределенности.
Для частного, но широко распространенного случая, когда события равновероятны (pi = 1/ n), величина количества информации I принимает максимальное значение:
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Для измерения количества информации нужна единица измерения. За единицу количества информации приняли такое количество информации, при котором неопределенность уменьшается в два раза, т. е., например, когда в простейшем случае из двух возможных событий реализуется одно:
I = log22 = 1 бит
Эта единица измерения информации получила название бит (bit от английского словосочетания BInary digit).
Например, при бросании монеты существует два равновероятных исхода (события): "орел" или "решка". Монета упала, событие произошло, количество информации равно 1 бит. Таким ситуациям с двумя возможностями приписывается начальная неопределенность: А = 1.
После бросания монеты конечная неопределенность: К = 0.
Количество информации, полученное при бросании: I = А – К = 1 – 0 = 1.
В детской игре "Угадай число" первый игрок загадывает число (например, в диапазоне от 1 до 100), второй задает вопросы типа: "Число больше 50?" Ответ ("да" или "нет") несет информацию 1бит, т. к. неопределенность (количество возможных событий) уменьшается в два раза. Оптимальная стратегия отгадывания состоит в делении на каждом шаге массива возможных чисел пополам. Действительно, именно в случае равновероятных событий (одинаковых по объему массивов чисел) количество информации, которое несет ответ, максимально.
При бросании шестигранного кубика может произойти шесть событий, а при бросании шарика в рулетке – тидцать шесть. Количество возможных событий N и количество информации I связаны между собой следующей зависимостью: N = 2I.
Так, при бросании равносторонней четырехгранной пирамиды (тетраэдра) вероятность ожидаемых событий равна четырем. 4 = 2I. Тогда: I = 2. Таким образом, при бросании пирамидки получена информация, равная двум битам.
В вычислительной технике битом называют наименьшую "порцию" памяти, необходимую для хранения одного из двух знаков "0" и "1", используемых для внутримашинного представления данных и команд.
Бит слишком мелкая единица измерения. На практике чаще применяется более крупная единица байт, равная восьми битам. Именно восемь битов требуется для того, чтобы закодировать любой из 256 символов алфавита клавиатуры компьютера (256=28).
Широко используются также ещё более крупные производные единицы информации:
1 Килобайт (Кбайт) = 1024 байт = 210 байт,
1 Мегабайт (Мбайт) = 1024 Кбайт = 220 байт,
1 Гигабайт (Гбайт) = 1024 Мбайт = 230 байт.
В последнее время в связи с увеличением объёмов обрабатываемой информации входят в употребление такие производные единицы, как:
1 Терабайт (Тбайт) = 1024 Гбайт = 240 байт,
1 Петабайт (Пбайт) = 1024 Тбайт = 250 байт.
Пример. Книга содержит 100 страниц; на каждой странице -- 35 строк, в каждой строке -- 50 символов. Рассчитаем объем информации, содержащийся в книге.
Страница содержит 35 x 50 = 1750 байт информации. Объем всей информации в книге (в разных единицах):
1750 x 100 = 175000 байт.
175000 / 1024 = 170,8984 Кбайт.
170,8984 / 1024 = 0,166893 Мбайт.
За единицу информации можно было бы выбрать количество информации, необходимое для различения, например, десяти равновероятных сообщений. Это будет не двоичная (бит), а десятичная (дит) единица информации.

1.3. Как передаётся и обрабатывается информация
Информация передаётся в виде сообщений от некоторого источника информации (управляемого объекта) к её приёмнику (управляющему органу) посредством канала связи между ними. Источник посылает передаваемое сообщение, которое кодируется в передаваемый сигнал. Этот сигнал посылается по каналу прямой связи. В результате в приёмнике появляется принимаемый сигнал, который декодируется и становится принимаемым сообщением (рис. 1.1).
Если источник и приемник соединены каналами прямой и обратной связи, то такую систему называют замкнутой или системой с обратной связью.
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Рис. 1. 13 SEQ Рис._1. \* ARABIC 14115. Система с обратной связью
По каналу прямой связи передаются сигналы (команды) управления, вырабатываемые в управляющем органе. Подчиняясь этим командам, управляемый объект осуществляет свои рабочие функции. В свою очередь, управляемый объект соединен с управляющим органом каналом обратной связи, по которому поступает информация о состоянии управляемого объекта. В управляющем органе эта информация используется для выработки новых сигналов управления, направляемых к управляемому объекту.
1.4. СВОЙСТВА информации И ОСНОВНЫЕ ОПЕРАЦИИ, ВЫПОЛНЯЕМЫЕ С ИНФОРМАЦИЕЙ
Свойства информации:
достоверность;
полнота;
ценность;
своевременность;
понятность;
доступность;
краткость;
и др.

Информация достоверна, если она отражает истинное положение дел. Недостоверная информация может привести к неправильному пониманию или принятию неправильных решений.
Достоверная информация со временем может стать недостоверной, так как она обладает свойством устаревать, то есть перестаёт отражать истинное положение дел.
Информация полна, если её достаточно для понимания и принятия решений. Как неполная, так и избыточная информация сдерживает принятие решений или может повлечь ошибки.
Точность информации определяется степенью ее близости к реальному состоянию объекта, процесса, явления и т.п.
Ценность информации зависит от того, насколько она важна для решения задачи, а также от того, насколько в дальнейшем она найдёт применение в каких-либо видах деятельности человека.
Только своевременно полученная информация может принести ожидаемую пользу. Одинаково нежелательны как преждевременная подача информации (когда она ещё не может быть усвоена), так и её задержка.
Если ценная и своевременная информация выражена непонятным образом, она может стать бесполезной.
Информация становится понятной, если она выражена языком, на котором говорят те, кому предназначена эта информация.
Информация должна преподноситься в доступной (по уровню восприятия) форме. Поэтому одни и те же вопросы по-разному излагаются в школьных учебниках и научных изданиях.
Информацию по одному и тому же вопросу можно изложить кратко (сжато, без несущественных деталей) или пространно (подробно, многословно). Краткость информации необходима в справочниках, энциклопедиях, учебниках, всевозможных инструкциях.
Основные операции с информацией. Информацию можно:
создавать;
передавать;
воспринимать;
иcпользовать;
запоминать;
принимать;
копировать;
формализовать;
распространять;
преобразовывать;
комбинировать;
обрабатывать;
делить на части;
упрощать;
собирать;
хранить;
искать;
измерять;
разрушать;
и др.


Все эти процессы, связанные с определенными операциями над информацией, называются информационными процессами.
1.5. информационные ресурсы и информационные технологии
Информационные ресурсы это идеи человечества и указания по их реализации, накопленные в форме, позволяющей их воспроизводство.
Это книги, статьи, патенты, диссертации, научно-исследовательская и опытно-конструкторская документация, технические переводы, данные о передовом производственном опыте и др. [[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] Цымбал В.П. Информатика и индустрия информации. Киев: Выща школа, 1989.].
Информационные ресурсы (в отличие от всех других видов ресурсов трудовых, энергетических, минеральных и т.д.) тем быстрее растут, чем больше их расходуют.
Информационная технология это совокупность методов и устройств, используемых людьми для обработки информации.
Человечество занималось обработкой информации тысячи лет. Первые информационные технологии основывались на использовании счётов и письменности. Около шестидесяти лет назад началось исключительно быстрое развитие этих технологий, что в первую очередь связано с появлением компьютеров.
В настоящее время термин "информационная технология" употребляется в связи с использованием компьютеров для обработки информации. Информационные технологии охватывают всю вычислительную технику и технику связи, бытовую электронику, телевидение и радиовещание.

1.6. Вопросы для ПОВТОРЕНИЯ И самоконтроля
Что означает термин "информатика" и каково его происхождение?
Какие области знаний и административно-хозяйственной деятельности официально закреплены за понятием "информатика"?
Какие сферы человеческой деятельности и в какой степени затрагивает информатика?
Назовите основные составные части информатики и основные направления её применения.
Что подразумевается под понятием "информация" в бытовом, естественно-научном и техническом смыслах?
Что необходимо добавить в систему "источник информации приёмник информации", чтобы осуществлять передачу сообщений?
Приведите примеры ситуаций, в которых информация
а) создаётся;
д) копируется;
и) передаётся;

б) обрабатывается;
е) воспринимается;
к) разрушается;

в) запоминается;
ж) измеряется;
л) ищется;

г) делится на части;
з) принимается;
м) упрощается.

Приведите примеры информации:
а) достоверной и недостоверной;
б) полной и неполной;
в) ценной и малоценной;
г) своевременной и несвоевременной;
д) понятной и непонятной;
е) доступной и недоступной для усвоения;
ж) краткой и пространной.
Назовите системы сбора и обработки информации в теле человека.
Приведите примеры технических устройств и систем, предназначенных для сбора и обработки информации.
От чего зависит информативность сообщения, принимаемого человеком?
Почему количество информации в сообщении удобнее оценивать не по степени увеличения знания об объекте, а по степени уменьшения неопределённости наших знаний о нём?
Как определяется единица измерения количества информации?
В каких случаях и по какой формуле можно вычислить количество информации, содержащейся в сообщении?
Почему в формуле Хартли за основание логарифма взято число 2?
При каком условии формула Шеннона переходит в формулу Хартли?
Что определяет термин "бит" в теории информации и в вычислительной технике?
Приведите примеры сообщений, информативность которых можно однозначно определить.
Приведите примеры сообщений, содержащих один (два, три) бит информации.
ГЛАВА 2. КОДИРОВАНИЕ ЧИСЛОВОЙ И СИМВОЛЬНОЙ ИНФОРМАЦИИ, КОДОВЫЕ ТАБЛИЦЫ.
2.1 Кодирование данных двоичным кодом
Для автоматизации работы с данными, относящимися к различным типам, очень важно унифицировать их форму представления для этого обычно используется прием кодирования, то есть выражение данных одного типа через данные другого типа. Естественные человеческие языки это не что иное, как системы кодирования понятий для выражения мыслей посредством речи. К языкам близко примыкают азбуки (системы кодирования компонентов языка с помощью графических символов).
Своя система кодирования существует в вычислительной технике она называется двоичным кодированием и основана на представлении данных последовательностью всего двух знаков: 0 и 1 – битов (см. 1.2).
Одним битом могут быть выражены два понятия: 0 или 1 (да или истина, черное или белое, истина или ложь и т. п.). Если количество битов увеличить до двух, то уже можно выразить четыре различных понятия:
00 01 10 11
Тремя битами можно закодировать восемь различных значений:
000 001 010 011 100 101 110 111
Увеличивая на единицу количество разрядов в системе двоичного кодирования, мы увеличиваем в два раза количество значений, которое может быть выражено в данной системе-, то есть общая формула имеет вид:
N=2m,
где N количество независимых кодируемых значений;
m разрядность двоичного кодирования, принятая в данной системе
2.1.1. Кодирование целых и действительных чисел, текстовой информации
Для кодирования целых чисел от 0 до 255 достаточно иметь 8 разрядов двоичного кода (8 бит). Шестнадцать бит позволяют закодировать целые числа от 0 до 65 535, а 24 бита уже более 16,5 миллионов разных значений.
Для кодирования действительных чисел используют 80-разрядное кодирование. При этом число предварительно преобразуется в нормализованную форму:
3,1415926 = 0,31415926- 101
300 000 = 0,3-106
123 456 789 = 0,123456789-1010
Первая часть числа называется мантиссой, а вторая характеристикой. Большую часть из 80 бит отводят для хранения мантиссы (вместе со знаком) и некоторое фиксированное количество разрядов отводят для хранения характеристики (тоже со знаком).
Если каждому символу алфавита сопоставить определенное целое число (например, порядковый номер), то с помощью двоичного кода можно кодировать и текстовую информацию. Для кодирования 256 различных символов достаточно восьми двоичных разрядов или 1 байт информации. Этого хватит, чтобы выразить различными комбинациями восьми битов все символы английского и русского языков, как строчные, так и прописные, а также знаки препинания, символы основных арифметических действий и некоторые общепринятые специальные символы, например символ "§".
Для того чтобы весь мир одинаково кодировал текстовые данные, нужны единые таблицы кодирования, а это пока невозможно из-за противоречий между символами национальных алфавитов, а также противоречий корпоративного характера.
Для английского языка, противоречия уже сняты. Институт стандартизации США (ANSI American National Standard Institute) ввел в действие систему кодирования ASCII (American Standard Code for Information Interchange стандартный код информационного обмена США). В системе ASCII закреплены две таблицы кодирования базовая и расширенная. Базовая таблица закрепляет значения кодов от 0 до 127, а расширенная относится к символам с номерами от 128 до 255.
Аналогичные системы кодирования текстовых данных были разработаны и в других странах. Отсутствие единого стандарта в этой области привело к множественности одновременно действующих кодировок. Только в России можно указать три действующих стандарта кодировки и еще два устаревших.
Так, например, кодировка символов русского языка, известная как кодировка Windaws-1251 используется на большинстве локальных компьютеров, работающих на платформе Windows.
Другая распространенная кодировка носит название КОИ-8 (код обмена информацией, восьмизначный) ее происхождение относится ко временам действия Совета Экономической Взаимопомощи государств Восточной Европы. Сегодня кодировка КОИ-8 имеет широкое распространение в компьютерных сетях на территории России и в российском секторе Интернета.
Международный стандарт, в котором предусмотрена кодировка символов русского алфавита, носит название кодировки ISO (International Standard Organization Международный институт стандартизации). На практике данная кодировка используется редко.
В связи с изобилием систем кодирования текстовых данных, действующих в России, была принята для практического применения Универсальная система кодирования текстовых данных UNICODE. Эта система, основана на 16-разрядном кодировании символов. Шестнадцать разрядов позволяют обеспечить уникальные коды для 65 536 различных символов этого поля достаточно для размещения в одной таблице символов большинства языков планеты. Эту кодировку поддерживает продукты Microsoft, начиная с Microsoft Office 97.
Для характеристики информации используется показатель "мощность алфавита", вычисляемый количеством информации, приходящимся на один знак алфавита (количеством бит, требующимся для кодировки одного символа).
Пример. Определите мощность алфавита, с помощью которого записано сообщение, содержащее 8182 символа, если его объем составляет 5 Кбайт.
Решение. Переведите объем сообщения в биты: 1 Кбайт = 1024 байт. 5 Кбайт = 1024 * 5 = 5120 байт.
Для перевода в биты необходимо 5120 байт умножить на 8 (напоминаем, что 1 байт = 8 бит). Получим 40960 бит.
Количество бит, приходящееся на один символ алфавита = 40960 / 8182 = 5.
Количество символов алфавита N=2m = N=25 = 32. Мощность алфавита составит 5 бит.
2.1.2. Кодирование графических данных
Если рассмотреть с помощью увеличительного стекла черно-белое графическое изображение, напечатанное в газете или книге, то можно увидеть, что оно состоит из мельчайших точек (пикселей), образующих характерный узор, называемый растром (рис. 2.1).

Рис. 2. 13 SEQ Рис._2. \* ARABIC 14115. Растр это метод кодирования графической информации, издавна принятый в полиграфии
Черно-белое изображение без градаций серого представляется в виде одного бита.
Общепринятым на сегодняшний день считается представление черно-белых иллюстраций в виде комбинации точек с 256 градациями серого цвета. Таким образом, для кодирования яркости любой точки обычно достаточно восьмиразрядного двоичного числа.
Для кодирования цветных графических изображений применяется принцип декомпозиции произвольного цвета на основные составляющие. В качестве таких составляющих используют три основные цвета: красный (Red, R), зеленый (Green, G) и синий (Blue, В). Такая система кодирования называется системой RGB по первым буквам названий основных цветов.
Если для кодирования яркости каждой из основных составляющих использовать по 256 значений (восемь двоичных разрядов), как это принято для полутоновых черно-белых изображений, то на кодирование цвета одной точки надо затратить 24 разряда. При этом система кодирования обеспечивает однозначное определение 16,5 млн различных цветов, что на самом деле близко к чувствительности человеческого глаза. Режим представления цветной графики с использованием 24 двоичных разрядов называется (True Color).
Каждому из основных цветов можно поставить в соответствие дополнительный цвет, то есть цвет, дополняющий основной цвет до белого. Соответственно, дополнительными цветами являются: голубой (Cyan, Q, пурпурный (Magenta, М) и желтый (Yellow, Y). В полиграфии используется еще и четвертая краска черная (Black, К). Поэтому данная система кодирования обозначается четырьмя буквами CMYK (черный цвет обозначается буквой К, потому, что буква В уже занята синим цветом), и для представления цветной графики в этой системе надо иметь 32 двоичных разряда. Такой режим тоже называется полноцветным (True Color).
Кодирование цветной графики 16-разрядными двоичными числами для сокращения объема данных (но при этом диапазон кодируемых цветов заметно сокращается) называется режимом High Color.
Наиболее распространенной разрешающей способностью экрана является разрешение 800 на 600 точек, т.е. 480000 точек. Рассчитаем необходимый для режима true color объем видеопамяти: 1 = 2 байт 480 000 = 960 000 байт = 937,5 Кб. Аналогично рассчитывается объем видеопамяти, необходимый для хранения битовой карты изображений при других видеорежимах.
Разрешение
16 цветов
256 цветов
65536 цветов

640х480
150Кб
300 Кб
600Кб

800х600
234,4Кб
468,8 Кб
937,5Кб

1024х768
384 Кб
768Кб
1,5Мб

1280 x 1024
640Кб
1,25Мб
2,5Мб

Кроме растрового изображения компьютеры могут создавать и векторные изображения, которые строятся на основе математических описаний прямых и кривых линиях – векторах.
13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415
Рис. 2. 13 SEQ Рис._2. \* ARABIC 14215. Пример представления векторного изображения
Нарисованную таким образом фигуру можно переместить, перевернуть, увеличить или уменьшить как независимый объект, поскольку программа сохраняет описание параметров фигур не в графическом представлении, а в виде математических формул. Это свойство делает векторную графику удобной для создания иллюстраций, шрифтовых заставок, логотипов и других объектов с четкими и ясными контурами.
2.2.2. Кодирование звуковой информации
Приемы и методы работы со звуковой информацией пришли в вычислительную технику наиболее поздно. В итоге методы кодирования звуковой информации двоичным кодом далеки от стандартизации. Можно выделить два основных направления.
Метод FM (Frequency Modulation) основан на том, что теоретически любой сложный звук можно разложить на последовательность простейших гармонических сигналов разных частот, каждый из которых представляет собой правильную синусоиду, а следовательно, может быть описан числовыми параметрами, то есть кодом. В природе звуковые сигналы имеют непрерывный спектр, то есть являются аналоговыми. Их разложение в гармонические ряды и представление в виде дискретных цифровых сигналов выполняют специальные устройства аналогово-цифровые преобразователи (АЦП). Обратное преобразование для воспроизведения звука, закодированного числовым кодом, выполняют цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП). При таких преобразованиях неизбежны потери информации, связанные с методом кодирования, поэтому качество звукозаписи обычно получается не вполне удовлетворительным и соответствует качеству звучания простейших электромузыкальных инструментов с окрасом, характерным для электронной музыки. В то же время данный метод кодирования обеспечивает весьма компактный код, и потому он нашел применение еще в те годы, когда ресурсы средств вычислительной техники были явно недостаточны.
Метод таблично-волнового (Wave-Table) синтеза В заранее подготовленных таблицах хранятся образцы звуков. В технике такие образцы называют сэмплами. Числовые коды выражают тип инструмента, номер его модели, высоту тона, продолжительность и интенсивность звука, динамику его изменения, некоторые параметры среды, в которой происходит звучание, а также прочие параметры, характеризующие особенности звука. Поскольку в качестве образцов используются "реальные" звуки, то качество звука, полученного в результате синтеза, получается очень высоким и приближается к качеству звучания реальных музыкальных инструментов.
2.2. Вопросы для ПОВТОРЕНИЯ И самоконтроля
Во сколько раз нужно увеличить количество разрядов в системе двоичного кодирования, для увеличения в два раза количества значений, которое может быть выражено в данной системе?
Какое количество целых чисел позволит закодировать восьми разрядное двоичное число?
Какое количество целых чисел позволит закодировать шестнадцати разрядное двоичное число?
Что такое "нормализованная форма" числа?
Что такое "мантисса" и "характеристика" номализованного числа?
Каким способом кодируются символы алфавита?
Как назвывается система кодирования текстовых данных, принятых в англоязычных странах?
Чем между собой отличаются системы кодирования текстовых данных Windaws-1251, КОИ-8, ISO, UNICODE?
Какое свойство характеризует показатель "мощность алфавита"?
Назовите два основных способа представления графических изображений.
Какая связь между "пикселем" и "растром"?
Сколькими разрядами представляется черно-белое изображение без градации серого?
Сколькими разрядами представляется черно-белое изображение с градацией серого?
Какие три основные цвета применяют для кодирования графических изображений?
Сколько разрядов двоичных чисел надо использовать для представления графической информации в режиме True Color
Какие дополнительные цвета применяют для кодирования графических изображений?
Сколько разрядов двоичных чисел надо использовать для представления графической информации в режиме полноцветного True Color
Сколько разрядов двоичных чисел надо использовать для представления графической информации в режиме High Color?
Что такое "векторное изображение"?
Какие два основных метода кодирования звуковой информации вам известны? В чем их различие?
2.3. ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ
Сколько Кб составляет сообщение, содержащее 12288 битов? Ответ
Письмо занимает 2 страницы по 25 строк. В каждой строке записано по 40 символов. Каков объем информации в письме? Ответ
Запишите множество вариантов загорания двух светофоров, расположенных на соседних перекрёстках. Ответ
Три человека, Иванов, Петров и Сидоров, образуют очередь. Запишите все возможные варианты образования этой очереди. Ответ
Назовите все возможные комбинации из двух различных нот (всего нот семь: до, ре, ми, фа, соль, ля, си). Ответ
Пусть голосуют 3 человека (голосование "да"/"нет"). Запишите все возможные исходы голосования. Ответ
Предположим, что имеются 3 автомобильные дороги, идущие от Парижа до Тулузы, и 4 от Тулузы до Мадрида. Сколькими способами можно выбрать дорогу от Парижа в Мадрид через Тулузу? Попытайтесь найти систематический метод для последовательного нахождения решения так, чтобы можно было составить список способов, не пропустив ни одного из них. Ответ
Поезд находится на одном из восьми путей. Сколько бит информации содержит сообщение о том, где находится поезд? Ответ
Сколько существует различных двоичных последовательностей из одного, двух, трех, четырёх, восьми символов? Ответ
Каков информационный объём сообщения "Я помню чудное мгновенье" при условии, что один символ кодируется одним байтом и соседние слова разделены одним пробелом? Ответ
Сколько бит необходимо, чтобы закодировать оценки: "неудовлетворительно", "удовлетворительно", "хорошо" и "отлично"? Ответ
Сколько различных символов, закодированных байтами, содержится в сообщении:    1101001100011100110100110001110001010111 ? Ответ
Сколько байт памяти необходимо, чтобы закодировать изображение на экране компьютерного монитора, который может отображать 1280 точек по горизонтали и 1024 точек по вертикали при 256 цветах? Ответ
В процессе преобразования графического файла количество цветов уменьшилось с 4096 до 64. Во сколько раз уменьшился размер файла?
Дисплей имеет разрешающую способность в графическом режиме 640 * 400, а в текстовом – 16 строк по 80 позиций в строке. Какова разрешающая способность одной "текстовой" позиции в пикселях?
Решите уравнение: 8x (бит) = 32 (Кбайт). Ответ
Определите правила формирования приведённых ниже последовательностей и вставьте пропущенные числа [[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]]:
а) 1, 3, 5, ..., 9;
ж) 128, 64, 32, ..., 8;
н) 15 (27) 42

б) 20, 15, ..., 5;
з) 4, 9, 17, 35, ..., 139;
     30 (...) 55;

в) 1, 2, 4, ..., 16;
и) 1, 2, 2, 4, 8, ..., 256;
о) 10 (50) 15

г) 1, 4, 9, ..., 25;
к) 2, 3, 10, 15, ..., 35;
     17 (...) 20;

д) 1, 8, 27, ..., 125;
л) 1, 3, 3, 9, ..., 6561;
п) 143 (56) 255

е) 1, 2, 6, ..., 120;
м) к, о, ж, з, г, ..., ф;
     218 (...) 114.

Ответ
В режиме True Color на хранение кода каждого пикселя отводится:
16 бит;
16 байт;
24 бита.
Ответ
Минимальной единицей измерения графического изображения на экране монитора является:
mm;
sm;
pixel;
inch.
Ответ
Растровый графический файл содержит черно-белое изображение (без градаций серого) размером 100х100 точек. Какой объем памяти требуется для хранения этого файла?
1000 бит;
10000 бит;
10000 байт.
Ответ
Растровый файл, содержащий черно-белый (без оттенков серого) квадратный рисунок, имеет объем 200 байт. Рассчитайте размер стороны квадрата (в пикселях).
15;
40;
1000.
Ответ

Объем изображения, размером 40х50 пикселей, составляет 2000 байт. Изображение использует:
8 цветов;
256 цветов;
16777216 цветов.
Ответ
Известно, что видеопамять компьютера имеет объем 512 Кбайт. Разрешающая способность экрана 640 на 200 пикселей. Сколько страниц экрана одновременно разместится в видеопамяти при палитре:
из 8 цветов;
16 цветов;
256 цветов?
Ответ


Ответы 2.3. КОДИРОВАНИЕ ЧИСЛОВОЙ И СИМВОЛЬНОЙ ИНФОРМАЦИИ, КОДОВЫЕ ТАБЛИЦЫ.
1. 12288 бит / 8 = 1536 байт = 1536 байт / 1024 = 1,5 Кбайт
2. 2 страницы по 25 строк. В каждой строке записано по 40 символов. Тогда 2 * 25 * 40 = 2000 символов. Примем 1 байтовую систему кодирования, тогда объем информации составит 2000 байт.
3. Обозначим номера светофоров цифрами 1 и 2, а цвета их загорания буквами З (зелёный), Ж (жёлтый) и К (красный). Тогда искомое множество содержит следующие 9 элементов: З1 - З2,   З1 - Ж2,   З1 - К2,   Ж1 - З2,   Ж1 - Ж2,   Ж1 - К2,   К1 - З2,   К1 - Ж2,   К1 - К2.
4. Вариантов всего шесть:
1) Иванов, Петров, Сидоров;
4) Петров, Сидоров, Иванов;

2) Иванов, Сидоров, Петров;
5) Сидоров, Иванов, Петров;

3) Петров, Иванов, Сидоров;
6) Сидоров, Петров, Иванов.

5. Комбинаций всего 42:
"до-ре", "до-ми", ..., "до-си",   "ре-до", "ре-ми", ..., "ре-си",   "ми-до", "ми-ре", ..., "ми-си", ...,   "си-до", "си-ре", ..., "си-ля".
6. Исходов всего восемь:
"да-да-да", "да-да-нет", "да-нет-да", "да-нет-нет", "нет-да-да", "нет-да-нет", "нет-нет-да", "нет-нет-нет".
7. Двенадцатью способами.
8. 3 бита информации (8 = 23).
9. Двоичных последовательностей из одного бита всего 21= 2, из двух битов 22= 4, из трех битов 23= 8, из четырех битов 24= 16, из восьми битов 28= 256.
10. 24 сивола = 24 байта, или 192 бита.
11. Два бита: 00 "неуд.",   01 "удов.",   10 "хор.",   11 "отл.".
12. Разбиваем сообщение на восьмёрки битов (то есть, на байты):
       01001100  01110011  01001100   01110011  01010111.
Сравнивая байты между собой, видим, что первый и третий, а также второй и четвёртый байты одинаковые. Следовательно, различных символов всего три.
13. Всего на экране монитора 1280х1024 = 1310720 точек. Для кодирования каждой из точек, которые могут быть окрашены в 256 цветов (256 = 28) требуется 8 бит или 1 байт. Т.о., для кодирования всего изображения требуется 1310720 байт = 1,25 · 220 байт = 1,25 Мбайт.
14. 4096 = 212. 64 = 26. Тогда 12 / 6 = 2 раза.
15. 640 * 400 = 256000 пикселей. 16 * 80 = 1280 символов. 256000 / 1280 = 200 пикселей на знак.
16. Выравниваем размерности в левой и правой частях уравнения c учётом того, что 1 Кбайт = 210 бит. Затем приводим обе части к одному основанию 2. Имеем: 23х = 25 · 210 или 23х = 215 . Переходим к равносильному уравнению 3х = 15, откуда х = 15:3 = 5.
17
а) 7 (чтобы получить следующее число, нужно к предыдущему прибавить 2: а1= 1, ai = ai-1 + 2,   i = 2, 3, ...); б) 10 (чтобы получить следующее число, нужно от предыдущего отнять 5: а1= 20, ai = ai-1 - 5,   i = 2, 3, ...); в) 8 (чтобы получить следующее число, нужно предыдущее умножить на 2: а1= 1, ai = ai-1 · 2,   i = 2, 3, ...); г) 16 (возвести в квадрат числа 1, 2, 3, ... : ai = i2,   i = 1, 2, 3, ...); д) 64 (возвести в куб числа 1, 2, 3, ... : ai = i3,   i = 1, 2, 3, ...); е) 24 (чтобы получить очередное число, нужно предыдущее умножить на номер числа: а1= 1, ai = ai-1 · i,   i = 2, 3, ...); ж) 8 (чтобы получить следующее число, нужно предыдущее разделить на 2: а1= 128, ai = ai-1 : 2,   i = 2, 3, ...); з) 69 (чтобы получить следующее число, нужно предыдущее умножить на 2 и к полученному произведению поочерёдно прибавлять и вычитать единицу: а1= 4, ai = 2ai-1 + (-1)i,   i = 2, 3, ...); и) 32 (а1= 1, а2= 2, ai = ai-1 · ai-2,   i = 3, 4, ...); к) 26 (а1= 2, ai = i2 + (-1)i-1,   i = 2, 3, ...); л) 81 (а1= 1, а2= 3, ai = а1·а2·....·ai-1,   i = 3, 4, ...) м) с (выписаны первые буквы цветов радуги: с "синий"); н) 25 (число в скобках есть разность между числами вне скобок); о) 74 (удвоенная сумма чисел, стоящих вне скобок); п) 52 (полуразность чисел, стоящих вне скобок
18. 24 бита.
19. Рixel.
20. 10000 бит.
21. 40 пикселей. 40 * 40 = 1600 бит. 200 байт = 200 * 8 = 1600.
22. 256 цветов. Количество пикселей в изображении составит 40 * 50 = 2000 пикселей. На 2000 пикселей приходится 2000 байт. На один пиксель приходится один байт или восемь разрядов. Одним байтом можно описать 28 = 256 цветов.
23. Количество пикселей в изображении составит 640 * 200 = 128000 пикселей.
24. 512 Кбайт = 512 * 1024 = 524288 байт. 640 * 200 = 128000 пикселей. При 8 цветах (23) 128000 пикселей займут объем 128000 * 3 / 8 = 48000 байт При 16 цветах (24) 128000 пикселей займут объем 128000* 4 / 8 = 64000 байт При 256 цветах (28) 128000 пикселей займут объем 128000*8/8= 128000 байт Тогда 524288 байт / 48000 байт = 10,92 страницы.
524288 байт / 64000байт = 8,19 страницы.
524288 байт / 128000 байт = 4,01 страницы.


ГЛАВА 3. Общие принципы организации и работы компьютеров 
3.1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ О КОМПЬЮТЕРЕ
Компьютер (англ. computer вычислитель) представляет собой программируемое электронное устройство, способное обрабатывать данные и производить вычисления, а также выполнять другие задачи манипулирования символами [[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]. Computing & Multimedia. Словарь. - М.: Внешсигма, 1996.].
Существует два основных класса компьютеров:
цифровые компьютеры, обрабатывающие данные в виде [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ];
аналоговые компьютеры, обрабатывающие непрерывно меняющиеся физические величины (электрическое напряжение, время и т.д.), которые являются аналогами вычисляемых величин.
Поскольку в настоящее время подавляющее большинство компьютеров являются цифровыми, далее будем рассматривать только этот класс компьютеров и слово "компьютер" употреблять в значении "цифровой компьютер".
Основу компьютеров образует аппаратура (HardWare), построенная, в основном, с использованием электронных и электромеханических элементов и устройств. Принцип действия компьютеров состоит в выполнении программ (SoftWare) заранее заданных, четко определённых последовательностей арифметических, логических и других операций.
Любая компьютерная программа представляет собой последовательность отдельных [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ].
Команда это описание операции, которую должен выполнить компьютер. Как правило, у команды есть свой код (условное обозначение), исходные данные (операнды) и результат.
Совокупность команд, выполняемых данным компьютером, называется системой команд этого компьютера.
3.2. Устройство компьютера
Структура компьютера основана на общих логических принципах, позволяющих выделить следующие главные устройства:
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] (запоминающее устройство, ЗУ), состоящую из перенумерованных ячеек;
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], включающий в себя устройство управления (УУ) и арифметико-логическое устройство (АЛУ);
устройство ввода;
устройство вывода.
Эти устройства соединены каналами связи, по которым передается информация.
Основные устройства компьютера и связи между ними представлены на схеме (рис. 3.1). Жирными стрелками показаны пути и направления движения информации, а простыми стрелками пути и направления передачи управляющих сигналов.
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Рис. 3. 13 SEQ Рис._3. \* ARABIC 14115. Общая схема компьютера
Функции памяти:
приём информации из других устройств;
запоминание информации;
выдача информации по запросу в другие устройства машины.
Функции процессора:
обработка данных по заданной программе путем выполнения арифметических и логических операций;
программное управление работой устройств компьютера.
Та часть процессора, которая выполняет команды, называется арифметико-логическим устройством (АЛУ), а другая его часть, выполняющая функции управления устройствами, называется устройством управления (УУ). Обычно эти два устройства выделяются чисто условно, конструктивно они не разделены.
В составе процессора имеется ряд специализированных дополнительных ячеек памяти, называемых регистрами.
Регистр выполняет функцию кратковременного хранения числа или команды. Над содержимым некоторых регистров специальные электронные схемы могут выполнять некоторые манипуляции. Например, "вырезать" отдельные части команды для последующего их использования или выполнять определенные арифметические операции над числами.
Основным элементом регистра является электронная схема, называемая [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], которая способна хранить одну двоичную цифру (разряд двоичного кода).
Регистр представляет собой совокупность триггеров, связанных друг с другом определённым образом общей системой управления.
Существует несколько типов регистров, отличающихся видом выполняемых операций. Некоторые важные регистры имеют свои названия, например:
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] регистр АЛУ, участвующий в выполнении каждой операции;
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] регистр УУ, содержимое которого соответствует адресу очередной выполняемой команды; служит для автоматической выборки программы из последовательных ячеек памяти;
регистр команд регистр УУ для хранения кода команды на период времени, необходимый для ее выполнения. Часть его разрядов используется для хранения кода операции, остальные для хранения кодов адресов операндов.
3.3. Принципы построения компьютера
В основу построения подавляющего большинства компьютеров положены следующие общие принципы, сформулированные в 1945 г. американским ученым [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] (рис. 3.2).
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Рис. 3. 13 SEQ Рис._3. \* ARABIC 14215. Джон фон Нейман, 1945 г.
1. Принцип программного управления. Из него следует, что программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в определенной последовательности.
Выборка программы из памяти осуществляется с помощью счетчика команд. Этот регистр процессора последовательно увеличивает хранимый в нем адрес очередной команды на длину команды.
А так как команды программы расположены в памяти друг за другом, то тем самым организуется выборка цепочки команд из последовательно расположенных ячеек памяти.
Если же нужно после выполнения команды перейти не к следующей, а к какой-то другой, используются команды условного или безусловного переходов, которые заносят в счетчик команд номер ячейки памяти, содержащей следующую команду. Выборка команд из памяти прекращается после достижения и выполнения команды “стоп”.
Таким образом, процессор исполняет программу автоматически, без вмешательства человека.
2. Принцип однородности памяти. Программы и данные хранятся в одной и той же памяти. Поэтому компьютер не различает, что хранится в данной ячейке памяти число, текст или команда. Над командами можно выполнять такие же действия, как и над данными. Это открывает целый ряд возможностей. Например, программа в процессе своего выполнения также может подвергаться переработке, что позволяет задавать в самой программе правила получения некоторых ее частей (так в программе организуется выполнение циклов и подпрограмм). Более того, команды одной программы могут быть получены как результаты исполнения другой программы. На этом принципе основаны методы [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] перевода текста программы с языка программирования высокого уровня на язык конкретной машины.
3. Принцип адресности. Структурно основная память состоит из перенумерованных ячеек; процессору в произвольный момент времени доступна любая ячейка. Отсюда следует возможность давать имена областям памяти, так, чтобы к запомненным в них значениям можно было впоследствии обращаться или менять их в процессе выполнения программ с использованием присвоенных имен.
Компьютеры, построенные на этих принципах, относятся к типу фон-неймановских. Но существуют компьютеры, принципиально отличающиеся от фон-неймановских. Для них, например, может не выполняться принцип программного управления, т.е. они могут работать без “счетчика команд”, указывающего текущую выполняемую команду программы. Для обращения к какой-либо переменной, хранящейся в памяти, этим компьютерам не обязательно давать ей имя. Такие компьютеры называются не-фон-неймановскими.
Реальная структура ЭВМ значительно сложнее, чем рассмотренная выше, за счет включения в нее дополнений, направленных на повышение производительности и приближение функциональных возможностей ЭВМ к потребностям пользователей. В современных ПК все чаще осуществляется отход от традиционной архитектуры фон Неймана. Однако во многом структура ЭВМ и принципы ее построения и функционирования сохраняются.

3.4. команда КОМПЬЮТЕРА
В общем случае, команда содержит следующую информацию:
код выполняемой операции;
указания по определению операндов (или их адресов);
указания по размещению получаемого результата.
В зависимости от количества операндов, команды бывают:
одноадресные;
двухадресные;
трехадресные;
переменноадресные.
Команды хранятся в ячейках памяти в [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ].
В современных компьютерах длина команд переменная (обычно от двух до четырех [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]), а способы указания адресов переменных весьма разнообразные.
Рассмотрим несколько возможных вариантов команды сложения (англ. add сложение), при этом вместо цифровых кодов и адресов будем пользоваться условными обозначениями:
одноадресная команда add x (содержимое ячейки x сложить с содержимым сумматора, а результат оставить в сумматоре)
add
x

двухадресная команда add x, y (сложить содержимое ячеек x и y, а результат поместить в ячейку y)
add
x
y

трехадресная команда add x, y, z (содержимое ячейки x сложить с содержимым ячейки y, сумму поместить в ячейку z)
add
x
y
z

Выполнение команды можно проследить по схеме (рис. 3.1).
Как пpавило, этот процесс разбивается на следующие этапы:
из ячейки памяти, адрес которой хранится в счетчике команд, выбирается очередная команда; содержимое счетчика команд при этом увеличивается на длину команды;
выбранная команда передается в устройство управления на регистр команд;
устройство управления расшифровывает адресное поле команды;
по сигналам УУ операнды считываются из памяти и записываются в АЛУ на специальные регистры операндов;
УУ расшифровывает код операции и выдает в АЛУ сигнал выполнить соответствующую операцию над данными;
результат операции либо остается в процессоре, либо отправляется в память, если в команде был указан адрес результата;
все предыдущие этапы повторяются до достижения команды “стоп”.
3.6. Архитектура и структура компьютера
При рассмотрении компьютерных устройств принято различать их архитектуру и структуру.
Архитектурой компьютера называется его описание на некотором общем уровне, включающее описание пользовательских возможностей программирования, системы команд, системы адресации, организации памяти и т.д. Архитектура определяет принципы действия, информационные связи и взаимное соединение основных логических узлов компьютера: процессора, оперативного ЗУ, внешних ЗУ и периферийных устройств. Общность архитектуры разных компьютеров обеспечивает их совместимость с точки зрения пользователя.
Структура компьютера это совокупность его функциональных элементов и связей между ними. Элементами могут быть самые различные устройства от основных логических узлов компьютера до простейших схем. Структура компьютера графически представляется в виде структурных схем, с помощью которых можно дать описание компьютера на любом уровне детализации.
Наиболее распространены следующие архитектурные решения.
1. Классическая архитектура (архитектура фон Неймана) одно арифметико-логическое устройство (АЛУ), через которое проходит поток данных, и одно устройство управления (УУ), через которое проходит поток команд программа ([ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]). Это однопроцессорный компьютер.   К этому типу архитектуры относится и архитектура персонального компьютера с [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] (рис. 3.3).
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Рис. 3. 13 SEQ Рис._3. \* ARABIC 14315. Магистрально-модульный принцип организация компьютера
Все функциональные блоки здесь связаны между собой общей шиной, называемой также системной магистралью.
Физически магистраль представляет собой многопроводную линию с гнездами для подключения электронных схем. Совокупность проводов магистрали разделяется на отдельные группы: шину адреса, шину данных и шину управления.
Периферийные устройства (принтер и др.) подключаются к аппаратуре компьютера через специальные [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] устройства управления периферийными устройствами. Они связывает периферийное оборудование или каналы связи с центральным процессором, освобождая процессор от непосредственного управления функционированием данного оборудования.
2. Многопроцессорная архитектура. Наличие в компьютере нескольких процессоров означает, что параллельно может быть организовано много потоков данных и много потоков команд. Таким образом, параллельно могут выполняться несколько фрагментов одной задачи. Структура такой машины, имеющей общую оперативную память и несколько процессоров, представлена на рис. 3.4.
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Рис. 3. 13 SEQ Рис._3. \* ARABIC 14415. Архитектура многопроцессорного компьютера
3. Многомашинная вычислительная система. Здесь несколько процессоров, входящих в вычислительную систему, не имеют общей оперативной памяти, а имеют каждый свою (локальную). Каждый компьютер в многомашинной системе имеет классическую архитектуру, и такая система применяется достаточно широко. Однако эффект от применения такой вычислительной системы может быть получен только при решении задач, имеющих очень специальную структуру: она должна разбиваться на столько слабо связанных подзадач, сколько компьютеров в системе.
Преимущество в быстродействии многопроцессорных и многомашинных вычислительных систем перед однопроцессорными очевидно.
4.Архитектура с параллельными процессорами. Здесь несколько АЛУ работают под управлением одного УУ. Это означает, что множество данных может обрабатываться по одной программе то есть по одному потоку команд. Высокое быстродействие такой архитектуры можно получить только на задачах, в которых одинаковые вычислительные операции выполняются одновременно на различных однотипных наборах данных. Структура таких компьютеров представлена на рис. 3.5.
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Рис. 3. 13 SEQ Рис._3. \* ARABIC 14515. Архитектура с параллельным процессором
В современных машинах часто присутствуют элементы различных типов архитектурных решений. Существуют и такие архитектурные решения, которые радикально отличаются от рассмотренных выше.
3.7. устройство памяти компьютера
Память компьютера построена из двоичных запоминающих элементов битов, объединенных в группы по 8 битов, которые называются байтами. (Единицы измерения памяти совпадают с единицами измерения информации). Все байты пронумерованы. Номер байта называется его адресом.
Байты могут объединяться в ячейки, которые называются также словами. Для каждого компьютера характерна определенная длина слова два, четыре или восемь байтов. Это не исключает использования ячеек памяти другой длины (например, полуслово, двойное слово). Как правило, в одном машинном слове может быть представлено либо одно целое число, либо одна команда. Однако, допускаются переменные форматы представления информации. Разбиение памяти на слова для четырехбайтовых компьютеров представлено в таблице 3.1
Разбиение памяти на слова для четырехбайтовых компьютеров
Таблица 3. 13 SEQ Таблица_3. \* ARABIC 14115.
Байт 0
Байт 1
Байт 2
Байт 3
Байт 4
Байт 5
Байт 6
Байт 7

ПОЛУСЛОВО
ПОЛУСЛОВО
ПОЛУСЛОВО
ПОЛУСЛОВО

СЛОВО
СЛОВО

ДВОЙНОЕ СЛОВО

Современные компьютеры имеют много разнообразных запоминающих устройств, которые сильно отличаются между собой по назначению, временным характеристикам, объёму хранимой информации и стоимости хранения одинакового объёма информации.  Различают два основных вида памяти [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] (оперативную - ОЗУ) и [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] (ВЗУ).
Оперативная память с произвольным доступом это быстрое запоминающее устройство не очень большого объёма, непосредственно связанное с процессором и предназначенное для записи, считывания и хранения выполняемых программ и данных, обрабатываемых этими программами.
Внешняя память (ВЗУ) предназначена для длительного хранения программ и данных, и целостность её содержимого не зависит от того, включен или выключен компьютер. В отличие от оперативной памяти, внешняя память не имеет прямой связи с процессором. Информация от ВЗУ к процессору и наоборот циркулирует, примерно, по следующей цепочке (рис. 3.6):

Рис. 3. 13 SEQ Рис._3. \* ARABIC 14615. Циркуляция информации от ВЗУ к процессору и обратно
Перечень устройств, принципы работы внутренней и внешней памяти будет подробно рассмотрены в следующей четвертой главе.
Далее перейдем к рассмотрению устройства современного компьютера на примере персонального компьютера.
3.2. Вопросы для ПОВТОРЕНИЯ И самоконтроля
Что подразумевается под термином "компьютер"?
На какие два основных класса делятся все компьютеры? В чем их различие?
Как расшифровывается термин "HardWare"?
Как расшифровывается термин "SoftWare"?
Что такое система команд крмпьютера?
Перечислите основные устройства компьютера.
Попробуйте нарисовать общую схему компьютера.
Основные функции памяти компьютера – это?
Основные функции процессора компьютера – это?
Что такое процессор, и из каких основных устройств он состоит?
Каким образом между собой связаны регистры и тригеры?
Специализированные регистры и их назначение?
Назовите основные принципы построения компьютера, сформулированные Фон Нейманом.
Расскажите о принципе программного управления компьютером.
Расскажите о принципе однородности памяти компьютера.
Расскажите о принципе адресности памяти компьютера.
Существуют ли компьютеры, принципы работы которых, отличаются от Фон Неймановских?
Какая информация содержится в команде компьютера?
Опишите основные варианты выполнения операции в одно, двух и трехадресных компьютерах. В каких компьютерах (с одинаковой тактовой частотой) вычислительные операции выполняются быстрее и почему?
Опишите процесс выполнения команды процессора.
Что такое "архитектура", а что "структура" компьютера?
Классическая архитектура компьютера.
Многопроцессорная архитектура компьютера.
Многомашинная архитектура компьютера.
Архитектура компьютера с параллельным процессором.
Что такое машинное слово?
Нарисуйте схему разбиения памяти на слова для четырехбайтового компьютера.
В чем различие оперативной и внешней памяти? Нарисуйте схему циркуляции информации от внешних запоминающих устройств к процессору и обратно.

Глава 4. АППАРАТНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПЕРСОНАЛЬНОГО КОМПЬЮТЕРА [Попова]
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Рис. 4.13 SEQ Рис.4. \* ARABIC 14115. Структура аппаратного обеспечения ПК
Структура аппаратного обеспечения современного ПК приведена на рис 4.1, а расположение основных устройств, входящих в состав ПК, на рис. 4.2. Группировка устройств ПК – в табл. 4.1. 
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
1. Монитор 2. Материнская плата 3. Процессор 4. IDE-слот 5. Оперативная память 6. Платы расширения (видео, звуковая) 7. Блок питания 8. Привод для дисков (CD/ DVD) 9. Винчестер 10. Клавиатура 11. Мышь

Рис. 4.13 SEQ Рис.4. \* ARABIC 14215. Расположение основных устройств, входящих в состав ПК.
Группировка устройств персонального компьютера
Таблица 4. 13 SEQ Таблица_4. \* ARABIC 14115
Наименование групп блоков и устройств
Блоки и устройства

Основные блоки
системный блок | монитор | устройства ввода-вывода

Устройства в составе системного блока
материнская плата | центральный процессор | оперативная память | жёсткий диск | графическая плата | звуковая плата | сетевая плата | дисковод | CD-привод | DVD-привод | TV-тюнер

Периферийные (внешние) устройства
принтер | сканер | графопостроитель (плоттер) | модем | микрофон | акустика | ИБП – источник бесперебойного питания | клавиатура | мышь | графический планшет | тачпад | вебкамера | фотокамера | видеокамера

4.1. Устройства, входящие в состав системного блока
4.1.1. Материнская плата
Материнская плата печатная плата, на которой осуществляется монтаж большинства компонентов компьютерной системы. Название происходит от английского motherboard, иногда используется сокращение MB или слово mainboard главная плата.
Материнская плата обеспечивает связь между всеми устройствами ПК, посредством передачи сигнала от одного устройства к другому. Пример материнской платы для двухядерного процессора приведен на рис. 4.3.
13 EMBED MSPhotoEd.3 1415
Рис.4. 13 SEQ Рис.4. \* ARABIC 14315. Материнская плата для двухядерного процессора
На поверхности материнской платы имеется большое количество разъемов предназначенных для установки других устройств: sockets – гнезда для процессоров; slots – разъемы под оперативную память и платы расширения; контроллеры портов ввода/ вывода.
4.1.2. Центральный процессор
Центральный процессор, или центральное процессорное устройство (ЦПУ) (англ. central processing unit CPU) основная микросхема компьютера, в которой и производятся все вычисления.
Центральный процессор в общем случае содержит в себе (рис. 3.1 и 3.3):
арифметико-логическое устройство;
шины данных и шины адресов;
регистры;
счетчики команд;
кэш очень быструю память малого объема (от 8 до 512 Кбайт);
математический сопроцессор чисел с плавающей точкой.
ЦПУ имеет размеры 5*5*0,3 см, устанавливается на материнской плате. На процессоре установлен большой радиатор, охлаждаемый вентилятором (cooler). Конструктивно процессор состоит из ячеек, в которых данные могут не только храниться, но и изменяться.
С остальными устройствами компьютера, и в первую очередь с оперативной памятью, процессор связан несколькими группами проводников, называемых шинами. Основных шин три: шина данных, адресная шина и командная шина (рис. 3.3).
Адресная шина. У процессоров Intel Pentium (а именно они наиболее распространены в персональных компьютерах) адресная шина 32-разрядная, то есть состоит из 32 параллельных линий. Комбинация из 32 нулей и единиц образует 32-разрядный адрес, указывающий на одну из ячеек оперативной памяти. К ней и подключается процессор для копирования данных из ячейки в один из своих регистров.
Шина данных. По этой шине происходит копирование данных из оперативной памяти в регистры процессора и обратно. В компьютерах, собранных на базе процессоров Intel Pentium, шина данных 64-разрядная, то есть состоит из 64 линий, по которым за один раз на обработку поступают сразу 8 байтов.
Шина команд (управления). Для того чтобы процессор мог обрабатывать данные, ему нужны команды. Эти команды поступают в процессор из оперативной памяти из тех областей, где хранятся программы. Команды тоже представлены в виде байтов. В большинстве современных процессоров шина команд 32-разрядная, хотя существуют 64-разрядные процессоры и даже 128-разрядные.
Каждой шине соответствует свое адресное пространство, т. е. максимальный объем адресуемой памяти: 216 = 64 Кб ; 220 = 1 Мб; 224 = 16 Мб; 232 = 4 Гб.
В персональных компьютерах величина адресного пространства процессора и величина фактически установленной оперативной памяти практически всегда различаются. В современных персональных компьютерах с 32-разрядной шиной адреса величина адресуемой памяти составляет 4 Гб, а величина фактически установленной оперативной памяти значительно меньше.
Подключение отдельных модулей компьютера к магистрали на физическом уровне осуществляется с помощью контроллеров, адаптеров устройств (видеоадаптер, контроллер жестких дисков и т. д.), а на программном уровне обеспечивается загрузкой в оперативную память драйверов устройств, которые обычно входят в состав операционной системы.
В стандартный набор контроллеров, разъемы которых имеются на системном блоке компьютера, обычно входят:
видеоадаптер (с помощью него обычно подключается дисплей);
последовательный порт СОМ1 (с помощью него обычно подключается мышь);
последовательный порт COM2 (с помощью него обычно подключается модем);
параллельный порт (с помощью него обычно подключается принтер); контроллер клавиатуры.
Через последовательный порт единовременно может передаваться 1 бит данных в одном направлении, причем данные от процессора к периферийному устройству и в обратную сторону, от периферийного устройства к процессору, передаются по разным проводам. Максимальная дальность передачи составляет обычно несколько десятков метров, а скорость до 115 200 бод.
Через параллельный порт может передаваться в одном направлении одновременно 8 бит данных. Максимальное удаление принимающего устройства обычно не должно превышать 3 м.
Подключение других периферийных устройств требует установки в компьютер дополнительных адаптеров (плат).
Основные параметры процессоров
Основными параметрами процессоров являются: рабочее напряжение, разрядность, рабочая тактовая частота, коэффициент внутреннего умножения тактовой частоты и размер кэш-памяти.
Рабочее напряжение процессора обеспечивает материнская плата, поэтому разным маркам процессоров соответствуют разные материнские платы (их надо выбирать совместно). По мере развития процессорной техники происходит постепенное понижение рабочего напряжения. Ранние модели процессоров имели рабочее напряжение 5В, а в настоящее время оно составляет менее 3В. Понижение рабочего напряжения позволяет уменьшить расстояния между структурными элементами в кристалле процессора до десятитысячных долей миллиметра, не опасаясь электрического пробоя. Пропорционально квадрату напряжения уменьшается и тепловыделение в процессоре, а это позволяет увеличивать его производительность без угрозы перегрева.
Разрядность процессора показывает, сколько бит данных он может принять и обработать в своих регистрах за один раз (за один такт). Первые процессоры были 4-разрядными. Современные процессоры семейства Intel Pentium являются 32-разрядными, хотя и работают с 64-разрядной шиной данных (разрядность процессора определяется не разрядностью шины данных, а разрядностью командной шины).
В основе работы процессора лежит тот же тактовый принцип, что и в обычных часах. Исполнение каждой команды занимает определенное количество тактов. В персональном компьютере тактовые импульсы задает одна из микросхем, входящая в микропроцессорный комплект (чипсет), расположенный на материнской плате. Чем выше частота тактов, поступающих на процессор, тем больше команд он может исполнить в единицу времени, тем выше производительность процессора. Первые процессоры могли работать с частотой не выше 4,77 МГц, а сегодня рабочие частоты, некоторых процессоров уже превосходят 500 МГц.
Тактовые сигналы процессор получает от материнской платы, которая, в отличие от процессора, представляет собой не кристалл кремния, а большой набор проводников и микросхем. По чисто физическим причинам материнская плата не может работать со столь высокими частотами, как процессор. Сегодня ее предел составляет 100-133 МГц. Для получения более высоких частот в процессоре происходит внутреннее умножение частоты на коэффициент 3; 3,5; 4; 4,5; 5 и более.
История и развития процессоров
Первый микропроцессор Intel 4004 был представлен 15 ноября 1971 года корпорацией Intel. Он был 4-разрядный, содержал 2300 транзисторов, работал на тактовой частоте 108 кГц и стоил 300$. Его сменили 8-разрядный Intel 8080 и 16-разрядный 8086, заложившие основы архитектуры всех современных процессоров.
Наиболее популярные процессоры сегодня производят фирмы Intel и AMD.
На рис. 4.4. приведено изображение микропроцессора Intel Core 2 Duo одного из наиболее совершенных и мощных процессор выпуска 2007 г.

Рис.4. 13 SEQ Рис.4. \* ARABIC 14415. Микропроцессор Intel Core 2 Duo
Если бы со времени появления процессора i4004 исследователи и разработчики бездействовали и не уменьшали бы размер транзисторов, то сегодня процессор Intel Core 2 Duo занимал бы весьма внушительную комнату площадью несколько десятков квадратных метров, а так кристалл процессора не превышает площадь двухрублевой монеты! Если построить башню из такого же количества копеечных монет, сколько транзисторов сосредоточено на кристалее процессора Intel Core 2 Duo, то она поднимется ввысь на 200 километров, а если эти копейки выложить в одну линию, то данная прямая дотянется от Москвы до Парижа.
В 1965 году Гордон Мур, один из основателей корпорации Intel, лидирующей в области компьютерных интегральных схем - "чипов", высказал предположение, что число транзисторов в них будет ежегодно удваиваться. В течение последующих 10 лет это предсказание сбылось, и тогда он предположил, что теперь это число будет удваиваться каждые 2 года. И, действительно, число транзисторов в микропроцессорах удваивается за каждые 18 месяцев. Теперь специалисты по компьютерной технике называют эту тенденцию законом Мура.
В соответствии с законом Гордона Мура, реализуется динамика изменения плотности транзисторов на кристалле процессора (рис. 4.5). В 2003 году он оценил количество всех производимых в мире транзисторов в миллиард миллиардов штук ежегодно! Это примерно в 100-150 раз больше, чем существует муравьев на Земле. Причем, по его утверждению, к 2007 году это число, вполне может вырасти еще в 1,5 – 2 раза.

Рис.4. 13 SEQ Рис.4. \* ARABIC 14515. Закона Мура, иллюстрирующий динамику изменения плотности транзисторов на кристалле процессора
4.1.3. Устройства, образующие внутреннюю память
В состав внутренней памяти входят оперативная память, кэш-память и специальная память.
4.1.3.1. Оперативная память
Оперативная память (ОЗУ оперативное запоминающее устройство). Существует два типа оперативной памяти - память с произвольным доступом (RAM - Random Access Memory) и память, доступная только на чтение (ROM - Read Only Memory). Процессор ЭВМ может обмениваться данными с оперативной памятью с очень высокой скоростью, на несколько порядков превышающей скорость доступа к другим носителям информации, например дискам. Внешний вид оперативной памяти приведен на рис. 4.6.
13 EMBED MSPhotoEd.3 1415
Рис.4. 13 SEQ Рис.4. \* ARABIC 14615. Внешний вид оперативной памяти
Оперативная память с произвольным доступом (RAM) служит для размещения программ, данных и промежуточных результатов вычислений в процессе работы компьютера. Данные могут выбираться из памяти в произвольном порядке, а не строго последовательно, как это имеет место, например, при работе с магнитной лентой.
Память, доступная только на чтение (ROM) используется для постоянного размещения определенных программ. В процессе работы компьютера содержимое этой памяти не может быть изменено.
Оперативная память - энергозависимая, т. е. данные в ней хранятся только до выключения ПК. Для долговременного хранения информации служат дискеты, винчестеры, компакт-диски и т. п.
Конструктивно элементы памяти выполнены в виде модулей, так что при желании можно сравнительно просто заменить их или установить дополнительные и тем самым изменить объем общей оперативной памяти компьютера. Емкость модулей памяти кратна степени числа 2: 128, 256, 512, 1024 Mb...
Виды RAM:
Полупроводниковая статическая (SRAM) ячейки представляют собой полупроводниковые триггеры. Достоинства небольшое энергопотребление, высокое быстродействие. Недостатки малый объём, высокая стоимость. Сейчас широко используется в качестве кеш-памяти процессоров.
Полупроводниковая динамическая (DRAM) каждая ячейка представляет собой конденсатор. Достоинства низкая стоимость, большой объём. Недостатки необходимость периодического считывания и перезаписи каждой ячейки т. н. "регенерации", и, как следствие, понижение быстродействия, большое энергопотребление. Обычно используется в качестве оперативной памяти компьютеров.
Модули памяти характеризуются такими параметрами, как объем (Мбайт), число микросхем, паспортная частота (МГц), время доступа к данным (наносекунды) и число контактов.
4.1.3.2. Кэш-память
Обмен данными внутри процессора происходит в несколько раз быстрее, чем обмен с другими устройствами, например с оперативной памятью. Для того чтобы уменьшить количество обращений к оперативной памяти, внутри процессора создают буферную область – так называемую кэш-память (англ. cache). Это как бы "сверхоперативная память". Когда процессору нужны данные, он сначала обращается в кэш-память, и только если там нужных данных нет, происходит его обращение в оперативную память. При этом возможны как "попадания", так и "промахи". В случае попадания, то есть, если в кэш подкачаны нужные данные, извлечение их из памяти происходит без задержки. Если же требуемая информация в кэше отсутствует, то процессор считывает её непосредственно из оперативной памяти. Соотношение числа попаданий и промахов определяет эффективность кэширования. Высокопроизводительные процессоры комплектуют повышенным объемом кэш-памяти.
Кэш-памятью управляет специальное устройство [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] который, анализируя выполняемую программу, пытается предвидеть, какие данные и команды вероятнее всего понадобятся в ближайшее время процессору, и подкачивает их в кэш-память.
Нередко кэш-память распределяют по нескольким уровням. Кэш первого уровня выполняется в том же кристалле, что и сам процессор, и имеет объем порядка десятков Кбайт. Кэш второго уровня находится либо в кристалле процессора, либо в том же узле, что и процессор, хотя и исполняется на отдельном кристалле. Кэш-память первого и второго уровня работает на частоте, согласованной с частотой ядра процессора.
Кэш-память третьего уровня выполняют на быстродействующих микросхемах типа SRAM и размещают на материнской плате вблизи процессора. Ее объемы могут достигать нескольких Мбайт, но работает она на частоте материнской платы.
4.1.3.3. Специальная память
К устройствам специальной памяти относятся постоянная память (ROM), перепрограммируемая постоянная память (Flash Memory), память CMOS RAM, питаемая от батарейки, видеопамять и некоторые другие виды памяти.
Постоянная память (ПЗУ, англ. ROM, Read Only Memory память только для чтения) энергонезависимая память, используется для хранения данных, которые никогда не потребуют изменения. Содержание памяти специальным образом "зашивается" в устройстве при его изготовлении для постоянного хранения. Из ПЗУ можно только читать. Прежде всего, в постоянную память записывают программу управления работой самого процессора. В ПЗУ находятся программы управления дисплеем, клавиатурой, принтером, внешней памятью, программы запуска и остановки компьютера, тестирования устройств.
Перепрограммируемая постоянная память (Flash Memory) энергонезависимая память, допускающая многократную перезапись своего содержимого с дискеты.
Важнейшая микросхема постоянной -памяти модуль BIOS. Роль BIOS двоякая: с одной стороны это неотъемлемый элемент аппаратуры, а с другой строны важный модуль любой операционной системы.
BIOS (Basic Input/Output System базовая система ввода-вывода) совокупность программ, предназначенных для автоматического тестирования устройств после включения питания компьютера  и  загрузки операционной системы в оперативную память (рис. 4.5).
Разновидность постоянного ЗУ CMOS RAM.
CMOS RAM это память с невысоким быстродействием и минимальным энергопотреблением от батарейки. Используется для хранения информации о конфигурации и составе оборудования компьютера, а также о режимах его работы (рис. 4.7).

Рис.4. 13 SEQ Рис.4. \* ARABIC 14715. Интегральные схемы BIOS и CMOS
Содержимое CMOS изменяется специальной программой Setup, находящейся в BIOS (англ. Set-up устанавливать, читается "сетап").
4.1.4. Жесткий диск или винчестер

Накопитель на жёстких магнитных дисках (НЖМД), жёсткий диск или винчестер (англ. Hard Disk Drive, HDD) энергонезависимое, перезаписываемое компьютерное запоминающее устройство. Является основным накопителем данных практически во всех современных компьютерах.
Информация в НЖМД записывается на жёсткие (алюминиевые или стеклянные) пластины, покрытые слоем ферромагнитного материала (платтеры). Считывающие головки в рабочем режиме не касаются поверхности пластин благодаря прослойке воздуха, образуемой при быстром вращении дисков. Головки считывания-записи вместе с их несущей конструкцией и дисками заключены в герметически закрытый корпус, называемый модулем данных. При установке модуля данных на дисковод он автоматически соединяется с системой, подкачивающей очищенный охлажденный воздух.   Поверхность платтера имеет магнитное покрытие толщиной всего лишь в 1,1 мкм, а также слой смазки для предохранения головки от повреждения при опускании и подъёме на ходу. При вращении платтера над ним образуется воздушный слой, который обеспечивает воздушную подушку для зависания головки на высоте 0,5 мкм над поверхностью диска (рис. 4.8).
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Рис.4. 13 SEQ Рис.4. \* ARABIC 14815. Винчестерский накопитель со снятой крышкой корпуса
Способ записи двоичной информации на магнитной среде называется магнитным кодированием. Он заключается в том, что магнитные домены в среде выстраиваются вдоль дорожек в направлении приложенного магнитного поля своими северными и южными полюсами. Обычно устанавливается однозначное соответствие между двоичной информацией и ориентацией магнитных доменов.
Информация записывается по концентрическим дорожкам (трекам), которые делятся на секторы (рис. 4.9). Количество дорожек и секторов зависит от формата винчестера. Сектор хранит минимальную порцию информации, которая может быть записана на диск или считана. Ёмкость сектора постоянна и составляет 512 байтов.

Рис.4. 13 SEQ Рис.4. \* ARABIC 14915. Поверхность магнитного диска
Название "винчестер" жёсткий диск получил благодаря фирме IBM, которая в 1973 выпустила жёсткий диск модели 3340, впервые объединивший в одном неразъёмном корпусе диски и считывающие головки. При его разработке инженеры использовали краткое внутреннее название "30-30", что означало два модуля (в максимальной компоновке) по 30 Мб каждый. Кеннет Хотон, руководитель проекта, по созвучию с обозначением популярного охотничьего ружья "Winchester 30-30" предложил назвать этот диск "винчестером".
В Европе и Америке название "винчестер" вышло из употребления в 1990-х годах; в российском же компьютерном сленге название "винчестер" сохранилось, сократившись до слова "винт".
Характеристики НЖМД
Интерфейс способ, использующийся для передачи данных. Современные накопители могут использовать интерфейсы ATA (IDE, EIDE), Serial ATA, SCSI, SAS, FireWire, USB и Fibre Channel.
Ёмкость количество данных, которые могут храниться накопителем. Ёмкость современных устройств может достигать до 1.5 Tб, в ПК сегодня распространены винчестеры ёмкостью от 60 до 320 Гб. В отличие от принятой в информатике системе приставок, обозначающих кратную 1024 величину (кило=1024), производителями при обозначении ёмкости жёстких дисков используются кратные 1000 величины. Так, например, "настоящая" ёмкость жёсткого диска, маркированного как "200 Гб", составляет 186,2 Гб.
Физический размер почти все современные накопители для персональных компьютеров и серверов имеют размер либо 3,5, либо 2,5 дюйма. Последние, чаще применяются в ноутбуках. Появилась информация о создании устройств с размерами менее 2 дюймов.
Скорость вращения шпинделя количество оборотов шпинделя в минуту. От этого параметра в значительной степени зависят время доступа и скорость передачи данных. В настоящее время выпускаются винчестеры со следующими стандартными скоростями вращения: 4200, 5400 и 7200 (ноутбуки), 7200 и 10000 (персональные компьютеры), 10000 и 15000 об./мин. (серверы и высокопроизводительные рабочие станции).
4.1.5. Графическая плата
Графическая плата (известна также как графическая карта, видеокарта, видеоадаптер) (англ. videocard) устройство, преобразующее изображение, находящееся в памяти компьютера, в видеосигнал для монитора.
Первый IBM PC не предусматривал возможности вывода графических изображений. Современный ПК позволяет выводить на экран двух- и трёхмерную графику и полноцветное видео.
Обычно видеокарта является платой расширения и вставляется в специальный разъём (ISA, VLB, PCI, AGP, PCI-Express) для видеокарт на материнской плате, но бывает и встроенной (рис. 4.10).

Рис.4. 13 SEQ Рис.4. \* ARABIC 141015. Внешний вид видеокарты
Современная графическая плата состоит из следующих основных частей:
Графический процессор (GPU) занимается расчетами выводимого изображения, освобождая от этой обязанности центральный процессор, производит расчеты для обработки команд трехмерной графики. Является основой графической платы, именно от него зависят быстродействие и возможности всего устройства. Современные графические процессоры по сложности мало чем уступают центральному процессору.
Видеоконтроллер отвечает за формирование изображения в видеопамяти.
Видеопамять выполняет роль буфера, в котором в цифровом формате хранится изображение, предназначенное для вывода на экран монитора. Ёмкость видеопамяти так же, как и оперативной памяти кратна степени числа два и на сегодняшний день измеряется в мегабайтах.
Цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) служит для преобразования изображения, формируемого видеоконтроллером, в уровни интенсивности цвета, подаваемые на аналоговый монитор. Большинство ЦАП имеют разрядность 8 бит на канал получается по 256 уровней яркости на каждый основной цвет RGB, что в сумме дает 16.7 млн. цветов.
4.1.6. Звуковая плата
Звуковая плата (также называемая звуковая карта, аудиоадаптер) используется для записи и воспроизведения различных звуковых сигналов: речи, музыки, шумовых эффектов.
IBM-PC проектировался не как мультимедийная машина, а инструмент для решения серьёзных научных и деловых задач, звуковая карта на нём не была предусмотрена и даже не запланирована. Единственный звук, который издавал компьютер был звук встроенного динамика бипера, сообщавший о неисправностях.
Любая современная звуковая карта может использовать несколько способов воспроизведения звука. Одним из простейших является преобразование ранее оцифрованного сигнала снова в аналоговый. Глубина оцифровки сигнала (например, 8 или 16 бит) определяет качество записи и, соответственно, воспроизведения. Так, 8-разрядное преобразование обеспечивает качество звучания кассетного магнитофона, а 16-разрядное качество компакт-диска.
В настоящее время звуковые карты чаще бывают встроенными в материнскую плату, но выпускаются также и как отдельные платы расширения (рис. 4.11).

Рис.4. 13 SEQ Рис.4. \* ARABIC 141115. Звуковая плата
На материнскую плату звуковая плата устанавливается в слоты ISA (устаревший формат) или РСI (современный формат). Когда звуковая плата установлена, на задней панели корпуса компьютера появляются порты для подключения колонок, наушников, микрофона
4.1.7. Сетевая плата
Сетевая плата (также известная как сетевая карта, сетевой адаптер, Ethernet card, NIC (англ. network interface card)) печатная плата, позволяющая взаимодействовать компьютерам между собой, посредством локальной сети.
Обычно, сетевая плата идёт как отдельное устройство и вставляется в слоты расширения материнской платы (в основном PCI, ранние модели использовали шину ISA). На современных материнских платах, сетевой адаптер все чаще является встроенным, таким образом, покупать отдельную плату не нужно (рис. 4.12).

Рис.4. 13 SEQ Рис.4. \* ARABIC 141215. Сетевая карта
На сетевой плате имеются разъёмы для подключения кабеля витой пары и/или BNC-коннектор для коаксиального кабеля.
Сетевая карта относится к устройствам коммуникации (связи). Кроме нее к устройствам коммуникации относится модем, но он служит для организации связи в глобальной сети (Интернет). Скорость передачи данных устройствами коммуникации измеряется в битах в секунду (а также в Кбит/с и Мбит/с). Модем, используемый для подключения домашнего компьютера к сети Интернет по телефонной линии, обычно обеспечивает пропускную способность до 56 Кбит/c, а сетевая карта - до 100 Мбит/с.
4.1.8. TV-тюнер
TV-тюнер (англ. TV tuner, ТВ-тюнер) устройство, предназначенное для приёма телевизионного сигнала в различных форматах вещания (PAL, SЙCAM, NTSC) с показом на компьютере или просто на отдельном мониторе. Tune означает “настраивать” (на длину волны).
TV-тюнер может представлять собой как отдельное устройство с радиовходом и аудио-видео выходами, так и плату расширения. Внешние ТВ-тюнеры подключаются к компьютеру через порт USB или между компьютером и дисплеем через видеокабель, внутренние вставляются в слот ISA, или PCI, или PCI-Express.

Рис.4. 13 SEQ Рис.4. \* ARABIC 141315. Внешний TV - тюнер
Кроме того, большинство современных ТВ-тюнеров принимают FM-радиостанции и могут использоваться для захвата видео.
4.1.9. Дисковод 3,5’’
Дискета портативный магнитный носитель информации, используемый для многократной записи и хранения данных сравнительно небольшого объема. Этот вид носителя был особенно распространён в 1970-х начале 1990-х годов. Вместо термина "дискета" иногда используется аббревиатура ГМД "гибкий магнитный диск" (соответственно, устройство для работы с дискетами называется НГМД "накопитель на гибких магнитных дисках").
Обычно дискета представляет собой гибкую пластиковую пластинку, покрытую ферромагнитным слоем (рис. 4.14), отсюда английское название "floppy disk" ("гибкий диск"). Эта пластинка помещается в защитную оболочку, защищающую магнитный слой от физических повреждений. Оболочка бывает гибкой или прочной. Запись и считывание дискет осуществляется с помощью специального устройства дисковода (флоппи-дисковода).

Рис.4. 13 SEQ Рис.4. \* ARABIC 141415. Устройство дискеты
Дискеты обычно имеют функцию защиты от записи, посредством которой можно предоставить доступ к данным только в режиме чтения.
Первая дискета диаметром в 200 мм (8) и ёмкостью 80 килобайт была представлена фирмой IBM в 1971. В 1981 году фирма Sony выпустила на рынок дискету диаметром 3Ѕ" (90 мм). Поздняя её версия имеет объём 1440 килобайт или 1,40 мегабайт. Именно этот тип дискеты стал стандартом и использовался по сей день. Авторы с легкой ностальгией вспоминают этот тип носителя, так как с 2007 года мировым компьютерным сообществом принято решение о снятии этого типа носителя с производства, как морально устаревшего. Из-за малой ёмкости и скорости обмена данными производители дискет не уделяли большого внимания повышению ее надежности, скорее наоборот. Сколько слез пролито из-за того, что защита курсовой или дипломной работы завтра утром, а единственный вариант безвозвратно погиб на дискете. Следует запомнить, что дискета не предназначена для того, чтобы непосредственно открывать и сохранять на ней файлы (хотя это можно делать, но не рекомендуется). Дискету следует использовать только для транспортировки данных, а лучше применяйте flesh – память (4.1.12).
4.1.10. Накопители на компакт-дисках
В начале 80-х годов голландская фирма «Philips» объявила о совершенной ею революцией в области звуковоспроизведения. Ее инженеры придумали то, что сейчас пользуется огромной популярностью - Это лазерные диски, проигрыватели и CD дисководы (рис. 4.15). Стандартный объем диска в размере 640 Мбайт был принят по просьбе ведущего дирижера 70-80 годов прошлого века Герберта Фон-Карояна для записи на него целиком любой симфонии Бетховена.

Рис.4. 13 SEQ Рис.4. \* ARABIC 141515. Внешний вид CD дисковода
Лазерные дисководы используют оптический принцип чтения информации. На лазерных дисках CD (CD Compact Disk, компакт диск) и DVD (DVD Digital Video Disk, цифровой видеодиск) информация записана на одну спиралевидную дорожку (как на грампластинке), содержащую чередующиеся участки с различной отражающей способностью. Лазерный луч падает на поверхность вращающегося диска, а интенсивность отраженного луча зависит от отражающей способности участка дорожки и приобретает значения 0 или 1.
Для сохранности информации лазерные диски надо предохранять от механических повреждений (царапин), а также от загрязнения. Компакт-диск имеет всего одну физическую дорожку в форме непрерывной спирали, идущей от наружного диаметра диска к внутреннему. Считывание информации с компакт-диска происходит при помощи лазерного луча, который, попадая на отражающий свет островок, отклоняется на фотодетектор, интерпретирующий это как двоичную единицу. Луч лазера, попадающий во впадину, рассеивается и поглощается: фотодетектор фиксирует двоичный ноль (рис. 4.16).
Рис.4. 13 SEQ Рис.4. \* ARABIC 141615. Профиль дорожки CD
Скорость передачи данных для привода определяется скоростью вращения диска. Обычно она указывается в сравнении со стандартом Audio CD, для которого скорость считывания данных составляет порядка 150 Кбайт/с. Т.е. CDx2 означает, что скорость обмена данными с таким диском вдвое больше, чем 150 Kбайт/с. Максимальная скорость вращения CD диска превышает скорость чтения Audio CD в 52 раза. 52х150 Kбайт/с=7800 Kбайт/с.
В настоящее время массовому пользователю стали доступны приводы с возможностью однократной записи (CD-R) и перезаписи (CD-RW) информации. Благодаря невысокой цене носителей для однократной записи, эти устройства стали широко применяться для архивирования данных, резервного копирования, хранения больших объемов информации и т. п.
Для однократной записи применяют диски, называемые "золотыми" по цвету наиболее распространенного покрытия. Под покрытием находится отражающая поверхность, сделанная из тончайшей золотой пленки. При записи луч лазера с длиной волны 780 нм (как и при чтении, но с большей в 10 раз мощностью) "прожигает"эту пленку, так что прозрачность слоя изменяется, формируя последовательность нулей и единиц. Очевидно, что однажды записанный диск уже невозможно перезаписать. Золото в качестве подложки применяется потому, что оно имеет максимальную отражательную способность.
Носители на CD с однократной записью обладают очень высокой надежностью. Важным достоинством CD-R дисков является возможность их чтения на любом приводе CD-ROM.
Технология перезаписываемых компакт-дисков CD-RW позволяет не только записывать, но и стирать информацию. Она основана на записи с изменением фазы, заключающейся в переходах рабочего слоя диска под действием луча лазера в кристаллическое или аморфное состояние с разной отражательной способностью. Выглядят носители CD-RW подобно CD-R, но их покрытие обычно имеет темно-серый цвет. Недостатком CD-RW является тот факт, что диски CD-RW могут считываться только на новых (как правило, не хуже 16-скоростных) устройствах CD-ROM, поддерживающих технологию MultiRead. Дело в том, что считывающий лазер для CD-RW должен иметь другую длину волны, так как при 780 нм отраженный сигнал слишком слаб. Максимальное число циклов чтения-записи не превышает десятков тысяч.
4.1.11. Накопители на DVD дисках
DVD (Digital Versatile Disc, цифровой многоцелевой, или универсальный, диск) это оптические диски большой емкости, которые применяются для хранения полнометражных фильмов, музыки высокого качества, компьютерных программ.
Существует несколько вариантов DVD, отличающихся по емкости: односторонние и двухсторонние, однослойные и двухслойные.
Односторонние однослойные DVD имеют емкость 4,7 Гбайт информации, двухслойные 8,5 Гбайт; двухсторонние однослойные вмещают 9,4 Гбайт, двухслойные 17 Гбайт.
Луч лазера в обычном приводе CD-ROM имеет длину волны 780 нм, а в устройствах DVD от 635 нм до 650 нм, благодаря чему плотность записи DVD существенно выше (рис. 4.17).
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Рис.4. 13 SEQ Рис.4. \* ARABIC 141715. Сравнение плотности записи на CD и DVD
Разработчики DVD ориентировались, прежде всего, на возможность записи целого видеофильма с качеством MPEG-2 на один диск, поэтому средняя скорость считывания видеоинформации составляет 4,692 Мбит/с (примерно 600 Кбайт/с), из которых собственно видео считывается со скоростью 3,5 Мбит/с, аудиопоток на трех языках в шестиканальном стандарте Dolby Surround со скоростью 1,16 Мбит/с, а субтитры на 4 языках (из 32 возможных) со скоростью 40 Кбит/с. Эта скорость в DVD принята за однократную (1x). Умножив скорость 1x потока на стандартную продолжительность фильма (133 минуты), получаем минимальный объем DVD 4,7 Гбайт.
Помимо чтения данных с DVD со скоростью порядка 1,2 Мбайт/с, накопители DVD способны читать обычные CD-ROM со скоростью, примерно соответствующей 8-10-скоростным приводам CD-ROM.
В настоящее время уже массово эксплуатируются устройства DVD, позволяющие записывать и перезаписывать данные.
4.1.12. Флэш-память
Флэш-память (flash) разновидность полупроводниковой энергонезависимой перезаписываемой памяти.
Флэш-память может быть прочитана сколько угодно раз, но писать в такую память можно лишь ограниченное число раз (обычно около 10 тысяч). Причина в том, что для записи в память необходимо сначала стереть участок памяти, а участок может выдержать лишь ограниченное число стираний.
Преимуществом флэш-памяти над оперативной является её энергонезависимость при выключении энергии содержимое памяти сохраняется.
Преимуществом флэш-памяти над жёсткими дисками, CD и DVD дисками является отсутствие движущихся частей. Поэтому флэш-память более компактна, дешева (с учётом стоимости устройств чтения-записи) и обеспечивает более быстрый доступ.
Недостатком, по сравнению с жёсткими дисками, является относительно малый объём: объём самых больших флэш-карт составляет около 8 Гб (рис. 4.18.).

Рис.4.13 SEQ Рис.4. \* ARABIC 141815. Устройства на основе flash-памяти
Благодаря своей компактности, дешевизне и отсутствию потребности в энергии, флэш-память широко используется в портативных устройствах, работающих на батарейках и аккумуляторах цифровых фотокамерах и видеокамерах, цифровых диктофонах, MP3-плеерах, и с успехом вытесняет дискету в качестве портативного носителя информации.
4.2. Периферийные внешние устройства
Периферийными называются устройства внешние по отношению к системному блоку. Обычно они служат для ввода/вывода информации при взаимодействии человек-компьютер.
К основным устройствам ввода относятся клавиатура, мышь, сканер, к основным устройствам вывода – монитор, принтер.
4.2.1. Клавиатура
Клавиатура (keyboard) содержит 101 или 104 клавиши (рис. 4.19). Стандартом расположения символьных клавиш является раскладка QWERTY (ЙЦУКЕН) по названию клавиш верхнего символьного ряда слева направо.
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Рис. 4.19. Разделение клавиатуры на области.
Области клавиатуры
1. Алфавитно-цифровая
2. Специальных клавиш <>
3. Управления курсором.
4. Переключаемая (цифровая/ управления курсором). Режимы переключаются клавишей .
5. Функциональная .
6. Индикаторов.
Предназначение некоторых специальных клавиш:
1. Esc - отмена, отказ.
2. Tab - табулирование.
3. Del - удаление символа справа от курсора.
4. - "забой", удаление символа слева от курсора.
5. Ins - клавиша переключения режима вставки / замены символов.
6. Home - перевод курсора в начало строки.
7. End - перевод курсора в конец строки.
8. PgUp - переход на страницу вверх.
9. PgDn - переход на страницу вниз.
10. Enter - клавиша ввода.
11. Break -прерывание.
12. Shift – смена верхнего / нижнего регистра при удержании.
13. Саps Lock - смена верхнего / нижнего регистра.
14. Print Screen – копирование текущего состояния экрана монитора в буфер обмена.
4.2.2. Манипуляторы
Манипуляторы, или координатные устройства ввода информации, являются неотъемлемой частью современного компьютера. Наиболее известны следующие типы манипуляторов: мышь, трекбол, графические планшеты, устройства ввода, применяемые в ноутбуках тачпад (сенсорная панель), а также джойстики.
Компьютерная мышь
Первую компьютерную мышь создал Дуглас Энджельбарт в 1963 году в Стэндфордском исследовательском центре. Распространение мыши получили благодаря росту популярности программных систем с графическим интерфейсом пользователя. Мышь делает удобным манипулирование такими широко распространенными в графических пакетах объектами, как окна, меню, кнопки, пиктограммы и т.д.
Подключение мыши к компьютеру
Изначально для подключения мыши к компьютеру использовался провод (в обиходной речи "хвост") который подключался в один из портов компьютера. Первым из широко применяемых стандартных портов стал COM-порт, в последствии его сменил порт PS/2, который в настоящее время всё больше вытесняется портом USB (рис. 4.20).
Провод часто являлся помехой при работе с мышью, поэтому от него неоднократно пытались избавиться. Первыми попытками было внедрение инфракрасной связи между мышью и специальным приёмным устройством, которое, в свою очередь, подключалось к порту компьютера. Но оптическая связь, как показала практика, тоже не лишена недостатка, любое препятствие между мышью и датчиком мешало работе.
Радиосвязь между мышью и приёмным устройством, подключённым к компьютеру, позволила избавиться от недостатков инфракрасной связи.
Сейчас для связи стало всё более широко применяться Bluetooth-соединение, это позволяет избавиться от приёмного устройства, так как некоторые компьютеры уже оснащены Bluetooth-адаптером. Хотя на данный момент (середина 2007 года) Bluetooth-мыши всё ещё дороги.

Рис. 4.20. Различные варианты компьютерных мышей
Трекбол
Трекбол представляет собой "перевернутую" мышь - в движение приводится не сам корпус устройства, а только его шар. Это позволяет существенно повысить точность управления курсором и, кроме того, экономить место, поэтому трекболы часто используют в ноутбуках (рис. 4.21).

Рис. 4.21. Оптический трекбол
Графический планшет (или дигитайзер, диджитайзер)
Графический планшет это устройство для ввода рисунков от руки непосредственно в компьютер. Состоит из пера и плоского планшета, чувствительного к нажатию пера. Также к планшету может прилагаться специальная мышь (рис. 4.22).

Рис. 4.22. Графический планшет
Тачпад (сенсорная панель)

Рис. 4.23. Тачпад (сенсорная панель)
Тачпад (сенсорная панель) (touchpad или trackpad) - это устройство ввода, применяемое в ноутбуках, служит для перемещения курсора в зависимости от движений пальца пользователя (рис. 4.23). Используется в качестве замены компьютерной мыши. Сенсорные панели различаются по размерам, но обычно их площадь не превосходит 50 см2. Работа сенсорной панели основана на измерении емкости пальца или измерении емкости между сенсорами. Емкостные сенсоры расположены вдоль вертикальной и горизонтальной осей панели, что позволяет определять положение пальца с нужной точностью. Поскольку работа устройства основана на измерении емкости, оно не будет работать, если водить по нему каким-либо непроводящим предметом, например, основанием карандаша. В случае использования проводящих предметов сенсорная панель будет работать только при достаточной площади соприкосновения, поэтому, например, работа с влажными пальцами весьма затруднена. Преимуществами сенсорных панелей являются:
отсутствует необходимость в ровной поверхности, как для мыши;
расположение сенсорной панели, как правило, фиксировано относительно клавиатуры;
для перемещения курсора на весь экран достаточно лишь небольшого перемещения пальца;
работа с ними не требует особого привыкания, как, например, в случае с трекболом.
Недостатком же сенсорных панелей является низкое разрешение, что затрудняет работу в графических редакторах и 3D-играх.
Джойстик

Рис. 4.24. Джойстик
Джойстик является аналоговым координатным устройством ввода информации, выполняемым обычно в виде двух реостатных датчиков с питанием +5 В (рис. 4.24). Рукоятка джойстика связана с двумя переменными резисторами, изменяющими свое сопротивление при ее перемещении. Один резистор определяет перемещение по координате Х, другой - по Y. Джойстик обычно подключается к адаптеру игрового порта, расположенному на многофункциональной плате ввода-вывода (Multi I/O Card) или звуковой карте (в последнем случае разъем игрового порта совмещается с интерфейсом MIDI).
4.2.3. Сканер
Ска
·нер (англ. scanner) устройство, которое создаёт цифровое изображение сканируемого объекта. Полученное изображение может быть сохранено как графический файл, или, если оригинал содержал текст, распознано посредством программы распознавания текста и сохранено как текстовый файл.
Рассмотрим принцип действия планшетных сканеров, как наиболее распространённых моделей (рис. 4.25). Сканируемый объект кладётся на стекло планшета сканируемой поверхностью вниз. Под стеклом располагается подвижная лампа, движение которой регулируется шаговым двигателем.
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Рис. 4.25. Устройство планшетного сканера
Свет, отражённый от объекта, через систему зеркал попадает на чувствительную матрицу (CCD Couple-Charged Device), далее на АЦП и передаётся в компьютер. За каждый шаг двигателя сканируется полоска объекта, потом все полоски объединяются программным обеспечением в общее изображение.
В зависимости от способа сканирования объекта и самих объектов сканирования существуют следующие виды сканеров:
Планшетные наиболее распространённые, поскольку обеспечивают максимальное удобство для пользователя высокое качество и приемлемую скорость сканирования. Представляет собой планшет, внутри которого под прозрачным стеклом расположен механизм сканирования (рис. 4.26).

Рис. 4.26. Планшетный сканер
Ручные в них отсутствует двигатель, следовательно, объект приходится сканировать вручную, единственным его плюсом является дешевизна и мобильность, при этом он имеет массу недостатков низкое разрешение, малую скорость работы, узкая полоса сканирования, возможны перекосы изображения, поскольку пользователю будет трудно перемещать сканер с постоянной скоростью (рис. 4.27).

Рис. 4.27. Ручной сканер
Листопротяжные лист бумаги вставляется в щель и протягивается по направляющим роликам внутри сканера мимо ламы. Имеет меньшие размеры, по сравнению с планшетным, однако может сканировать только отдельные листы. Многие модели имеют устройство автоматической подачи, что позволяет быстро сканировать большое количество документов, причем в ряде моделей – с двух сторон за один прогон (рис. 4.28).

Рис. 4.28. Лентопротяжный сканер
Планетарные применяются для сканирования книг или легко повреждающихся документов. При сканировании нет контакта со сканируемым объектом как в планшетных сканерах (рис. 4.29).

Рис. 4.29. Планетарный сканер
Барабанные применяются в полиграфии, имеют большое разрешение (около 10 тысяч точек на дюйм). Оригинал располагается на внутренней или внешней стенке прозрачного цилиндра – барабана (рис. 4.30).

Рис. 4.30. Барабанный сканер
Слайд-сканеры как ясно из названия, служат для сканирования плёночных слайдов, выпускаются как самостоятельные устройства, так и в виде дополнительных модулей к обычным сканерам (рис. 4.31).

Рис. 4.31. Слайд - сканер
Сканеры штрих-кода небольшие, компактные модели для сканирования штрих-кодов товара в магазинах (рис. 4.32).

Рис. 4.32. Сканеры штрих-кода
4.2.4. Цифровой фотоаппарат
Цифровой фотоаппарат это устройство для фотографической фиксации изображений (рис. 4.33).

Рис. 4.33. Цифровой фотоаппарат
В плёночном фотоаппарате изображение получается при попадании на пленку света, отраженного от объекта в момент открытия затвора. Роль фиксирующего свет материала в цифровом фотоаппарате вместо пленки выполняет небольшая пластина со светочувствительными датчиками, называемыми "сенсорами" или "пикселями".
Матрица состоит из множества светочувствительных ячеек – пикселей. Ячейка при попадании на нее света вырабатывает электрический сигнал, пропорциональный интенсивности светового потока. Т.к. используется информация только о яркости света, картинка получается в оттенках серого.
Чтобы картинка была цветной, ячейки покрывают цветными фильтрами – в большинстве матриц каждый пиксель покрыт красным, синим или зеленым фильтром по так называемому шаблону Байера (рис. 4.34).
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Рис. 4.34. Шаблон матрицы Байера.
Фильтр пропускает в ячейку лучи только своего цвета. Полученная картинка состоит только из пикселей красного, синего и зеленого цвета – именно в таком виде записываются файлы формата RAW (сырой формат).
Для записи файлов JPEG и TIFF процессор камеры анализирует цветовые значения соседних ячеек и рассчитывает цвет пикселей (цветовая интерполяция).
После обработки микропроцессором фотоаппарата данных, полученных от сенсоров, изображение сохраняется в виде файла на карте памяти или встроенной памяти камеры.
Главной характеристикой цифровой камеры является количество пикселей матрицы от 1 до18 мегапикселей. Также следует обращать внимание еще и на размер светочувствительной матрицы.
4.2.5. Мониторы электронно-лучевые (CRT)
ЭЛТ - электронно-лучевая трубка, CRT - Cathode Ray Tube (рис. 4.35).

Рис. 4.35. Монитор с электронно – лучевой трубкой
Изображение на экране CRT-монитора получается в результате облучения люминофорного покрытия остронаправленным пучком электронов, разогнанных в вакуумной колбе. Для получения цветного изображения люминофорное покрытие имеет точки или полоски трех типов, светящиеся красным, зеленым и синим цветом (рис. 4.36 и 4.37).

[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Рис. 4.36. Схема электронно-лучевой трубки
Наборы точек люминофора располагаются по треугольным триадам (рис. 4.37). Триада образует пиксел точку, из которых формируется изображение (англ. pixel picture element, элемент картинки).
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Рис. 4.37. Пиксельные триады
Чтобы на экране все три луча сходились строго в одну точку, и изображение было четким, перед люминофором ставят маску – панель с регулярно расположенными отверстиями или щелями. Чем меньше шаг между отверстиями (шаг маски), тем четче и точнее полученное изображение. Шаг маски измеряют в долях миллиметра. В настоящее время наиболее распространены мониторы с шагом маски 0,25-0,27 мм.
Одним из главных параметров монитора является частота кадровой развертки, называемой также частотой регенерации (обновления) изображения (частота смены изображения на экране). Она показывает, сколько раз в течение секунды монитор может полностью сменить изображение (поэтому ее также называют частотой кадров). Частоту регенерации изображения измеряют в герцах (Гц). Чем она выше, тем четче и устойчивее изображение, тем меньше утомление глаз, тем больше времени можно работать за монитором непрерывно. Этот параметр зависит не только от монитора, но и от свойств и настроек видеоплаты, хотя предельные возможности определяет все-таки монитор. При частоте регенерации порядка 60 Гц мелкое мерцание изображения заметно глазу. Сегодня такое значение считается недопустимым. Минимальным считают значение 75 Гц, нормативным – 85 Гц и комфортным – 100 Гц и более. Перемещение электронного пучка по экрану схематично приведено на рис. 4.38.
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Рис. 4.38. Ход электронного пучка по экрану
Размер монитора измеряется между противоположными углами трубки кинескопа по диагонали. Единица измерения – дюймы. Стандартные размеры: 14"; 15"; 17"; 19"; 20"; 21". В настоящее время наиболее универсальными являются мониторы размером 17 и 19 дюймов.
Разрешающая способность монитора характеризуется числом точек выводимого изображения. Принято указывать отдельно количество точек по горизонтали и вертикали. Например, разрешение монитора 1024x768 означает возможность различить до 1024 точек по горизонтали при числе строк до 768.
Для CRT-мониторов разрешение перенастраивается программно. Следует учесть, что чем большее разрешение установлено, тем ниже будет частота регенерации, т.к. общий объем выводимого изображения при увеличении разрешения увеличивается, следовательно, обновление кадров происходит медленнее. Чем большее разрешение установлено, тем мельче будет каждый объект на экране монитора, и тем больше будет рабочая поверхность экрана, т.е. вы сможете удобно расположить на экране большее количество окон.
4.2.6. Мониторы жидкокристаллические (LCD)
ЖК – жидкокристаллические, LCD – Liquid Crystal Display (рис. 4.39). LCD-монитор состоит из двух слоев стекла с нанесенными на них тонкими бороздками и электродами, заключенного между ними слоя жидких кристаллов, осветителя и поляризаторов. Жидкие кристаллы под действием электрического поля поворачивают плоскость поляризации света на определенный угол. Далее свет проходит через поляризатор, который пропускает его с интенсивностью, зависящей от угла поворота плоскости поляризации. Цвет получается в результате использования трех цветных фильтров, разделяющих белый свет на составляющие RGB (рис. 4.40).

Рис. 4.39. Жидкокристаллический LCD-монитор
В мониторах, изготовленных по технологии TFT (Thin Film Transistor), состояние каждого пикселя контролируется отдельным миниатюрным транзистором.
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Рис. 4.40. Устройство жидкокристаллического дисплея
Для LCD-монитора обычно указывается native ("родное") разрешение, использование которого является оптимальным. У жидкокристаллических мониторов размер точки равен размеру одного пикселя изображения в native разрешении (у обычных CRT-мониторов пиксель составляется из нескольких точек). При использовании другого разрешения изображение либо будет занимать не весь экран, либо будет искажено (часть пикселей будет дублироваться или пропадет).
Если у мониторов на электронно-лучевой трубке частота регенерации должна быть высокой, чтобы точки экрана не успевали погаснуть за время между обновлениями (из-за чего и появляется мерцание), то в LCD-мониторах с активной матрицей (TFT) напряжение каждого пикселя запоминается пленочным транзистором до следующего обновления, поэтому мерцание практически отсутствует и частоты обновления кадров 60 Гц уже достаточно.
Время отклика - важная характеристика, показывающая, с какой скоростью монитор сможет переключать состояние пикселей с белого на черное и обратно. Хорошим можно считать время отклика 25 мс и ниже.
Контрастность и яркость. По яркости LCD заметно выигрывает у CRT мониторов, а вот по контрастности, пока что, впереди все же электронные трубки. Проблема в том, что для получения черного цвета используется эффект поляризации, и черный цвет черен настолько, насколько заблокирован свет от лампы. Недостаток контрастности приводит к тому, что близкие оттенки цветов сливаются в один, особенно темные тона.
Реальный диагональный размер экрана. Видимый диагональный размер CRT-монитора всегда меньше фактического диагонального размера кинескопа. LCD-мониторы не имеют скрытой под панелью краевой области, поэтому указанный диагональный размер тот же, что и видимый диагональный размер.
Угол обзора. Не каждый LCD может похвастаться углом обзора, эквивалентным стандартному CRT-монитору. Меньший угол связан в первую очередь с конструктивными особенностями LCD. Если посмотреть на дисплей сбоку, изображение будет казаться очень темным или будет наблюдаться искажение цвета.
Пиксельные ошибки. На некоторых LCD мониторах имеются "мертвые точки". Это происходит из-за дефектных транзисторов. Т.е. конкретный транзистор не может управлять световым потоком. Он либо всегда блокирует свет, либо всегда пропускает. Стандарты учитывают наличие до пяти "битых пикселей" на новом LCD.
К минусам LCD мониторов следует отнести недостатки цветопередачи и невозможность калибровки, по этой причине они не подходят для работы дизайнерам и художникам.
К плюсам LCD мониторов относится то, что он не создает вредного для здоровья постоянного электростатического потенциала; имеет малый вес и габариты; потребляет в 3-4 раза меньше электроэнергии, чем CRT.
4.2.7. Плазменные панели (PDP)
Плазменные панели (PDP Plasma Display Panel). Как и в CRT-мониторе, в плазменной панели светится люминофор, но не под воздействием потока электронов, а под воздействием плазменного разряда (рис. 4.41).

Рис. 4.41. Плазменный дисплй
Каждая ячейка плазменного дисплея - флуоресцентная мини-лампа, которая способна излучать только один цвет из схемы RGB.
К подложкам каждого пикселя плазменного дисплея, между которыми находится инертный газ (ксенон или неон), прикладывается высокое напряжение, в результате чего испускается поток ультрафиолета, который вызывает свечение люминофора. 97% ультрафиолетовой составляющей излучения, вредного для глаз, поглощается наружным стеклом.
Недостатки
Достичь размера пикселя меньше 0,5 мм практически невозможно. Поэтому плазменные панели с диагональю меньше 32" (82 см) не существуют.
Тёмные оттенки страдают от недостатка света - их трудно отличить друг от друга. Так как пиксель плазмы требует электрического разряда для излучения света, то он может либо гореть, либо не гореть, но промежуточного состояния нет. Чтобы пиксель горел ярко, его нужно часто зажигать. Для получения более тёмного оттенка пиксель зажигают реже.
Люминофорный слой выгорает. Если на экране отображается один и тот же канал в режиме 24/7, на нём могут выгореть пиксели логотипа (МТВ, НТВ и т.д.). Это относится и к рекламным экранам, демонстрирующим одну и ту же картинку. Синий канал всегда выгорает раньше.
Последствие высоких напряжений - высокое энергопотребление: PDP 42" (107 см) - 250 Вт, а LCD с той же диагональю - 150 Вт.
Сферы применения
Высококачественные видеосистемы большого формата. Прекрасно подходят для просмотра DVD или телевидения высокого разрешения. Позиционируются на high-end сектор рынка, где проблемы высокой цены, старения люминофора и высокого энергопотребления вторичны по сравнению с качеством.
Вполне очевидно, что ЖК будут "отъедать" рынок плазменных панелей, - их диагональ продолжает увеличиваться.
PDP-технология мало подходит для компьютерных мониторов, а более активно используется для показа компьютерного изображения для большой аудитории.
4.2.8. Веб-камера
Уже достаточно давно используются веб-камеры, устройства ввода изображения в компьютер. Они могут быть встроенными или выделенными в отдельный блок (рис. 4.42).

Рис. 4.42. Веб-камеры
Последние модели веб-камер отличаются многофункциональностью. Помимо прямого назначения – использования в роли веб-камеры – их можно задействовать для сканирования документов, видеопрезентаций, применять в качестве лазерной указки или диктофона. К компьютру камеры
4.2.9. Принтеры
Принтер (от англ. printer печатник) устройство печати информации на твердый носитель, обычно на бумагу. Процесс печати называется выводом на печать, а результат распечаткой.
Принтеры, в зависимости от вида печати, разделяют на цветные и монохромные, в зависимости от способа нанесения изображения на матричные, струйные, лазерные.
Изображение, получаемое с помощью современных принтеров, состоит из точек (dots). Чем меньше эти точки и чем чаще они расположены, тем выше качество изображения. Максимальное количество точек, которые принтер может раздельно напечатать на отрезке в 1 дюйм (25,4 мм), называется разрешением и характеризуется в точках на дюйм (dpi dot per inch). Хорошее качество печати обеспечивается разрешением 300 dpi и выше.
4.2.9.1. Матричные принтеры
Старейший из ныне применяемых типов принтеров, его механизм был изобретён в 1964 году компанией Seiko Epson (рис. 4.43).

Рис. 4.43. Один из первых образцов матричного принтера
Изображение формируется печатной головкой, которая состоит из набора иголок, приводимых в действие электромагнитами (игольчатая матрица). Иголки ударяют по бумаге через красящую ленту, головка передвигается построчно вдоль листа. Этот тип принтеров называется SIDM Serial Impact Dot Matrix, последовательные ударно-матричные принтеры. Выпускались принтеры с 9, 12, 14, 18 и 24 иголками. Основное распространение получили 9-ти и 24-х игольчатые принтеры (рис. 4.44). Качество печати напрямую зависит от числа иголок, поскольку таким образом получается больше точек на дюйм, принтеры с 24-мя иголками называют LQ (Letter Quality, качество печатной машинки). Скорость матричных принтеров измеряется в символах в секунду (CPS, characters per second).
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Рис. 4.44. Символ матричным принтером формируется на основании матрицы.
Основными недостатками данного типа принтеров являются низкая скорость работы и высокий шум, однако благодаря дешевизне копии (расходным материалом, по сути, является только красящая лента) и возможности работы с непрерывной (рулонной, фальцованой) и копировальной бумагой они незаменимы, когда требуется печать на непрерывной бумаге (лаборатории, промышленность, бухгалтерия, ведение отчетов, печать чеков в магазинах, банкоматах и т.п), многослойных бланках (например, авиабилеты), или минимальная стоимость печати. Сам факт ударной печати затрудняет внесение несанкционированных изменений в документ (финансовая сфера).
4.2.9.2 Струйные принтеры
Первый работающий по этой технологии принтер появился в 1976 году это был принтер от компании IBM (рис. 4.45).

Рис. 4.43. Один из первых образцов струйного принтера образца 1984 года
Принцип печати последовательный, безударный. Изображение формируется из микрокапель (~ 50 мкм) чернил, которые выдуваются из сопел картриджа. Засорение сопел, а точнее засыхание чернил в соплах это существенный конструктивный недостаток струйных принтеров (рис. 4.46).
Каждая строка цветного изображения проходится 4 раза (CMYK). Количество сопел обычно от 16 до 64, но есть печатающие головки с сотнями сопел.

Рис. 4.46. Принцип работы струйного принтера
Преимущества:
Высокое качество графики даже для самых дешевых моделей.
Низкая стоимость принтера (продается ниже себестоимости, окупается для производителя за счет дорогих расходных материалов).
Наличие принтеров больших форматов (от А4 до А0).
Недостатки:
Низкая экономичность. Затраты на чернила уже в первый год как минимум в 5 раз превысят стоимость устройства, при объемах печати в 10–15 страниц в день. Непроизводительный расход чернил на прочистку головок. Низкая емкость картриджей.
Требователен к бумаге. Для качественной печати необходима специальная бумага для струйных принтеров.
Низкая стойкость отпечатков (выцветают и смываются).
Относительно низкая надежность и скорость печати.
4.2.9.3. Лазерные принтеры
Лазерные принтеры менее требовательны к бумаге, чем, например, струйные, а стоимость печати одной страницы текстового документа у них в несколько раз ниже. Большинство представленных на рынке лазерных принтеров предназначены для черно-белой печати; цветные лазерные принтеры пока дороги и рассчитаны на корпоративных пользователей (рис. 4.47).

Рис. 4.47. Один из первых образцов лазерного принтера
Лазерные принтеры печатают на бумаге плотностью от 60 г/м3 со скоростью от 8 до 24 листов в минуту (ppm page per minutes), при этом разрешение может быть 1200 dpi и более. Качество текста, напечатанного на лазерном принтере с разрешением 300 dpi, примерно соответствует типографскому. Однако если страница содержит рисунки, содержащие градации серого цвета, то для получения качественного графического изображения потребуется разрешение не ниже 600 dpi. При разрешающей способности принтера 1200 dpi отпечаток получается почти фотографического качества. Если необходимо печатать большое количество документов (например, более 40 листов в день), лазерный принтер представляется единственным разумным выбором.
Технология прародитель современной лазерной печати появилась очень давно. В 1938 году Честер Карлсон изобрёл способ печати, названный электрография, а затем переименованный в ксерографию.
Сердцем лазерного принтера является фото-барабан. С его помощью производится перенос изображения на бумагу (рис. 4.48).
Фото-барабан представляет собой металлический цилиндр, покрытый тонкой пленкой фоточувствительного полупроводника. Поверхность такого цилиндра можно снабдить положительным или отрицательным электростатическим зарядом, который сохраняется до тех пор, пока барабан не освещен. Если какую-либо часть барабана осветить, покрытие приобретает проводимость и заряд стекает с освещенного участка, образуя незаряженную зону. Это ключевой момент в понимании принципа работы лазерного принтера.
Другой важнейшей частью принтера является лазер и оптико-механическая система зеркал и линз, перемещающая луч лазера по поверхности барабана. Лазер генерирует очень тонкий световой луч. Отражаясь от вращающихся зеркал, этот луч засвечивает поверхность фото-барабана, снимая ее заряд. Тем самым на поверхность барабана помещается скрытое изображение.
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Рис. 4.48. Устройство лазерного принтера.
Также обладающий электростатическим зарядом тонер (красящий порошок) притягивается к поверхности барабана, сохранившей скрытое изображение. После этого барабан прокатывается по бумаге, и тонер переносится на бумагу. Потом бумага проходит через блок термозакрепления (печку) для фиксации тонера, а фото-барабан очищается от остатков тонера и разряжается.
4.2.10. Плоттер
Графопостроитель (от греч.
·
·
·
·
· пишу, рисую), пло
·ттер устройство для автоматического вычерчивания с большой точностью рисунков, схем, сложных чертежей, карт и другой графической информации на бумаге размером до A0 или кальке (рис. 4.49).
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Рис. 4.49. Плоттер
Графопостроители рисуют изображения с помощью пера (пишущего блока).
Распространенное заблуждение: широкоформатные струйные принтеры иногда неверно называют плоттерами.
4.2.11. Модем
Модем относится к устройствам коммуникации. Под коммуникацией здесь имеется в виду связь между компьютерами (ри. 4.50).

Рис. 4.50. Модем
Модемом осуществляет модуляцию и демодуляцию информационных сигналов (МОдуляция-ДЕМодуляция). Работа модулятора модема заключается в том, что поток битов из компьютера преобразуется в аналоговые сигналы, пригодные для передачи по телефонному каналу связи. Демодулятор модема выполняет обратную задачу. Данные, подлежащие передаче, преобразуются в аналоговый сигнал модулятором модема "передающего" компьютера (рис. 4.51). Принимающий модем, находящийся на противоположном конце линии, "слушает" передаваемый сигнал и преобразует его обратно в цифровой с помощью демодулятора. Режим работы, когда передача данных осуществляется только в одном направлении, называется полудуплексном (half duplex), в обе стороны дуплексом (full duplex).
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Рис. 4.51. Схема модуляции – демодуляции сигнала
Одной из основных характеристик модема является скорость модуляции (modulation speed). Она определяет физическую скорость передачи данных без учета исправления ошибок и сжатия данных, единицей измерения которой является количество бит в секунду (бит/с). Модемы бывают внешними и встраиваемыми.
Факс-модем позволяет компьютеру, к которому он присоединен, передавать и принимать факсимильные изображения на другой факс-модем или обычную факс-машину (рис. 4.52).

Рис. 4.52. Факс - модем
Голосовой модем имеет функцию оцифровки сигнала с телефонной линии и воспроизведение произвольного звука в линию. Часть голосовых модемов имеет встроенный микрофон (рис. 4.53).

Рис. 4.53. Голосовой модем
4.2.12. Микрофон и наушники

Рис. 4.54. Наушники с микрофоном AudioFX (Audio FX) для компьютера
Типичный мультимедийный набор включает в себя наушники с регуляцией звука, световой индикатор звука, мигающий в такт музыки, удобный складывающийся микрофон (рис. 4.54).
Конструкция наушников c микрофоном имеет три шнура: один для наушников, второй для микрофона, и третий - это USB интерфейс, с которого наушники получают обычную электроэнергию для питания Сабвуфера. Никаких сигналов операционной системе и от неё при этом не посылая и не получая.

4.2.13. Акустика

Рис. 4.55. Пример достаточно "навороченной" акустической системы
Компьютерная акустика предназначена, прежде всего, для развлечения пользователя. Встроенного в компьютер динамика хватает ненамного, поэтому очевидно, что наряду с хорошим монитором, удобной мышкой и клавиатурой компьютерные колонки играют очень важную роль в общении пользователя со своим ПК (рис. 4.55). От колонок не менее чем от звуковой карты зависит звучание компакт-диска и качество передачи стереоэффектов в играх.
Современные акустические системы, за исключением самых простейших, являются многополосными. То есть в их состав входят динамики нескольких типоразмеров, обычно двух или трех, каждый из которых воспроизводит свой диапазон частот.
4.2.14. Источник бесперебойного питания

Рис. 4.56. Источник бесперебойного электропитания Powercom KIN 425A
Источник бесперебойного электропитания (ИБП) - это автоматическое устройство, основная функция которого - питание нагрузки за счёт энергии аккумуляторных батарей при пропадании сетевого напряжения или выхода его параметров (напряжение, частота) за допустимые пределы. Кроме этого, в зависимости от схемы построения, ИБП корректирует параметры электропитания.
Различают три схемы построения ИБП: [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] и [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ].
4.2.5. Многофункциональные переферийные внешние устройства
В последние годы наметилась тенденция по созданию многофункциональных переферийных внешних устройств. Набор входящих в такой блок устройств может быть разным. Для примера рассмотрим Лазерный принтер/копир/сканер/факс Brother MFC-7420R (рис. 4.57)

Рис. 4.57. Многофункциональное внешнее устройство Brother MFC-7420R
Этот аппарат является не просто принтером – он обеспечивает также возможность факсимильной связи, копирования и сканирования, удовлетворяя тем самым любым требованиям современного офиса. В его состав входит:
Принтер: 1200x600 dpi, 20 стр. мин;
Копир: 20 копий/мин., масштабирование 25 - 400 % с шагом 1%;
Цветной сканер: 9600 dpi.
Факс лазерный 14400 бит/с, память на 400 стр.
При цене менее 10 тыс. руб (на начало 2007 года) такое многофункциональное устройство позволяет автоматизировать многие функции небольшого офиса.
4.3. Конфигурация компьютера
Конфигурацией (или спецификацией) компьютера называют характеристики устройств, которые в этот компьютер включены.
Например, в прайс-листе компьютерной фирмы указана такая конфигурация:
Intel Pentium 4 – 3,0 GHz / 512Mb / 120Gb / 128Mb GeForce PCX 6600 / CD-R/RW 52x32х52x / FDD / LAN / kbd / M&P / 17" Samsung 710V (LCD, 1280x1024)
Это следует читать так:
процессор Intel Pentium 4 с тактовой частотой 3,0 гигагерца;
емкость оперативной памяти - 512 мегабайт;
жесткий диск (винчестер) емкостью 120 гигабайт;
графическая плата GeForce PCX 6600 со 128 мегабайтами видеопамяти;
привод дисков CD, который записывает/перезаписывает/читает диски со скоростью до 52x/32x/52x.
дисковод для гибких дисков (FDD);
сетевая плата (LAN);
клавиатура (kbd - keyboard);
манипулятор мышь и коврик для мыши (M&P – mouse and pad);
жидкокристаллический 17-ти дюймовый монитор Samsung 710V с “родным” разрешением 1280x1024.
4.4. Вопросы для ПОВТОРЕНИЯ И самоконтроля
На какие пять групп устройств разделены в данном пособии все устройства персонального компьютера?
Назначение материнской платы
Назначение центрального процессора.
Какие устройства включает в себя центральный процессор?
На каком устройстве размещается центральный процессор?
С помощью, каких устройств осуществляется связь между центральным процессором и остальными устройстваи персонального компьютера?
Назначение адресной шины и ее разрядность.
Назначение шины данных и ее разрядность.
Назначение шины команд (управления) и ее разрядность.
Какой максимальный объем адресуемой памяти соответствует каждой шине?
Что обычно больше: величина адресуемой памяти или размер фактически устанавливаемой оперативной памяти?
Как осуществляется подключение отдельных модулей персонального компьютера на физическом и программном уровне?
Какие стандартные контроллеры размещаются на системном блоке персонального компьютера?
Какой объем данных может одновременно передаваться через последовательный порт?
Какой объем данных может одновременно передаваться через параллельный порт?
В каком направлении идет изменение рабочего напряжения процессора: увеличения или уменьшения?
Какова разрядность процессора современных персональных компьютеров?
В чем заключается "тактовый" принцип исполнения операций персонального компьютера?
Чья тактовая частота выше: процессора или материнской платы?
На выпуск скольки ядерных процессоров переходят создатели современных компьютеров?
Чем известен Гордон Мур?
Какие типы памяти входят в состав внутренней памяти?
Какое принципиальнон отличие между памятью с "произвольным" доступом и доступом "только для чтения"?
Что такое "энергонезависимая" и "энергозависимая" память?
Степень, какого числа служит основой задания величины емкости памяти?
В чем различие между собой полупроводниковой статической и динамической памяти?
Назначение и область применения кэш-памяти.
Назначение и область применения постоянной памяти.
Назначение и область применения перепрограммируемой постоянной памяти.
Что такое BIOS?
Что такое CMOS RAM?
Что позволяет настраивать программа SETAP?
Назначение и принцип работы накопителей на жестких магнитных дисках.
Как назвывается способ записи двоичной информации на жесткие магнитные диски?
Какое количество информации записывается в сектор накопителя на жестких магнитных дисках
Почему накопители на жестких магнитных дисках носят название "винчестеры"?
Действительная емкость накопителя на жестких магнитных дисках маркированного как "100 Мбайт" больше или меньше этой величины?
Назначеие графической платы (видеокарты)?
Назначеие звуковой платы (звуковой карты)?
Назначеие сетевой платы (сетевой карты)?
В каких единицах измеряется скорость передачи данных устройствами коммуникации?
Назначение ТВ-тюнера.
Что такое НГМД? Имеет ли данный вид носителя перспективы для дальнейшего развития?
Назначение и принцип работы накопителей на магнитных дисках.
Сколько дорожек имеется у CD и DVD дисков?
.Принцип записи-считывания данных на лазерных дисказ.
Может ли быть прочитан CD-RW диск на двухскоростном CD-ROM?
Почему на DVD диск записывается больше информации, чем на CD диск?
Флэш-память относится к энергозависимой или энергонезависимой памяти?
Назначение и принцип работы клавиатуры. На какие области она обычно делится?
Какие типы манипуляторов (координационных устройств) вы знаете?
Назначение и принцип работы компьютерной мыши. Способы ее связи с компьютером.
Отличие трекбола от мыши.
Назначение графического планшета (диджитайзера).
Назначение и принцип работы сенсорной панели (тачпада).
Назначение и принцип работы джойстика.
Назначение и принцип работы сканера. Какие бывают типы сканеров.
Назначение и принцип работы цифрового фотоаппарата.
Назначение и принцип работы цифровой видеокамеры.
Каким образом получается изображение на экране монитора с электронно-лучевой трубкой (CRT)?
Что такое "пиксел", "маска" и "частота регенерации" в мониторах типа CRT?
В каких единицах измеряется размер монитора? Что такое "разрешающая способность монитора"?
Каким образом получается изображение на экране жидкокристаллического (LSD) монитора?
Сделайте сравнительный анализ мониторов CRT и LSD мониторов. Какие из них более удобны?
Назначение и принцип работы плазменных панелей (PDP).
Какой тип монитора предпочтительней применять в персональных компьютерах: CRT, LSD или PDP и почему?
Назначение веб-камер.
На какие три основных типа подразделяются принтеры?
Принципы работы, преемущества и недостатки матричных принтеров.
Принципы работы, преемущества и недостатки струйных принтеров.
Принципы работы, преемущества и недостатки лазерных принтеров.
Для чего используется плоттер?
Назначение модема. Какие типы модемов вам известны?
Назначение и принцип работы микрофона.
Назначение и принцип работы акустической системы
Назначение и принцип работы источников бесперебойного питания.
Что такое многофункциональные внешние устройства?
4.5. ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ
1. Любая, когда-либо существовавшая вычислительная система обязательно имеет в своем составе (укажите 3 верных ответа):
центральный процессор;
звуковую плату;
оперативную память;
устройство ввода-вывода;
винчестер (жесткий диск).
2. Укажите 3 характеристики, относящиеся к процессору:
тактовая частота;
объем оперативной памяти;
разрядность;
объем кэш-памяти.
3. При работе, с каким типом монитора нагрузка на глаза минимальная:
с CRT-монитором;
с LCD-монитором.
4. Видеопиксель цветного монитора состоит из цветных точек:
белой и черной;
красной, зеленой, синей;
голубой, пурпурной, желтой, черной.
5. Какое из перечисленных устройств применяется для выхода в Интернет?
джойстик;
модем;
TV-тюнер.
6. Для нанесения изображения лазерные принтеры используют:
выжигание по бумаге лучом лазера;
специальный термочувствительный порошок;
ленту, как у пишущей машинки;
мелкие капли чернил.
7. При выключении компьютера вся информация стирается:
на гибком диске;
на CD-диске;
на жестком диске;
в оперативной памяти.
8. Какое из утверждений не является верным:
в мониторах на жидких кристаллах отсутствует вредное для здоровья электромагнитное излучение;
процессор относится к внешним (периферийным) устройствам компьютера;
быстродействие процессора измеряется количеством операций, выполняемых в секунду.
9. Какое из утверждений не является верным:
сканер - это устройство, которое чертит графики, рисунки или диаграммы под управлением компьютера;
накопители на компакт-дисках входят в состав внешней памяти компьютера;
модем является устройством приема-передачи данных.

Глава 5. организация межкомпьютерной связи [Шауцукова]
Назовём задачи, которые трудно или невозможно решить без организации информационной связи между различными компьютерами:
перенос информации на большие расстояния (сотни, тысячи километров);
совместное использование несколькими компьютерами дорогостоящих аппаратных, программных или информационных ресурсов мощного процессора, ёмкого накопителя, высокопроизводительного лазерного принтера, баз данных, программного обеспечения и т.д.;
быстрый перенос информации с одного компьютера на;
совместная работа над большим проектом, когда исполнили должны всегда иметь последние (актуальные) копии общих данных во избежание путаницы, и т.д.
5.1. способы организации межкомпьютерной связи
Для того, чтобы организовать связь между компьютерами можно использовать один из следующих способов:
объединение двух рядом расположенных компьютеров через их коммуникационные порты посредством специального кабеля;
передача данных от одного компьютера к другому посредством [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] с помощью проводных или спутниковых линий связи;
объединение компьютеров в компьютерную сеть.
Обычно при организации связи между двумя компьютерами за одним компьютером закрепляется роль поставщика ресурсов (программ, данных и т.д.), а за другим роль пользователя этих ресурсов. В этом случае первый компьютер называется сервером, а второй клиентом или рабочей станцией (рис. 5.1).
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Рис. 5. 13 SEQ Рис._5. \* ARABIC 14115. Схема соединения компьютеров в сеть по способу "клиент – сервер"
Сервер (англ. serve обслуживать) это высокопроизводительный компьютер с большим объёмом внешней памяти, который обеспечивает обслуживание других компьютеров путем управления распределением дорогостоящих ресурсов совместного пользования (программ, данных и периферийного оборудования).
Клиент (рабочая станция) любой компьютер, имеющий доступ к услугам сервера.
В некоторых случаях компьютер может быть одновременно и клиентом, и сервером. Это значит, что он может предоставлять свои ресурсы и хранимые данные другим компьютерам и одновременно использовать их ресурсы и данные.
Клиентом также называют прикладную программу, которая от имени пользователя получает услуги сервера. Соответственно, программное обеспечение, которое позволяет компьютеру предоставлять услуги другому компьютеру, называют сервером так же, как и сам компьютер. Для преодоления несовместимости интерфейсов отдельных компьютеров вырабатывают специальные стандарты, называемые протоколами коммуникации.
Протокол коммуникации это согласованный набор конкретных правил обмена информацией между разными устройствами передачи данных. Имеются протоколы для скорости передачи, форматов данных, контроля ошибок и др.
5.2. понятие о компьютерной сети
Компьютерная сеть (англ. Computer NetWork, от net сеть и work работа) совокупность компьютеров, соединенных с помощью каналов связи и средств коммутации в единую систему для обмена сообщениями и доступа пользователей к программным, техническим, информационным и организационным ресурсам сети.
Ряд основных параметров компьютерных сетей приведен в табл. 5.1.
Табл. 5. 13 SEQ Табл._5. \* ARABIC 14115
Параметры локальной вычислительная сеть
Параметры
Локальные (ЛВС / LAN - Local Area Network)
Глобальные (Internet / Wan - Wide Area Network)

Функция
Связывает абонентов одного или нескольких близлежащих зданий одного предприятия
Объединяет абонентов, расположенных по всему миру

Канал передачи данных
витая пара
коаксиальный кабель
оптоволоконный кабель
радиоканал
инфракрасный канал
оптический кабель
телефонные линии
спутниковые каналы

Расстояния между ЭВМ
до 20 км.
до 15000 км.

Компьютерную сеть представляют как совокупность узлов (компьютеров и сетевого оборудования) и соединяющих их ветвей (каналов связи). Ветвь сети это путь, соединяющий два смежных узла. Различают узлы оконечные, расположенные в конце только одной ветви, промежуточные, расположенные на концах более чем одной ветви, и смежные такие узлы соединены, по крайней мере, одним путём, не содержащим никаких других узлов. Компьютеры могут объединяться в сеть разными способами.
Логический и физический способы соединения компьютеров, кабелей и других компонентов, в целом составляющих сеть, называется ее топологией. Топология характеризует свойства сетей, не зависящие от их размеров. При этом не учитывается производительность и принцип работы этих объектов, их типы, длины каналов, хотя при проектировании эти факторы очень важны.
Наиболее распространенные три основные топологии сетей:
Линейная (шинная) сеть. Содержит только два оконечных узла, любое число промежуточных узлов и имеет только один путь между любыми двумя узлами (рис. 5.2).
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Рис. 5. 13 SEQ Рис._5. \* ARABIC 14215. Топология линейной сети
Кольцевая сеть. Сеть, в которой к каждому узлу присоединены две и только две ветви (рис. 5.3). Информация передается последовательно между рабочими станциями до тех пор, пока не будет принята получателем и затем удалена из сети. Недостатком подобной топологии является ее чувствительность к повреждению канала.
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Рис. 5. 13 SEQ Рис._5. \* ARABIC 14315. Топология кольцевой сети
Звездообразная сеть. Сеть, в которой имеется только один промежуточный узел, которому (или через который) посылаются все сообщения (рис. 5.4).
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Рис. 5. 13 SEQ Рис._5. \* ARABIC 14415. Топология звездообразной сети
Важнейшая характеристика компьютерной сети её архитектура.
Архитектура сети это реализованная структура сети передачи данных, определяющая её топологию, состав устройств и правила их взаимодействия в сети. В рамках архитектуры сети рассматриваются вопросы кодирования информации, её адресации и передачи, управления потока сообщений, контроля ошибок и анализа работы сети в аварийных ситуациях и при ухудшении характеристик.
Наиболее распространённые архитектуры: Ethernet - широковещательная сеть (скорость передачи данных 10 или 100 Мбит/сек.); Arcnet - широковещательная сеть (скорость передачи данных 2,5 Мбит/сек.); Token Ring - эстафетная кольцевая сеть, сеть с передачей маркера (скорость передачи данных 4 или 16 Мбит/сек.); FDDI сетевая архитектура высокоскоростной передачи данных по оптоволоконным линиям (скорость передачи 100 Мбит/сек.); АТМ - обеспечивает передачу цифровых данных, видеоинформации и голоса по одним и тем же линиям (скорость передачи до 2,5 Гбит/сек.).
5.3. соединение устройств сети
Для этого используется специальное оборудование:
Сетевые кабели (коаксиальные, состоящие из двух изолированных между собой концентрических проводников, из которых внешний имеет вид трубки; оптоволоконные; кабели на витых парах, образованные двумя переплетёнными друг с другом проводами, и др.).
Коннекторы (соединители) для подключения кабелей к компьютеру; разъёмы для соединения отрезков кабеля.
Сетевые интерфейсные адаптеры для приёма и передачи данных. В соответствии с определённым протоколом управляют доступом к среде передачи данных. Размещаются в системных блоках компьютеров, подключенных к сети. К разъёмам адаптеров подключается сетевой кабель.
Трансиверы повышают уровень качества передачи данных по кабелю, отвечают за приём сигналов из сети и обнаружение конфликтов.
Хабы (концентраторы) и коммутирующие хабы (коммутаторы) расширяют топологические, функциональные и скоростные возможности компьютерных сетей. Хаб с набором разнотипных портов позволяет объединять сегменты сетей с различными кабельными системами. К порту хаба можно подключать как отдельный узел сети, так и другой хаб или сегмент кабеля.
Повторители (репитеры) усиливают сигналы, передаваемые по кабелю при его большой длине.
Локальная (вычислительная) сеть (ЛВС или LAN Local Area NetWork) сеть, связывающая ряд компьютеров в зоне, ограниченной пределами одной комнаты, здания или предприятия. Для соединения локальных сетей используются следующие устройства, которые различаются между собой по назначению и возможностям:
Мост (англ. Bridge) связывает две локальные сети. Передаёт данные между сетями в пакетном виде, не производя в них никаких изменений. На рис. 5.5 показаны три локальные сети, соединённые двумя мостами. Кроме этого, мосты могут фильтровать пакеты, охраняя всю сеть от локальных потоков данных и пропуская наружу только те данные, которые предназначены для других сегментов сети
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Рис. 5. 13 SEQ Рис._5. \* ARABIC 14515. Соединение локальных сетей посредством мостов
Маршрутизатор (англ. Router) объединяет сети с общим протоколом более эффективно, чем мост. Он позволяет, например, расщеплять большие сообщения на более мелкие куски, обеспечивая тем самым взаимодействие локальных сетей с разным размером пакета.
Маршрутизатор может пересылать пакеты на конкретный адрес (мосты только отфильтровывают ненужные пакеты), выбирать лучший путь для прохождения пакета и многое другое. Чем сложней и больше сеть, тем больше выгода от использования маршрутизаторов.
Мостовой маршрутизатор (англ. Brouter) это гибрид моста и маршрутизатора, который сначала пытается выполнить маршрутизацию, где это только возможно, а затем, в случае неудачи, переходит в режим моста.
Шлюз (англ. GateWay), в отличие от моста, применяется в случаях, когда соединяемые сети имеют различные сетевые протоколы. Поступившее в шлюз сообщение от одной сети преобразуется в другое сообщение, соответствующее требованиям следующей сети. Таким образом, шлюзы не просто соединяют сети, а позволяют им работать как единая сеть. C помощью шлюзов также локальные сети подсоединяются к мэйнфреймам универсальным мощным компьютерам.
5.4. сеть Интернет
Слово Интернет (Internet) происходит от словосочетания Interconnected networks (связанные сети), это глобальное сообщество малых и больших сетей.
Интернет - это информационное пространство, распределенное среди миллионов компьютеров во всем мире, которые постоянно обмениваются данными. Основная задача Интернета - это связь.
Интернет финансируется правительствами, научными и образовательными учреждениями, коммерческими структурами и миллионами частных лиц во всех частях света, но никто конкретно не является её владельцем. Подключенные к Интернет сети должны удовлетворять определенным стандартам. Эти стандарты утверждаются несколькими добровольными организациями. Например, Совет по архитектуре Интернет (Internet Architecture Board IAB) рассматривает и утверждает протоколы передачи и стандарты нумерации. Комитет по технологическим нормам Интернет устанавливает стандарты повседневной работы сети. Союз Интернет публикует различные стандарты и осуществляет координацию между различными контролирующими органами Интернет, провайдерами услуг и пользователями.
История Интернет
Изобретателями всемирной паутины являются Сэр Ти
·моти Джон Бе
·рнерс-Ли (род. 8 июня 1955) и, в меньшей степени, Роберт Кайо. Тим Бернерс-Ли (рис. 5.6) является автором технологий HTTP, URI/URL и HTML. В 1980 году он работал в Европейском совете по ядерным исследованиям (фр. Conseil Europйen pour la Recherche Nuclйaire, CERN) консультантом по программному обеспечению. Именно там, в Женеве (Швейцария), он для собственных нужд написал программу «Энквайр», которая и заложила концептуальную основу для Всемирной паутины.
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Рис. 5. 13 SEQ Рис._5. \* ARABIC 14615. Тим Бернерс-Ли
В 1989 году, работая в CERN над внутренней сетью организации, Тим Бернерс-Ли предложил глобальный гипертекстовый проект, теперь известный как Всемирная паутина.
В рамках проекта Бернерс-Ли написал первый в мире веб-сервер и первый в мире гипертекстовый веб-браузер, называвшийся «WorldWideWeb».
Первый в мире веб-сайт Бернерс-Ли создал по адресу http://info.cern.ch/, теперь сайт хранится в архиве. Этот сайт появился в Интернете 6 августа 1991 года. На этом сайте описывалось, что такое Всемирная паутина, как установить веб-сервер, как использовать браузер. Этот сайт также являлся первым в мире интернет-каталогом, потому что позже Тим Бернерс-Ли разместил и поддерживал там список ссылок на другие сайты.
И всё же теоретические основы веба были заложены гораздо раньше. Ещё в 1945 году Ванни
·вер Буш разработал концепцию «Memex» вспомогательных средств «расширения человеческой памяти». Memex это устройство, в котором человек хранит все свои книги и записи (а в идеале и все свои знания, поддающиеся формальному описанию) и которое выдаёт нужную информацию с достаточной скоростью и гибкостью. Бушем было также предсказано всеобъемлющее индексирование текстов и мультимедийных ресурсов с возможностью быстрого поиска необходимой информации. Следующим значительным шагом на пути к Всемирной паутине было создание гипертекста (термин введён Тедом Нельсоном в 1965 году).
С 1994 года основную работу по развитию Всемирной паутины взял на себя Консорциум Всемирной паутины, основанный и до сих пор возглавляемый Тимом Бернерсом-Ли. W3C организация, разрабатывающая и внедряющая технологические стандарты для Интернета и Всемирной паутины.
Точные размеры Интернета определить невозможно, поскольку сеть децентрализована и очень подвижна по составу конечных пользователей. Кроме того, принципы и критерии определения числа пользователей Интернета разными экспертами различны, а их результаты часто противоречивы. Прогнозируемый размер сети к 2007 г. составляет ~ 1,35 млрд чел. Одновременно с развитием Интернета увеличивается активность пользователей и время, проведенное в сети. Стремительное развитие и мировая популярность Интернета определяется тем, что эта сеть создала реальную возможность получать и передавать любую информацию "кому, где и когда угодно". Проникновение Интернета в жизнь разных стран не одинаково: в Южной Крее им пользуется 74% жителей, в Швеции - 75,2%, в Норвегии - 67%, в Австралии и Океании - 52,9%, в США и Канаде - по 68,2%, в Великобритании 63,1%, в России - 15,5% населения, в странах Латинской Америке и Карибского бассейна -13,3%, в Африке - 2,7%. В 2006 г. лидерство в Интернете по числу пользователей продолжили занимать - США (200 млн), Китай (111 млн) и Япония (86 млн). Россия по этому показателю находилась на 11-м месте в мире (25 млн пользователей).
Российская часть глобальной сети Интернет, включая все виды ее ресурсов и пользователей. География распределения Рунет отличается неоднородностью и высокой концентрацией. Несмотря на постепенное снижение относительной доли Москвы и Московской области, на эти регионы падает почти половина информационных ресурсов сети. Порядка 12% загрузок в Рунете приходится на С.-Петербург и Ленинградскую область. Существенную долю в российский Интернет-трафик вносят: Свердловская и Новосибирская области, Краснодарский и Приморский края, а также Ростовская, Самарская и Нижегородские области.
[[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]. http://encycl.yandex.ru/dict/informatica/article/info/info-603.htm].
5.4.1. Подключения к сети Интернет
Обращаясь в Интернет, мы пользуемся услугами Интернет-провайдера или ISP (Internet Service Provider - поставщик услуг Интернета).
ISP - это организация, которая имеет собственную высокоскоростную сеть, объединенную с другими сетями по всему земному шару. Провайдер подключает к своей сети клиентов, которые становятся частью сети данного провайдера и одновременно частью всех объединенных сетей, которые и составляют Интернет.
Провайдер выступает в качестве посредника (проводника) Интернет, обеспечивая подключение пользователей к Интернет через маршрутизатор Интернет. Пользователь подключается к маршрутизатору провайдера с помощью телефона или выделенной линии.
В зависимости от способа применения существует несколько способов подключения к сети Интернет. Ниже перечислены стандартные способы подключения к Интернет.
Переписка и электронная почта - простейшие формы применения Интернет. Подключение, не предоставляющее никаких дополнительных возможностей кроме переписки и электронной почты, является простейшим по установке и самым дешевым в эксплуатации.
Доменный доступ - подразумевает, что с провайдером будет заключен договор о возможности непосредственного доступа к Интернет, за которую вы будете вносить месячную или годовую плату. Подобный вид доступа все чаще стал использоваться не только организациями, но и частными лицами.
Клиентский доступ - используется для запуска Интернет приложений на рабочих станциях (например, программное обеспечение для торговли акциями, которое связывается с брокерской конторой или коммуникационной программой, проводящей конференцию в режиме реального времени). Подобные приложения самостоятельно устанавливают подключение к Интернет во время запуска и отключаются после завершения работы.
Прямой постоянный доступ - используется компаниями, интенсивно предлагающими товары и услуги через Интернет; в качестве примера можно привести авиакомпанию с возможностью бронирования билета через Интернет. Подобный вид доступа является самым дорогим, кроме того, его установка и сопровождение требует дополнительных услуг со стороны провайдера.
Каждый из этих способов подключения предоставляет различный уровень услуг, стоимость подключения при этом различна.
5.4.2. Пересылка данных в Интернет. Протоколы связи TCP/IP
Отдельные участки Интернет представляют собой сети различной архитектуры, которые связываются между собой с помощью маршрутизаторов. Передаваемые данные разбиваются на небольшие порции, называемые пакетами. Каждый пакет перемещается по сети независимо от других пакетов. Сети в Интернет неограниченно коммутируются (т.е. связываются) друг с другом, потому что все компьютеры, участвующие в передаче данных, используют единый протокол коммуникации TCP/IP ("ти-си-пи / ай-пи"). На самом деле протокол TCP/IP это два разных протокола, определяющих различные аспекты передачи данных в сети:
протокол TCP (Transmission Control Protocol) протокол управления передачей данных, использующий автоматическую повторную передачу пакетов, содержащих ошибки; этот протокол отвечает за разбиение передаваемой информации на пакеты и правильное восстановление информации из пакетов получателя;
протокол IP (Internet Protocol) протокол межсетевого взаимодействия, отвечающий за адресацию и позволяющий пакету на пути к конечному пункту назначения проходить по нескольким сетям.
Схема передачи информации по протоколу TCP/IP такова: протокол ТСР разбивает информацию на пакеты отдельные блоки фиксированного размера, и нумерует все пакеты, чтобы их затем можно было собрать в правильной последовательности. К данным, содержащимся в пакете, добавляется дополнительная информация примерно такого формата:
Адрес получателя
Адрес отправителя
Длина
Данные
Поле контрольной суммы

Контрольная сумма данных пакета содержит информацию, необходимую для контроля ошибок. Первый раз она вычисляется передающим компьютером. После того, как пакет будет передан, контрольная сумма повторно вычисляется принимающим компьютером. Если значения не совпадают, это означает, что данные пакета были повреждены при передаче. Такой пакет отбрасывается, и автоматически направляется запрос
Далее с помощью протокола IP все пакеты передаются получателю, где с помощью протокола ТСР проверяется, все ли пакеты получены; после получения всех пакетов протокол ТСР располагает их в нужном порядке и собирает в единое целое.
5.4.3. Адресация в Интернете
5.4.3.1. IP-адресация
Чтобы компьютеры, объединенные в сеть, могли обмениваться сообщениями, каждый из них должен иметь уникальный адрес. В сети Интернет это 32-х разрядный (т.е. 32-х битный = 4-х байтный) адрес, называемый IP-адрес (табл.5.2).
Таблица. 5. 13 SEQ Табл._5. \* ARABIC 14215
Пример написания IP-адреса
IP-адрес двоичный
11011100
11010111
00001110
00010110

IP-адрес десятичный
220
215
14
22

В точечно-десятичной нотации IP-адрес может выглядеть, например, так: 220.215.14.22. Каждая часть, разделенная точкой, представляет собой один байт, и, следовательно, максимальное десятичное число, которое может быть представлено одним байтом 255 (28=256, от 0 до 255).
Но, для человека такая система адресации сложна, так же, как нам сложно помнить, набирать и диктовать одиннадцатизначные телефонные номера, поэтому в 1984 году Полом Мокапетрисом была разработана надстройка над IP-адресацией, называемая системой DNS (domain name system, система доменных имен).
5.4.3.2. DNS - система доменных имен
Доменные имена системы DNS – синонимы IP-адреса. Они символьные, а не числовые; они удобнее для запоминания и ориентации; они несут смысловую нагрузку.
www.irnet.ru -> таблицы DNS ->193.232.70.36
Доменные имена также уникальны, т.е. нет в мире двух одинаковых доменных имен. Доменные имена, в отличие от IP-адресов необязательны, они приобретаются дополнительно.
Так же уникальны адреса, которые указываются на конвертах при доставке писем обычной почтой. В мире нет стран с одинаковыми названиями. И если названия городов иногда и повторяются, то в сочетании с делением на более крупные административные единицы типа районов и областей они становятся уникальными. А названия улиц не должны повторяться в пределах одного города. Таким образом, адрес на основе географических и административных названий однозначно определяет точку назначения.
Домены имеют аналогичную иерархию. Имена доменов отделяются друг от друга точками: lingvo.yandex.ru, krkime.com (рис. 5.7).
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Рис. 5. 13 SEQ Рис._5. \* ARABIC 14715. . Иерархия в системе DNS
Домены первого уровня разделяются на тематические (табл.5.3) и географические.
Таблица. 5. 13 SEQ Табл._5. \* ARABIC 14315
Некоторые имена доменов первого уровня
Административные
Тип организации
Географические
Страна

corn
Коммерческая
са
Канада

edu
Образовательная
de
Германия

gov
Правительственная США
jp
Япония

int
Международная
ru
Россия

mil
Военная США
su
бывший СССР

net
Компьютерная сеть
uk
Англия/ Ирландия

org
Некоммерческая
us
США

Регистрация доменного имени второго уровня в тематических доменных зонах доступна для организации или частного лица независимо от географического положения. Стоимость владения доменным именем в такой зоне не превышает $35 в год. Юридического оформления владения не требуется, требуется только выбрать подходящее доменное имя из числа не занятых и перечислить деньги. Одна из организаций, осуществляющих регистрацию имен в этих доменных зонах – Network Solution (http://www.netsol.com).
На январь 2007 года в мире насчитывалось 243 территориальных (национальных) доменных зоны.
Территориальные домены первого уровня, в отличие от тематических, всегда двухбуквенные.
Исторически сложилось так, что Россия владеет двумя национальными доменами: .RU (RUssian Federation) и .SU (Soviet Union). Последний остался за РФ после развала Советского Союза. Впрочем, в настоящий момент ведется пересмотр территориальных доменов, и в ближайшем будущем Россия может лишиться зоны .SU.
Регистрация доменных имен второго уровня в зонах .RU и .SU производится организацией RU-CENTER (http://www.nic.ru). Стоимость доменного имени в зоне .RU - $20+НДС в год, в зоне .SU - $100+НДС в год. При регистрации требуется юридическое оформление договорных отношений, которое занимает около месяца, с учетом пересылки документов в Москву и из Москвы.
5.4.3.3. Система адресации URL
Чтобы найти в Интернете какой-либо документ, достаточно знать ссылку на него - так называемый универсальный указатель ресурса (URL - Uniform Resource Locator), который определяет местонахождение каждого файла, хранящегося на компьютере, подключенном к Интернету.
Адрес URL является сетевым расширением понятия полного имени ресурса в операционной системе. В URL, кроме имени файла и директории, где он находится, указывается сетевое имя компьютера, на котором этот ресурс расположен, и протокол доступа к ресурсу, который можно использовать для обращения к нему. Система адресации URL и адресация почтовой службы имеют сходную структуру.
Рассмотрим структуру следующего URL: http://www.lipunov.msk.ru/prochn/lab/IVANOV.htm .
Первая часть http:// (HyperText Transfer Protocol - протокол передачи гипертекста, по которому обеспечивается доставка документа с Web-сервера Web-браузеру) указывает программе просмотра (браузеру), что для доступа к ресурсу применяется данный сетевой протокол. В URL первым стоит указатель на тип доступа к запрашиваемому файлу, а затем его адрес.
Вторая часть www.lipunov.msk.ru указывает на доменное имя и адресует конкретный компьютер.
Третья часть prochn/lab/IVANOV.htm показывает программе-клиенту, где на данном компьютере-сервере искать ресурс. В рассматриваемом случае ресурсом является файл в формате html, а именно IVANOV.htm, который находится в папке lab, которая в свою очередь расположена в папке prochn. Имена каталогов, содержащиеся в URL, обычно являются виртуальными и не имеют ничего общего с реальными именами каталогов компьютера, на котором выполняется Web-сервер, а являются их псевдонимами: ни один владелец компьютера, на котором выполняется Web-сервер, не позволит постороннему пользователю, обращающемуся к Web-серверу через Интернет, получить доступ к реальной файловой системе этого компьютера.
Обратите внимание: при написании URL важно различать прописные и строчные буквы.
Проведем аналогию с доставкой обычного письма в адрес некоторой организации (например, института) на имя конкретного человека (рис. 5.8).
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Рис. 5. 13 SEQ Рис._5. \* ARABIC 14815. . Сравнение адресации URL с почтовой адресацией.
5.4.4. Обзор сервисов Интернета
Часто путают два понятия - Интернет и WWW (или Web). Следует напомнить, что WWW (Всемирная паутина World Wide Web) - это лишь одна из многочисленных услуг (сервисов), предоставляемых пользователям Интернета. На базе Интернета может быть реализовано множество информационных служб, с помощью которых пользователь Интернета может получать различные сервисы. В табл. 5.4 приведены некоторые, широко используемые сервисы обмена данными на базе сети Интернет.
Таблица 5. 13 SEQ Табл._5. \* ARABIC 14415
Сервисы обмена данными на базе сети Интернет
 Сервис
Назначение

E-mail
mailto:max@mail.ru
Позволяет обмениваться текстовыми сообщениями, к которым присоединяются файлы любых типов.

ICQ
UIN: 189764452
Интернет-пейджер. Служит для персонального интерактивного общения в режиме реального времени.

FTP
ftp://ftp.museum.ru
File Transfer Protocol - протокол передачи файлов. Служит для перемещения файлов между компьютерами сети Интернет.

Telnet
telnet 10.100.254.254
Позволяет подключаться по Интернет к удаленному компьютеру и работать с ним так, как будто вы находитесь за его терминалом.

WWW
http://www.krkime.com
Обеспечивает доступ к гигантскому объему информации: текст, графика, аудио, видео, программы. В основе – технология гипертекста.

Предоставляемые сетью Интернет сервисы обладают различной степенью динамичности и персонализации.
5.4.4.1.  World Wide Web
World Wide Web (WWW, "Всемирная паутина") гипертекстовая, а точнее, гипермедийная информационная система поиска ресурсов Интернет и доступа к ним.
Гипертекст информационная структура, позволяющая устанавливать смысловые связи между элементами текста на экране компьютера таким образом, чтобы можно было легко осуществлять переходы от одного элемента к другому. На практике в гипертексте некоторые слова выделяют путем подчёркивания или окрашивания в другой цвет. Выделение слова говорит о наличии связи этого слова с некоторым документом, в котором тема, связанная с выделенным словом, рассматривается более подробно.
Гипермедиа это то, что получится, если в определении гипертекста заменить слово "текст" на "любые виды информации": звук, графику, видео. Такие гипермедийные ссылки возможны, поскольку наряду с текстовой информацией можно связывать и любую другую двоичную информацию, например, закодированный звук или графику, Так, если программа отображает карту мира и если пользователь выбирает на этой карте с помощью мыши какой-либо континент, программа может тут же дать о нём графическую, звуковую и текстовую информацию.
Система WWW построена на специальном протоколе передачи данных, который называется протоколом передачи гипертекста HTTP (HyperText Transfer Protocol). Всё содержимое системы WWW состоит из WWW-страниц.
WWW-cтраницы гипермедийные документы системы World Wide Web. Создаются с помощью языка разметки гипертекста HTML (Hypertext markup language).
Язык HTML позволяет добавлять к текстовым документам специальные командные фрагменты тэги (англ. tag "этикетка, ярлык") таким образом, что становится возможным связывать с этими документами другие тексты, графику, звук и видео, задавать заголовки различных уровней, разделять текст на абзацы, строить таблицы и т.д.
Одну WWW-страницу на самом деле обычно составляет набор гипермедийных документов, расположенных на одном сервере, переплетённых взаимными ссылками и связанных по смыслу. Каждый документ страницы, в свою очередь, может содержать несколько экранных страниц текста и иллюстраций. Каждая WWW-страница имеет свой "титульный лист" (англ. "homepage") гипермедийный документ, содержащий ссылки на главные составные части страницы. Адреса "титульных листов" распространяются в Интернет в качестве адресов страниц.
Личные страницы такие WWW-страницы, которые принадлежат не фирмам и не организациям, а отдельным людям. Содержание и оформление такой страницы зависит только от её автора.
При работе с системой WWW пользователи имеют дело с программами-клиентами системы, называемыми браузерами.
Браузеры (англ. browse листать, просматривать) программы, с помощью которых пользователь организует диалог с системой WWW: просматривает WWW страницы, взаимодействует с WWW-cерверами и другими ресурсами в Интернет.
Существуют сотни программ-браузеров. Самые популярные браузеры: различные клоны Netscape Navigator и Microsoft Internet Explorer. Браузеры WWW умеют взаимодействовать с любыми типами серверов, используя при этом их собственные протоколы. Информацию, полученную от любого сервера, браузер WWW выводит на экран в стандартной, удобной для восприятия форме. При этом переключения с одного протокола на другой для пользователя часто остаются незамеченными.
5.4.4.2.   Электронная почта.
Электронная почта (Electronic mail, англ. mail почта, сокр. e-mail) cлужит для передачи текстовых сообщений в пределах Интернет, а также между другими сетями электронной почты. К тексту письма современные почтовые программы позволяют прикреплять звуковые и графические файлы, а также двоичные файлы программы.   При использовании электронной почты каждому абоненту присваивается уникальный почтовый адрес, формат которого имеет вид: <имя пользователя> @ < имя почтового сервера>.
Например: earth@space.com, где earth имя пользователя, space.com имя компьютера, @ разделительный символ "эт коммерческое".
Сообщения, поступающие по e-mail, хранятся в специальном "почтовом" компьютере в выделенной для получателя области дисковой памяти (его "почтовом ящике"), откуда он может их выгрузить и прочитать с помощью специальной программы-клиента. Для отсылки сообщения нужно знать электронный адрес абонента. При качественной связи электронное письмо доходит в любую точку мира в течение нескольких минут. Пользователи электронной почты стремятся придерживаться правил сетевого этикета (нэтикета), а для выражения эмоций используют схематические изображения человеческого лица, так называемые смайлики (англ. smiley, "улыбочка").
5.4.4.3. Cистема телеконференций Usenet (от Users Network)
Эта система организует коллективные обсуждения по различным направлениям, называемые телеконференциями. В каждой телеконференции проводится ряд дискуссий по конкретным темам. Сегодня Usenet имеет более десяти тысяч дискуссионных групп (NewsGroups) или телеконференций, каждая из которых посвящена определённой теме и является средством обмена мнениями. Телеконференции разбиты на несколько групп:
news вопросы, касающиеся системы телеконференций;
comp компьютеры и программное обеспечение;
rec развлечения, хобби и искусства;
sci научно-исследовательская деятельность и приложения;
soc социальные вопросы;
talk дебаты по различным спорным вопросам;
misc всё остальное.
Внутри этих категорий существует иерархия. Так, например, rec.music.beatles это дискуссия о творчестве Битлз, входящая в подгруппу "музыка" группы дискуссий по искусству. Существует большой выбор программ чтения телеконференций, которые формируют материал дискуссий в упорядоченном виде и предоставляют в распоряжение корреспондентов. Аналог телеконференций в других сетях "электронная доска объявлений" (Bulletin Board System, BBS).
5.4.4.4. Поиск во Всемирной паутине Интернет
В Web размещены миллионы сайтов, причем с актуальной информацией соседствует много устаревших ресурсов, мусора и недобросовестной рекламы. Так суммарное число Web-страниц, установленных в мире в конце 2001 г. составляло 7,5 млрд чел., а к концу 2005 г. ожидалось, что оно возрастет до 25 млрд чел.;
Интернет - это наиболее демократичный источник информации. Каждый может разместить в Сети собственный ресурс и высказать свое мнение. В этом одновременно сила и слабость Всемирной сети.
Находить информацию в Интернете, вероятно, было бы очень трудно, если бы не были созданы мощные поисковые инструменты: поисковые машины (поисковики), каталоги-рейтинги (рубрикаторы), тематические списки ссылок, онлайновые энциклопедии и словари.
Для поиска разного рода информации наиболее эффективными оказываются различные инструменты.
Каталоги ресурсов
Каталог имеет иерархическую структуру. Тематические разделы первого уровня определяют максимально широкие темы, такие как "спорт", "отдых", "наука", "магазины" и т.д. В каждом таком разделе могут быть подразделы. Пользователь может уточнять интересующую его область, путешествуя по дереву каталога и постепенно сужая зону поиска. Например, при поиске информации о ноутбуках цепочка поиска может выглядеть так: Информационные технологии -> Компьютеры -> Ноутбуки. Дойдя до нужного подкаталога, пользователь находит в нем набор ссылок.
Обычно в каталоге все ссылки являются профильными, поскольку составлением каталогов занимаются не программы, а люди. Очевидно, что если ведется поиск общей информации по некоторой широкой теме, то целесообразно обратиться к каталогу. Если же необходимо найти конкретный документ, то каталог окажется малоэффективным поисковым средством.
Часто каталоги ресурсов одновременно являются и рейтингами, т.е. каталог предлагает зарегистрированным в нем сайтам установить на своих страницах счетчик посещений, и отображает списки ссылок на сайты в соответствии с их популярностью (посещаемостью). Популярность ресурса оценивается по ряду параметров, в том числе по так называемым хостам (количество уникальных посетителей в сутки) и хитам (количество заходов на сайт в сутки).
Одним из наиболее популярных каталогов-рейтингов является Rambler's Top 100. (http://top100.rambler.ru/top100/). Часто бывает интересно оценить состояние не общероссийских, а региональных ресурсов по конкретной тематике. Для обзора web-ресурсов Красноярска и края можно рекомендовать каталоги-рейтинги ресурсов Krasland (http://www.krasland.ru/) и Сталкер (http://www.stalker.internet.ru/).
Поисковые машины
Релевантный документ - документ, смысловое содержание которого соответствует информационному запросу. Современные поисковые машины осуществляют поиск по контексту, т.е. словам, содержащимся в запросе, учитывая вариации словоформ и расширяя запросы синонимами. Но смысла компьютеры не понимают, поэтому в списке ответов на запрос, наряду с релевантными вашему запросу документами, вы можете получить и те, которые вам никоим образом не подходят.
Очевидно, что от умения грамотно выдавать запрос зависит процент получаемых релевантных документов. Доля релевантных документов в списке всех найденных поисковой машиной называется точностью поиска. Нерелевантные документы называют шумовыми. Если все найденные документы релевантные (шумовых нет), то точность поиска составляет 100%. Если найдены все релевантные документы, то полнота поиска - 100%.
Таким образом, качество поиска определяется двумя взаимозависимыми параметрами: точностью и полнотой поиска. Увеличение полноты поиска снижает точность, и наоборот.
Поисковые системы можно сравнить со справочной службой, агенты которой обходят предприятия, собирая информацию в базу данных. При обращении в службу информация выдается из этой базы. Данные в базе устаревают, поэтому агенты их периодически обновляют. Иными словами, справочная служба имеет две функции: 1) создание и постоянное обновление данных в базе и 2) поиск информации в базе по запросу клиента.
Аналогично, поисковая машина состоит из двух частей: так называемого поискового робота (или паука), который обходит серверы Сети и формирует базу данных, и механизма поиска релевантных запросу пользователя ссылок в базе.
Следует отметить, что, отрабатывая конкретный запрос пользователя, поисковая система оперирует именно внутренней базой данных (а не пускается в путешествие по Сети). Несмотря на то, что база данных поисковой машины постоянно обновляется, поисковая машина не может проиндексировать все Web-документы: их число слишком велико. Проблема недостаточности полноты поиска состоит не только в ограниченности внутренних ресурсов поисковика, но и в том, что скорость робота ограниченна, а количество новых Web-документов постоянно растет.
Наиболее популярными на сегодня поисковыми системами являются Google (www.google.com, www.google.ru) – рис. 5.9 и Яндекс ([ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]) – рис. 5.10.

Рис. 5. 13 SEQ Рис._5. \* ARABIC 14915. Главная страница поисковой системы Google

Рис. 5. 13 SEQ Рис._5. \* ARABIC 141015. Главная страница поисковой системы Яндекс
Онлайновые энциклопедии и справочники
В ряде случаев бывает нужно найти не просто документ, содержащий ключевое слово, а именно толкование некоторого слова. При поиске незнакомого термина с помощью поисковой машины вы рискуете получить целый ряд статей, в которых этот термин используется, и при этом так и не узнать, что же он все-таки обозначает. Подобный поиск предпочтительнее проводить в онлайновой энциклопедии.
Одной из крупнейших онлайновых энциклопедий является ресурс "Яндекс. Энциклопедии" (http://encycl.yandex.ru/) - этот проект содержит 14 энциклопедий, в том числе статьи из Большой Советской Энциклопедии и "Энциклопедию Брокгауза и Эфрона" (рис.5.11). К крупным относится и "Энциклопедия Кирилла и Мефодия" (http://www.km.ru).

Рис. 5. 13 SEQ Рис._5. \* ARABIC 141115. Главная страница онлайновых энциклопедий Яндекс
Помимо переноса в гипертекстовую среду традиционных словарей бурно развиваются энциклопедические wiki-проекты. Ви
·ки веб-сайт для сбора и структуризации письменных сведений. Характеризуется тем, что наполнять и редактировать размещаемую на нем информацию могут все посетители. http://ru.wikipedia.org/ - википедия на русском языке часть многоязычного проекта, целью которого является создание полной энциклопедии на всех языках Земли.
5.4.4.5.  Программа пересылки файлов Ftp
Перемещает копии файлов с одного узла Интернет на другой в соответствии с протоколом FTP (File Transfer Protocol "протокол передачи файлов"). При этом не имеет значения, где эти узлы расположены и как соединены между собой. Компьютеры, на которых есть файлы для общего пользования, называются FTP-серверами. В Интернет имеется более 10 Терабайт бесплатных файлов и программ.
5.4.4.6.  Программа удалённого доступа Telnet
Позволяет входить в другую вычислительную систему, работающую в Интернет, с помощью протокола TELNET. Эта программа состоит из двух компонент: программы-клиента, которая выполняется на компьютере-клиенте, и программы-сервера, которая выполняется на компьютере-сервере.
Функции программы-клиента:
установление соединения с сервером;
приём от абонента входных данных, преобразование их к стандартному формату и отсылка серверу;
приём от сервера результатов запроса в стандартном формате и переформатирование их в вид, удобный клиенту.
Функции программы-сервера:
ожидание запроса в стандартной форме;
обслуживание этого запроса;
отсылка результатов программе-клиенту.
Telnet простое и поэтому универсальное средство связи в Интернет.
В Интернет один и тот же узел сети может одновременно работать по нескольким протоколам. Поэтому крупные узлы сети сейчас обладают полным набором серверов, и к ним можно обращаться почти по любому из существующих протоколов.
5.4.4.7.  Web-сайт организации
Различные бизнесы по-разному используют возможности сети Интернет и web-технологий. В некоторых случаях возможен полный перенос деятельности в Сеть. Например, открытие Интернет - магазинов, или публикация рекламным агентством баз данных соискателей и вакансий на своем сайте в Интернет, для того, чтобы работодатели и соискатели самостоятельно выполняли всю работу по подбору вариантов, и обращались в агентство только за недостающей контактной информацией, которая и является в этом случае товаром.
Но любая организация, даже очень далекая по роду деятельности от информационных технологий может использовать собственный web-сайт как виртуальную выставку своих товаров и/или услуг, доступную заинтересованным лицам 24 часа в сутки 7 дней в неделю без территориальных ограничений.
Даже простейший сайт, так называемый «сайт-визитка», решает представительские задачи организации и помогает разгрузить информационные потоки в офисе, за счет того, что на нем размещаются прайс-листы, формы договоров, ответы на типичные вопросы клиентов, адресная и контактная информация, организуется online-прием заказов и т.п.
Современная информационная культура приучила многих потенциальных клиентов сначала выполнять поиск необходимых товаров и услуг в Интернет, анализировать предложения, и уже обладая необходимой информацией и компетентностью выступать в качестве заказчика.
Web-сайт организации должен производить приятное впечатление на потенциальных клиентов и партнеров, поэтому важную роль играет его дизайн, основанный на фирменном стиле организации. Разработку такого web-сайта нецелесообразно проводить силами штатных IT-специалистов, даже если html-разметка документа не представляет для них проблемы. Эффективнее обратиться в специализированную организацию – web-студию.
Создания web-сайта организации включает следующие этапы.
1. Определение целей и задач сайта, составление примерной информационной структуры, создание контента (информационного наполнения) сайта.
2. Заказ сайта и документации по его администрированию web-студии.
3. Определение адреса сайта (покупка доменного имени).
4. Размещение сайта на web-сервере (хостинг: на собственном интернет-канале или у провайдера, занимающегося хостингом).
5. Назначение и обучение специалиста, ответственного за сопровождение сайта.
6. Включение адреса сайта во все рекламные материалы организации.
7. Рекламирование сайта в сети Интернет (регистрация в поисковых системах и каталогах, включение в баннерный обмен, рекламирование на досках объявлений.) Banner (флаг, транспарант) – статическая или анимированная картинка одного из стандартных форматов (468x60, 120x60, 100x100, 88x31 pix), размещаемая на web-страницах с рекламной целью. Является ссылкой на рекламируемый ресурс. Рекламирование сайта тоже обычно поручается web-студии.
5.4.4.8.  INTERNET – торговля
Организация Интернет-торговли
Как правило, когда говорят про использование технологий Интернета при организации торговли, то выделяют отдельное направление бизнеса, называемое электронной коммерцией. Особенности предоставления услуг и реализации товаров через Интернет таковы, что позволяют нам говорить об этом виде организации бизнеса отдельно.
Суть интернет-коммерции в предоставлении услуг через сеть интернет. При этом такая форма бизнеса может быть дополнительной к основному бизнесу, так и самостоятельным бизнесом. Посредством сети может предоставляться и продаваться информация, товары, информация об услугах и т.д. Перспективность электронного бизнеса связана, в первую очередь, с сокращением издержек при переходе на эту форму организации бизнеса, увеличением оборачиваемости и увеличением объемов реализации с ростом аудитории Интернета.
В последние годы наблюдается активное развитие электронной коммерции. Как отмечалось ранее, в настоящее время, свыше 1 млрд. во всем мире и около 30 млн. человек в России, имеют доступ к Интернету. И поверьте нам, это не самые бедые люди.
Эффективность интернет-торговли
Благодаря низким барьерам проникновения на рынок численность интернет - магазинов растет интенсивно. Однако рентабельность интернет-торговли достаточно низка, эффективная внутренняя норма доходности бизнеса обеспечивается, прежде всего, интенсивным оборотом и минимизацией издержек. Основным препятствием, на наш взгляд, является не столько задача формирование интернет-витрины, сколько сложность достижения необходимого оборота. Затраты на рекламу интернет-ресурса достаточно велики. Также значительной статьей издержек является сбор и публикация околокнижной информации на сайте. Последнее необходимо для привлечения интереса клиентов к сайту не только как к инетрнет - магазину, но и как к информационно-развлекательному ресурсу. Интенсивный рост числа магазинов сдерживается этими факторами, многие участники выбывают или оказываются поглощенными более эффективными и агрессивными конкурентами.
Организация интернет - магазина
Для покупателя работа с интернет - магазином схематично выглядит следующим образом (рис. 5.12). Посетитель через компьютер, подключенный к интернет, выходит на сайт магазина, выбивает необходимый товар, формирует на него заказ, указывает свои персональные данные. После чего в подтверждение обработки заказа он получает письмо на свою электронную почту.
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Рис. 5. 13 SEQ Рис._5. \* ARABIC 141215. Работа покупателя с интернет - магазином
При формировании заказа могут использоваться механизм электронного платежа для непосредственной оплаты суммы покупки с счета покупателя на счет продавца. В сети существует ряд платежных систем, которые обеспечиваю безопасное использование электронных платежных карточек для оплаты покупок в Интернет. Диапазон других способов оплат достаточно велик: от дебетовых систем до систем расчетов на основе электронных денег.
Полученный заказ с минимальной задержкой, а, как правило, в реальном времени, становится доступен ответственному менеджеру. В его функции входит формирование заказов для их отправки заказчику (рис.5.13). В большинстве случаев Интернет - магазины для минимизации издержек не имеют собственного крупного склада, поэтому для обеспечения заказа формируется прямой дозаказ поставщику товара.
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Рис. 5. 13 SEQ Рис._5. \* ARABIC 141315. Работа интернет - магазина по обработке и отправке заказа
К наиболее важным свойствам организации бизнеса в Интернете с точки зрения покупателя следует отнести следующие особенности.
Позитивные аспекты:
независимость от времени, когда информационные ресурсы доступны каждый день в течении 24 часов на протяжении всего года;
отсутствие привязки к местонахождению пользователя, что снимает ограничения на географическую удаленность покупателя;
качество информационной поддержки подразумевает оперативный доступ ко всем информационным ресурсам продавца - ко всему спектру предлагаемых товаров и услуг.
Негативные аспекты:
гарантии качества обслуживания ниже, чем при традиционной торговле. Это подразумевает возможные сбои при комплектации и доставке заказа
необходимость доступа к сети интернет для поиска товара, формирования и управления заказом.
С точки зрения бизнеса организация интренет-торговли выглядит следующим образом.
Позитивные аспекты:
отказ от торговых площадей, т.к. необходимость в дорогостоящих площадях отпадает, остается только склад;
значительное сокращение штата, связанное с отсутствием торговых площадей;
возможность витрины функционировать круглые сутки
предоставление информации на географически неограниченный регион
Интернет обладает такими существенными преимуществами, как: интерактивность, наличие обратной связи, возможность реализации индивидуального подхода к покупателю - персонализация.
5.4.4.9. Chat-разговор с помощью сети IRC и Электронной почты
IRC (Internet relay chat)- это связка крупных сетей (Efnet, Dalnet, Undernet и др.), в каждой из которых сотни chat’ов и десятки тысяч пользователей. Официальный отсчет истории IRC ведется с 1988 года. Именно тогда финский студент Джако, некоторое время, поговорив на многолинейных BBS’ках, задался целью создать нечто похожее, но более глобального масштаба. Тогда и появилась первая сетка IRC – Efnet.
Сейчас любой увжающий себя сайт просто обязан иметь собственный сервис, позволяющий пользователям в интерактивном режиме общаться между собой.
5.4.4.10. Игры через INTERNET
  Ни для кого уже не секрет, что игры занимают значительную часть жизни других людей. Играть можно против компьютера (интересно, но не очень), против одного противника (человека) с помощью модема и можно играть против многих противников с помощью локальных сетей или INTERNET. Сейчас существует много серверов, которые предназначены исключительно для игр таких как: Quake, Quake II, Team Fortress, Warcraft II, Starcraft и множество других. Для того чтобы качество игры было приемлемым необходимо обеспечить стабильную и высокоскоростную связь с INTERNET.
5.4.4.11. Списки рассылки
Списки рассылки (mail-list) это практически единственный сервис, не имеющий собственного протокола и программы клиента и работающий исключительно через электронную почту.
Идея работы списка рассылки состоит в том, что существует некий адрес электронной почты, который на самом деле является общим адресом многих людей подписчиков этого списка рассылки. Вы посылаете письмо на этот адрес, например, на адрес u-llln@jet.msk.su (это адреса списка рассылки, посвященного обсуждению проблем локализации операционных систем класса UNIX), и Ваше сообщение получат все люди, подписанные на этот список рассылки.
5.4.4.12. Перспективы развития Интернет
Интернет2
Из-за начавшейся в середине 1990-х гг. активной коммерциализации Интернета пропускная способность его коммуникационных линий становится все более дефицитным ресурсом. Помимо сказанного, увеличились требования к пропускной способности каналов связи, обеспечению конфиденциальности доступных в Интернете и передаваемых информационных ресурсов, качеству сервисных услуг и т.п. В результате появился проект Интернет2.
Интернет2 - второе поколение Интернета, разрабатываемое и поддерживаемое исследовательским консорциумом Inernet2. Инициатива разработки Интернет2 принадлежит корпорации университетов США - UCAID (University Corporation for Advanced Интернет Development). Разработчики Интернет2 сотрудничают с авторами других американских и зарубежных проектов (в том числе Канады и Мексики). В 2003 г. к созданию Интернет2 присоединилось большинство производителей телекоммуникационного оборудования. На начальном этапе появления и развития Интернет2 представлял собой большую сеть, связывающую вузы и исследовательские институты, с использованием входящих в нее высокоскоростных экспериментальных и частных сетей, а также специального программного обеспечения. В основу Интернет2 легла новая (шестая) версия протокола пакета передачи данных - Ipv6, разработанная международной организацией сообщества Интернета - IETF. Протокол Ipv6 должен заменить действующий протокол четвертой версии - Ipv4. Создана специальная организация, призванная способствовать продвижению этого протокола - IPv6 Forum. Технологии Интенет2 позволяют обеспечить скорость передачи данных до 10 Гбит/с и поддерживают средства Multicast (для одновременной широковещательной передачи данных нескольким абонентам сети), QoS (в том числе для обеспечения качества передач видео- и аудиоданных), а также использование высокоскоростных магистральных каналов. Пользователи Интернет2 могут одновременно оставаться пользователями обычного Интернета.
Организация семантической паутины
Другая актуальная на сегодня концепция развития Всемирной паутины - создание семантической (осмысленной) паутины. Автор концепции семантической паутины также Ти
·м Бе
·рнерс-Ли. Семантическая паутина (semantic web) это надстройка над существующей Всемирной паутиной, которая призвана сделать размещённую в сети информацию более понятной для компьютеров.
В настоящее время компьютеры принимают довольно ограниченное участие в формировании и обработке информации в сети Интернет. Функции компьютеров в основном сводятся к хранению, отображению и поиску информации. В то же время создание информации, её оценку, классификацию и актуализацию всё это по-прежнему выполняет человек. Как включить компьютер в эти процессы? Если компьютер пока нельзя научить понимать человеческий язык, то нужно использовать язык, который был бы понятен компьютеру. То есть, в идеальном варианте вся информация в Интернете должна размещаться на двух языках: на человеческом языке для человека и на компьютерном языке для понимания компьютера. Семантическая паутина это концепция сети, в которой каждый ресурс на человеческом языке был бы снабжён описанием, понятным компьютеру.
Программы смогут сами находить нужные ресурсы, обрабатывать информацию, классифицировать данные, выявлять логические связи, делать выводы и принимать решения на основе этих выводов. При широком распространении и грамотном внедрении семантическая паутина может вызвать революцию в Интернете.
Фундаментальным трудом по семантической паутине является книга Бернерса-Ли «Прядя семантическую паутину: полное раскрытие потенциала Всемирной паутины», вышедшая в 2005 году.

5.5. Вопросы для ПОВТОРЕНИЯ И самоконтроля
Каково назначение межкомпьютерной связи? Ее основные способы.
Опишите технологию "клиент–сервер".
Что представляет из себя компьютерная сеть?
Каким образом преодолевается проблема несовместимости интерфейсов в компьютерных сетях?
Охарактеризуйте основные виды сетевых топологий.
Архитектура сети. Назовите характеристики распространённых сетевых архитектур.
Дайте краткую характеристику специального сетевого оборудования.
Что такое локальная сеть? В каких областях и с какой целью они применяются?
Назначение сети Интернет.
Как была создана сеть Интернет?
Кто такой Бернес Ли и его роль в создании Всемирной паутины?
Попробуйте приблизительно оценить размер Интернет и ее российского фрагмента на текущий период.
Каким образом осуществляется подключение пользователя к сети Интернет?
Основные способы подключения пользователя к сети Интернет?
Каким образом осуществляется передача данных в сети Интернет?
Протоколы коммуникации TCP/IP.
Что такое IP-адрес?
Что такое доменная (DNS) система имен?
Сколько доменов имеет Россия? Как они называются?
Понятие универсального указателя ресурса URL.
Что такое сервисы Интернет? Перечислите основные сервисы сети Интернет.
Какие основные услуги предоставляет пользователям система WWW?
Что такое гипертекст, гипермедиа, WWW-страницы?
Назначение языка HTML и его последующих клонов.
Назначение браузеров.
Назначение электронной почты. Система адресации электронных адресов.
Назначение системы телеконференций Usenet.
Как организованы системы информационного поиска сети Интернет? Какие поисковые документы существуют для этого?
Назначение каталогов ресурсов.
Поисковые машины. Какими параметрами определяется качество поиска?
Перечислите наиболее популярные поисковые системы в Интернет.
Назначение онлайн-энциклопедий и справочников.
Назначение программ пересылки файлов FTP.
Назначение программ удаленного доступа Telnеt.
Что такое web-сайт организации и методика его создания?
Интернет-торговля. Ее преемущества и недостатки.
Что такое Chat?
Что такое списки рассылок?
Интернет2. Почему возникла необходимость его создания?
Что такое "семантическая паутина"?
5.6. ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ
1. Первая глобальная компьютерная сеть носила имя:
BITNet;
ARPANet;
NSFNet.
2. Провайдер Internet это:
организация-поставщик услуг Internet;
организация, занимающаяся созданием web-сайтов;
периферийное устройство, служащее для связи с другим компьютером.
3. FTP - это:
почтовый клиент;
программа IP-телефонии;
протокол передачи файлов.
4. Задан URL-адрес web-страницы: http://www.sgzt.com/sgzt/archive/content/2005/03/043. Каково имя протокола доступа к этому информационному ресурсу?
sgzt/archive/content/2005/03/043;
com;
http;
www.sgzt.com.
5. В какой из приведенных доменных зон первого уровня может приобрести себе доменное имя юридическое лицо, зарегистрированное на территории РФ?
.com;
.ru;
и в том и в другом.
6. Среди приведенных записей укажите корректный IP-адрес компьютера:
198.15.19.216;
298.15.19.216;
200,6,201,13;
http://www.ipc.ru;
www.ip-address.com.
7. Какой из приведённых адресов e-mail корректен?
Глеб@mur.ru;
mur.ru@gleb;
gleb@mur.ru;
gleb.1@mur.mil;
gleb @ mur. ru;
gleb@mur;
http://www.mur.ru/gleb.
8. Что такое HTML?
Один из протоколов семейства TCP/IP;
Язык гипертекстовой разметки документа;
Язык программирования.

Глава 6. ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ вычислительных устройств. КЛАССИФИКАЦИЯ КОМПЬЮТЕРОВ

6.1. история развития средств обработки информации
История счётных устройств насчитывает много веков.
Ниже в хронологическом порядке приводятся некоторые наиболее значимые события этой истории, их даты и имена участников.
Ок. 30 000 до н. э. Пожалуй, самым древним из найденных таких инструментов считается кость, с зарубками, найденная в древнем поселении Дольни Вестонци на юго-востоке Чехии в Моравии. Этот предмет получил название "вестоницкая кость" предположительно использовался 30 тысяч лет до н.э.
Ок. 4000 до н. э. В египетских экономических текстах стали использовать символы цифр.
Ок. 3000 до н. э. В Древнем Шумере (Месопотамии) изобретён абак (простейшие счёты).
2112-1997 до н. э. В Месопотамии появилась первая позиционная шестидесятеричная система счисления).
Ок. 500 до н. э. Появились счёты в близком к современному виду с косточками на проволоке.
384-322 до н. э. Древнегреческий учёный и философ Аристотель разработал основы формальной логики, ввёл понятие о переменных величинах, применил буквы для их обозначения.
310280 до н. э. Древнегреческий математик Евклид в своей книге "Начала" изложил основы теории чисел.
III в. до н. э. В математике Месопотамии в состав цифр введён знак для нуля. В это же время майя использовали ноль в своей двадцатиричной [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ].
III в. н. э. Древнегреческий математик Диофант Александрийский разработал алгебраическую символику
III в. н. э. Римская непозиционная система счисления является самой распространенной непозиционной системой.
VII в. В Индии появилась десятичная позиционная система счисления с нулём, которая используется в настоящее время.
Начало 1500 годов. Леонардо да Винчи (1452-1519) создал эскизные наброски суммирующей вычислительной машины на зубчатых колесах, способной складывать 13-разрядные десятичные числа.
1614 г. Шотландец Джон Непер (1550-1617) изобрёл логарифмы. Вскоре после этого Р. Биссакар в 1564 году, а в 1657 году - независимо от него - С.Патридж создали логарифмическую линейку, основной счетный прибор инженера до середины XX века.
1623 г. Немецкий ученый Вильгельм Шиккард (1592-1636), разработал счетную машину для суммирования и умножения шестиразрядных десятичных чисел.
1641-1642 гг. Девятнадцатилетний французский ученый Блез создает действующую суммирующую машину ("паскалину").
1673 г. Немецкий ученый Вильгельм Готфрид Лейбниц (1646-1716), создает счетную машину для сложения и умножения двенадцатиразрядных десятичных.
1774 г. Сельский пастор Филипп Маттеос Хан разработал первую действующую счетную машину, имевшую коммерческий спрос.
1794 . Во Франции был создан оптический телеграф Клода Шаппа. Это была первая надежная крупномасштабная сеть для передачи сообщений со стандартизованной системой кодирования.
1799 г. Во Франции Жозеф Мари Жакард (1752-1834) изобрел ткацкий станок, в котором для задания узора на ткани использовались перфокарты.
1821 г. Шарль-Ксавье Тома де Кольмар (1785-1870) создал первый механический калькулятор, который мог складывать, умножать, вычитать и делить.
1795 г. Математик Гаспар Прони (1755-1839) впервые в мире разработал технологическую схему вычислений, предполагающую разделение труда математиков на группы.
1830.г. Английский ученый Чарльз Беббидж (1791-1871) разработал проект аналитической машины. Только летом 2001 года машина Бэббиджа была построена стараниями Дорона Суода, директора лондонского Музея науки.
1843 г. Программы вычислений на машине Беббиджа, составлены дочерью Байрона Адой Августой Лавлейс (1815-1852). Их использовали для создания программ для первых ЭВМ.
1840–1860-е годы. Англичанин Джордж Буль (1815-1864) разработал алгебру логики (алгебру Буля). "Соединил" математическую логику с двоичной системой счисления и электрическими цепями американский ученый Клод Шеннон в 1936 г.
1846 г. Появился счислитель Петербургского учителя музыки Куммера, который серийно выпускался более 100 лет.
1855 г. Братья Джорж и Эдвард Шутц (George & Edvard Scheutz) из Стокгольма построили первый механический компьютер, используя работы Ч.Бэббиджа.
1867 г. Кристофер Шоулз (1819-1890) вместе со своим другом Карлом Глидденом изобрели пишущую машинку
1876 г. Английский инженер Александер Белл изобрёл телефон.
1880 г. В.Т. Однер в России создал механический арифмометр с зубчатыми колесами, и в 1890 году наладил его массовый выпуск. Под названием "Феликс" он выпускался до 50-х годов XX века.
1890 г. Американский инженер Герман Холлерит создал статистический табулятор, использовавший 80-колонные перфокарты, которые использовалась в первых трех поколениях компьютеров в качестве носителя информации.
В конце XIX века была изобретена перфолента.
1892 г. Американский инженер Уильям Барроуз выпустил первый коммерческий сумматор.
1897 г. Английский физик Дж. Томсон сконструировал [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ].
1900-1901 гг. Итальянский физик Гульельмо Маркони и русский ученый Александр Попов изобрели радио.
19041906 гг. Сконструированны электронные лампы: диод и триод.
1919 г. Русский ученый Михаил Александрович Бонч-Бруевич (18881940), и английские ученые В.Икклз и Ф.Джордан (1919) независимо друг от друга создали электронное[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], названное англичанами триггером.
1919 г. Норвежский инженер Фредерик Розинг Бюль усовершенствовал устройство Холлерита и разработал принципы программируемого табулятора. 
1923 г. Американский ученый русского происхождения В.К.Зворыкин изобрел иконоскоп передающую электронную телевизионную трубку.
1930 г. Профессор Массачусетского технологического института (МТИ) Ванневер Буш (Vannevar Bush, 1890-1974) построил  дифференциальный анализатор, с появлением которого связывают начало современной компьютерной эры.
1936 г. Английский математик [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] (1912-1954), и независимо от него Э. Пост выдвинули и разработали концепцию абстрактной вычислительной машины.
1938 г. Немецкий инженер Конрад Цузе (1910-1985), построил первый механический компьютер - Z1. Создал первую в мире релейную вычислительную машину с программным управлением Z3 (1941 г.) и цифровую специализированную управляющую вычислительную машину Z4 (1943 г.).
1937 г. Американский физик болгарского происхождения [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] (John Atanasoff, 1903-1995) создал вместе со своим аспирантом Клиффордом Берри (Clifford Berry) работающую настольную модель ЭВМ. Это был первый в мире ламповый электронный цифровой компьютер ABC (Atanasoff Berry Computer).
В 1938 г. В телефонной компании Bell Laboratories создали первый двоичный сумматор.
1939 г. Джордж Стибитц (George Stibits) и Сэмюель Вильямс (Samuel Williams) создали Complex Number Calculator калькулятор, складывающий комплексные числа, а также проводящий вычитание, умножение и деление. Он был первой машиной, к которой имелся удаленный доступ через телефонные линии в режиме разделенного времени.
1941 г. Инженер фирмы IBM Б.Фелпс в 1942 году создал экспериментальную модель электронного множительного устройства.
1942 – 1946 гг. Американский физик Джон Моучли (John Mauchly, 1907-1980) и  Джон Эккерт (John Presper Eckert) создали вычислительную машину, которая стала известна под именем ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer - электронный числовой интегратор и калькулятор)
1943 г. В Лондоне была построена машина Colossus на 1500 электронных лампах. Разработчики машины - М.Ньюмен и Т.Ф.Флауэрс.
1944 г. Под руководством американского математика Говарда Айкена (1900-1973) создана автоматическая вычислительная машина "Марк1" с программным управлением. Она была построена на электромеханических реле.
1945 г. [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] впервые изложил идею создания гипертекста.
1945 г. [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] (1903-1957) - сформулировал основные принципы работы и компоненты современных компьютеров. Под руководством Дж. Неймана в Принстонском институте перспективных исследований в 1952 г. была создана машина на электронных лампах МАНИАК (для расчетов по созданию водородной бомбы), а в 1954 г. еще одна, уже без его участия - "Джониак".
1946 г. Американский ученый-статистик Джон Тьюки предложил название БИТ (BIT - аббревиатура от BInary digiT). 
1947 – 1948 гг. Группой при лаборатории Bell Telephone Laboratories, возглавленной Уильямом Брэдфордом  Шокли (William Bredford Chockley, 1910 - 1989) изобретены транзисторы.
1947 г. [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] (Norbert Wiener 1894-1964) вводит в обращение термин "кибернетика".
1948 г. Под руководством академика Лебедева С.А. (1890-1974) и Глушкова В.М. разрабатываются отечественные ЭВМ: сначала [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] - малая электронная счетная машина (1951 год, Киев), а затем в 1952 году в Москве - [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] - быстродействующая электронная счетная машина.
1948 г. Ванг Ан (Wang An) изобрел запоминающее устройство на магнитных сердечниках, которое применялось в компьютерах до появления микросхем.
1948 г. Введен в действие первый в мире компьютер с хранимой программой Манчестерский Марк-1, созданный английскими учеными Том Килбурном (Tom Kilburn) и Фредди Вильямсом (Freddie Williams) из Манчестерскрго университета.
1948 г. Американский математик и инженер [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] ввел понятие количества информации.
1949 г. В мае в Англии заработал EDSAC (Electronic Delay Storage Automatic Calculator, электронный автоматический вычислитель с памятью на линиях задержки) первый действующий компьютер с хранимой программой - конструктор Морис Уилкис (Maurice Wilkes).
1949 г. Морис Уилкс ввел систему мнемонических обозначений для машинных команд, названную языком  ассемблера.
1949 г. Джон Моучли (John Mauchly) создал первый интерпретатор языка программирования под названием "Short Order Code".
1951 г. Под руководством. ДжонА Моучли закончена работа по созданию первого коммерческого компьютера - UNIVAC (Universal Automatic Computer)
1951 г. [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] (Grace Hopper)  разработала первую транслирующую программу, которую она назвала компилятором.
1951 г. Джей Форрестер запатентовал память на магнитных сердечниках.
1951 г. Морис Уилкс представил доклад "Наилучший метод конструирования автоматической машины", который стал пионерской работой по основам микропрограммирования.
1951 г. М.Уилкс совместно с Д.Уиллером и С.Гиллом написали первый учебник по программированию "Составление программ для электронных счетных машин" (русский перевод - 1953 год).
1952 г. В СССР в 1952-1953 годах [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] разработал операторный метод программирования (операторное программирование), а в 1953-1954 годах Л.В.Канторович - концепцию крупноблочного программирования.
1952 г. В СССР в Москве была создана ЭВМ М-1.
1952 г. Фирма IBM выпустила свой первый промышленный компьютер IBM 701.
1952 г. Начало истории магнитной ленты как средства хранения компьютерных.
1953 г. В СССР выпущена первая серийная отечественная вычислительная машина Стрела.
1954 г. Фирмой IBM разработан первый быстродействующий принтер, основанный на использовании вращающегося барабана со шрифтовым набором символов.
1955 г. В США изготовлен первый в мире компьютер на полупроводниковых транзисторах и диодах без использования электронных ламп – TRADIC (TRAnisitor DIgital Computer).
19551959 гг. Российские ученые А.А. Ляпунов, С.С. Камынин, Э.З. Любимский, А.П. Ершов, Л.Н. Королев, В.М. Курочкин, М.Р. Шура-Бура и др. создали "программирующие программы" прообразы трансляторов. В.В. Мартынюк создал систему символьного кодирования средство ускорения разработки и отладки программ.
Заложен фундамент теории программирования (А.А. Ляпунов, Ю.И. Янов, А.А. Марков, Л.А. Калужин) и численных методов (В.М. Глушков, А.А. Самарский, А.Н. Тихонов). Моделируются схемы механизма мышления и процессов генетики, алгоритмы диагностики медицинских заболеваний (А.А. Ляпунов, Б.В. Гнеденко, Н.М. Амосов, А.Г. Ивахненко, В.А. Ковалевский и др.).
1955 г. Сотрудниками фирмы IBM под руководством Джон Бэкуса (John Bakus) разработан первый алгоритмический язык FORTRAN.
1956 г. Фирмой IBM были разработаны первый жесткий диск.
1956 г. Вернер Бухгольц (Werner Buchholz) в 1956 г. ввел в обращение термин БАЙТ (byte).
1957 г. В институте электронных управляющих машин   была спроектирована ЭВМ для контроля космического пространства М-4.
1957 г. В Пензе под руководством Б. И. Рамеева создана одноадресная ламповая ЭВМ "[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]"общего назначения.
1958 г. Японская корпорация NEC разработала первый японский компьютер NEC-1101 и 1102.
1958 г. Bell Labs создала устройство (некое подобие модема) для передачи данных по телефонным линиям.
1958 г. Сеймором Крейем был разработан первый в мире суперкомпьютер, выполненный полностью на полупроводниковых элементах – CDC 1604.
1959 г. Дж.Маккарти и К.Стрейчи предложили концепцию разделения времени работы компьютера.
1959 г. Выпущена отечественная вычислительная машина Сетунь, работающая в троичной системе счисления.
1959 г. Создана машина М20. На основе М20 была создана уникальная многопроцессорная М40.
1959 г. Начало выпуска в Минске ЭВМ [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ].
1960 г. Роберт Нойс и Джек Килби независимо друг от друга создали монолитную интегральную схему.
1960 г. Разработан стандартизированный деловой язык программирования COBOL (Comnon business oriented language - общепринятый деловой ориентированный язык).
1960 г. Появился ALGOL (Algoritmic Language - алгоритмический язык).
1960 г. В СССР разработана первая полупроводниковая управляющая машина "[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]" ([ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], Б.Н. Малиновский).
1961 г. Американским профессором Джоном Маккартни разработан язык LISP (List procssing language - язык обработки списков).
1961 г. Компанией DEC выпускается первый миникомпьютер PDP-1.
1961 г. Фирма IBM Deutschland реализовала подключение компьютера к телефонной линии с помощью [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ].
1961 г. В Ереване начат серийный выпуск ЦВМ “Раздан-2.
1962 г. ЭВМ "Минск-2" выпущена г. в Минске.
1963 г. Утвержден американский стандартный код для обмена информацией - ASCII (American Standard Code Informatio Interchange).
1963 г. Фирма General Electric создала первую коммерческую СУБД (систему управления базами данных).
1963 г. В СССР под руководством В.М. Глушкова запускается в серийное производство компьютер "Промінь".
1963 г. Художник Харви Бэлл нарисовал первый смайлик.
1964 (по другим данным в 1965 г.) Сотрудник Стэнфордского исследовательского центра Дуглас Энгельбарт (Douglas Engelbart) продемонстрировал работу первой компьюторной мыши.
1964 г. Фирма IBM запустило в производство семейство ЭВМ [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] (System 360), ставших первыми компьютерами третьего поколения.
1964 г. Профессорами Дартмутского колледжа Томом Куртцем (Tom Kurtz) и Джоном Кемени (John Kemeny) был разработан язык BASIC (Beginners all-parpouse sumbolic instraction code - многоцелевой язык символических инструкций для начинающих).
1964 г. Созданы ЭВМ М4-2М  и  М4-3М.
1964 г. Начало выпуска ряда ЭВМ Урал: Урал-11, -14, -16.
1965 г. Сеймур Пейперт (Seymour Papert) разработал язык LOGO компьютерный язык для детей.
1965 г. Ларри Робертс впервые организовал взаимодействие между компьютерами на базе коммутации пакетов. 
1965 (1967) гг. Разные источники называют дату с разбросом в 2 года. Под руководством С.А. Лебедева организован крупносерийный выпуск БЭСМ6, самой быстродействующей на то время ЭВМ в мире.
1965 г. IBM совместно с группой пользователей SHARE – разработали языкк программирования PL/1 (Programming language - универсальный программно-ориентированный).
1965 г. Разработана ЭВМ “Минск-22 и “Минск-32.
1965 г. Е Ереванском научно-исследовательском институте математических машин разработаны ЭВМ семейства "Наири".
1965 г. В Киеве создана машина "МИР-1".
1966 г. ЭВМ “Раздан-3” серийно выпускается с 1966.
1967 г. Компания IBM начала производить 8 дюймовую дискету для компьютера, изобретенную Йосиро Накамацу.
1968 г. В 1968-1970 годах профессор Никлаус Вирт (нем. Niklaus Wirth, род. 1934) создал язык PASCAL.
1968 г. Голландский ученый Эдсгер Дейкстра разработал концепцию структурного программирования.
1968 г. Компания BBN (Bolt, Beranek and Newman, Inc.) начала работу по постройке сети ARPANET.
1968 г. Основана фирма Intel.
1969 г. Фирма IBM разделила понятия аппаратных средств (hardware) и программные средства (software).
1969 г. Профессор математики МТИ (Массачусетского технологического института)  Сеймур Пейперт и его коллеги создали новый язык на основе Лиспа, назвав его Лого (что по-гречески означает слово).
1969 г. Впервые в ЭВМ МИР-2 был применен дисплей со световым пером
1969 г. Разработана ЭВМ “[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]”.
1969 г. В США началось создание оборонной компьютерной сети - прародителя современной всемирной сети Internet. 29 октября принято считать днем рождения Сети. В этот день была предпринята самая первая, попытка дистанционного подключения к компьютеру.
1970 г. Сотрудник Национальной радиоастрономической обсерватории Чарльз Мурр создал язык программирования ФОРТ.
1970 г. Математик Эдгар Кодд (Edgar Codd), сотрудник IBM, описал концепцию реляционных баз данных и сформулировал 12 правил Кодда.
1971 г. Первым в истории адресом электронной почты стал tomlinson@bbn-tenexa.
1971 г. Фирмой Intel (США) создан первый микропроцессор Intel-4004, содержащий все основные компоненты центрального процессора.
1971 г. Появился компьютер IBM/370 модель 145 - первый компьютер, в основной памяти которого использовались исключительно интегральные схемы.
1971 г. В свет выходит первый в мире карманный калькулятор Poketronic
1971 г. Нолан Башнелл сделал игру Pong ("вонь"), ставшую первой настоящей и популярной компьютерной игрой.
1971 г. Французский учёный Алан Колмари разработал язык логического программирования Пролог (PROgramming in LOGic).
1972 г. Сеймур Крей организовал фирму Cray Research.
1972 г. Созданы шесть моделей компьютеров Единой системы (ЕС ЭВМ).
1972 г. Деннис Ритчи из Bell Lab's разработал язык программирования "С" (Си).
1972 г. Кен Томпсон и Деннис Ритчи разработали операционную систему UNIX.
1972 г. Концепция виртуальной машины была впервые реализована на компьютерах семейства IBM/370.
1972 г. Появился протокол Telnet.
1973 г. Рождение Ethernet - произошло стараниями Роберта Меткалфа в лаборатории Xerox PARC.
1973 г. Разработан учеными университета Люммини во Франции под руководством  Колмероэ язык PROLOG (Programmation en logique - логическое программирование).
1973 г. Фирмой IBM была впервые разработана память на жестких дисках типа "винчестер".
1973 г. Выпускается компьютер Micral, в описании которого впервые используется термин "микрокомпьютер".
1974 г. Фирма Intel разработала первый универсальный восьмиразрядный микропроцессор.
1974 г. Эдвард Робертс, молодой офицер ВВС США, инженер-электронщик фирмы MITS, создал первый персональный компьютер Altair.
1974 г. Первый компьютер неудачно сыграл в шахматы с человеком: "живой" шахматист легко выиграл.
1974 г. Internet Network Working Group (INWG), руководимая Винтоном Серфом (Vinton Cerf, Stanford Research Institute) разработала универсальный протокол передачи данных и объединения сетей Transmission Control Protocol/Internet Protocol (TCP/IP) - сердце Internet.
1974 г. Начало выпуска моделей второго ряда ЕС ЭВМ.
1975 г. Гарри Килдалл из фирмы Digital Reseach разработал операционную систему CP/M.
1975 г. Фирма IBM представила портативный мини-компьютер IBM 5100 Portable Computer.
1975 г. Студенты Гарвардского университета Билл Гейтс и Пол Аллен написали программное обеспечение для персонального компьютера "Altair" на основе языка Бейсик.
1975 г. Компания Xerox выпускает первый миникомпьютер, который комплектовался мышкой и имел графический интерфейс.
1975 г. Фирма IBM начала продажу [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ].
1976 г. Стив Возняк из компании Hewlett-Packard создал принципиально новый микрокомпьютер. Apple-I, а затем основали компанию Apple.
1976 г. В марте фирма Cray Research выпустила суперкомпьютер Cray-1.
1976 г. Появилась дискета диаметром 5,25 дюйма.
1976 г. Зарегистрирована торговая марка "Microsoft".
1976 г. Майкл Шрайер (Michael Shrayer) завершает работу над первым текстовым процессором Electric Pencil ("Электронный карандаш") для микрокомпьютеров.
1976 г. Питер Нортон (Peter Norton) создал комплект ставших знаменитыми на весь мир полезных утилит Norton Utilities.
1977 г. Были запущены в массовое производство три персональных компьютера: Apple-2, TRS-80  и PET.
1977 г. Разработан мини-компьютер VAX-11/780 первый 32-разрядный представитель нового семейства фирмы DEC.
1978 г. Фирма Intel выпустила микропроцессор.
1978 г. Epson анонсирует матричный принтер MX-80.
1978 г. Протокол управления передачей данных (Transmission Control Protocol - TCP) разделен на TCP и Internet Protocol (IP). Таким образом, возник хорошо известный протокол TCP/IP.
1978 г. В Чикаго заработала первая BBS электронная доска объявлений.
1979 г. Фирма Intel выпустила микропроцессор 8088.
1979 г. Дэн Бриклин и Боб Фрэнкстон создали программу VisiCalc - первую в мире электронную таблицу.
1979 г. Англичанин Клайф Синклер создал первый "домашний" компьютер ZX80, ставший предшественником для ZX81 и невероятно популярного ZX Spectrum.
1979 г. Microsoft представила Basic первый интерпретатор языка высокого уровня, предназначенный для 16-разрядных машин на базе процессора 8086.
1979 г. Коллективом, возглавляемым М.А.Карцевым, разработана многопроцессорная система М-10.
1979 г. В стенах Института проблем управления АН СССР завершается разработка высокопроизводительной вычислительной системы ПС-2000.
1979 г. Motorola анонсирует 16-разрядный процессор MC68000.
1979 г. Появился оптический компакт-диск (CD), разработанный фирмы Philips и предназначенный только для прослушивания музыкальных записей.
1979 г. В Японии и США были разработаны первые сотовые телефоны.
1979 г. Вейн Ратлифф разработал базу данных Vulcan (Ashton-Tate впоследствии развернула ее продажи под именем dBase II).
1980 г.  Hewlett-Packard представляет интегрированную разработку микрокомпьютер HP-85.
1980 г. Появился язык ADA, названный в память об [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] - первой программистки в истории вычислительной техники.
1980 г. Японские компании Sharp, Sanyo, Panasonic, Casio и американская фирма Tandy вынесли на рынок первый карманный компьютер, обладающий всеми основными свойствами больших компьютеров.
1981 г. Фирма Compaq выпустила первый Laptop.
1981 г. Никлаус Вирт разработал язык программирования МОДУЛА-2.
1981 г. Создан первый портативный компьютер - Osborne 1.
1981 г. Компания IBM представляет свой компьютер, который в дальнейшем положил начало понятию "IBM-совместимый компьютер" - IBM 5150 (IBM PC). Для IBM PC фирма Microsoft разработала для IBM PC операционную cистему MS-DOS.
1981 г. Появились дискеты диаметром 3,5 дюйма, выпущенные корпорацией Sony. А с 2007 года они сняты с производства.
1981 г. Дэвид Брэдли встроил в клавиатурный код команду для "горячей" перезагрузки и придумал ++. ,
1981 г. Начало выпуска в Киеве управляющего вычислительного комплекса (УВК) СМ-1420.
.1982 г. Создан 16-разрядный процессор Intel 80286.
1982 г. Фирма Sun начала выпускать первые рабочие станции.
1982 г. Английской фирмой Inmos был создан язык ОККАМ.
1982 г. [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] написал программу Unerase. 
1982 г. Появление первой версии AutoCAD и языка PostScript.
1982 г. Commodore Business Machines анонсирует Commodore 64.
1983 г. Корпорация Lotus Development начала продажи электронной таблицы Lotus 1-2-3 версии 1.0 под MS-DOS. Автор разработки Митч Капор (Mitch Kapo).
1983 г. Свою первую мышь Bus Mouse для IBM PC выпустила фирма Microsoft, а тремя годами позже появилась другая - InPort Mouse.
1983 г. Компания Visicorp выпускает Visi On интегрированную графическую операционную среду для приложений на персональных компьютерах.
1983 г. Microsoft анонсировала на рынок Microsoft Windows как графическое приложение для операционной системы MS-DOS.
1983 г. Компания Borland выпустила Turbo Pascal 1.0, ставший прародителем Delphi, и знаменитый компилятор Андерса Хейльсберга (Anders Hejlsberg), с которого начала отсчет новая эра интерактивных систем программирования.
1983 г. Atari Inc. представляет домашний компьютер Atari 1200XL.
1983 г. Корпорация Apple Computers построила персональный компьютер Lisa первый офисный компьютер, управляемый манипулятором мышь
1983 г. Фирма IBM выпускает IBM 5160, получившая второе название PC XT.
1984 г. Вышла в свет MS-DOS 3.1 первая версия MS-DOS, поддерживающая локальную сеть.
1984 г. 22 января принято считать днем рождения компьютеров марки Macintosh.
1984 г. Sony и Philips разрабатывают стандарт CD-ROM. Также разработаны стандарты MIDI и DNS.
1984 г. Франузский математик Филипп Кан основал компанию Borland International и стал продавать компилятор Turbo Pascal для персональных компьютеров.
1984 г. Hewlett-Packard выпустила первый принтер серии LaserJet.
1984 г. Появилась некоммерческая компьютерная сеть FIDO. Ее создатели Том Дженнингс и Джон Мэдил. В 1995 году в мире насчитывалось около 20 тысяч узлов этой сети, объединяющих 3 млн. человек.
1984 г. Разработан "Ага
·т" [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] универсальный 8-разрядный [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ].
1985 г. Сеймур Крей создал суперкомпьютер CRAY-2.
1985 г. Летом фирма IBM закрыла свою последнюю фабрику по выпуску перфокарт.
1985 г. Появился первый русский текстовый процессор Лексикон.
1985 г. Выпущен бытовой компьютер "Электроника БК0010-01" (ДВК-1), а затем и ДВК-2.
1985 г. В мае компания Microsoft официально объявила о создании системы электронных таблиц Excel (как для Macintoch, так и для IBM PC).
1985 г. Появился новый язык программирования C++. Автор Бьерн Страуструп.
1985 г. 17 октября корпорация Intel открыла линейку 386DX выпуском 16-МГц процессора.
1985 г. Начались продажи первой версии графической операционной среды Windows 1.0.
1985 г. Была основана компания АТI - разработчик и изготовитель видеоплат.
1986 г. На клавиатуре впервые появляются клавиши управления курсором и отдельный блок с цифровыми клавишами.
1986 г. Под эгидой IAB (Internet Activities Board - Координационный совет Интернета) образуются технические группы IETF (Internet Engineering Task Force - Рабочая группа по развитию Интернета) и IRTF (Internet Research Task Force - Рабочая группа по исследованию Интернета).
1986 г. Создан алгоритмический язык Turbo Pascal 3.02.
1987 г. IBM заявляет о выпуске компьютеров нового поколения PS/2, оснащенных операционной системой OS/2.
1987 г. ATI представляет на рынок EGA Wonder and VGA.
1987 г. Microsoft представляет первую реализацию электронной таблицы под Windows Microsoft Excel 2.0.
1988 г. Даниел Хиллис, главный конструктор фирмы Thinking Machines, построил суперкомпьютер Connection Machine.
1988 г. Фирма Apple разработала систему Hyper Card.
1988 г. Появилась Windows 2.1, позже переименованная в Windows/286.
1988 г. Выход в свет антивирусной программы Д. Н. Лозинского Aidstest.
1988 г. Создание IANA (Internet Assigned Numbers Authority) Агентства по выделению имен и уникальных параметров протоколов Интернета, полномочного органа Общества Интернет (Internet Society, ISOC) и Федерального Совета Сети (Federal Networking Council, FNC).
1988 г. IBM представила семейство серверов среднего класса AS/400.
1988 г. Motorola представила семейство RISC-микропроцессоров 88000.
1988 г. Роберт Тарран Моррис (младший) запустил в Internet червя, нацеленного на маршрутизаторы, который вывел из строя от 10 до 20 процентов компьютеров, подключенных тогда в Internet. После этого был образован координационный центр "скорой компьютерной помощи" - Computer Emergency Response Team (CERT).
1988 г. Медицинский журнал American Journal of Industrial Medicine опубликовал данные о том, что у женщин, работающих в период беременности за дисплеями более 2 часов в сутки, на 80% повышается риск неблагоприятного течения беременности.
1988 г. Мультипликационный фильм Tin Toy компании Pixar Animation Studios, созданный методом компьютерной анимации, стал первым произведением этого жанра, удостоенным "Оскара" в номинации за лучший короткометражный анимационный фильм.
1989 г. Фирма Intel выпустила микропроцессор Intel 486 DX.
1989 г. Creative Labs выпускают звуковую карту Sound Blaster, название которой впоследствии станет нарицательным.
1989 г. Microsoft выпустила текстовый процессор WORD.
1989 г. Разработан формат графических файлов GIF.
1989 г Корпорация Microsoft выпустила графическую оболочку [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
1990 г. Выпуск и ввод в эксплуатацию векторно-конвейерной суперЭВМ "Эльбрус 3.1".
1990 г. В базе данных InterNIC официально зарегистрирован домен первого уровня .SU (Soviet Union Советский Союз).
1990 г. Тим Бернерс-Ли (Tim Bernes-Lee) разработал язык HTML (Hupertext Markup Langauge – язык разметки гипертекста; основной формат -документов) и прототип Всемирной паутины, а также редактор Web-страниц и коммуникационные программы и все это в операционной системе NextStep на рабочей станции Next. 17 мая  1991 года состоялось первое подключение первого Web-сервера.
1990 г. Cray выпустил суперкомпьютер Cray Y-MP C90.
1990 г. Cостоялся официальный выход графической программы Photoshop 1.0. созданного Томасом Кнололом (Thomas Knoll).
1990 г. Выпущен первый процессор, разработанный специально под архитектуру портативных компьютеров, Intel 386SL.
1990 г. IBM представила семейство рабочих станций RS/6000 на базе RISC-процессоров.
1990 г. Toshiba выпустила SPARC LT - ноутбук на базе RISC-процессора.
1990 г. Компания Motorola начала выпускать микропроцессоры 68040.
1990 г. Приступила к работе компания The World - первый в мире коммерческий провайдер коммутируемого доступа в Internet.
1990 г. Последний год в истории ЕС ЭВМ - на развитие этого семейства было отпущено всего 100 млн. рублей.
1990 г. Начала действовать общедоступная компьютерная сеть Relcom (RELiable COMmunications).
1991 – 1992 гг. Финский студент Линус Торвальдс (Linus Torvalds) распространил среди пользователей Интернет первый прототип своей операционной системы Linux.
1991 г. Появилось новое творение Apple Macintosh Classic.
1991 г. Apple Computer выпустила первое семейство портативных компьютеров PowerBook.
1991 г. Состоялся года дебют языка Microsoft Visual Basic 1.0 for Windows (VB).
1991 г. Появился логотип Intel Inside®.
1991 г. Разработан процессор Intel 486SX.
1991 г. Apple Computer начинает продажи QuickTime 1.0 (кодовое имя Warhol), первоначально разработанной в качестве мультимедийного дополнения к Mac OS 7.
1991 г. Hewlett-Packard представила карманный компьютер 95LX весом 310 г.
1991 г. Sun Microsystems разрабатывает язык программирования Oak, который в дальнейшем превратился в Java.
1991 г. Изготовлено четыре экземпляра "Электроники СС БИС" – последней ЭВМ самостоятельно созданной в СССР.
1992 г. DEC представил первый 64-битный процессор RISC Alpha.
1992 г. Компания IBM представила семейство портативных компьютеров ThinkPad.
1992 г. Компания Sun Microsystems предложила систему SPARCstation 10 с возможностью многопроцессорной обработки.
1992 г. Корпорация Microsoft начала поставки базы данных Microsoft Access Database для Windows на основе бета-версии Windows NT и Windows 3.1.
1992 г. Стив Диринг и Стефен Каснер разработали систему многоадресной рассылки на базе IP для передачи аудио и видеопакетов по Internet.
1992 г. Сформулирован устав сообщества Internet.
1992 г. Джефф Хокинс и Донна Дубински основали компанию Palm Computing для разработки карманных устройств PDA. Первым продуктом Palm стал flop Zoomer.
1992 г. Компьютерный лексикон обогатился выражением surfing the Internet, что на жаргоне российских компьютерщиков звучит как "ходить по Internet".
1993 г. Появился первый web-браузер Mosaic, разработанный Эриком Бина и Марком Андриссеном. На NCSA Mosaic основан Internet Explorer.
1993 г. Фирма Intel выпустила 64-разрядный микропроцессор Pentium.
1993 г. Появился формат сжатия видео MPEG.
1993 г. Появилась операционная система Windows NT (New Technology).
1993 г. Джерри Янг (Jerry Yang) и Дэвид Фило (David Filo), выпускники Стэнфордского университета создали Интернет-путеводитель Yahoo!
1993 г. Apple Computer выпускает Newton MessagePad - первое устройство клавиатурных карманных компьютеров.
1993 г. Трафик World Wide Web вырос за год на 341634%.
1993 г. Учреждается заядлый враг ATI - NVIDIA
1993 г. Вышел в свет российский программный продукт оптического распознавания FineReader компании BIT Software (ныне ABBYY).
1993 г. Компания ЭЛВИС+ (Электронные вычислительные и информационные системы) создает первый в Рунете общедоступный Web-сайт.
1994 г. Начало выпуска фирмой Apple Computers серии Power PC.
1994 г. Компания Netscape Communication выпустила браузер Netscape Navigator 1.
1994 г. Появились первые рекламные баннеры.
1994 г. Iomega представляет свой дисковод Zip и соответствующие диски емкостью 25 и 100 Мбайт.
1994 г. Представлена полнофункциональная операционная система Linux 1.0.
1994 г. Джефф Безос разрабатывает идею интерактивного книжного магазина Amazon.com, а по существу стандарт электронной коммерции.
1994 г. Стивен Кирш запускает InfoSeek - механизм поиска в Internet.
1994 г. Web теснит Telnet и становится второй по популярности службой в Internet.
1994 г. Зарегисрирован новый домен ru, который начал постепенно теснить домен su, существовавший с сентября 1990-го.
1995 г. Фирма Microsoft выпустила в свет операционную систему [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ].
1995 г. Фирма Microsoft выпустила браузер Internet Explorer.
1995 г. Фирма Intel выпустила микропроцессор Pentium Pro.
1995 г. Фирма DEC объявила о выпуске пяти новых моделей персональных компьютеров Celebris XL.
1995 г. Представлен первый клон компьютера Macintosh.
1995 г. Advanced Micro Devices (AMD) представила микропроцессор K5.
1995 г. В мае группа специалистов из Sun Microsystems, возглавляемая Джеймсом Гослингом, представила платформенно независимый язык программирования Java.
1995 г. IBM признала, что существует возможность сбоя при смене дат - "проблема 2000 года" - и обнародовала план предоставления своим клиентам услуг, инструментария и средств поддержки для обеспечения совместимости с 2000 годом.
1995 г. Кинокомпания Walt Disney представила первый полнометражный мультипликационный фильм, полностью реализованный компьютерными средствами, Toy Story (на российском видеорынке - "История про игрушки).
1996 г. Компания Palm представляет карманные компьютеры Pilot 1000 и Pilot 5000.
1996 г. Фирма Microsoft выпустила Internet Explorer 3.0. 
1996 г. Фирма Microsoft выпустила операционную систему для карманных компьютеров Windows CE 1.0.
1996 г. Появление технологии Intel Video Phone в составе видеокомплекта Intel Create & Share Camera Pack позволило пользователям сети Интернет полноценно общаться с человеком в любой точке земного шара.
1996 г. Фирма "Партия" открывает первое в России бесплатное интернет-кафе.
1996 г. Российская антивирусная компания "ДиалогНаука" впервые в Глобальной сети (не только в Рунете) предложила онлайновую проверку на вирусы.
1996 г. Открыта поисковая система "Рамблер" [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ].
1996 г. Корпорация Sun Microsystems представила 64-разрядное семейство рабочих станций Ultra.
1996 г. Компания Palm Computing выпускает карманный компьютер Pilot PDA, получивший в настоящее время имя PalmPilot.
1996 г. Корпорация Microsoft представила технологию ActiveX - набор средств разработки Internet-приложений.
1996 г. Впервые вышла в эфир MSNBC - кабельная сеть круглосуточной службы новостей, созданная Microsoft и NBC.
1996 г. CompTek представила программные продукты серии Яndex, предназначенные для полнотекстового поиска с учетом морфологии русского языка.
1996 г. "1С" создает первую в российском компьютерном бизнесе франчайзинговую сеть.
1996 г. Появилась технология записи CD-RW, разработанная промышленным консорциумом, в который вошли компании Ricoh, Philips, Sony, Yamaha, Hewlett-Packard и Mitsubishi Chemical Corporation
1997 г. Число пользователей Интернета в мире превышает 100 миллионов.
1997 г. Компания Sun Microsystems приняла стандарт объектно-ориентированного языка программирования Java.
1997 г. Фирма Apple выпустила операционную систему Macintosh OS 8.
1997 г. Появился первый процессор из серии Pentium MMX Mobile, предназначенный для мобильных устройств и ноутбуков.
1997 г. Корпорация Microsoft представила операционную систему для мобильных устройств Windows CE 2.0 (кодовое название Mercury).
1997 г. Гарри Каспаров со счетом был 3,5:2,5 проиграл компьтерной программе Deep Blue.
1997 г. Intel выпускает первые процессоры с технологией MMX. Чуть позже появляются процессоры Pentium II.
1997 г. Началось разделение компьютеров на разные платформы (под Intel или AMD).
1998 г. Корпорация Microsoft выпускает операционную систему Windows 98.
1998 г. Появление стандарта беспроводной передачи голоса и данных Bluetooth, разработанного компанией Ericsson.
1998 г. Открылась бесплатная почтовая служба Mail.ru [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] (рис. 6.240).
1998 г. AMD выпускает процессор К6-300 МГц.
1998 г. Intel выпускает процессоры Pentium II на новом ядре Deschutes.
1999 г. Корпорация Intel представляет процессор Intel® Pentium® III.
1999 г. Intel начинает выпускать бюджетный процессор Celeron.
1999 г. Количество пользователей Интернета в мире превышает 201 миллион.
2000 г. Выход в свет операционной системы [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ].
2000 г. Корпорация Intel представляет процессор Pentium® 4. (
2000 г. IBM создала новый суперкомпьютер ASCI White.
2000 г. Персональным компьютерам исполняется 20 лет. В период с 1981 по 2000 год продано 835 миллионов компьютеров.
2000 г. Компания Apple выпускает персональный музыкальный проигрыватель iPod.
 2000 г. Число пользователей Интернета в мире превышает 400 миллионов.
2001 г. Фирма Intel анонсирует процессор Itanium.
2001 г. Intel выпускает процессор Pentium 4.
2001 г. AMD выпустила процессор Athlon XP.
2002 г. Выпуск в свет операционной системы [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] и офиса соответствующего имени.
2003 г. Корпорация Intel представляет технологию Intel® Centrino® для мобильных ПК.
2003 г. Выпущен доработанный Office 2003.
2004 г. Впервые в праздничный сезон 2004 года объем продаж ноутбуков превысил объем продаж телевизоров.
2006 г. Корпорация Intel выпускает технологию Intel® Viiv™, торговую марку домашних ПК для отдыха.
2006 г. Корпорация Intel объявляет о выпуске технологии Intel® vPro™, новой платформе ПК, оптимизированной для предприятий
2006 г. Корпорация Intel выпускает процессор Intel® Core™2 Duo.
2006 г. Выпуск в свет операционной системы Alta Vista и промышленный выпуск двухядерных процессоров Intel для персональных компьютеров.
2006 г. По оценкам корпорации Intel, во всем мире к Интернету подключено около 1,3 миллиарда компьютеров.
Современная история делается на ваших глазах и вы сами учавствуете в ее создании.
6.2. Этапы развития вычислительной техники. Поколения электронных вычислительных машин
Этапы развития вычислительной техники и признаки отличающие одно поколение от другого приведены в табл. 6.1.
Этапы развития вычислительной техники
Таблица 6. 13 SEQ Таблица_6. \* ARABIC 14115
Этапы развития вычислительной техники:
Признаки отличающие одно поколение от другого:

Ручной                           с 50-го тыс.до н.э.
Механический               с середины 17 века
Электромеханический  с 90-х годов 19 века
Электронный                 с 30-х годов 20 века
элементная база,
быстродействие,
объем оперативной памяти,
устройства ввода-вывода,
программное обеспечение.

Краткая характеристика этапов развития ЭВМ приведена в табл 6.2. и 6.3.
Характеристика этапов развития ЭВМ
Таблица 6. 13 SEQ Таблица_6. \* ARABIC 14215
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Поколе-ние
Элемент-ная база
Быстродействие (операций в секунду)

Объем ОП
Устройства ввода-вывода
Програмное обеспечение
Примеры

[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], после 1946 года
Электронные лампы, реле
3х105

64 Кб
 
Пульт управления,  перфокарта
Машинные языки
ENIAC, MARK-3, SWAC, IAS, BINAC, UNIVAC, MANIAC,WhirlWind-1,ORDVAC, IBM 701 (США)
Gamma-40 (Франция)
LEO, DEDUCE (Англия)
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], БЭСМ, Минск-1, Урал-2, М-20 (СССР)

[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], после 1955 года
Транзисторы
3х106

512 Кб
Перфокарты, перфоленты, АЦПУ, магнитный барабан
Алгоритмические языки, диспетчерские системы, пакетный режим
IBM 701, RCA-501, IBM 7090, LARC, Stretch  (США)
ATLAS (Англия) Раздан, Наири, Минск, МИР, Урал, Днепр, М-400, [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ][ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] (СССР)

[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], после 1964 года
Интегральные схемы (ИС)
 3х107

16 МГб
 
Видеотерминальные системы
Операционные системы,  режим разделения времени
PDP-8,PDP-11,B3500, [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] ЕС ЭВМ, СМ ЭВМ (СССР)

[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], после 1975 года
Большие интегральные схемы (БИС) и сверхбольшие интегральные схемы (СБИС)
более 3х107

более 16 МГб
Цветной графический дисплей, мышь
Базы и банки данных
ILLIAS 4, Cray-серией, Burroghs  (США)
ЕС 1191, ЕС 1766,[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] (СССР)

[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], после 1982 года

 
Оптические, лазерные устройства, устройство голосовой связи
Экспертные системы
 

Другая классификация поколений ЭВМ приведена в табл. 6.3.
Поколения ЭВМ
Таблица 6. 13 SEQ Таблица_6. \* ARABIC 14315


Параметр
ЭВМ
1-ое 1946-1955
2-ое 1955-1965
3-е
4-ое после 80г.




1965-1970
после 70г.


Основные элементы
Реле, эл. лампы
Транзисторы
ИС Интегральная схема
БИС Большая интегральная схема
СБИС Сверхбольшая интегральная схема

Быстродей-
ствие
1мс
1мкс
10нс
1нс
< 1нс

Плотность упаковки, элементов/см3
0,1
2-3
10-20
1000
 > 10000

После создания в 1946 г. в США модели ENIAC (рис. 6.41) был дан мощный импульс развитию универсальных ЭВМ, стимулировавший появление в ряде стран моделей ЭВМ, составивших первое поколение. На протяжении более 60 лет развития вычислительной техники появилось, сменяя друг друга, несколько поколений ЭВМ.
Первое поколение.
ЭВМ первого поколения в качестве элементной базы использовали электронные лампы и реле; оперативная память выполнялась на триггерах, позднее на ферритовых сердечниках; быстродействие было, как правило, в пределах 530 тыс. арифметических оп/с. Компьютеры отличались невысокой надежностью, требовали систем охлаждения и имели значительные габариты. Процесс программирования требовал значительного искусства, хорошего знания архитектуры ЭВМ и ее программных возможностей. На первых порах данного этапа использовалось программирование в кодах ЭВМ (машинный код), затем появились автокоды и ассемблеры. Как правило, ЭВМ первого поколения использовались для научно-технических расчетов, а сам процесс программирования больше напоминал искусство, которым занимался весьма узкий круг математиков, инженеров-электриков и физиков.
Над компьютерщиками продолжали посмеиваться: чтобы сложить, скажем, два числа, требовалось написать программу из многих машинных команд. Например, такую: "Ввести в машину первое слагаемое; ввести второе; переслать из памяти первое слагаемое в арифметическое устройство; переслать в арифметическое устройство второе слагаемое и вычислить сумму; переслать результат в память; вывести это число из памяти машины и напечатать его". Каждую команду и оба слагаемых "набивали" на перфокарты и только потом вводили колоду перфокарт в компьютер и ждали, когда протарахтит печатающее устройство и на выползающей из него бумажной ленте будет виден результат - искомая сумма.
Второе поколение
Создание в США 1 июля 1948 г. первого транзистора (рис. 6.48) не предвещало нового этапа в развитии вычислительной техники и ассоциировалось, прежде всего, с радиотехникой. Так, сообщение об изобретении транзистора было помещено в "Нью-Йорк таймс" в конце малозаметного раздела "новости радио" рядом с программой передачи "В ритме вальса". На первых порах, это был скорее опытный образец нового электронного прибора, требующий серьезного исследования и доработки. Уже в 1951 г. Уильям Шокли продемонстрировал первый надежный транзистор. Однако стоимость их была достаточно велика (до 8 долларов за штуку), и только после разработки кремниевой технологии цена их резко снизилась, способствовав ускорению процесса минитюаризации в электронике, захватившего и вычислительную технику.
Еще в 1955 г. была создана бортовая транзисторная ЭВМ для межконтинентальной баллистической ракеты ATLAS и первый полупроводниковый компьютер TRAGIC для ВВС США (рис 6.63). Новая элементная технология позволила резко повысить надежность вычслительной техники, снизить ее габариты и потребляемую мощность, а также значительно повысить производительность. Это позволило создавать ЭВМ с большими логическими возможностями и производительностью, что способствовало распространению сферы применения ЭВМ на решение задач планово-экономических, управления производственными процессами и др. В рамках второго поколения все более четко проявляется дифференциация ЭВМ на малые, средние и большие.
Конец 50-х годов характеризуется началом этапа автоматизации программирования, приведшим к появлению языков программирования Fortran, Algol-60 и др. Программа, написанная на известном машине языке, переводилась на язык команд автоматически, с помощью программы-переводчика – транслятора.
Третье поколение
Третье поколение связывется с появлением ЭВМ с элементной базой на интегральных схемах . В январе 1959 г. Джеком Килби была создана первая интегральная схема (рис. 6.71), представляющая собой тонкую германиевую пластинку длиной в 1 см. Для демонстрации возможностей интегральной технологии фирма Texas Instruments создала для ВВС США бортовой компьютер, содержащий 587 интегральных схем, и объемом (40см3) в 150 раз меньшим, чем у аналогичной ЭВМ старого образца. Но у интегральных схем Килби был ряд существенных недостатков, которые были устранены с появлением в том же году, планарных интегральных схем Роберт Нойса.
Значительно более мощным становится программное обеспечение, обеспечивающее функционирование ЭВМ в различных режимах эксплуатации. Появляются развитые системы управления базами данных (СУБД), системы автоматизирования проектных работ (САПРы); большое внимание уделяется созданию пакетов прикладных программ (ППП) различного назначения. По-прежнему появляются новые и развиваются существующие языки и системы программирования.
Четвертое поколение
Конструктивно-технологической основой вычислительной техники 4-го поколения становятся большие (БИС) и сверхбольшие (СБИС) интегральные схемы (рис. 6.102), созданные соответственно в 7080-х гг. Такие интегральные схемы содержат уже тысячи, десятки и сотни тысяч транзисторов на одном кристалле (чипе). При этом БИС - технология частично использовалась уже и в проектах предыдущего поколения (IВМ/360, ЕС ЭВМ ряд-2 и др.).
Наиболее важный в концептуальном плане критерий, по которому ЭВМ 4-го поколения можно отделить от ЭВМ 3-го поколения, состоит в том, что первые проектировались уже в расчете на эффективное использование современных языков высокого уровня и упрощения процесса программирования для проблемного программиста. В аппаратном отношении для них характерно широкое использование ИС-технологии и быстродействующих запоминающих устройств. Наиболее известной серией ЭВМ четвертого поколения можно считать IВМ/370 (рис. 6.103), которая в отличие от не менее известной серии IВМ/360 3-го поколения, располагает более развитой системой команд и более широким использованием микропрограммирования. В старших моделях 370-й серии был реализован аппарат виртуальной памяти, позволяющий создавать для пользователя видимость неограниченных ресурсов оперативной памяти.
Феномен персонального компьютера (ПК) восходит к созданию в 1965 г, первой мини-ЭВМ PDP-8. Машина быстро завоевала популярность и стала первым массовым компьютером этого класса. В начале 70-х годов число машин превысило 100 тысяч шт. Дальнейшим важным шагом был переход от мини - к микро-ЭВМ; этот новый структурный уровень ВТ начал формироваться на рубеже 70-х годов, когда появление БИС дало возможность создать универсальный процессор на одном кристалле. Первый микропроцессор Intel-4004 (рис. 6.102) был создан в 1971 г. и содержал 2250 элементов, а первый универсальный микропроцессор Intel-8080 (рис. 6.108), явившийся стандартом микрокомпьютерной технологии и созданный в 1974 г., содержал уже 4500 элементов и послужил основой для создания первых ПК. В 1979 г. выпускается один из самых мощных и универсальных 16-битный микропроцессор Motorolla-68000 с 70 000 элементами, а в 1981 г. первый 32-битный микропроцессор Hewlett Packard с 450 тыс. элементами.
Первым ПК можно считать Altair-8800 (рис. 6.109), созданный на базе микропроцессора Intel-8080 в 1974 г. Эдвардом Робертсом. Для Altair-8800 Пол Аллен и Бил Гейтс (рис.6.112) создали транслятор с популярного языка Basic, существенно увеличив интеллектуальность первого ПК (впоследствии они основали знаменитую теперь компанию Microsoft Inc). Через год после появления первого ПК Altair-8800 их в производство ПК включилось более 20 различных компаний и фирм; начала формироваться ПК-индустрия (собственно производство ПК, их сбыт, периодические и непериодические издания, выставки, конференции и т.д.).
В 1981 г. фирма IBM, во избежание потери массового рынка, начинает выпуск своих ныне широко известных серий ПК IBM PC/XT/AT (6.141) и PS/2, открывших новую эпоху персональной вычислительной техники. Выход на арену ПК-индустрии гиганта IBM ставит производство ПК на промышленную основу, что позволяет решить целый ряд важных для пользователя вопросов (стандартизация, унификация, развитое программное обеспечение и др.). Можно с полным основанием полагать, что за короткий период времени, прошедший с дебюта Altair-8800 до IBM PC, к вычислительной технике приобщилось больше людей, чем за весь долгий период от аналитической машины Бэбиджа до изобретения первых ИС.
Первой ЭВМ, открывающей собственно класс супер-ЭВМ, можно считать модель Amdahl 470V16, созданную в 1975 г. и совместимую с IBM-серией. В настоящее время к классу супер-ЭВМ относят модели, имеющие среднее быстродействие не менее 20 мегафлопсов (1 мегафлопс = 1 млн операций в с плавающей точкой в секунду). Первой моделью с такой производительностью явилась во многом уникальная ЭВМ ILLIAC-IV, созданная в 1975 г. в США и имеющая максимальное быстродействие порядка 50 мегафлопсов. Яркая страница в истории супер-ЭВМ связана с Cray-серией С. Крея, первая модель Cray-1 (рис. 6.116) которой была создана в 1976 г. и имела пиковое быстродействие в 130 мегафлопсов. Архитектура модели базировалась на конвейерном принципе векторной и скалярной обработки данных с элементной базой на СБИС. Именно данная модель положила начало классу современных супер-ЭВМ. Следует отметить, что, не смотря на ряд интересных архитектурных решений, успех модели был достигнут, в основном, за счет удачных технологических решений. Последующие модели Cray-2, Cray Х-МР , Cray-3, Cray-4 довели производительность серии до порядка 10 тыс. мегафлопсов, а модель Cray МР, использующая новую архитектуру на 64 процессорах и элементную базу на новых кремниевых микросхемах, обладает пиковой производительностью порядка 50 гигафлопсов. В настоящее время фирма Cray Research является мировым лидером производства современных супер-ЭВМ и сопутствующих средств.
Завершая экскурс в историю современной ВТ с той или иной детализацией отдельных ее этапов, следует сделать несколько существенных замечаний. Прежде всего, имеет место все более гладкий переход одного поколения ЭВМ к другому, когда идеи нового поколения в той или иной мере созревают и даже реализуются в предыдущем поколении. Особенно это заметно при переходе на ИС-технологию производства вычислительной техники, когда определяющий акцент поколений все больше смещается с элементной базы на другие показатели: логическая архитектура, программное обеспечение, интерфейс с пользователем, сферы приложений и др. Появляется самая разнообразная вычислительная техника, характеристики которой не укладываются в традиционные классификационные рамки; складывается впечатление, что мы находимся в начале своего рода универсализации вычислительной техники, когда все ее классы стремятся к нивелированию своих вычислительных возможностей. Многие элементы пятого поколения в той или иной мере характерны и в наши дни.
6.3. Типы и назначение компьютеров
Существование различных типов компьютеров определяется различием задач, для решения которых они предназначены. С течением времени появляются новые типы задач, что приводит к появлению новых типов компьютеров. Поэтому приведенное ниже деление очень условно.
Различают:
суперкомпьютеры;
специализированные компьютеры-серверы;
встроенные компьютеры-невидимки (микропроцессоры);
персональные компьютеры (ПК).
Для выполнения изначального назначения компьютеров - вычислений - на рубеже 60-70 годов были созданы специализированные ЭВМ, так называемые суперкомпьютеры.
Суперкомпьютеры - специальный тип компьютеров, создающихся для решения предельно сложных вычислительных задач (составления прогнозов, моделирования сложных явлений, обработки сверхбольших объемов информации).
Компьютер, работающий в локальной или глобальной сети, может специализироваться на оказании информационных услуг другим компьютерам, на обслуживании других компьютеров. Такой компьютер называется сервером от английского слова serve (в переводе - обслуживать, управлять). Например, в локальной сети один из компьютеров (имеющей скоростной жесткий диск большой ёмкости) может выполнять функции файлового сервера, а другой (к которому присоединен принтер) сервера печати.
Кроме привычных компьютеров с клавиатурами, мониторами, дисководами, сегодняшний мир вещей наполнен компьютерами-невидимками. Микропроцессор представляет собой компьютер в миниатюре. Массовое распространение микропроцессоры получили и в производстве, там, где управление может быть сведено к отдаче ограниченной последовательности команд. Микропроцессоры незаменимы в современной технике. Например, управление современным двигателем - обеспечение экономии расхода топлива, ограничение максимальной скорости движения, контроль исправности и т. д. - немыслимо без использования микропроцессоров. Еще одной перспективной сферой их использования является бытовая техника.
12 августа 1981 года корпорация IBM представила первую в мире модель персонального компьютера (ПК, PC). Персональные компьютеры совершили компьютерную революцию в профессиональной деятельности миллионов людей и оказали огромное влияние на все стороны жизни человеческого общества.
6.4. Вопросы для ПОВТОРЕНИЯ И самоконтроля
Перечислите этапы развития вычислительной техники.
Укажите признаки, отличающие одно поколение вычислительной техники от другого.
Первое поколение ЭВМ: Элементная база, быстродействие, програмное обеспечение.
Второе поколение ЭВМ: Элементная база, быстродействие, програмное обеспечение.
Третье поколение ЭВМ: Элементная база, быстродействие, програмное обеспечение.
Четвертое поколение ЭВМ: Элементная база, быстродействие, програмное обеспечение.
Пятое поколение ЭВМ: Элементная база, быстродействие, програмное обеспечение.
Какие существуют типы компьютеров?
6.5. ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ
1. Первая ламповая ЭВМ называлась:
Марк-1;
ЭНИАК;
Цузе 1.
2. Кто из перечисленных ученых не связан с историей создания вычислительных машин:
Джордж Буль;
Чарльз Беббидж;
Исаак Ньютон;
Леонардо да Винчи.
3. Первые ЭВМ были созданы в XX веке...
в 40-е годы;
в 60-е годы;
в 70-е годы;
в 80-е годы.
4. Основной элементной базой ЭВМ четвертого поколения являются:
полупроводники;
электромеханические схемы;
электровакуумные лампы;
СБИС.


ГЛАВА 7.СИСТЕМЫ СЧИСЛЕНИЯ. АРИФМЕТИКА В РАЗЛИЧНЫХ СИСТЕМАХ СЧИСЛЕНИЯ

7.1. Системы счисления
Изучение систем счисления, которые используются в компьютерах, важно для понимания того, каким образом производится обработка числовых данных в ЭВМ.
Система счисления способ записи чисел с помощью заданного набора специальных символов (цифр) и сопоставления этим записям реальных значений.
Все системы счисления можно разделить на непозиционные и позиционные.
В непозиционных системах счисления, которые появились значительно раньше позиционных, смысл каждого символа не зависит от того места, на котором он стоит. Примером такой системы счисления является Римская, в которой для записи чисел используются буквы латинского алфавита. При этом буква I всегда означает единицу, буква V пять, X десять, L пятьдесят, C сто, D пятьсот, M тысячу и т.д. Например, число 264 записывается в виде CCLXIV.
Недостатком непозиционных систем является отсутствие формальных правил записи чисел и, соответственно, арифметических действий с многозначными числами.
В позиционных системах счисления вес каждой цифры изменяется в зависимости от ее положения (позиции) в последовательности цифр, изображающих число.
Правила выполнения вычислений с многозначными числами в позиционной системе счисления были разработаны средневековым математиком Мухамедом аль-Хорезми и в Европе были названы алгоритмами (от латинского написания имени аль-Хорезми – Algorithmi).
В вычислительной технике применяются позиционные системы счисления. Позиционных систем счисления существует множество, и отличаются они друг от друга алфавитом множеством используемых цифр. Размер алфавита (число цифр в нем) называется основанием системы счисления. Последовательная запись символов алфавита (цифр) изображает число. Позиция символа в изображении числа называется разрядом. Разряду с номером 0 соответствует младший разряд целой части числа. Каждому символу соответствует определенное число, которое меньше основания системы счисления. В зависимости от позиции (разряда) числа значение символа умножается на степень основания, показатель которой равен номеру разряда.
Таким образом, целое положительное число А в позиционной системе счисления можно представить выражением:

[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
(7.1)

или  [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ],
где p основание системы счисления, целое положительное число; a cимвол (цифра); n номер старшего разряда числа.
Обозначения цифр берутся из алфавита, который содержит p символов. Каждой цифре соответствует определенный количественный эквивалент. Обозначение ak следует понимать как цифру в k-м разряде. Всегда выполняется неравенство: akЗапись A(p) указывает, что число А представлено в системе счисления с основанием р:

[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
(7.2)

Примером системы счисления является всем нам хорошо известная десятичная система счисления. Любое число в ней записывается с помощью цифр: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9. Важно, что значение каждой цифры зависит от того места, на котором она стоит в этой записи.
Например, 1575: цифра 5 в записи числа встречается дважды: цифра 5 в последнем разряде число единиц, а цифра 5, находящаяся в записи числа левее, число сотен. В десятичной системе счисления значение единицы каждого разряда в 10 раз больше единицы соседнего с ним правого разряда.
Само число 10 называется основанием системы счисления, а цифры, используемые в десятичной системе базисными числами этой системы.
Но в качестве основания системы счисления можно выбрать любое целое число.
В компьютере для представления информации используются десятичная, двоичная, восьмиричная и шестнадцатеричная системы счисления. Количество цифр, которое требуется для изображения числа в позиционной системе счисления, равно основанию системы счисления р. Например, для записи чисел в двоичной системе счисления требуется две цифры, в десятичной десять, а в шестнадцатеричной шестнадцать.
Двоичная система счисления имеет набор цифр {0, 1}, р=2. В общем виде, используя формулу (7.1), двоичное число можно представить выражением:

[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
(7.3)

Например, число 101101(2) можно записать так:
1011012 = 1*25+0*24+1*23+1*22+0*21+1*20
Открытие двоичного способа представления чисел приписывают китайскому императору Фо Ги, жизнь которого относится к 4-му тысячелетию до новой эры. Известный немецкий математик Лейбниц (рис. 6.15) в 1697 г. разработал правила двоичной арифметики. Он подчеркивал, что "вычисление с помощью двоек, то есть 0 и 1, в вознаграждение его длиннот, является для науки основным и порождает новые открытия, которые оказываются полезными впоследствии, даже в практике чисел, а особенно в геометрии: причиной чего служит то обстоятельство, что при сведении чисел к простейшим началам, каковы 0 и 1, всюду выявляется чудесный порядок".
Блестящие предсказания Лейбница сбылись только через 2,5 столетия, когда именно двоичная система счисления нашла применение в качестве универсального способа кодирования информации в компьютерах.
Шестнадцатеричная система счисления имеет набор цифр {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F}, p = 16. Для изображения чисел в шестнадцатеричной системе счисления требуются 16 цифр. Для обозначения первых десяти цифр используются цифры десятичной системы счисления, шесть остальных первых шесть прописных букв латинского алфавита. По формуле (7.1) шестнадцатеричное число может быть представлено так:

[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
(7.4)

Пример. Число E7F8140 по формуле (7.4) запишется так:
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Восьмиричная система счисления имеет набор цифр {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7}, p = 8. Для изображения чисел в восьмиричной системе счисления требуются 8 цифр. Восьмиричная система используется реже, но ее тоже полезно знать.
Представление информации, хранящейся в памяти компьютера, в ее истинном двоичном виде весьма громоздко из-за большого количества цифр.
Каждый разряд двоичного числа имеет информационную емкость 1 бит. На основании одного двоичного разряда можно закодировать только два десятичных числа. На основании двух двоичных разрядов можно закодировать уже четыре десятичных числа. Тремя двоичными разрядами можно представить восемь десятичных чисел и т.д
Мы видим, что добавление каждого следующего разряда вдвое увеличивает количество двоичных комбинаций. Графически это может быть представлено так (рис. 7.1):
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Рис. 7. 13 SEQ Рис._7. \* ARABIC 14115. Каждый следующий разряд двоичного числа удваивает количество возможных комбинаций из нулей и единиц
Поэтому при записи двоичной информации на бумаге или выводе ее на экран принято использовать восьмеричную или шестнадцатеричную системы счисления. В современных компьютерах чаще используется шестнадцатеричная система счисления.
Полезно помнить некоторые степени двойки, восьмерки и шестнадцати (табл. 7.1).
Степени двойки, восьмерки и шестнадцати
Таблица 7. 13 SEQ Таблица_7. \* ARABIC 14115
k
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12

2k
2
4
8
16
32
64
128
256
512
1024
2048
4096

8k
8
64
512
4096
32768








16k
16
256
4096
65536
1048576








Запись в этих системах счисления первых двух десятков целых чисел приведена в табл. 7.2:
Соответствие чисел в различных системах счисления
Таблица 7. 13 SEQ Таблица_7. \* ARABIC 14215
10-я
2-я
8-я
16-я

0
0
0
0

1
1
1
1

2
10
2
2

3
11
3
3

4
100
4
4

5
101
5
5

6
110
6
6

7
111
7
7

8
1000
10
8

9
1001
11
9


10-я
2-я
8-я
16-я

10
1010
12
A

11
1011
13
B

12
1100
14
C

13
1101
15
D

14
1110
16
E

15
1111
17
F

16
10000
20
10

17
10001
21
11

18
10010
22
12

19
10011
23
13



Из всех систем счисления особенно проста и поэтому интересна для технической реализации в компьютерах двоичная система счисления.
Компьютеры используют двоичную систему потому, что она имеет ряд преимуществ перед другими системами:
для ее реализации нужны технические устройства с двумя устойчивыми состояниями (есть ток нет тока, намагничен не намагничен и т.п.), а не, например, с десятью, как в десятичной;
представление информации посредством только двух состояний надежно и помехоустойчиво;
возможно применение аппарата булевой алгебры для выполнения логических преобразований информации;
двоичная арифметика намного проще десятичной.
Недостаток двоичной системы быстрый рост числа разрядов, необходимых для записи чисел (см. табл. 7.2).
7.2. Перевод чисел из одной системы счисления в другую 
Перевод чисел из одной системы счисления в другую составляет важную часть машинной арифметики. Рассмотрим основные правила перевода.
Правило 1
Для перевода чисел из любой системы счисления в десятичную, можно воспользоваться выражением (7.1). Сначала в десятичную систему счисления переводится основание той системы, из которой осуществляется перевод, а затем цифры исходного числа. Результаты подставляются в выражение (7.1). Полученная сумма дает искомый результат.
Пример
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Схема Горнера
Эквивалентными являются алгоритмы для вычисления значения многочлена в некоторой точке х, заданные следующими формулами:

[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
(7.5)



[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
(7.6)

Запись (7.6) носит название вычислительной схемы Горнера.
Например:
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Алгоритм, задаваемый формулой (7.6) требует меньше арифметических операций и сводится к выполнению последовательной цепочки операций умножения и сложения в порядке их записи слева направо, поэтому при переводе чисел в десятичную систему счисления можно воспользоваться схемой Горнера.
Правило 2
Для перевода целых чисел из десятичной системы счисления в систему счисления с основанием р надо:
Последовательно делить заданное число и получаемые целые части на новое основание счисления р до тех пор, пока целая часть не станет меньше нового основания счисления.
Полученные остатки от деления, представленные цифрами из нового счисления, записать в виде числа, начиная с последней целой части.
Пример: Переведем число 75 из десятичной системы в двоичную, восьмеричную и шестнадцатеричную (рис. 7.2):
в двоичную в восьмиричную в шестнадцатиричную
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Рис. 7. 13 SEQ Рис._7. \* ARABIC 14215. Перевод числа из десятичной системы в двоичную, восьмеричную и шестнадцатеричную
Ответ: 7510 = 1 001 0112   =  1138  =  4B16.
Правило 3
Для перевода правильной десятичной дpоби  F  в систему счисления с основанием  р  необходимо  F  умножить на  р , записанное в той же десятичной системе, затем дробную часть полученного произведения снова умножить на  р, и т. д., до тех пор, пока дpобная часть очередного пpоизведения не станет pавной нулю, либо не будет достигнута требуемая точность изображения числа F   в р -ичной системе. Представлением дробной части числа F   в новой системе счисления будет последовательность целых частей полученных произведений, записанных в порядке их получения и изображенных одной р -ичной цифрой. Если требуемая точность перевода числа F  составляет k  знаков после запятой, то предельная абсолютная погрешность при этом равняется q -(k+1) / 2.
Пример. Переведем число 0,36 из десятичной системы в двоичную, восьмеричную и шестнадцатеричную (рис. 7.3):
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Рис. 7. 13 SEQ Рис._7. \* ARABIC 14315. Перевод дробного числа из десятичной системы в двоичную, восьмеричную и шестнадцатеричную
Для чисел, имеющих как целую, так и дробную части, перевод из десятичной системы счисления в другую осуществляется отдельно для целой и дробной частей по правилам 2 и 3.
Правило 4
Преобразования чисел из двоичной в восьмеричную и шестнадцатеричную системы и наоборот просты потому, что числа 8 и 16 являются целыми степенями числа 2.
Перевод восьмеричных и шестнадцатеричных чисел в двоичную систему очень прост: достаточно каждую цифру заменить эквивалентной ей двоичной триадой (тройкой цифр) или тетрадой (четверкой цифр). Лишние нули в старших разрядах отбрасываются.
Пример [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Правило 5
Обратный перевод производится так: каждая триада двоичных цифр заменяется восьмеричной цифрой, а каждая тетрада двоичных цифр заменяется шестнадцатеричной цифрой. Для правильного перевода число должно быть выровнено, т.е. число двоичных знаков должно быть кратно трем (для восьмеричной цифры) или четырем (шестнадцатеричной цифры) Выравнивание производится простым дописыванием требуемого количества нулей перед старшим разрядом целой части числа.  
Пример
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Сводная таблица переводов целых чисел из одной системы счисления в другую
Рассмотрим десятичную, двоичную, восьмеричную и шестнадцатеричную системы счисления, которые применяются в компьютерах. Возьмем произвольное десятичное число, например 46, и для него выполним все возможные последовательные переводы из одной системы счисления в другую. Порядок переводов определим в соответствии с рис. 7.4:
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Рис. 7. 13 SEQ Рис._7. \* ARABIC 14415. Сводная схема переводов целых чисел из одной системы счисления в другую
На этом рисунке использованы следующие обозначения: в кружках записаны основания систем счисления; стрелки указывают направление перевода; номер рядом со стрелкой означает порядковый номер соответствующего примера в сводной таблице 7.3.
Сводная таблица переводов целых чисел
Таблица 7. 13 SEQ Таблица_7. \* ARABIC 14315
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ] [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
7.3. Арифметические операции, выполняемые в позиционных системах счисления
В вычислительной технике наиболее часто выполняется операция сложения. Вычисления выполняются по следующим правилам:
операция сложения выполняется поразрядно, начиная с младших разрядов в слагаемых;
в каждом одноименном разряде слагаемых суммируются соответствующие цифры и перенос из предыдущего разряда суммы;
если сумма цифр одноименных разрядов слагаемых и переноса меньше основания системы счисления, то перенос в следующий разряд равен нулю, если равна или больше то равен единице.
В качестве примера рассмотрим арифметические операции в десятичной и двоичной системе счисления.
Арифметические операции над числами в двоичной системе счисления
Рассмотрим правила выполнения арифметических операций над однозначными числами. Представим их в виде таблиц.
Правила сложения
Правила вычитания
Правила умножения

0 + 0 = 0 0 + 1 = 1 1 + 0 = 1 1 + 1 = 10
0 - 0 = 0 0 - 1 = -1 1 - 0 = 1 1 - 1 = 0
0 * 0 = 0 1 * 0 = 0 0 * 1 = 0 1 * 1 = 1

Сложние
Пример 1. Сложим числа 15 и 6.

Проверка. Преобразуем полученные суммы к десятичному виду: 101012 = 24 + 22 + 20 = 16+4+1=21. 
Пример 2. Сложим числа 141,5 и 59,75.

Проверка. Преобразуем полученные суммы к десятичному виду:
11001001,012 = 27 + 26 + 23 + 20 + 2-2 = 201,25
Вычитание
Пример 3. Вычтем единицу из чисел 102 и 1002


Пример 4. Вычтем число 59,75 из числа 201,25


Проверка. Преобразуем полученные разности к десятичному виду:
10001101,12 = 27 + 23 + 22 + 20 + 2-1 = 141,5;
Умножение
Выполняя умножение многозначных чисел в различных позиционных системах счисления, можно использовать обычный алгоритм перемножения чисел в столбик, но при этом результаты перемножения и сложения однозначных чисел необходимо заимствовать из соответствующих рассматриваемой системе таблиц умножения и сложения.
Ввиду чрезвычайной простоты таблицы умножения в двоичной системе, умножение сводится лишь к сдвигам множимого и сложениям.
Пример 5. Перемножим числа 5 и 6.

Проверка. Преобразуем полученные произведения к десятичному виду:
111102 = 24 + 23 + 22 + 21 = 30;
Пример 6. Перемножим числа 115 и 51.

Проверка. Преобразуем полученные произведения к десятичному виду:
10110111010012 = 212 + 210 + 29 + 27 + 26 + 25 + 23 + 20 = 5865;
7.4. Кодирование информации
В качестве наименьшей единицы измерения информации принят 1 бит, который соответствует одному разряду в двоичной системе счисления. Эта система лежит в основе архитектуры компьютеров. Для представления всего многообразия величин в компьютере объединяют несколько двоичных разрядов. Поэтому более крупными единицами измерения в компьютере являются: 1 байт = 8 бит; 1 Кбайт=210 байт; 1 Мбайт = 210 Кбайт; 1 Гбайт = 210 Мбайт.
Поскольку информация в компьютере хранится в дискретной форме, для ее записи используется некоторый конечный набор знаков, называемый алфавитом. Очень часто в качестве алфавита используется таблица кодов, содержащая около 256 знаков. Каждому знаку соответствует числовой код. Этот код хранит образ соответствующего знака в памяти компьютера. Для понимания системы кодирования информации необходимо рассмотреть правила преобразования числовых кодов в различные системы счисления. 
Наиболее популярна таблица кодов ASCII. Она состоит из 16 строк и 16 столбцов, пронумерованных от 0 до F в 16-ричной системе счисления. Например, в столбце 4 и строке D таблицы расположена заглавная буква М латинского алфавита. Таким образом, при записи текста с такой буквой, она будет храниться в памяти в виде кода 4D16 или 7710. Обычно последние 8 столбцов таблицы кодов содержат буквы национальных алфавитов, графические знаки. В большом количестве разновидностей таблицы кодов ASCII первая половина таблицы является неизменной, а вторая - переменной. 
Таким образом, для хранения одного символа в ASCII-кодировке требуется 1 байт памяти компьютера. Однако 8-битовая кодировка является недостаточной для кодировки всех символов расширенных алфавитов. Все препятствия могут быть сняты при переходе на 16-битовую кодировку Unicode, допускающую 65536 кодовых комбинаций.
Числа кодируются особым образом. Например, целое число, в зависимости от типа, может кодироваться одним, двумя или четырьмя байтами. Для получения кода положительного целого числа достаточно перевести его из десятичной в двоичную систему счисления, например, десятичное число 12 кодируется как двоичное 00001100 (при однобайтовом типе числа). Отрицательные целые числа часто кодируются в так называемом дополнительном коде, когда старший двоичный разряд используется как признак отрицательности числа, а остальные разряды должны быть такими, чтобы сумма отрицательного числа и его модуля равнялась нулю. Так, десятичное число –1 будет представлено как двоичное 1111111111111111 (при двухбайтовом типе числа). Минимально допустимое двухбайтовое число 32768 кодируется как 1000000000000000, а максимальное 32767 как 0111111111111111.
Для вещественных чисел система кодирования является более сложной. Обычно для каждого числа часть байтов отводится для хранения мантиссы числа, а часть для порядка числа.
7.5. Вопросы для ПОВТОРЕНИЯ И самоконтроля
Для чего нужно изучать системы счисления, которые используются в компьютере?
Что называется системой счисления?
На какие два типа можно разделить все системы счисления?
Какие системы счисления называются непозиционными? Почему? Приведите пример такой системы счисления и записи чисел в ней?
Какие системы счисления применяются в вычислительной технике: позиционные или непозиционные? Почему?
Какие системы счисления называются позиционными?
Как изображается число в позиционной системе счисления?
Что называется основанием системы счисления?
Что называется разрядом в изображении числа?
Как можно представить целое положительное число в позиционной системе счисления?
Приведите пример позиционной системы счисления.
Опишите правила записи чисел в десятичной системе счисления:  i. а) какие символы образуют алфавит десятичной системы счисления? ii. б) что является основанием десятичной системы счисления? iii. в) как изменяется вес символа в записи числа в зависимости от занимаемой позиции?
Какие числа можно использовать в качестве основания системы счисления?
Какие системы счисления применяются в компьютере для представления информации?
Охарактеризуйте двоичную систему счисления: алфавит, основание системы счисления, запись числа.
Почему двоичная система счисления используется в информатике?
Дайте характеристику шестнадцатеричной системе счисления: алфавит, основание, запись чисел. Приведите примеры записи чисел.
Дайте характеристику восьмиричной системе счисления: алфавит, основание, запись чисел. Приведите примеры записи чисел.
По каким правилам выполняется сложение двух положительных целых чисел?
Каковы правила выполнения арифметических операций в двоичной системе счисления?
Для чего используется перевод чисел из одной системы счисления в другую?
Сформулируйте правила перевода чисел из системы счисления с основанием р в десятичную систему счисления и обратного перевода: из десятичной системы счисления в систему счисления с основанием р. Приведите примеры.
В каком случае для перевода чисел из одной системы счисления в другую может быть использована схема Горнера вычисления значения многочлена в точке? Каковы преимущества ее использования перед другими методами? Приведите пример.
Как выполнить перевод чисел из двоичной системы счисления в восьмеричную и обратный перевод? Из двоичной системы счисления в шестнадцатеричную и обратно? Приведите примеры. Почему эти правила так просты?
По каким правилам выполняется перевод из восьмеричной в шестнадцатеричную системы счисления и наоборот? Приведите примеры.
Напишите таблицы правил выполнения двоичного сложения, вычитания и умножения.
Какая форма представления информации называется непрерывной, а какая – дискретной?
Какая форма представления информации – непрерывная или дискретная – приемлема для компьютеров и почему?
Какова единица измерения информации?
Как задаются производные единицы измерения информации?
Как определяется алфавит?
Как кодируются символы в памяти компьютера?
Что собой представляет таблица ASCII кодов?
Как кодируются целые положительные числа в памяти компьютера?
Каковы особенности представления целых отрицательных чисел в памяти компьютера?
Как кодируются действительные числа?
7.6. ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ
7.1. Используя Правило Счета, запишите первые 20 целых чисел в десятичной, двоичной, троичной, пятеричной и восьмеричной системах счисления.
[[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]]
7.2. Какие целые числа следуют за числами:
а) 12;
е) 18;
п) F16; 

б) 1012;
ж) 78;
м) 1F16;

 в) 1112; 
з) 378;
н) FF16;

г) 11112;
и) 1778;
о) 9AF916; 

д) 1010112;
к) 77778;
п) CDEF16 ?

[[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]]
7.3. Какие целые числа предшествуют числам:  
а) 102;
е) 108;
л) 1016;

б) 10102;
ж) 208;
 м)2016;

в) 10002;
з) 1008;
н) 10016;

г) 100002;
и) 1108;
о) A1016;

д) 101002;
к) 10008;
п) 100016 ?

[[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]]
7.4. Какой цифрой заканчивается четное двоичное число? Какой цифрой заканчивается нечетное двоичное число? Какими цифрами может заканчиваться четное троичное число?
[ [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] ]
7.5. Какое наибольшее десятичное число можно записать тремя цифрами:
а) в двоичной системе;
б) в восьмеричной системе;
в) в шестнадцатеричной системе?
[ [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] ]
7.6. В какой системе счисления 21 + 24 = 100?
[ [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] ]
7.7. В какой системе счисления справедливо следующее:
а) 20 + 25 = 100;
б) 22 + 44 = 110?
[ [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] ]
7.8. Десятичное число 59 эквивалентно числу 214 в некоторой другой системе счисления. Найдите основание этой системы.
[ [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] ]
7.9. Переведите числа в десятичную систему, а затем проверьте результаты, выполнив обратные переводы:
а) 10110112;
е) 5178;
л) 1F16; 

б) 101101112;
ж) 10108; 
м) ABC16; 

в) 0111000012;
з) 12348;
н) 101016;

г) 0,10001102;
и) 0,348;
о) 0,А416;

д) 110100,112;
к) 123,418;
п) 1DE,C816.

[ [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] ]
7.10. Переведите числа из десятичной системы в двоичную, восьмеричную и шестнадцатеричную, а затем проверьте результаты, выполнив обратные переводы:
      а) 12510;      б) 22910;     в) 8810;      г) 37,2510;      д) 206,12510.
[ [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] ]
7.11. Переведите числа из двоичной системы в восьмеричную и шестнадцатеричную, а затем проверьте результаты, выполнив обратные переводы:
а) 1001111110111,01112;
 г) 1011110011100,112;

б) 1110101011,10111012;
д) 10111,11111011112;

в) 10111001,1011001112;
е) 1100010101,110012.

[ [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] ]
7.12. Переведите в двоичную и восьмеричную системы шестнадцатеричные числа:
      а) 2СE16;     б) 9F4016;     в) ABCDE16;     г) 1010,10116;     д) 1ABC,9D16.
[ [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] ]
7.13. Выпишите целые числа:
а) от 1011012 до 1100002 в двоичной системе;
б) от 2023 до 10003 в троичной системе;
в) от 148 до 208 в восьмеричной системе;
г) от 2816 до 3016 в шестнадцатеричной системе.
[ [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] ]
7.14. Для десятичных чисел 47 и 79 выполните цепочку переводов из одной системы счисления в другую:
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
[ [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] ]
7.15. Составьте таблицы сложения однозначных чисел в троичной и пятеричной системах счисления.
[[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]]
7.16. Составьте таблицы умножения однозначных чисел в троичной и пятеричной системах счисления.
[[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]]
7.17. Сложите числа, а затем проверьте результаты, выполнив соответствующие десятичные сложения:
а) 10111012 и 11101112;
д) 378 и 758;
и) A16 и F16;

б) 1011,1012 и 101,0112;
е) 1658 и 378;
к) 1916 и C16;

в) 10112, 112 и 111,12;
ж) 7,58 и 14,68;
л) A,B16 и E,F16;

г) 10112 , 11,12 и 1112;
з) 68, 178 и 78;
м) E16, 916 и F16.

[[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]]
7.18. В каких системах счисления выполнены следующие сложения? Найдите основания каждой системы:
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
[[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]]
7.19. Найдите те подстановки десятичных цифр вместо букв, которые делают правильными выписанные результаты (разные цифры замещаются разными буквами):
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]                        [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
[[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]]
7.20. Вычтите:
а) 1112 из 101002;
д) 158 из 208;
и) 1А16 из 3116;

б) 10,112 из 100,12;
е) 478 из 1028;
к) F9E16 из 2А3016;

в) 111,12 из 100102;
ж) 56,78 из 1018;
л) D,116 из B,9216;

г) 100012 из 1110,112;
з) 16,548 из 30,018;
м) ABC16 из 567816.

[[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]]
7.21. Перемножьте числа, а затем проверьте результаты, выполнив соответствующие десятичные умножения:
а) 1011012 и 1012;
д) 378 и 48;

б) 1111012 и 11,012;
е) 168 и 78;

в) 1011,112 и 101,12;
ж) 7,58 и 1,68;

г) 1012 и 1111,0012;
з) 6,258 и 7,128.

[[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]]
7.22. Разделите 100101102 на 10102 и проверьте результат, умножая делитель на частное.
[[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]]
7.23. Разделите 100110101002 на 11002 и затем выполните соответствующее десятичное и восьмеричное деление.
[[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]]
7.24. Вычислите значения выражений:
а) 2568 + 10110,12 . (608 + 1210) - 1F16;
б) 1AD16 - 1001011002 : 10102 + 2178;
в) 101010 + (10616 - 110111012)
128;
г) 10112 . 11002 : 148 + (1000002 - 408).
[[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]]
7.25. Расположите следующие числа в порядке возрастания:
а) 748, 1100102, 7010, 3816;
б) 6E16, 1428, 11010012, 10010;
в) 7778, 1011111112, 2FF16, 50010;
г) 10010, 11000002, 6016, 1418.
[[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]]
7.26. Прочитайте стихотворение. Переведите встречающиеся в нем числительные из двоичной системы счисления в десятичную.
Необыкновенная девчонка А. Н. Стариков

Ей было тысяча сто лет, Она в 101-ый класс ходила, В портфеле по сто книг носила – Все это правда, а не бред.
Когда, пыля десятком ног, Она шагала по дороге, За ней всегда бежал щенок С одним хвостом, зато стоногий.
Она ловила каждый звук Своими десятью ушами, И десять загорелых рук Портфель и поводок держали.
И десять темно-синих глаз Рассматривали мир привычно, Но станет все совсем обычным, Когда поймете наш рассказ.

7.27. За праздничным столом собрались 4 поколения одной семьи: дед, отец, сын и внук. Их возраст в различных системах счисления записывается так 88 лет, 66 лет, 44 года и 11 лет. Сколько им лет в десятичной системе счисления, если через год их возраст в тех системах счисления можно будет записать как 100?

Ответы Раздел 7. Арифметические основы компьютеров
7.1. в) троичная: 0, 1, 2, 10, 11, 12, 20, 21, 22, 100, 101, 102, 110, 111, 112, 120, 121, 122, 200, 201; г) пятеричная: 0, 1, 2, 3, 4, 10, 11, 12, 13, 14, 20, 21, 22, 23, 24, 30, 31, 32, 33, 34.
7.2. а) 102;   б) 1102;   в) 10002;   г) 100002;    д) 1011002;   е) 28;    ж) 108;   з) 408;   и) 2008;   к) 100008;    л) 1016;   м) 2016;   н) 10016;   о) 9AFA16;   п) CDF016.
7.3. а) 12;   б) 10012;   в) 1112;   г) 11112;   д) 100112;   е) 78;   ж) 178;  з) 778;   и) 1078;   к) 7778;   л) F16;   м) 1F16;   н) FF16;   о) A0F16;   п) FFF16.
7.4. Четное двоичное число оканчивается цифрой 0, нечетное двоичное цифрой 1, четное троичное цифрами 0, 1 или 2.
7.5. а) 7; б) 511; в) 4091.
7.7. а) ни в какой; б) в шестеричной.
7.8. Основание 5.
7.9. а) 91; б) 183; в) 225; г) 35/64; д) 52,75; е) 335; ж) 520; з) 668; и) 7/16; к) 8333/64; л) 31; м) 2748; н) 4112; о) 41/64; п) 47825/32.
7.10. а) 11111012; 1758; 7D16; б) 111001012; 3458; E516; в) 10110002; 1308; 5816; г) 100101,012; 45,28; 25,416; д) 11001110,0012; 316,18; CE,216.
7.11. а) 11767,348; 13F7,716; б) 1653,5648; 3AB,BA16; в) 271,5478; B9,B3816; г) 13634,68; 179C,C16; д) 27,76748; 17,FBC16; е) 1425,628; 315,C816.
7.12. а) 10110011102; 13168; б) 10011111010000002; 1175008; в) 101010111100110111102; 25363368; г) 1000000010000,0001000000012; 10020,04018; д) 1101010111100,100111012; 15274,4728.
7.13. а) 1011012, 1011102, 1011112, 1100002; б) 2023, 2103, 2113, 2123, 2203, 2213, 2223, 10003; в) 148, 158, 168, 178, 208; г) 2816, 2916, 2A16, 2B16, 2C16, 2D16, 2E16, 2F16, 3016;
7.14. а) 4710 - 1011112 - 578 - 4710 - 578 - 1011112 - 2F16 - 4710 - 2F16 - 1011112 - 4710; б) 7910 - 10011112 - 1178 - 7910 - 1178 - 10011112 - 4F16 - 7910 - 4F16 - 10011112 - 7910.
7.15.
 
+
0
1
2
3
4

 
0
0
1
2
3
4

+
0
1
2
 
1
1
2
3
4
10

0
0
1
2
 
2
2
3
4
10
11

1
1
2
10
 
3
3
4
10
11
12

2
2
10
11
 
4
4
10
11
12
13

7.16.
 
x
0
1
2
3
4

 
0
0
0
0
0
0

x
0
1
2
 
1
0
1
2
3
4

0
0
0
0
 
2
0
2
4
11
13

1
0
1
2
 
3
0
3
11
14
22

2
0
2
11
 
4
0
4
13
22
31

7.17. а) 110101002; б) 10001,02; в) 10101,12; г) 11001,12; д) 1348; е) 2248; ж) 24,38; з) 348; и) 1916; к) 2516; л) 19,A16; м) 2616.
7.18. а) в 16-й; б) в 10-й; в) в 3-й; г) в 8-й; д) в 16-й.
7.19. в) А=9, B=4, C=5, D=3, F=1, L=0, M=7, N=8;   г) A=3, B=6, C=2, D=5, E=9, F=7, G=1, H=0, I=4, J=8;   д) A=9, B=3, C=4, D=2, E=1, F=8, G=0, H=7, I=6.
7.20. а) 11012; б) 1,112; в) 1010,12; г) -10,012; д) 38; е) 338; ж) 22,18; з) 11,258; и) 1716; к) 1A9216; л) -1,7E16; м) 4BBC16.
7.21. а) 111000012; б) 11000110,012; в) 1000000,1012; г) 1001011,1012; д) 1748; е) 1428; ж) 15.268; з) 55.22228.
7.22. 11112.
7.23. 11001112; 10310; 1478.
7.24. а) 149310; б) 54210; в) 142010; г) 1110.
7.25. а) 1100102, 3816, 748, 7010; б) 1428, 10010, 11010012, 6E16; в) 1011111112, 50010, 7778, 2FF16; г) 11000002, 6016, 1418, 10010.
ГЛАВА 8. АЛГЕБРА ЛОГИКИ
8.1. Возникновение логики как самостоятельной науки
Понятие логики как науки появилось ещё в XIX в., т.е. задолго до появления науки информатики и компьютеров. Элементы математической логики можно найти уже в работах древнегреческих философов.
Логику, основанную Аристотелем (384–322 до н. э. - крупнейший древнегреческий мыслитель), принято называть формальной. Это название закрепилось за ней потому, что она возникла и развилась как наука о формах мышления.
В XVII в. Г. В. Лейбниц высказал идею о том, что рассуждения могут быть сведены к механическому выполнению определенных действий по установленным правилам. Однако как самостоятельный раздел математики логика начала формироваться только с середины XIX в..
Для того чтобы рассуждать, человеку необходим какой-либо язык. Не удивительно, что математическая логика начиналась с анализа того, как говорят и пишут люди на естественных языках. Этот анализ привёл к тому, что выяснилось существование формулировок, которые невозможно разделить на истинные и ложные, но, тем не менее, выглядят осмысленным образом. Это приводило к возникновению парадоксов, в том числе в одной из фундаментальных наук математики. Тогда было решено создать искусственные формальные языки, лишённого «вольностей» языка естественного.

Рис. 8. 13 SEQ Рис._8. \* ARABIC 14115. Джордж Буль – английский математик-самоучка
Джордж Буль (1815-1864г) по праву считается отцом математической логики (рис. 8.1). Его именем назван раздел математической логики – булева алгебра.
Буль изобрел своеобразную алгебру - систему обозначений и правил, применимую ко всевозможным объектам, от чисел до предложений. Пользуясь этой системой, он мог закодировать высказывания (утверждения, истинность или ложность которых требовалось доказать) с помощью символов своего языка, а затем манипулировать ими, подобно тому как в математике манипулируют числами.
Через некоторое время стало понятно, что система Буля хорошо подходит для описания электрических переключателей схем. Ток в цепи может либо протекать, либо отсутствовать, подобно тому как утверждение может быть либо истинным, либо ложным.
А еще несколько десятилетий спустя, уже в ХХ столетии, ученые объединили созданный Джорджем Булем математический аппарат с двоичной системой счисления, заложив тем самым основы для разработки цифрового электронного компьютера.

Рис. 8. 13 SEQ Рис._8. \* ARABIC 14215. Клод Шеннон – американский математик
В 1936 году выпускник Мичиганского университета Клод Шеннон (1916-2001г), которому был тогда 21 год, сумел ликвидировать разрыв между алгебраической теорией логики и ее практическим приложением (рис. 8.2).
Шеннон, имея два диплома бакалавра - по электротехнике и по математике, выполнял обязанности оператора на неуклюжем механическом вычислительном устройстве под названием "дифференциальный анализатор"
Постепенно у Шеннона стали вырисовываться контуры устройства компьютера. Если построить электрические цепи в соответствии с принципами булевой алгебры, то они могли бы выражать логические отношения, определять истинность утверждений, а также выполнять сложные вычисления. Свои идеи относительно связи между двоичным исчислением, булевой алгеброй и электрическими схемами Шеннон развил в докторской диссертации, опубликованной в 1938 году.
Применение в вычислительной технике и информатике алгебры логики
После изготовления первого компьютера стало ясно, что при его производстве возможно использование только цифровых технологий – ограничение сигналов связи единицей и нулём для большей надёжности и простоты архитектуры ПК. Благодаря своей бинарной природе, математическая логика получила широкое распространение в ВТ и информатике. Были созданы электронные эквиваленты логических функций, что позволило применять методы упрощения булевых выражений к упрощению электрической схемы. Кроме того, благодаря возможности нахождения исходной функции по таблице позволило сократить время поиска необходимой логической схемы.
В программировании логика незаменима как строгий язык и служит для описания сложных утверждений, значение которых может определить компьютер.
Математический аппарат алгебры логики очень удобен для описания того, как функционируют аппаратные средства компьютера, поскольку основной системой счисления в компьютере является двоичная, в которой используются цифры 1 и 0, а значений логических переменных тоже два
Так, например, предложение "Меню в программе – это список возможных вариантов" следует считать высказыванием, так как оно истинное. Предложение "Город Джакарта – столица Микронезии" тоже высказывание, так как оно ложное.
Разумеется, не всякое предложение является логическим высказыванием. Высказываниями не являются, например, предложения "Какого цвета этот дом?" и "Эта тема скучна". Первое предложение вопросительное, а не повествовательное. Второе использует слишком неопределённое понятие "тема скучна".
Предложения типа "Рикки Мартин – самый популярный певец" не являются некоторое приближение, приемлемое на практике. замещаются своими значениями.
Алгебра логики рассматривает любое высказывание только с одной точки зрения является ли оно истинным или ложным. Часто трудно установить истинность высказывания. Так, например, высказывание "Численность жителей города Красноярска составляет 961 тыс. чел" может быть одновременно истинным и ложным. Ложным так как указанное значение неточное и вообще не является постоянным. Истинным если рассматривать его как,   "1"  и   "0".
Каждая логическая связка рассматривается как операция над логическими высказываниями и имеет свое название и обозначение. Базовыми являются пять логических операций: отрицание, конъюнкция, дизъюнкция, импликация и эквиваленция. Каждую логическую операцию можно иллюстрировать та: “1 - истина” и “0 - ложь”.
Из этого следует два вывода:
Одни и те же устройства компьютера могут применяться для обработки и хранения как числовой информации, представленной в двоичной системе счисления, так и логических переменных.
На этапе конструирования аппаратных средств алгебра логики позволяет значительно упростить логические функции, описывающие функционирование схем компьютера, и, следовательно, уменьшить число элементарных логических элементов компьютера.
Логический элемент компьютера это часть электронной логичеcкой схемы, которая реализует элементарную логическую функцию.
Логическими элементами компьютеров являются электронные схемы И, ИЛИ, НЕ, ИНЕ, ИЛИНЕ и другие (состояния в другое и наоборот. Поскольку один триггер может запомнить только один разряд двоичного кода, то для операциях над логическими высказываниями
Употребляемые в обычной речи называемые также вентилями), а также триггер. Триггер имеет два устойчивых состояния, одно из которых соответствует двоичной единице, а другое двоичному нулю.
Термин триггер происходит от английского слова trigger защёлка, спусковой крючок. Для обозначения этой схемы в английском языке чаще запоминания байта нужно 8 триггеров, для запоминания килобайта, соответственно, 8 х 210 = 8192 триггеров. Современные микросхемы памяти содержат миллиарды триггеров.
8.2. Понятие “алгебры логики” как науки об общих употребляется термин flip-flop, что в переводе означает “хлопанье”. Это звукоподражательное название электронной схемы указывает на её способность почти мгновенно переходить (“перебрасываться”) из одного электрического слова и словосочетания "не",   "и",   "или",  "если... , то",   "тогда и только тогда" и другие позволяют из уже заданных высказываний строить новые высказывания. Такие слова и словосочетания называются   логическими связками.
Bысказывания, образованные из других высказываний с помощью логических связок, называются   составными. Высказывания, не являющиеся составными, называются   элементарными. Истинность или ложность получаемых таким образом составных высказываний зависит от истинности или ложности элементарных высказываний.
Чтобы обращаться к логическим высказываниям, им назначают имена. Пусть через А обозначено высказывание "Зимой люди катаются на коньках", а через В высказывание "Зимой люди катаются на лыжах".
Тогда составное высказывание  "Зимой люди катаются на коньках и на лыжах" можно кратко записать как     А и В.  Здесь   "и"  логическая связка,   А,   В   логические переменные, которые мoгут принимать только два значения   "истина"   или   "ложь",  обозначаемые, соответственно высказываниями, так как для выяснения его истинности или ложности нужны дополнительные сведения: о каком конкретно регионе, или о какой группе людей идет речь. Такие предложения называются высказывательными формами.
Высказывательная форма это повествовательное предложение, которое прямо или косвенно содержит хотя бы одну переменную и становится высказыванием, когда все переменные
Алгебра логики это раздел математики, изучающий высказывания, рассматриваемые со стороны их логических значений (истинности или ложности) и логических операций над ними.
Логическое высказывание это любoе повествовательное пpедлoжение, в oтнoшении кoтopoгo мoжно oднoзначнo сказать, истиннo oнo или лoжнo.блицей истинности.
Таблица истинности это табличное представление логической операции, в котором перечислены все возможные сочетания значений истинности входных операндов вместе со значением истинности выходного результата операции для каждого из этих сочетаний.
НЕ Операция, выражаемая словом "НЕ", называется отрицанием и обозначается чертой над высказыванием (или знаком [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]).   Высказывание [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]истинно, когда A ложно, и ложно, когда A истинно.   Пример. "Луна спутник Земли" (А); "Луна не спутник Земли" ([ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]). Таблица истинности логической операции "не" приведена в табл. 8.1.
Таблица истинности логического отрицания "НЕ"
Таблица 8. 13 SEQ Таблица_8. \* ARABIC 14115
x
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]

0
1

1
0

И Операция, выражаемая связкой "И", называется конъюнкцией (лат. conjunctio соединение) или логическим умножением и обозначается точкой " . " (может также обозначаться знаками[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ] или *). Высказывание А .и В истинно тогда и только тогда, когда оба высказывания А и В истинны. Например, высказывание "10 делится на 2 и 5 больше 3"   истинно, а высказывания "10 делится на 2 и 5 не больше 3" ложны. Таблица истинности логической операции "и" приведена в табл. 8.2.
Таблица истинности логического умножения (конъюнкции) "И"
Таблица 8. 13 SEQ Таблица_8. \* ARABIC 14215
Х
У
Х^У

0
0
0

0
1
0

1
0
0

1
1
1

ИЛИ Операция, выражаемая связкой "ИЛИ" (в неисключающем смысле этого слова), называется дизъюнкцией (лат. disjunctio разделение) или логическим сложением и обозначается знаком v (или плюсом). Высказывание А v В ложно тогда и только тогда, когда оба высказывания А и В ложны.   Например, высказывание   "10 не делится на 2 или 5 не больше 3"   ложно, а высказывания "10 делится на 2 или 5 больше 3",       истинны. Таблица истинности логической операции "или" приведена в табл. 8.3.
Таблица истинности логического сложения (дизъюнкции) "ИЛИ"
Таблица 8. 13 SEQ Таблица_8. \* ARABIC 14315
Х
У
ХVУ

0
0
0

0
1
1

1
0
1

1
1
1

ЕСЛИ-ТО   Операция, выражаемая связками "если ..., то",  "из ... следует",  "... влечет ...",  называется импликацией (лат. implico тесно связаны) и обозначается знаком [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]или 13 EMBED Equation.3 1415. Высказывание [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]  ложно тогда и только тогда, когда  А  истинно,  а  В  ложно. Таблица истинности логической операции "импликация" приведена в табл. 8.4.
Таблица истинности импликации "ЕСЛИ-ТО"
Таблица 8. 13 SEQ Таблица_8. \* ARABIC 14415
х
у
ху

0
0
1

0
1
1

1
0
0

1
1
1

В обычной речи связка   "если ..., то" описывает причинно-следственную связь между высказываниями. Но в логических операциях смысл высказываний не учитывается. Рассматривается только их истинность или ложность.
РАВНОСИЛЬНО   Операция, выражаемая связками "тогда и только тогда", "необходимо и достаточно", "... равносильно ...", называется эквиваленцией или двойной импликацией и обозначается знаком  [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]  или  ~. или  (Высказывание [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]истинно тогда и только тогда, когда значения А и В совпадают.       Например, высказывание "24 делится на 6 тогда и только тогда, когда 24 делится на 3 - истино,   а высказывание   "24 делится на 6 тогда и только тогда, когда 24 делится на 5" - ложно. Таблица истинности логической операции "эквиваленции" приведена в табл. 8.5.
Таблица истинности эквиваленция, связка "Тогда и только тогда" Таблица 8. 13 SEQ Таблица_8. \* ARABIC 14515
х
у
ху

0
0
1

0
1
0

1
0
0

1
1
1

Импликацию можно выразить через  дизъюнкцию  и  отрицание:
А [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]В = [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]v В.
Эквиваленцию можно выразить через отрицание, дизъюнкцию и конъюнкцию:
А [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]В = ([ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]v В) . ([ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]v А).
Таким образом, операций отрицания, дизъюнкции и конъюнкции достаточно, чтобы описывать и обрабатывать логические высказывания.
Порядок выполнения логических операций задается круглыми скобками. Но для уменьшения числа скобок договорились считать, что сначала выполняется операция отрицания ("не"), затем конъюнкция ("и"), после конъюнкции дизъюнкция ("или") и в последнюю очередь импликация.
8.3. Понятие логической формулы. законы алгебрЫ логики
Логические формулы
С помощью логических переменных и символов логических операций любое высказывание можно формализовать, то есть заменить логической формулой.
Всякая логическая переменная и символы "истина" ("1") и "ложь" ("0") формулы.
Если  А и В формулы,   то   [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ],   А . В ,   А v В ,   А [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]B ,   А [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]В     формулы.
Никаких других формул в алгебре логики нет.
В качестве примера рассмотрим высказывание "Если я куплю яблоки или абрикосы, то приготовлю фруктовый пирог". Это высказывание формализуется в виде (A v B) [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]C.
Как показывает анализ формулы (A v B) [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]C, при определённых сочетаниях значений переменных A, B и C она принимает значение "истина", а при некоторых других сочетаниях значение "ложь" (разберите самостоятельно эти случаи). Такие формулы называются выполнимыми.
Некоторые формулы принимают значение "истина" при любых значениях истинности входящих в них переменных. Таковой будет, например, формула А v [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ], соответствующая высказыванию "Этот треугольник прямоугольный или косоугольный". Эта формула истинна и тогда, когда треугольник прямоугольный, и тогда, когда треугольник не прямоугольный. Такие формулы называются тождественно истинными формулами или тавтологиями. Высказывания, которые формализуются тавтологиями, называются логически истинными высказываниями.
В качестве другого примера рассмотрим формулу А * [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ], которой соответствует, например, высказывание "Катя самая высокая девочка в классе, и в классе есть девочки выше Кати". Очевидно, что эта формула ложна, так как либо А, либо [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]обязательно ложно. Такие формулы называются тождественно ложными формулами или противоречиями. Высказывания, которые формализуются противоречиями, называются логически ложными высказываниями.
Если две формулы А и В одновременно, то есть при одинаковых наборах значений входящих в них переменных, принимают одинаковые значения, то они называются равносильными.
Равносильность двух формул алгебры логики обозначается символом "=" или символом "[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]" Замена формулы другой, ей равносильной, называется равносильным преобразованием данной формулы.
Основные законы алгебры логики
В алгебре логики выполняются следующие основные законы, позволяющие производить тождественные преобразования логических выражений (табл. 8.6):
Основные законы алгебры логики
Таблица 8. 13 SEQ Таблица_8. \* ARABIC 14615
Закон
Для   ИЛИ
Для   И

Переместительный
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]

Сочетательный
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]

Распределительный
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]

Правила де Моргана
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]

Идемпотенции
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]

Поглощения
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]

Склеивания
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]

Операция переменной с ее инверсией
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]

Операция с константами
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]

Двойного отрицания
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]

8.4. Таблицы истинности
Таблица истинности логической формулы выражает соответствие между всевозможными наборами значений переменных и значениями формулы.
Для формулы, которая содержит две переменные, таких наборов значений переменных всего 22 - четыре: (0, 0),     (0, 1),     (1, 0),     (1, 1).
Если формула содержит три переменные, то возможных наборов значений переменных 23 - восемь: (0, 0, 0),     (0, 0, 1),     (0, 1, 0),     (0, 1, 1),     (1, 0, 0),     (1, 0, 1),     (1, 1, 0),     (1, 1, 1).
Количество наборов для формулы с четырьмя переменными равно шестнадцати и т.д.
Удобной формой записи при нахождении значений формулы является таблица, содержащая кроме значений переменных и значений формулы также и значения промежуточных формул.
Пример 1
Составьте таблицу истинности для формулы , которая содержит две переменные x и y. В двух первых столбцах таблицы запишите четыре возможных пары значений этих переменных, в последующих столбцах значения промежуточных формул и в последнем столбце значение формулы. В результате получите таблицу 8.7:
Таблица истинности для примера 1
Таблица 8. 13 SEQ Таблица_8. \* ARABIC 14715
Переменные
Промежуточные логические формулы
Формула

[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]

0
0
1
0
0
1
1
1

0
1
1
1
1
0
1
1

1
0
0
0
1
0
0
1

1
1
0
0
1
0
0
1

Из таблицы видно, что при всех наборах значений переменных x и y формула принимает значение 1, то есть является тождественно истинной.
Пример 2
Таблица истинности для формулы [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ] приведена в табл. 8.8:
Таблица истинности для примера 2
Таблица 8. 13 SEQ Таблица_8. \* ARABIC 14815
Переменные
Промежуточные логические формулы
Формула

[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]

0
0
0
1
1
0
0

0
1
1
0
0
0
0

1
0
1
0
1
1
0

1
1
1
0
0
0
0

Из таблицы видно, что при всех наборах значений переменных x и y
формула [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ] принимает значение 0, то есть является тождественно ложной.
Пример 3
Таблица истинности для формулы [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ] приведена в табл. 8.9:
Табли
Через какие другие логические функции можно выразить импликацию и эквиваленцию?
Что понимается под логической формулой?
Что такое выполнимая логическая формула?
Что такое тождественно истинная логическая формула?
Что такое тождественно ложная логическая формула?
Что такое равносильная логическая формула?
Основные законы алгебры логики.
Какое количество наборов значений переменных необходимо написать в таблице истинности для N переменных?
Как решаются таблицы истинности?
8.6. ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ
8.1. Установите, какие из следующих предложений являются логическими высказываниями, а какие нет (объясните почему):
а) "Солнце есть спутник Земли";
б) "2+3?4"; ца истинности для примера 3
Таблица 8. 13 SEQ Таблица_8. \* ARABIC 14915
Переменные
Промежуточные логические формулы
Формула

[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]

0
0
0
1
1
0
1
0
0

0
0
1
1
1
0
1
1
1

0
1
0
0
0
1
1
0
1

0
1
1
0
0
1
1
1
1

1
0
0
1
1
0
0
0
0

1
0
1
1
1
0
0
0
0

1
1
0
0
1
0
0
0
0

1
1
1
0
1
0
0
0
0

Из таблицы видно, что формула [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]в некоторых случаях принимает значение 1, а в некоторых 0, то есть является выполнимой.
8.5. Вопросы для ПОВТОРЕНИЯ И самоконтроля
Кто разработал формальную логику и почему она так называется?
Какую идею высказал Г. В. Лейбниц о рассуждениях?
Кто является основателем математической логики?
Кто из наших современников сумел ликвидировать разрыв между алгебраической теорией логики и ее практическим приложением?
Почему математический аппарат алгебры логики удобен для описания того, как функционируют аппаратные средства компьютера?
Для чего служит электронная схема "вентиль"?
Что такое "триггер"?
Сформулируйте понятие алгебры логики.
Что такое "логическое высказывание"?
Что такое " высказывательная форма" логического высказывания?
Какие слова относятся к "логическим связкам (операциям)"?
Что такое "составное" и "элементарное" высказывание?
Охарактеризуйте понятие "таблица истинности".
"Логическое отрицание" – обозначение и таблица истинности.
"Логическое умножение " – обозначение и таблица истинности.
"Логическое сложение " – обозначение и таблица истинности.
"Импликация " – обозначение и таблица истинности.
"Эквиваленция " – обозначение и таблица истинности.
в) "сегодня отличная погода";
г) "в романе Л.Н. Толстого "Война и мир" 3 432 536 слов";
д) "Санкт-Петербург расположен на Неве";
е) "музыка Баха слишком сложна";
ж) "первая космическая скорость равна 7.8 км/сек";
з) "железо металл";
и) "если один угол в треугольнике прямой, то треугольник будет тупоугольным";
к) "если сумма квадратов двух сторон треугольника равна квадрату третьей, то он прямоугольный".
[[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]]
8.2. Укажите, какие из высказываний предыдущего упражнения истинны, какие ложны, а какие относятся к числу тех, истинность которых трудно или невозможно установить.
[[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]]
8.3. Приведите примеры истинных и ложных высказываний:
а) из арифметики;   б) из физики;
в) из биологии;   г) из информатики;
д) из геометрии;   е) из жизни.
[[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]]
8.4. Сформулируйте отрицания следующих высказываний или высказывательных форм:
а) "Эльбрус высочайшая горная вершина Европы";
б) "2>=5";
в) "10<7";
г) "все натуральные числа целые";
д) "через любые три точки на плоскости можно провести окружность";
е) "теннисист Кафельников не проиграл финальную игру";
ж) "мишень поражена первым выстрелом";
з) "это утро ясное и теплое";
и) "число n делится на 2 или на 3";
к) "этот треугольник равнобедренный и прямоугольный";
л) "на контрольной работе каждый ученик писал своей ручкой".
[[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]]
8.5. Определите, какие из высказываний (высказывательных форм) в следующих парах являются отрицаниями друг друга, а какие нет:
а) "5<10", "5>10";
б) "10>9", "10<=9";
в) "мишень поражена первым выстрелом", "мишень поражена вторым выстрелом";
г) "машина останавливалась у каждого из двух светофоров", "машина не останавливалась у каждого из двух светофоров",
д) "человечеству известны все планеты Солнечной системы", "в Солнечной системе есть планеты, неизвестные человечеству";
е) "существуют белые слоны", "все слоны серые";
ж) "кит млекопитающее", "кит рыба";
з) "неверно, что точка А не лежит на прямой а", "точка А лежит на прямой а";
и) "прямая а параллельна прямой b", "прямая a перпендикулярна прямой b";
к) "этот треугольник равнобедренный и прямоугольный", "этот треугольник не равнобедренный или он не прямоугольный".
[[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]]
8.6. Определите значения истинности высказываний:
а) "наличия аттестата о среднем образовании достаточно для поступления в институт";
б) "наличие аттестата о среднем образовании необходимо для поступления в институт";
в) "если целое число делится на 6, то оно делится на 3";
г) "подобие треугольников является необходимым условием их равенства";
д) "подобие треугольников является необходимым и достаточным условием их равенства";
е) "треугольники подобны только в случае их равенства";
ж) "треугольники равны только в случае их подобия";
з) "равенство треугольников является достаточным условием их подобия";
и) "для того, чтобы треугольники были неравны, достаточно, чтобы они были неподобны";
к) "для того, чтобы четырёхугольник был квадратом, достаточно, чтобы его диагонали были равны и перпендикулярны".
[[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]]
8.7. Подставьте в приведённые ниже высказывательные формы вместо логических переменных a, b, c, d такие высказывания, чтобы полученные таким образом составные высказывания имели смысл в повседневной жизни:
а) если (а или (b и с)), то d;
б) если (не а и не b), то (с или d);
в) (а или b) тогда и только тогда, когда (с и не d).
8.8. Формализуйте следующий вывод: "Если a и b истинны, то c истинно. Но c ложно: значит, a или b ложны".
[[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]]
8.9. Формализуйте предостережение, которое одна жительница древних Афин сделала своему сыну, собиравшемуся заняться политической деятельностью: "Если ты будешь говорить правду, то тебя возненавидят люди. Если ты будешь лгать, то тебя возненавидят боги. Но ты должен говорить правду или лгать. Значит, тебя возненавидят люди или возненавидят боги".
Формализуйте также ответ сына: "Если я буду говорить правду, то боги будут любить меня. Если я буду лгать, то люди будут любить меня. Но я должен говорить правду или лгать. Значит, меня будут любить боги или меня будут любить люди".
[[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]]
8.10. Пусть a = "это утро ясное", а b = "это утро теплое". Выразите следующие формулы на обычном языке:
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
[[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]]
8.11. Из трех данных высказываний a, b, c постройте составное высказывание, которое истинно, когда истинно какое-либо одно из данных высказываний, и только в этом случае.
[[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]]
8.12. Определите с помощью таблиц истинности, какие из следующих формул являются тождественно истинными или тождественно ложными:
а) [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
д) [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]

б) [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
е) [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]

в) [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
ж) [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]

г) [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
 

[[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]]
8.16. Постройте таблицы истинности для логических формул:
а) [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
б) [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
в) [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
д) [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
[[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]]
Ответы Раздел 8. Логические основы компьютеров
8.1. Являются высказываниями: а), г), д), ж), з), и), к); не являются высказываниями: б); в); е).
8.2. Истинные: д), з), к); ложные: а), и); истинность трудно установить: г); можно рассматривать и как истинное, и как ложное в зависимости от требуемой точности представления: ж).
8.3. Например, истинные высказывания: а) “2+2=4”; б) “сила притяжения тел обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними” в) “зайцы питаются растениями”; г) “бит - фундаментальная единица информации, используемая в теории информации”; д) “два треугольника равны, если две стороны и угол между ними одного треугольника равны двум сторонам и углу между ними другого треугольника”; е) “понедельник - первый день недели”.
Ложные высказывания: а) “4+3=5”; б) “тело падает на Землю с ускорением, пропорциональным своей массе”; в) “животные это неживая природа" г) “информатика - наука о термической обработке металлов”; д) “квадрат это фигура у которой пять сторон”; е) “лев - домашнее животное”.
8.4. а) “Эльбрус – не высочайшая горная вершина Европы”; б) “2<5”; в) “10>=7”; г) “не все натуральные числа целые”; д) “не через любые три точки на плоскости можно провести окружность”; е) “теннисист Кафельников проиграл финальную игру”; ж) “мишень не поражена первым выстрелом”; з) “это утро не ясное или оно не теплое” (Пояснение. Пусть А = “это утро ясное”, а B = “это утро теплое”. Тогда “это утро ясное и теплое” можно записать как АВ, отрицанием чего является [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ], что соответствует высказывательной форме “это утро не ясное или оно не не теплое”; и)“число n не делится на 2 и оно делится на 3”; к) “этот треугольник не равнобедренный или он не прямоугольный”; л) “не каждый ученик писал контрольную своей ручкой” (вариант: "кто-то писал контрольную не своей ручкой").
8.5. Являются отрицаниями друг друга: б), г), д), к); не являются отрицаниями друг друга: а), в), е), ж), з), и).
8.6. Истинны: б), в), г), з), к), и); ложны: а), д), е), ж).
8.8. [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ].
8.9. Решение. Введем обозначения для логических высказываний: а – “ты будешь говорить правду”; b – “тебя возненавидят люди”; c – “тебя возненавидят боги”. Договоримся считать, что некоторое заданное высказывание x истинно, если нет оговорки. Тогда предостережение матери можно записать так:
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]. А ответ сына – так:
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ].
8.10.
а) “это утро ясное и тёплое”;
ж) “это утро не ясное или не тёплое”;

б) “это утро ясное и оно не тёплое”;
з) “это утро не ясное и не тёплое”;

в) “это утро не ясное и оно не тёплое”;
и) “это утро ясное или не тёплое”;

г) “это утро не ясное или оно тёплое”;
к) “если это тро ясное, то оно не тёплое”;

д) “это утро ясное или оно не тёплое”;
л) “если это утро не ясное, то оно тёплое”;

е) “это утро не ясное или оно не тёплое”;
м) “это утро ясное и не тёплое”.

8.11. [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
8.12. Тождественно истинные: а), в), е); тождественно ложные: г), д), ж).

ГЛАВА 9. АЛГОРИТМЫ. АЛГОРИТМИЗАЦИЯ. АЛГОРИТМИЧЕСКИЕ ЯЗЫКИ 
9.1. Алгоритм. Свойства алгоритмов
Сущность алгоритма
Понятие алгоритма такое же основополагающее для информатики, как и понятие информации. Именно поэтому важно в нем разобраться, что и делает группа программистов на рис. 9.1.

Рис. 9. 13 SEQ Рис._9. \* ARABIC 14115. Программисты, изучающие алгоритм
Название "алгоритм" произошло от латинской формы имени величайшего среднеазиатского математика Мухаммеда ибн Муса ал-Хорезми (Alhorithmi) – рис. 9.2, жившего в 783850 гг. В своей книге "Об индийском счете" он изложил правила записи натуральных чисел с помощью арабских цифр и правила действий над ними "столбиком", знакомые теперь каждому школьнику. В XII веке эта книга была переведена на латынь и получила широкое распространение в Европе.

Рис. 9. 13 SEQ Рис._9. \* ARABIC 14215. Мухаммеда ибн Муса ал-Хорезми
Алгоpитм заранее заданное понятное и точное пpедписание возможному исполнителю совеpшить определенную последовательность действий для получения решения задачи за конечное число шагов.
Исполнитель алгоритма это некоторая абстрактная или реальная система, способная выполнить действия, предписываемые алгоритмом. В информатике универсальным исполнителем алгоритмов является компьютер.
Основные свойства алгоритмов
1.   Понятность для исполнителя исполнитель алгоритма должен понимать, как его выполнять. Иными словами, имея алгоритм и произвольный вариант исходных данных, исполнитель должен знать, как надо действовать для выполнения этого алгоритма.
2.   Дискpетность (прерывность, раздельность) алгоpитм должен пpедставлять пpоцесс pешения задачи как последовательное выполнение пpостых (или pанее опpеделенных) шагов (этапов).
3.   Опpеделенность каждое пpавило алгоpитма должно быть четким, однозначным и не оставлять места для пpоизвола. Благодаpя этому свойству выполнение алгоpитма носит механический хаpактеp и не тpебует никаких дополнительных указаний или сведений о pешаемой задаче.
4.   Pезультативность (или конечность) состоит в том, что за конечное число шагов алгоpитм либо должен пpиводить к pешению задачи, либо после конечного числа шагов останавливаться из-за невозможности получить решение с выдачей соответствующего сообщения, либо неограниченно продолжаться в течение времени, отведенного для исполнения алгоритма, с выдачей промежуточных результатов.
5.   Массовость означает, что алгоpитм pешения задачи pазpабатывается в общем виде, т.е. он должен быть пpименим для некотоpого класса задач, pазличающихся лишь исходными данными. Пpи этом исходные данные могут выбиpаться из некотоpой области, котоpая называется областью пpименимости алгоpитма.
9.2. Формы записи алгоритмов
Существуют множество различных форм записи алгоритмов. Это связано с тем, что каждый исполнитель алгоритмов "понимает" лишь такой алгоритм, который записан на его "языке" и по его правилам. Условно выделяют 4 формы записи алгоритмов:
Словесно-пошаговая (текстовая).
Табличная.
Запись на алгоритмическом языке.
Графическая форма записи (блок-схема).
Предваряя описание алгоритмов, следует рассмотреть команду "присваивание".
Величина получает свое значение путем выполнения команды присваивания. Она обозначается знаком := (присвоить) и записывается следующим образом: ИМЯ ВЕЛИЧИНЫ :=ЗНАЧЕНИЕ (рис. 9.3)

Рис. 9. 13 SEQ Рис._9. \* ARABIC 14315. Оператор присваивания
Нельзя путать знак присваивания со знаком равенства, так, например, при выполнении следующей команды присваивания Z:=Z+1, величина Z станет равной  предыдущему значению Z, увеличенному на 1. Ясно, что использование в этой записи знака равенства недопустимо, так как никакое Z не равно Z+1.
После присваивания величине нового значения старое забывается.
Пример
Определите, чему станет равна величина F, после выполнения следующего ряда присвоений: F:=4; F:= F *5; F:= 10+F; F:= F / 3; F :=F-10.
Нам кажется, что в результате будет 0. Проверьте сами
Словесно-пошаговая (текстовая) форма записи алгоритма
Алгоритм записывается в виде пронумерованных этапов его выполнения. Пример: Алгоритм сложения двух чисел (a и b).
Спросить, чему равно число a.
Спросить, чему равно число b.
Сложить a и b, результат присвоить с.
Сообщить результат с.
Словесный способ не имеет широкого распространения, так как такие описания:
Строго не формализуемы.
Страдают многословностью записей.
Допускают неоднозначность толкования отдельных предписаний.
Табличная форма записи алгоритма
Это запись алгоритма в виде таблицы. Используемые таблицы могут быть различными. Для примера будем использовать упрощенную форму.
Порядок составления табличных алгоритмов:
Переписать выражение так, как допустимо в информатике.
Определить порядок действий.
Ввести обозначения промежуточных результатов.
Занести полученные действия в таблицу.
Пример: Алгоритм вычисления R=2a +3b приведен в табл. 9.1.
Алгоритм вычисления
Таблица 9. 13 SEQ Таблица_9. \* ARABIC 14115
№ действия
Действие
Величина
Результат



1
2


1
*
2
a
k

2
*
3
b
u

3
+
k
u
R

Табличная форма записи обычно используется в качестве вспомогательного средства проверки правильности написания алгоритма.
Запись на алгоритмическом языке
Это запись алгоритма на специальном языке (в том числе и на языке программирования). Она осуществляется, строго следуя правилам того или иного алгоритмического языка.
Заголовок включает в себя название алгоритма, имена исходных данных (это величины, без которых выполнить алгоритм невозможно) и имена результатов (это величины, значения которых вычисляются в алгоритме).
Для указания начала и конца алгоритма используются служебные слова нач и кон. Между ними записывают одну или несколько команд алгоритма, их называют тело алгоритма.
Пример: Алгоритм вычисления значения выражения Y=z-a+2b. 

Четвертую (графическую) форму записи алгоритма рассмотрим более подробно.
9.3. Графическая форма записи алгоритма
Алгоритм записывается в виде схемы, состоящей из блоков (геометрических фигур) с размещенными в них действиями. Блоки соединяются стрелочками и показывают структуру всего алгоритма. Алгоритм в виде блок-схемы начинается блоком "начало" и заканчивается блоком "конец".
Основные блоки приведены на рис. 9.4.

Рис. 9. 13 SEQ Рис._9. \* ARABIC 14415. Изображение основных блоков
При составлении блок-схемы алгоритма сначала выделяют исходные данные (все переменные величины после знака равенства и в условии) и результат (величины которые необходимо найти). Если в задании подразумеваются, но не указываются имена величин, то они обозначаются самостоятельно. При отсутствии исходных данных блок ввода не пишется. В один блок можно поместить одно действие. Блочные символы соединяются линиями переходов, определяющими очередность выполнения действий. По умолчанию не требуется рисование стрелок при проведении линий слева направо и сверху вниз. Во всех остальных случаях стрелки необходимы.
Пример: Алгоритм вычисления значения выражения K=3b+6а приведен на рис. 9.5.

Рис. 9. 13 SEQ Рис._9. \* ARABIC 14515. Текстовая и блок схема форма записи алгоритма вычисления выражения K=3b+6а
Существуют еще формы записи, которые можно отнести к графическим формам представления алгоритмов. Одной из таких форм является построение структурограмм (диаграмм Несси – Шнайдермана, названных так по фамилиям авторов).
Действия в структурограмме располагаются друг под другом. Это позволяет наглядно отслеживать обработку данных в алгоритмах. Все структуры имеют прямоугольную форму. Заполнение их сходно с аналогичными блоками в блок-схемах, но имеются и отличия.
Пример: Рассмотрим блок-схему и структурограмму алгоритма, приведенного на рис. 9.6.

Рис. 9. 13 SEQ Рис._9. \* ARABIC 14615. Блок схемное и структурограммное представление алгоритма.
Результаты сравнения этих двух форм записи впишите в табл. 9.2.

Сравнение представления блок-схемы и структурограммы
Таблица 9. 13 SEQ Таблица_9. \* ARABIC 14215

Название  блока
Обозначение в



блок-схемах
структурограммах






9.3.1. Виды алгоритмов
Выделяют следующие базовые виды алгоритмов: линейный, разветвляющийся, циклический (табл. 9.3). Характерной особенностью базовых структур является наличие в них одного входа и одного выхода. При определении вида алгоритма пользуются ключевыми словами.
Базовые алгоритмические структуры
Таблица 9. 13 SEQ Таблица_9. \* ARABIC 14315
Вид алгоритма
Ключевые слова
Структура

Алгоритм, в котором есть структура следование называется линейным.
Следование - это расположение действий друг за другом.
Ключевых слов нет.


Алгоритм, в котором есть структура ветвление называется разветвляющимся.
Ветвление - это выбор действия в зависимости от выполнения какого-нибудь условия.
если...то...иначе..;
при ...(в значении если...).


Алгоритм, в котором есть структура цикл называется циклическим.
Цикл -это неоднократное повторение каких-либо действий.
от...до...;
... раз;
пока ...;
если... (в значении пока...).


Алгоритм, который содержит несколько структур одновременно, называется комбинированным. На рис. 9.7 представлен пример комбинированного алгоритма.

Рис. 9. 13 SEQ Рис._9. \* ARABIC 14715. Блок – схема комбинированного алгоритма
9.3.1.1. Базовая структура  "следование"
Образуется последовательностью действий, следующих одно за другим. Структура изображена в табл. 9.3.
9.3.1.2. Базовая структура  "ветвление"
Ветвление в алгоритмах позволяет выполнить действие (или серию действий) в зависимости от выполнения или невыполнения какого-нибудь условия.  
Условие представляет собой строку, содержащую операцию сравнения с использованием знаков <>=.
Например: x>5; s1<-15.5; d$="да"; j<>4 (не равно); Z3>=3 (больше или равно); t<=0(меньше или равно).
Если условие соблюдается, то выполняются действия, расположенные в ветви под названием "Да". В случае несоблюдения условия будут выполнены действия, расположенные в ветви "Нет". Каждый из путей ведет к общему выходу, так что работа алгоритма будет продолжаться независимо от того, какой путь будет выбран.
Структура ветвление в разветвляющихся алгоритмах может быть представлена в двух формах: полной или неполной (рис. 9.8).

Рис. 9. 13 SEQ Рис._9. \* ARABIC 14815. Блок-схема алгоритма полного или неполного ветвления
Неполная отличается от полной тем, что в одной из ветвей действия отсутствуют. В таком алгоритме в соответствии с условием либо будут выполнены действия, имеющиеся в ветви, либо начнут сразу выполняться действия, расположенные после ветвления.
На алгоритмическом языке структура ветвление записывается следующим образом (табл. 9.4).
Представление структуры "ветвление" в алгоритмическом языке
Таблица 9. 13 SEQ Таблица_9. \* ARABIC 14415
В полной форме
В неполной (сокращенной) форме

если условие то действие 1 иначе действие 2
все
В зависимости от условия в строке если выполняется только одно из действий (или группа действий), расположенных либо в строке то (условие соблюдено), либо в строке иначе (условие не соблюдено).
        если условие
то действие
все

В этом случае выполнится действие (или группа действий), расположенное в строке то только при соблюдении условия. Если же условие не соблюдается, то исполнитель перейдет  к выполнению действий, следующих за служебным словом все.

Служебное слово если обозначает начало ветвления, а все - конец ветвления.
Кроме двух базовых вариантов структуры "ветвление" на практике применяются еще один вариант разветвления "выбор" (рис. 9.9).
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Рис. 9. 13 SEQ Рис._9. \* ARABIC 14915. Блок-схема алгоритмической структуры "выбор"
Примеры структуры "ветвление" приведены в табл. 9.5.
Фрагметы блок-схем разветвляющихся алгоритмов
Таблица 9. 13 SEQ Таблица_9. \* ARABIC 14515
Алгоритмический язык
Язык блок-схем

если x > 0
  то y := sin(x)
все
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]

если x > 0
  то y := sin(x)
все
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]

выбор
  при n = 1: y := sin(x)
  при n = 2: y := cos(x)
  при n = 3: y := 0
все
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]


9.3.1.3. Базовая структура  "цикл"
Структура "цикл" используется при составлении алгоритмов, в которых необходимо многократно повторять какие-либо действия.
Цикл с параметром  (цикл "для")
Для организации цикла с параметром вводится величина (счетчик),  которая меняет свое значение от начального до конечного с определенным шагом. Шаг равен разности между следующим и предыдущим значением величины (рис. 9.10).

Рис. 9. 13 SEQ Рис._9. \* ARABIC 141015. Структура цикла с параметром  (цикла "для")
Если при выполнении алгоритма должен получиться ряд ответов, то блок вывода помещается внутри цикла.
Пример.
Цикл от Х=10 до 13 шаг 1. Х будет принимать значения равные:10,11,12,13. Цикл от R=20 до 14 шаг -2. R будет принимать значения равные: 20,18,16,14.
Все действия, размещенные внутри цикла, называются телом цикла. Тело цикла выполняется столько раз, сколько разных значений примет параметр в заданных пределах.
На алгоритмическом языке начало и конец цикла обозначают служебными словами нц и кц. Оформление цикла с параметром делается следующим образом (рис. 9.11):

Рис. 9. 13 SEQ Рис._9. \* ARABIC 141115. Пример организации цикла с параметром на алгоритмическом языке
Цикл с логическим условием  (цикл "до" )
Для организации цикла так же можно использовать блок логического условия.
Тело цикла размещается до проверки условия его окончания. Цикл выполнится хотя бы один раз. Блок схема и запись на алгоритмическом языке цикла "до" показаны на рис. 9.12.

Рис. 9. 13 SEQ Рис._9. \* ARABIC 141215. Пример организации цикла "до"
Цикл с логическим условием  (цикл "пока")
Тело цикла размещается после проверки условия его окончания. Цикл может не выполниться ни одного раза. Блок схема и запись на алгоритмическом языке цикла "пока" показаны на рис. 9.13. Данный вариант циклической структуры более универсален, так как существует значительное количество задач, где требуется проверка предусловия.

Рис. 9. 13 SEQ Рис._9. \* ARABIC 141315. Пример организации цикла "пока"
Примеры циклических структур приведены в табл. 9.6.
Фрагметы блок-схем циклических алгоритмов
Таблица 9. 13 SEQ Таблица_9. \* ARABIC 14615
Алгоритмический язык
Язык блок-схем

нц пока i <= 5
  S := S+A[i]
  i := i+1
кц
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]

нц для i от 1 до 5
  X[i] := i*i*i
  Y[i] := X[i]/2
кц
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]

В экономических вычислениях наиболее часто встречаются алгоритмы определения сумм и произведений. Рассмотрим их более подробно.
9.3.1.4. Алгоритмы вычисления суммы и произведения
При вычислении суммы или произведения ряда чисел пользуются соответствующими формулами.
ФОРМУЛА СУММЫ
Si=Si-1+xi
Сумма равна предыдущей сумме плюс аргумент. Начальная сумма равна нулю. При нахождении количества аргумент равен одному.
ФОРМУЛА ПРОИЗВЕДЕНИЯ
Pi=Pi-1*xi
Произведение равно предыдущему произведению, умноженному на аргумент. Начальное произведение всегда равно единице.
Математически данные формулы записываются так (рис. 9.14):

Рис. 9. 13 SEQ Рис._9. \* ARABIC 141415. Формулы для вычисления суммы и произведения
Если в аргументе около имени какой-нибудь величины стоит индекс счетчика, то внутри цикла необходимо поставить блок ввода этой величины.
В качестве примера рассмотрим блок-схемы алгоритмов для приведенных на рис. 9.14 примеров:

Рис. 9. 13 SEQ Рис._9. \* ARABIC 141515. Блок-схемы алгоритмов вычисления суммы и произведения
9.3.1.4. Вложенные циклы
Возможны случаи, когда внутри тела цикла необходимо повторять некоторую последовательность операторов, т. е. организовать внутренний цикл. Такая структура получила название [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] или вложенных циклов. Глубина вложения циклов (то есть количество вложенных друг в друга циклов) может быть различной.
При использовании такой структуры для экономии машинного времени необходимо выносить из внутреннего цикла во внешний все операторы, которые не зависят от параметра внутреннего цикла.
Рассмотрим два примера вычисления вложенных циклов.
Вложенный цикл "до"
Пример
Вычислите произведение тех элементов заданной матрицы A(10,10), которые расположены на пересечении четных строк и четных столбцов (рис. 9.16).

Рис. 9. 13 SEQ Рис._9. \* ARABIC 141615. Вложенный цикл "до"
Вложенный цикл "пока"
Пример
Вычислите сумму элементов заданной матрицы А(5,3) – рис. 9.17.

Рис. 9. 13 SEQ Рис._9. \* ARABIC 141715. Вложенный цикл "пока"

9.4. Языки программирования
9.4.1. Программный способ записи алгоритмов. Уровни языка программирования
При записи алгоритма в словесной форме, в виде блок-схемы или на псевдокоде допускается некоторый произвол при изображении команд. Вместе с тем такая запись точна настолько, что позволяет человеку понять суть дела и исполнить алгоритм.
Однако на практике в качестве исполнителей алгоритмов используются специальные автоматы компьютеры. Поэтому алгоритм, предназначенный для исполнения на компьютере, должен быть записан на понятном ему языке. И здесь на первый план выдвигается необходимость точной записи команд, не оставляющей места для произвольного толкования их исполнителем.
Следовательно, язык для записи алгоритмов должен быть формализован. Такой язык принято называть языком программирования, а запись алгоритма на этом языке программой для компьютера.
В настоящее время в мире существует несколько сотен реально используемых языков программирования. Для каждого есть своя область применения.
Любой алгоритм есть последовательность предписаний, выполнив которые можно за конечное число шагов перейти от исходных данных к результату. В зависимости от степени детализации предписаний обычно определяется уровень языка программирования чем меньше детализация, тем выше уровень языка.
По этому критерию можно выделить следующие уровни языков программирования:
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ];
машинно-оpиентиpованные ([ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]);
машинно-независимые (языки высокого уровня).
Машинные языки и машинно-ориентированные языки это языки низкого уровня, требующие указания мелких деталей процесса обработки данных. Языки же высокого уровня имитируют естественные языки, используя некоторые слова разговорного языка и общепринятые математические символы. Эти языки более удобны для человека.
Языки высокого уровня делятся на:
Процедурные (алгоритмические) (Basic, Pascal, C и др.), которые предназначены для однозначного описания алгоритмов; для решения задачи процедурные языки требуют в той или иной форме явно записать процедуру ее решения.
Логические (Prolog, Lisp и др.), которые ориентированы не на разработку алгоритма решения задачи, а на систематическое и формализованное описание задачи с тем, чтобы решение следовало из составленного описания.
Объектно-ориентированные (Object Pascal, C++, Java и др.), в основе которых лежит понятие объекта, сочетающего в себе данные и действия над нами. Программа на объектно-ориентированном языке, решая некоторую задачу, по сути, описывает часть мира, относящуюся к этой задаче. Описание действительности в форме системы взаимодействующих объектов естественнее, чем в форме взаимодействующих процедур.
При программировании на машинном языке программист может держать под своим контролем каждую команду и каждую ячейку памяти, использовать все возможности имеющихся машинных операций.
Но процесс написания программы на машинном языке очень трудоемкий и утомительный. Программа получается громоздкой, труднообозримой, ее трудно отлаживать, изменять и развивать.
Поэтому в случае, когда нужно иметь эффективную программу, в максимальной степени учитывающую специфику конкретного компьютера, вместо машинных языков используют близкие к ним машинно-ориентированные языки (ассемблеры) или языки высокого уровня.
9.4.2. Процедурно-ориентированное программирование
Появление первых электронных вычислительных машин, или компьютеров, ознаменовало новый этап в развитии техники вычислений. Появились специализированные языки программирования, созданные для разработки программ, предназначенных для решения вычислительных задач. Примерами таких языков могут служить FOCAL и FORTRAN.
Основой разработки программ являлась процедурная, или алгоритмическая, организация структуры программного кода. Это было настолько естественно для решения вычислительных задач, что целесообразность такого подхода ни у кого не вызывала сомнений. Исходным в данной методологии было понятие алгоритма.
При увеличении объемов программ для упрощения их разработки появилась необходимость разбивать большие задачи на подзадачи. В языках программирования возникло и закрепилось новое понятие процедуры. Использование процедур позволило разбивать большие задачи на подзадачи и таким образом упростило написание больших программ. Кроме того, процедурный подход позволил уменьшить объем программного кода за счет написания часто используемых кусков кода в виде процедур и их применения в различных частях программы.
Как и алгоритм, процедура представляет собой законченную последовательность действий или операций, направленных на решение отдельной задачи. В языках программирования появилась специальная синтаксическая конструкция, которая также получила название процедуры.
Со временем вычислительные задачи становились все сложнее, а значит, и решающие их программы увеличивались в размерах. Их разработка превратилась в серьезную проблему. Когда программа становится все больше, ее приходится разделять на все более мелкие фрагменты. Основой для такого разбиения как раз и стала процедурная декомпозиция, при которой отдельные части программы, или модули, представляли собой совокупность процедур для решения одной или нескольких задач. Одна из основных особенностей процедурного программирования заключается в том, что оно позволило создавать библиотеки подпрограмм (процедур), которые можно было бы использовать повторно в различных проектах или в рамках одного проекта. При процедурном подходе для визуального представления алгоритма выполнения программы применяется так называемая блок-схема. Соответствующая система графических обозначений была зафиксирована в ГОСТ 19.701-90. Блок-схемный подход к написанию алгоритмов был рассмотрен выше.
Дальнейшее увеличение программных систем способствовало формированию новой точки зрения на процесс разработки программ и написания программных кодов, которая получила название методологии структурного программирования. Ее основой является процедурная декомпозиция предметной области решаемой задачи и организация отдельных модулей в виде совокупности процедур. В рамках этой методологии получило развитие нисходящее проектирование программ, или проектирование "сверху вниз". Пик популярности идей структурного программирования приходится на конец 70-х - начало 80-х годов.
В этот период основным показателем сложности разработки программ считался ее размер. Общая трудоемкость разработки программ оценивалась специальной единицей измерения - "человеко-месяц", или "человеко-год". А профессионализм программиста напрямую связывался с количеством строк программного кода, который он мог написать и отладить в течение, скажем месяца.
9.4.3. Объектно-ориентированное программирование
Увеличение размеров программ приводило к необходимости привлечения большего числа программистов, что, в свою очередь, потребовало дополнительных ресурсов для организации их согласованной работы.
Но не менее важными оказались качественные изменения, связанные со смещением акцента использования компьютеров. В эпоху "больших машин" основными потребителями программного обеспечения были крупные заказчики. Стоимость таких вычислительных устройств для небольших предприятий и организаций была слишком высока.
Позже появились персональные компьютеры, которые имели гораздо меньшую стоимость и были значительно компактнее. Это позволило широко использовать их в малом и среднем бизнесе. Основными задачами в этой области являются обработка данных и манипулирование ими, поэтому вычислительные и расчетно-алгоритмические задачи с появлением персональных компьютеров отошли на второй план. Как показала практика, традиционные методы процедурного программирования не способны справиться ни с нарастающей сложностью программ и их разработки, ни с необходимостью повышения их надежности. Во второй половине 80-х годов возникла настоятельная потребность в новой методологии программирования, которая была бы способна решить весь этот комплекс проблем. Ею стало объектно-ориентированное программирование (ООП).
Объектно-ориентированный подход к проектированию основан на представлении предметной области задачи в виде множества моделей для независимой от языка разработки программной системы на основе ее прагматики.
Прагматика определяется целью разработки программной системы, например, обслуживание чемпионата мира по легкой атлетики (который проходил во время написания данного фрагмента). В формулировке цели участвуют предметы и понятия реального мира, имеющие отношение к создаваемой системе ([ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]9.18). При объектно-ориентированном подходе эти предметы и понятия заменяются моделями, т.е. определенными формальными конструкциями.

Рис. 9. 13 SEQ Рис._9. \* ARABIC 141815.  Семантика (смысл программы с точки зрения выполняющего ее компьютера) и прагматика (смысл программы с точки зрения ее пользователей).
Модель содержит не все признаки и свойства представляемого ею предмета или понятия, а только те, которые существенны для разрабатываемой программной системы. Таким образом, модель "беднее", а, следовательно, проще представляемого ею предмета или понятия.
Простота модели по отношению к реальному предмету позволяет сделать ее формальной. Благодаря такому характеру моделей при разработке можно четко выделить все зависимости и операции над ними в создаваемой программной системе. Это упрощает как разработку и изучение (анализ) моделей, так и их реализацию на компьютере.
Объектно-ориентированный подход обладает такими преимуществами, как:
Уменьшение сложности и повышение надежности программного обеспечения.
Возможность модификации отдельных компонентов программного обеспечения без изменения остальных.
Повторное использование отдельных компонентов программного обеспечения.
Систематическое применение объектно-ориентированного подхода позволяет разрабатывать хорошо структурированные, надежные в эксплуатации, достаточно просто модифицируемые программные системы. Этим объясняется интерес программистов к объектно-ориентированному подходу и объектно-ориентированным языкам программирования. ООП является одним из наиболее интенсивно развивающихся направлений теоретического и прикладного программирования.
Объекты
Объект - это понятие, абстракция или любой предмет с четко очерченными границами, имеющий смысл в контексте рассматриваемой прикладной проблемы. Введение объектов преследует две цели:
Понимание прикладной задачи (проблемы).
Введение основы для реализации на компьютере.
Каждый объект имеет определенное время жизни. В процессе выполнения программы, или функционирования какой-либо реальной системы, могут создаваться новые объекты и уничтожаться уже существующие.
Каждый объект имеет состояние, обладает четко определенным поведением и уникальной идентичностью.
Состояние
Состояние (state) - совокупный результат поведения объекта: одно из стабильных условий, в которых объект может существовать, охарактеризованных количественно. В любой момент времени состояние объекта включает в себя перечень (обычно статический) свойств объекта и текущие значения (обычно динамические) этих свойств.
Поведение
Поведение (behavior) - действия и реакции объекта, выраженные в терминах передачи сообщений и изменения состояния; видимая извне и воспроизводимая активность объекта.
Для каждого объекта существует определенный набор действий, которые с ним можно произвести. Результат выполнения действий зависит от состояния объекта на момент совершения действия.
Программа, написанная с использованием ООП, обычно состоит из множества объектов, и все эти объекты взаимодействуют между собой. Обычно говорят, что взаимодействие между объектами в программе происходит посредством передачи сообщений между ними.
Программу, построенную по технологии ООП, можно представить себе как виртуальное пространство, заполненное объектами, которые условно "живут" некоторой жизнью. Их активность проявляется в том, что они вызывают друг у друга методы, или посылают друг другу сообщения. Внешний интерфейс объекта, или набор его методов,- это описание того, какие сообщения он может принимать.
Уникальность
Уникальность (identity) - свойство объекта; то, что отличает его от других объектов.
Например, у вас может быть несколько одинаковых монет. Даже если абсолютно все их свойства (атрибуты) одинаковы (год выпуска, номинал и т.д.) и при этом вы можете использовать их независимо друг от друга, они по-прежнему остаются разными монетами.
В машинном представлении под параметром уникальности объекта чаще всего понимается адрес размещения объекта в памяти. На один объект может указывать несколько ссылок, и ссылки могут менять свои значения (ссылаться на другие объекты).
Классы
Класс - это шаблон поведения объектов определенного типа с заданными параметрами, определяющими состояние. Все экземпляры одного класса (объекты, порожденные от одного класса) имеют один и тот же набор свойств и общее поведение, то есть одинаково реагируют на одинаковые сообщения.
Все объекты одного и того же класса описываются одинаковыми наборами атрибутов. Однако объединение объектов в классы определяется не наборами атрибутов, а семантикой. В классе вводятся имена атрибутов, которые определены для объектов. В этом смысле описание класса аналогично описанию типа структуры или записи (record), широко применяющихся в процедурном программировании; при этом каждый объект имеет тот же смысл, что и экземпляр структуры (переменная или константа соответствующего типа).
В соответствии с UML (Unified Modelling Language - унифицированный язык моделирования), класс имеет следующее графическое представление (рис. 9.19).

Рис. 9. 13 SEQ Рис._9. \* ARABIC 141915. Графическое представление класса
Класс изображается в виде прямоугольника, состоящего из трех частей. В верхней части помещается название класса, в средней - свойства объектов класса, в нижней - действия, которые можно выполнять с объектами данного класса (методы).
Каждый класс также может иметь специальные методы, которые автоматически вызываются при создании и уничтожении объектов этого класса:
Конструктор (constructor) - выполняется при создании объектов.
Деструктор (destructor) - выполняется при уничтожении объектов.
Обычно конструктор и деструктор имеют специальный синтаксис, который может отличаться от синтаксиса, используемого для написания обычных методов класса.
Инкапсуляция
Инкапсуляция (encapsulation) - это сокрытие реализации класса и отделение его внутреннего представления от внешнего (интерфейса). При использовании объектно-ориентированного подхода не принято применять прямой доступ к свойствам какого-либо класса из методов других классов. Для доступа к свойствам класса принято задействовать специальные методы этого класса для получения и изменения его свойств.
Внутри объекта данные и методы могут обладать различной степенью открытости (или доступности).
Открытые члены класса составляют внешний интерфейс объекта. Это та функциональность, которая доступна другим классам. Закрытыми обычно объявляются все свойства класса, а также вспомогательные методы, которые являются деталями реализации и от которых не должны зависеть другие части системы.
Благодаря сокрытию реализации за внешним интерфейсом класса можно менять внутреннюю логику отдельного класса, не меняя код остальных компонентов системы. Это свойство называется модульность.
Обеспечение доступа к свойствам класса только через его методы также дает ряд преимуществ. Во-первых, так гораздо проще контролировать корректные значения полей, ведь прямое обращение к свойствам отслеживать невозможно, а значит, им могут присвоить некорректные значения.
Во-вторых, не составит труда изменить способ хранения данных. Если информация станет храниться не в памяти, а в долговременном хранилище, таком как файловая система или база данных, потребуется изменить, лишь ряд методов одного класса, а не вводить эту функциональность во все части системы.
Наконец, программный код, написанный с использованием данного принципа, легче отлаживать. Для того, чтобы узнать, кто и когда изменил свойство интересующего нас объекта, достаточно добавить вывод отладочной информации в тот метод объекта, посредством которого осуществляется доступ к свойству этого объекта.
Наследование
Наследование (inheritance) - это отношение между классами, при котором класс использует структуру или поведение другого класса (одиночное наследование), или других (множественное наследование) классов. Наследование вводит иерархию "общее/частное", в которой подкласс наследует от одного или нескольких более общих суперклассов. Подклассы обычно дополняют или переопределяют унаследованную структуру и поведение.
Например, классы "Легковой автомобиль" и "Грузовой автомобиль" имеют общую функциональность: 4 колеса, двигатель, могут перемещаться и т.д. Разумно вынести эти общие свойства и функциональность в отдельный класс, например, "Автомобиль" и наследовать от него классы "Легковой автомобиль" и "Грузовой автомобиль", чтобы избежать повторного написания одного и того же кода в разных классах (рис. 9.20).

Рис. 9. 13 SEQ Рис._9. \* ARABIC 142015. Обобщение классов "Легковой автомобиль" и "Грузовой автомобиль"
Отношение обобщения обозначается сплошной линией с треугольной стрелкой на конце. Стрелка указывает на более общий класс (класс-предок или суперкласс), а ее отсутствие - на более специальный класс (класс-потомок или подкласс).
Использование наследования способствует уменьшению количества кода, созданного для описания схожих сущностей, а также способствует написанию более эффективного и гибкого кода.
Множественное наследование на диаграмме изображается точно так же, как одиночное, за исключением того, что линии наследования соединяют класс-потомок сразу с несколькими суперклассами.
Не все объектно-ориентированные языки программирования содержат языковые конструкции для описания множественного наследования.
Полиморфизм
Полиморфизм (polymorphism) - положение теории типов, согласно которому имена (например, переменных) могут обозначать объекты разных (но имеющих общего родителя) классов. Следовательно, любой объект, обозначаемый полиморфным именем, может по-своему реагировать на некий общий набор операций.
Типы отношений между классами
Как правило, любая программа, написанная на объектно-ориентированном языке, представляет собой некоторый набор связанных между собой классов. Подобно тому, как стена складывается из кирпичей, компьютерная программа с использованием ООП строится из классов. Причем эти классы должны иметь представление друг о друге, для того чтобы сообща выполнять поставленную задачу.
Возможны следующие связи между классами в рамках объектной модели (приводятся лишь наиболее простые и часто используемые виды связей):
агрегация (Aggregation);
ассоциация (Association);
наследование (Inheritance);
метаклассы (Metaclass).
Агрегация
Отношение между классами типа "содержит" (contain) или "состоит из" называется агрегацией (aggregation), или включением. Например, если компьютерная аудитория заполнена студентами, то можно сказать, что аудитория агрегирует в себе компьютеры и студентов.
Такое отношение включения, или агрегации изображается линией с ромбиком (рис. 9.21). Необязательное название отношения записывается посередине линии

Рис. 9. 13 SEQ Рис._9. \* ARABIC 142115. Изображение агрегации
Ассоциация
Если объекты одного класса ссылаются на один или более объектов другого класса, но, ни в ту, ни в другую сторону отношение между объектами не носит характера "владения", или контейнеризации, такое отношение называют ассоциацией (association). Отношение ассоциации изображается так же, как и отношение агрегации, но линия, связывающая классы,- простая, без ромбика.
Наследование
Наследование является важным случаем отношений между двумя или более классами. Подробно оно рассматривалось выше.
Метаклассы
Итак, любой объект имеет структуру, состоящую из полей и методов. Объекты, имеющие одинаковую структуру и семантику, описываются одним классом, который и является, по сути, определением структуры объектов, порожденных от него.
В свою очередь, каждый класс, или описание, всегда имеет строгий шаблон, задаваемый языком программирования или выбранной объектной моделью. Он определяет, например, допустимо ли множественное наследование, какие существуют ограничения на именование классов, как описываются поля и методы, набор существующих типов данных и многое другое. Таким образом, класс можно рассматривать как объект, у которого есть свойства (имя, список полей и их типы, список методов, список аргументов для каждого метода и т.д.). Также класс может обладать поведением, то есть поддерживать методы. А раз для любого объекта существует шаблон, описывающий свойства и поведение этого объекта, значит, его можно определить и для класса. Такой шаблон, задающий различные классы, называется метаклассом.
Чтобы представить себе, что такое метакласс, рассмотрим пример некой бюрократической организации. Будем считать, что все классы в такой системе представляют собой строгие инструкции, которые описывают, что нужно сделать, чтобы породить новый объект (например, нанять нового служащего или открыть новый отдел). Как и полагается классам, они описывают все свойства новых объектов (например, зарплату и профессиональный уровень для сотрудников, площадь и имущество для отделов) и их поведение (обязанности служащих и функции подразделений).
В свою очередь, написание новой инструкции можно строго регламентировать. Скажем, необходимо использовать специальный бланк, придерживаться правил оформления и заполнить все обязательные поля (например, номер инструкции и фамилии ответственных работников). Такая "инструкция инструкций" и будет представлять собой метакласс в ООП.
Итак, объекты порождаются от классов, а классы - от метакласса. Он, как правило, в системе только один.
Достоинства объектно-ориентированного программирования
Чтобы справиться со сложностью проектирования программ, необходимо абстрагироваться от деталей. В этом смысле классы представляют собой весьма удобный инструмент.
Классы позволяют проводить конструирование из полезных компонентов, обладающих простыми инструментами, что позволяет абстрагироваться от деталей реализации.
Данные и операции над ними образуют определенную сущность, и они не разносятся по всей программе, как нередко бывает в случае процедурного программирования, а описываются вместе. Локализация кода и данных улучшает наглядность и удобство сопровождения программного обеспечения.
Инкапсуляция позволяет привнести свойство модульности, что облегчает распараллеливание выполнения задачи между несколькими исполнителями и обновление версий отдельных компонентов.
ООП дает возможность создавать расширяемые системы. Это одно из основных достоинств ООП, и именно оно отличает данный подход от традиционных методов программирования. Расширяемость означает, что существующую систему можно заставить работать с новыми компонентами, причем без внесения в нее каких-либо изменений. Компоненты могут быть добавлены на этапе исполнения программы.
Полиморфизм оказывается полезным преимущественно в следующих ситуациях.
Обработка разнородных структур данных. Программы могут работать, не различая вида объектов, что существенно упрощает код. Новые виды могут быть добавлены в любой момент.
Изменение поведения во время исполнения. На этапе исполнения один объект может быть заменен другим, что позволяет легко, без изменения кода, адаптировать алгоритм в зависимости от того, какой используется объект.
Реализация работы с наследниками. Алгоритмы можно обобщить настолько, что они уже смогут работать более чем с одним видом объектов.
Создание "каркаса" (framework). Независимые от приложения части предметной области могут быть реализованы в виде набора универсальных классов, или каркаса (framework), и в дальнейшем расширены за счет добавления частей, специфичных для конкретного приложения.
Часто многоразового использования программного обеспечения не удается добиться из-за того, что существующие компоненты уже не отвечают новым требованиям. ООП помогает этого достичь без нарушения работы уже имеющихся клиентов, что позволяет извлечь максимум из многоразового использования компонентов.
Сокращается время на разработку, которое может быть отдано другим задачам.
Компоненты многоразового использования обычно содержат гораздо меньше ошибок, чем вновь разработанные, ведь они уже не раз подвергались проверке.
Когда некий компонент используется сразу несколькими клиентами, улучшения, вносимые в его код, одновременно оказывают положительное влияние и на множество работающих с ним программ.
Если программа опирается на стандартные компоненты, ее структура и пользовательский интерфейс становятся более унифицированными, что облегчает ее понимание и упрощает использование.
9.5. Вопросы для ПОВТОРЕНИЯ И самоконтроля
Что такое команда присваивания ?
Как записывается команда присваивания?
Объясните выполнение команды присваивания.
Можно ли заменять знак "присвоить" знаком равенства?
Поясните, как изменяется величина в ряду присвоений.
Что такое форма записи алгоритма?
Какие формы записи алгоритмов вам известны?
Чем объясняется разнообразие форм записи?
Охарактеризуйте словесно-пошаговую (текстовую) форму.
Охарактеризуйте табличную форму записи алгоритма.
Как осуществляется запись на алгоритмическом языке?
Что такое результат выполнения алгоритма?
Что такое исходные данные?
Что представляет собой графическая запись алгоритма?
Охарактеризуйте основные блоки.
Каков порядок составления блок - схемы алгоритма?
Как определяются исходные данные?
Как определяется результаты алгоритма ?
Какие выделяют виды алгоритмов ?
Охарактеризуйте линейный вид алгоритма.
Охарактеризуйте разветвляющийся вид алгоритма.
Охарактеризуйте циклический вид алгоритма.
Какой алгоритм называют комбинированным?
Какие структуры может включать в себя алгоритм?
Охарактеризуйте данные структуры.
Какими ключевыми словами можно пользоваться при определении вида алгоритма?
Для чего необходимо ветвление в алгоритмах?
Что такое условие?
Какие формы ветвления различают?
Сравните формы ветвления между собой.
Как оформляется ветвление в алгоритмах, записанных в виде блок-схемы?
Как оформляется ветвление в алгоритмах, записанных на алгоритмическом языке?
Как осуществляется выполнение действий в ветвлении при записи алгоритма на алгоритмическом языке?
Какими формулами пользуются при нахождении суммы или произведения ряда чисел? Охарактеризуйте их.
Как математически записываются данные формулы?
Как определить по ним величину - счетчик, ее начальное и конечное значение, шаг и аргумент?
В чем отличие языков программирования от остальных способов составления алгоритмов?
Какие уровни языков программирования вам известны?
Языки высокого уровня делятся на?
Сущность, достоинсва и недостатка процедурно-ориентированного программирования.
Что такое объектно-ориентированное программирование?
В чем заключается преимущества объектно-ориентированного подхода перед процедурно-ориентированным?
Что такое "объект" в объектно-ориентированном программировании?
Что такое "состояние" в объектно-ориентированном программировании?
Что такое "поведение" в объектно-ориентированном программировании?
Что такое "уникальность" в объектно-ориентированном программировании?
Что такое "класс" в объектно-ориентированном программировании?
Что такое "инкапсуляция" в объектно-ориентированном программировании?
Что такое "наследование" в объектно-ориентированном программировании?
Что такое "полиморфизм" в объектно-ориентированном программировании?
Что такое "агрегация" в объектно-ориентированном программировании?
Что такое "ассоциация" в объектно-ориентированном программировании?
Что такое "метаклассы" в объектно-ориентированном программировании?
Приемущества и недостатки объектно-ориентированного программирования?
9.6. ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ
9.1. Отметьте правильные команды присваивания знаком "+", а записанные неверно- знаком "-".
1. A:=15  
2. "13":=x$ 
3. i:=300:2+5
4. "год":=M
5. 7.56+5:= NOMER
6. B$ ="пароход" 
7. N:= 3b+5 
8. s3 : 2*a+5*b
9. N$:= утро
10. Z5:=2,7+a
[Ответ] .
9.2. Определите, чему будут равны величины после выполнения ряда присваиваний:
1. A:=15; A:=A*2; A:=A-A; A:=A+20; A:=A*5.
2. B:=1; B:=B+B; B:=B*B; B:=B+B; B:=B*B.
3. N:=20; N:=N+N/2 N:=N+N; N:=N/3+N/10.
4. m:=40; m:=m-10; m:=m/2+m*2; m:=100-m. 
5. a:=5; B:=7; B:=A+B; A:=A+B; B:=20+A-B.
[Ответ]
9.3. Для приведенных ниже алгоритмов определите формы записи.
а) при m= 7; p=2
1. Спросить, чему равно число m.
2. Спросить, чему равно число p.
3. Вычесть из m 1, результат присвоить d.
4. Разделить d на p , результат присвоить А.
5. Умножить p на d , результат присвоить b.
6. Сложить A и b, результат присвоить W.
7. Сообщить результат W.
б) при х=4
№ действия 
Действие
 Величина 
Результат



1
2


1
^


a

2
+


b

3

x  
3
c

4
/
b
c
d

5
/
10
c
e

6
-
d
e
y

в) при p=5; q=3
алг ВЗВ
              арг p, q
              рез y
нач
              y:= ( 5*p ) / ( 2*q - p ) + ( 10*q ) / ( 3*p - 4*q )
кон
[Ответ]
9.4. Восстановите по приведенным блокам действия, которые они выполняют.



[Ответ]
9.5. По блок-схемам алгоритмов определите результат их выполнения 
при a= 5 и b=10; 
при x=1, t=1, y=0.
Запишите данные алгоритмы в виде таблицы, на алгоритмическом языке и в словесно-пошаговой форме.



[Ответ]
9.6. По приведенным блокам определите структуры, к которым они относятся  (следование, ветвление, цикл).





[Ответ]
9.7. Расставьте в комбинированном алгоритме команды, учитывая порядок введения промежуточных результатов.
а) вывод S б) от R=n до m шаг 1 в) начало г) S:=S+1 д) n[Ответ]
9.8. Опишите данный комбинированный алгоритм по блокам, входящим в состав его структур:
а) следование: б) ветвление: в) цикл:
[Ответ]


9.9. В банк был положен вклад в размере N рублей. Через три года он увеличился на 50%. Сколько денег получил вкладчик? Составьте алгоритм решения задачи.
[Ответ]

9.10.Сберегательный банк 20 месяцев хранил вклад под 2% в месяц и 16 месяцев под 5% в месяц. Определите размер вклада на момент его получения. Составьте алгоритм решения задачи.
[Ответ]
9.11. Для приведенных блок-схем задайте исходные условия и опишите, как будут выполняться данные алгоритмы. Запишите эти структуры в формульно-словесном виде или алгоритмическом языке.



[Ответ]
9.12. Создайте алгоритм решения в блок-схемном и формульно-словесном виде для следующих заданий:





9.13. Определите, пройдет ли колобок с длиной "талии" L в квадратное окно со стороной А.
[Ответ]
9.14. В кафе продают лимонад по N руб. и мороженое по T руб. Составьте алгоритм, который сообщает "возьмите сдачу", "доплатите еще" или "спасибо за покупку" при оплате покупателем за M лимонадов и R мороженых денег в размере S руб.
[Ответ]
9.15. Успеет ли спортсмен добраться до финиша, расположенного за S км, если он a часов едет на велосипеде со скоростью V1 км/ч и b часов бежит со скоростью V2 км/ч.
[Ответ]
9.16. По блок-схеме цикла с параметром определите, какие будут выведены результаты  (математический ряд).



[Ответ]
9.17. Составьте блок-схемы циклов, записанных на алгоритмическом языке. Какие значения принимает величина- счетчик в данных циклах? Какие результаты будут выведены (в математической записи ряда)?
1) 
для t=5 до 15 шаг 5
нц
           R:=t - 5
           вывод R
кц
[Ответ]
 2) 
для m=10 до -10 шаг -2
нц
           t:=m+1
           вывод t
кц
[Ответ]

 3) 
для F=k до n шаг 1 
нц 
           S:=(F+1)/(F-1) 
           вывод S 
кц 
[Ответ]
4) 
для a=Z до b шаг -2
нц
           t:=a^a+a
           вывод t
кц
[Ответ]

5)
для M=R до T шаг -k
нц
           F:=M*(M+5)/(M-5)
           вывод F
кц
[Ответ]


9.18. Определите по блок-схемам нижеприведенных структур, к какому виду циклов они относятся? Запишите данные структуры на алгоритмическом языке.

[Ответ]
9.19. Преобразуйте циклы с параметром в цикл - до и цикл - пока. Запишите их в виде блок- схем. Образец:

[Ответ]
9.20. В банк был положен вклад в размере N руб. Каждый месяц он увеличивался на 1%. Определите размер вклада через 5 лет. Запишите алгоритм задачи в блок схемном виде.
9.21. Составьте алгоритмы в виде блок-схем.

[Ответ]
9.22. Определите количество четных чисел, начиная от 1 до 157. Составьте алгоритмы в виде блок-схем.
[Ответ]
9.23. Найдите произведение всех четных чисел от 50 до 500. Составьте алгоритмы в виде блок-схем.
[Ответ]
9.24. В группе N учеников. Их рост заносится в ЭВМ. Рост девушек кодируется положительным числом, а юношей - отрицательным. Определите средний рост девушек. Составьте алгоритмы в виде блок-схем.
[Ответ]
9.25. По условию предыдущей задачи определите средний рост юношей. Составьте алгоритмы в виде блок-схем.
[Ответ]
9.26.Выдайте сообщение о том, кто выше в данном классе (сравнивая средний рост девушек и юношей). Составьте алгоритмы в виде блок-схем.
[Ответ]
9.27. Определите значение целочисленной переменной S после выполнения операторов:

S:=128
нц для i от 1 до 4
S:=div(S,2)
кц

1) S:=1; a:=1
нц для i от 1 до 3
S:=S+i*(i+1)*a
a:=a+2
кц

Решение:

2) S:=1; a:=1
нц для i от 1 до 3
S := S+i
нц для j oт 2 до 3
S := S+j
кц
кц

i
S


 
128


1
128/2=64


2
64/2=32


3
32/2=16


4
16/2=8


Ответ: S=8



S:=0
нц для i от 1 до 2
нц для j от 2 до 3
S:=S+i+j
кц
кц

3) нц для i от 1 до 3
S:=0
нц для j от 2 до 3
S:=S+i+j
кц
кц

Решение

4) нц для i от 1 до 2
S := 0
нц для j oт 2 до 3
нц для k oт 1 до 2
S := S+i+j+k
кц
кц
кц

i
j
S




0


1
2
0+1+2=3



3
3+1+3=7


2
2
7+2+2=1



3
11+2+3=1


Ответ: S=16


[Ответ]
9.28. Определите значение переменной S после выполнения операторов:

i:=0; S:=0
нц пока i<3
i:=i+1;
S:=S+i*i
кц
.. S:=0; N:=125
нц пока N>0
S:=S+mod(N,10) | S сумма цифр
N:=div(N,10) | числа N
кц

Решение
Решение

Условие i < 3
i
S
Условие N > 0
S
N


0
0

0
125

0 < 3? да
1
0+12=1
125 > 0? да
0+5=5
12

1 < 3? да
2
1+22=5
12 > 0? да
5+2=7
1

2 < 3? да
3
5+32=14
1 > 0? да
7+1=8
0

3 < 3? нет(кц)


0 > 0? нет (кц)



Ответ: S=14
Ответ: S=8

1) S:=0; i:=1
нц пока i>1
S:=S+1/i
i:=i-1
кц
3) а:=1; b:=1; S:=0;
нц пока a<=5
a:=a+b; b:=b+a;
S:=S+a+b
кц

2) S:=0; i:=1; j:=5
нц пока i S:=S+i*j
i:=i+1
j:=j-1
кц
4) a:=1; b:=1
нц пока a+b<10
a:=a+1
b:=b+a
кц
S:=a+b


[Ответ]

Ответы Раздел 7. Алгоритмы. Алгоритмизация. Алгоритмические языки
9.27. 2) 81;   3) 21;    4) 11;    5) 44.
9.28. 1) 0;   2) 13;    3) 52;   4) 14.



СЛОВАРЬ ОСНОВНЫХ ПОНЯТИЙ И ТЕРМИНОВ

[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]


Автоматизированное рабочее место (АРМ, рабочая станция).
Место оператора, оборудованное всеми средствами, необходимыми для выполнения определённых функций. В системах обработки данных и учреждениях обычно АРМ - это дисплей с клавиатурой, но может использоваться также и принтер, внешние ЗУ и др.
Автоматизированные обучающие системы (АОС).
Комплексы программно-технических и учебно-методических средств, обеспечивающих активную учебную деятельность: обучение конкретным знаниям, проверку ответов учащихся, возможность подсказки, занимательность изучаемого материала.
Автоматизированные системы научных исследований (АСНИ).
Предназначены для автоматизации научных экспериментов, а также для осуществления моделирования исследуемых объектов, явлений и процессов, изучение которых традиционными средствами затруднено или невозможно.
Адаптер.
Устройство связи компьютера с периферийными устройствами.
Адрес.
Номер конкретного байта оперативной памяти компьютера.
Алгебра логики (булева алгебра).
Математический аппарат, с помощью которого записывают (кодируют), упрощают, вычисляют и преобразовывают логические высказывания.
Алгоpитм.
Понятное и точное пpедписание (указание) исполнителю совеpшить опpеделённую последовательность действий для достижения поставленной цели за конечное число шагов.
Алфавит.
Фиксированный для данного языка набор основных символов, т.е. "букв алфавита", из которых должен состоять любой текст на этом языке. Никакие другие символы в тексте не допускаются.
Антивирусные программы.
Предотвращают заражение компьютерным вирусом и ликвидируют последствия заражения.
Арифметико-логическое устройство (АЛУ).
Часть процессора, которая производит выполнение операций, предусмотренных данным компьютером.
Архитектура фон Неймана.
Одно арифметико-логическое устройство АЛУ), через которое проходит поток данных, и одно устройство управления (УУ), через которое проходит поток команд. См. также “Принципы фон-Неймана”.
Архитектура компьютера.
Логическая организация, структура и ресурсы компьютера, которые может использовать программист. Определяет принципы действия, информационные связи и взаимное соединение основных логических узлов компьютера.
Ассемблер.
См. Язык ассемблера.
ASCII.
Читается "аски". Американский стандартный код обмена информацией. Широко используется для кодирования в виде байта букв, цифр, знаков операций и других компьютерных символов.
Аудиоадаптер (Sound Blaster, звуковая плата).
Специальная электронная плата, которая позволяет записывать звук, воспроизводить его и создавать программными средствами с помощью микрофона, наушников, динамиков, встроенного синтезатора и другого оборудования.
База данных.
Один или несколько файлов данных, предназначенных для хранения, изменения и обработки больших объемов взаимосвязанной информации.
Байт.
Группа из восьми битов, рассматриваемая при хранении данных как единое целое.
Библиотека стандартных подпрограмм.
Совокупность подпрограмм, составленных на одном из языков программирования и удовлетворяющих единым требованиям к структуре, организации их входов и выходов, описаниям подпрограмм.
Бит.
Наименьшая единица информации в цифровом компьютере, принимающая значения "0" или "1".
Ввод.
Считывание информации с внешнего устройства в память компьютера.
Вентиль.
См. Логический элемент.
Вещественное число.
В информатике - тип данных, содержащий числа, записанные с десятичной точкой и (или) с десятичным порядком.
Видеоадаптер.
Электронная плата, которая обрабатывает видеоданные (текст и графику) и управляет работой дисплея. Содержит видеопамять, регистры ввода-вывода и модуль BIOS. Посылает в дисплей сигналы управления яркостью лучей и сигналы развёртки изображения.
Винчестер.
См. Накопитель на жёстких магнитных дисках.
Вирус компьютерный.
Специально написанная небольшая программа, которая может "приписывать" себя к другим программам для выполнения каких-либо вредных действий - портит файлы, "засоряет" оперативную память.
Внешняя память.
В её состав входят накопители на гибких магнитных дисках (НГМД), накопители на жёстких магнитных дисках (винчестерские накопители), накопители на магнитной ленте. Во внешней памяти обычно хранятся архивы программ и данных. Информация, размещённая на внешних носителях (диски, дискеты, кассеты), не зависит от того, включен или выключен компьютер.
Второе поколение компьютерной техники.
Машины, созданные в 1955-65 гг. Элементная база - дискретные транзисторные логические элементы. Оперативная память на магнитных сердечниках. Высокопроизводительные устройства работы с магнитными лентами, магнитные барабаны и диски. Быстродействие - до сотен тысяч операций в секунду, ёмкость памяти - до нескольких десятков тысяч слов. Языки высокого уровня, широкий набор библиотечных программ, мониторные системы, управляющие режимом трансляции и исполнения программ.
Вывод.
Результаты работы программы, выдаваемые компьютером пользователю, другому компьютеру или во внешнюю память.
Выpажение.
Пpедназначено для выполнения необходимых вычислений. Состоит из констант, пеpеменных, указателей функций, напpимеp, sin(x), объединённых знаками опеpаций. Pазличают выpажения аpифметические, логические и символьные.
Гибкий (флоппи) диск.
Маленький магнитный диск из гибкой пластмассы для записи и хранения программ и данных.
Глобальная сеть (ГВС).
См. Сеть компьютерная.
Графический редактор.
Позволяет создавать и редактировать изображения на экране компьютера: рисовать линии, раскрашивать области экрана, создавать надписи различными шрифтами, обрабатывать изображения, полученные с помощью сканеров. Некоторые редакторы обеспечивают возможность получения изображений трёхмерных объектов, их сечений и разворотов.
Графопостроитель.
Устройство для вывода из компьютера информации в виде графиков и чертежей на неподвижную или вращающуюся на барабане бумагу.
Джойстик.
Стержень-ручка, отклонение которой от вертикального положения приводит к передвижению курсора в соответствующем направлении по экрану дисплея. Часто применяется в компьютерных играх.
Диск.
Круглая металлическая или пластмассовая пластина, покрытая магнитным материалом, на которую информация наносится в виде концентрических дорожек, разделённых на секторы.
Дисковод.
Устройство, управляющее вращением магнитного диска, чтением и записью данных на нём.
Дисплей.
Устройство визуального отображения информации (в виде текста, таблицы, рисунка, чертежа и др.) на экране электронно-лучевого прибора.
Драйверы.
Программы, расширяющие возможности операционной системы по управлению устройствами ввода-вывода, оперативной памятью и т.д.; с помощью драйверов возможно подключение к компьютеру новых устройств или нестандартное использование имеющихся устройств.
Идентификатор.
Символическое имя переменной, которое идентифицирует её в программе.
Инструментальные программные средства.
Программы, используемые в ходе разработки, корректировки или развития других программ: редакторы, отладчики, вспомогательные системные программы, графические пакеты и др. По назначению близки системам программирования.
Интегральная схема.
Реализация электронной схемы, выполняющей некоторую функцию, в виде единого полупроводникового кристалла, в котором изготовлены все компоненты, необходимые для осуществления этой функции.
Интегрированные пакеты программ.
Пакеты программ, выполняющие ряд функций, для которых ранее создавались специализированные программы - в частности, текстовые редакторы, электронные таблицы, системы управления базами данных, программы построения графиков и диаграмм.
Интернет.
Гигантская всемирная компьютерная сеть, объединяющая десятки тысяч сетей всего мира. Её назначение - обеспечить любому желающему постоянный доступ к любой информации. Интернет предлагает практически неограниченные информационные ресурсы, полезные сведения, учёбу, развлечения, возможность общения с компетентными людьми, услуги удалённого доступа, передачи файлов, электронной почты и многое другое. Интернет обеспечивает принципиально новый способ общения людей, не имеющий аналогов в мире.
Интерпретатор.
Разновидность транслятора. Переводит и выполняет программу с языка высокого уровня в машинный код строка за строкой.
Интерфейс.
Электронная схема сопряжения двух устройств, обменивающихся информацией.
Информатизация общества.
Организованный социально-экономический и научно-технический процесс создания оптимальных условий для удовлетворения информационных потребностей и реализации прав граждан, органов государственной власти, органов местного самоуправления организаций, общественных объединений на основе формирования и использования информационных ресурсов.
Инфоpматика.
Дисциплина, изучающая структуру и общие свойства информации, а также закономерности и методы её создания, хранения, поиска, преобразования, передачи и использования в различных сферах человеческой деятельности. За понятием "информатика" закреплены области, связанные с разработкой, созданием, использованием и материально-техническим обслуживанием систем обработки информации, включая компьютеры и их программное обеспечение, а также организационные, коммерческие, административные и социально-политические аспекты компьютеризации - массового внедрения компьютерной техники во все области жизни людей. Информатика в самом своем существе базируется на компьютерной технике.
Информационная технология.
Совокупность методов и устройств, используемых людьми для обработки информации. Охватывает всю вычислительную технику, технику связи и, отчасти, - бытовую электронику, телевизионное и радиовещание.
Информационно-поисковая система (ИПС).
Система, выполняющая функции хранения большого объёма информации, быстрого поиска требуемой информации, добавления, удаления и изменения хранимой информации, вывода её в удобном для человека виде.
Информация.
Сведения об объектах и явлениях окружающей среды, их параметрах, свойствах и состоянии, которые воспринимают информационные системы (живые организмы, управляющие машины и др.) в процессе жизнедеятельности и работы. Применительно к обработке данных на компьютерах - произвольная последовательность символов, несущих смысловую нагрузку.
Искусственный интеллект (ИИ).
Дисциплина, изучающая возможность создания программ для решения задач, которые требуют опредёленных интеллектуальных усилий при выполнении их человеком. Примерами областей использования ИИ являются: игры, логический вывод, обучение, понимание естественных языков, формирование планов, понимание речи, доказательство теорем и визуальное восприятие.
Исполнитель алгоритма.
Человек или автомат (в частности, процессор компьютера), умеющий выполнять определённый набор действий. Исполнителя хаpактеpизуют сpеда, элементаpные действия, система команд, отказы.
Итерационный цикл.
Вид цикла, для которого число повторений операторов тела цикла заранее неизвестно. На каждом шаге вычислений происходит последовательное приближение и проверка условия достижения искомого результата. Выход из цикла осуществляется в случае выполнения заданного условия.
Каталог (директория, папка).
Оглавление файлов. Доступен пользователю через командный язык операционной системы. Его можно просматривать, переименовывать зарегистрированные в нём файлы, переносить их содержимое на новое место и удалять. Часто имеет иерархическую структуру.
Клавиатура компьютера.
Служит для ввода информации в компьютер и подачи управляющих сигналов. Содержит стандартный набор клавиш печатающей машинки и некоторые дополнительные клавиши - управляющую клавишу, функциональные клавиши, клавиши управления курсором и малую цифровую клавиатуру.
Клиент (рабочая станция).
Любой компьютер, имеющий доступ к услугам сервера. Клиентом также называют прикладную программу, которая от имени пользователя получает услуги сервера. См. Сервер.
Ключевое слово.
Слово языка программирования, имеющее определённый смысл для транслятора. Его нельзя использовать для других целей, например, в качестве имени переменной.
Команда.
Описание элементарной операции, которую должен выполнить компьютер. Обычно содержит код выполняемой операции, указания по определению операндов (или их адресов), указания по размещению получаемого результата. Последовательность команд образует программу.
Компакт-диск (CD-ROM).
Постоянное ЗУ, выполненное с использованием специальной оптической технологии. В ряду запоминающих устройств занимает место между флоппи- и жёстким дисками, являясь одновременно и мобильным и очень ёмким.
Компилятор.
Разновидность транслятора. Читает всю программу целиком, делает её перевод и создаёт законченный вариант программы на машинном языке, который затем и выполняется.
Компьютер.
Программируемое электронное устройство, способное обрабатывать данные и производить вычисления, а также выполнять другие задачи манипулирования символами. Основу компьютеров образует аппаратура (HardWare), построенная, в основном, с использованием электронных и электромеханических элементов и устройств. Принцип действия компьютеров состоит в выполнении программ (SoftWare) - заранее заданных, чётко определённых последовательностей арифметических, логических и других операций.
Компьютеризация.
Задачи массового внедрения компьютеров во все области жизни, стоящие перед странами как необходимое важное условие их прогресса и развития, а также последствия, которые будут вызваны этим массовым внедрением компьютеров. Цель компьютеризации - улучшение качества жизни людей за счёт увеличения производительности и облегчения условий их труда.
Контроллер.
Устройство, которое связывает периферийное оборудование или каналы связи с центральным процессором, освобождая процессор от непосредственного управления функционированием данного оборудования.
Курсор.
Светящийся символ на экране дисплея, указывающий позицию, на которой будет отображаться следующий вводимый с клавиатуры знак.
Кэш.
См. Сверхоперативная память.
Логический тип.
Оперирует с данными, допускающими одно из двух возможных значений: "истина" или "ложь" ("да" или "нет"). Иногда также называется булевским в честь английского математика XIX века Дж. Буля.
Логический элемент (вентиль).
Часть электронной логической схемы, выполняющая элементарную логическую функцию.
Логическое высказывание.
Любoе пpедлoжение, в oтнoшении кoтopoгo мoжно oднoзначнo сказать, истиннo oнo или лoжнo.
Локальная сеть (ЛВС).
См. Сеть компьютерная.
Лэптоп (наколенник).
Компьютер. По размерам близок к обычному портфелю. По основным характеристикам (быстродействие, память) примерно соответствует настольным персональным компьютерам.
Манипуляторы (джойстик, мышь. трекболл и др.).
Специальные устройства для управления курсором.
Массив.
Последовательность однотипных элементов, число которых фиксированои которым присвоено одно имя. Компьютерный эквивалент таблицы. Положение элемента в массиве однозначно определяется его индексами.
Математическая модель.
Система математических соотношений - формул, уравнений, неравенств и т.д., отражающих существенные свойства объекта.
Машинный язык.
Совокупность машинных команд компьютера, отличающаяся количеством адресов в команде, назначением информации, задаваемой в адресах, набором операций, которые может выполнить машина, и др.
Меню.
Выведенный на экран дисплея список различных вариантов работы компьютера, по которому можно сделать конкретный выбор.
Микропроцессор.
Процессор, выполненный в виде интегральной схемы. Состоит из цепей управления, регистров, сумматоров, счётчиков команд, очень быстрой памяти малого объёма.
Микрокомпьютер.
Компьютер, в котором в качестве управляющего и арифметического устройства используется микропроцессор.
Модем.
Устройство, обеспечивающее преобразование цифровых сигналов компьютера в переменный ток частоты звукового диапазона (модуляцию), а также обратное преобразование (демодуляцию). Используется для соединения компьютера с другими компьютерными системами через телефонную сеть.
Монитор.
См. Дисплей.
Мультимедиа.
Собирательное понятие для различных компьютерных технологий, при которых используется несколько информационных сред, таких, как графика, текст, видео, фотография, движущиеся образы (анимация), звуковые эффекты, высококачественное звуковое сопровождение. Мультимедиа-компьютер - это компьютер, снабжённый аппаратными и программными средствами, реализующими технологию мультимедиа.
Мышь.
Устройство управления курсором. Имеет вид небольшой коробки, умещающейся на ладони. Связана с компьютером кабелем. Её движения трансформируются в перемещения курсора по экрану дисплея.
Накопитель на жёстких магнитных дисках (винчестерский накопитель).
Наиболее массовое запоминающее устройство большой ёмкости, в котором носителями информации являются круглые алюминиевые пластины - платтеры, обе поверхности которых покрыты слоем магнитного материала. Используется для постоянного хранения больших объёмов информации.
Ноутбук (блокнот).
Компьютер. По размерам близок к книге крупного формата. Имеет вес около 3 кг. Помещается в портфель-дипломат. Обычно комплектуется модемом (для связи с офисом) и снабжается приводом CD-ROM.




[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]


Оболочки.
Программы, создаваемые для упрощения работы со сложными программными системами, такими, например, как операционная система DOS. Они преобразуют неудобный командный пользовательский интерфейс в дружественный графический интерфейс или интерфейс типа "меню". Оболочки предоставляют пользователю удобный доступ к файлам и обширные сервисные услуги.
Обработка информации.
В информатике - любое преобразование информации из одного вида в другой, производимое по строгим формальным правилам.
Оперативная память (ОЗУ).
Быстрое запоминающее устройство не очень большого объёма, непосредственно связанное с процессором и предназначенное для записи, считывания и хранения выполняемых программ и данных, обрабатываемых этими программами.
Оператор.
Фраза алгоритмического языка, определяющая некоторый законченный этап обработки данных. В состав опеpатоpов входят ключевые слова, данные, выpажения и др.
Операционная система.
Комплекс взаимосвязанных программ, предназначенных для автоматизации планирования и организации процесса обработки программ, ввода-вывода и управления данными, распределения ресурсов, подготовки и отладки программ, других вспомогательных операций обслуживания. Важнейшая часть программного обеспечения.
Описание.
Раздел программы, идентифицирующий структуры данных, которыми должна манипулировать программа, и описывающий их типы.
Основание системы счисления.
Количество различных знаков, используемых для изображения цифр в данной системе.
Отладка (англ. debugging).
Этап компьютерного решения задачи, при котором происходит устранение явных ошибок в программе. Часто производится с использованием специальных программных средств - отладчиков.
Отладчик (англ. debugger).
Программа, позволяющая исследовать внутреннее поведение разрабатываемой программы. Обеспечивает пошаговое исполнение программы с остановкой после каждой оператора, просмотр текущего значения переменной, нахождение значения любого выражения и др.
Пакеты прикладных программ (ППП).
Специальным образом организованные программные комплексы, рассчитанные на общее применение в определённой проблемной области и дополненные соответствующей технической документацией.
Палмтоп (наладонник).
Самый маленький современный персональный компьютер. Умещается на ладони. Магнитные диски в нём заменяет энергонезависимая электронная память. Нет и накопителей на дисках - обмен информацией с обычными компьютерами идет по линиям связи.
Первое поколение компьютерной техники.
Машины, созданные на рубеже 50-х годов. В схемах использовались электронные лампы. Набор команд небольшой, схема арифметико-логического устройства и устройства управления простая, программное обеспечение практически отсутствовало. Быстродействие 10 – 20 тысяч операций в секунду.
Переменная.
Величина, значение которой может меняться в процессе выполнения программы.
Персональный компьютер.
Микрокомпьютер универсального назначения, рассчитанный на одного пользователя и управляемый одним человеком.
Подпрограмма.
Самостоятельная часть программы, которая создаётся независимо от других частей и затем вызывается по имени. Когда имя подпрограммы используется в качестве оператора программы, выполняется вся группа операторов, представляющая тело подпрограммы.
Поколения компьютеров.
Условная, нестрогая классификация вычислительных систем по степени развития аппаратных и программных средств, а также способов общения с ними.
Порты устройств.
Электронные схемы, содержащие один или несколько регистров ввода-вывода и позволяющие подключать периферийные устройства компьютера к внешним шинам микропроцессора. Последовательный порт обменивается данными с процессором побайтно, а с внешними устройствами - побитно. Параллельный порт получает и посылает данные побайтно.
Постоянная память (ПЗУ).
Используется для хранения данных, не требующих изменения. Содержание памяти специальным образом "зашивается" в ПЗУ при изготовлении. В ПЗУ находятся программа управления работой самого процессора, программы управления дисплеем, клавиатурой, принтером, внешней памятью, программы запуска и остановки компьютера, тестирования устройств. Из ПЗУ можно только читать.
Прикладная программа.
Любая конкретная программа, способствующая решению какой-либо задачи в пределах данной проблемной области.
Принтер.
Печатающее устройство. Преобразует закодированную информацию, выходящую из процессора, в форму, удобную для чтения на бумаге.
Принцип открытой архитектуры.
1. Регламентируются и стандартизируются только описание принципа действия компьютера и его конфигурация (определённая совокупность аппаратных средств и соединений между ними). Таким образом, компьютер можно собирать из отдельных узлов и деталей, разработанных и изготовленных независимыми фирмами-изготовителями.
2. Компьютер легко расширяется и модернизируется за счёт наличия внутренних расширительных гнёзд, в которые пользователь может вставлять разнообразные устройства, удовлетворяющие заданному стандарту, и тем самым устанавливать конфигурацию своей машины в соответствии со своими личными предпочтениями.
Принципы фон-Неймана.
1.Принцип программного управления. Программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в определённой последовательности.
2.Принцип адресности. Основная память состоит из перенумерованных ячеек; процессору времени доступна любая ячейка.
3.Принцип однородности памяти. Программы и данные хранятся в одной и той же памяти. Поэтому компьютер не различает, что хранится в данной ячейке памяти - число, текст или команда. Над командами можно выполнять такие же действия, как и над данными.
Программное обеспечение (SoftWare).
Совокупность программ, выполняемых компьютером, а также вся область деятельности по проектированию и разработке программ.
Прокрутка.
Имитация программистом за столом выполнения программы на конкретном наборе тестовых данных.
Протокол коммуникации.
Согласованный набор конкретных правил обмена информацией между разными устройствами передачи данных. Имеются протоколы для скорости передачи, форматов данных, контроля ошибок и др.
Псевдокод.
Система обозначений и правил, предназначенная для единообразной записи алгоритмов. Занимает промежуточное место между естественным и формальным языками.
Регистр.
Специальная запоминающая ячейка, выполняющая функции кратковременного хранения числа или команды и выполнения над ними некоторых операций. Отличается от ячейки памяти тем, что может не только хранить двоичный код, но и преобразовывать его.
Регистр команд.
Регистр УУ для хранения кода команды на период времени, необходимый для её выполнения.
Сверхоперативная память.
Очень быстрое ЗУ малого объёма. Используется для компенсации разницы в скорости обработки информации процессором и несколько менее быстродействующей оперативной памятью.
Семантика.
Система правил истолкования отдельных языковых конструкций. Определяет смысловое значение предложений языка. Устанавливает, какие последовательности действий описываются теми или иными фразами языка и какой алгоритм определён данным текстом на алгоритмическом языке.
Сервер.
Высокопроизводительный компьютер с большим объёмом внешней памяти, который обеспечивает обслуживание других компьютеров путем управления распределением дорогостоящих ресурсов совместного пользования (программ, данных и периферийного оборудования). См. также Клиент.
Сеть компьютерная.
Совокупность трёх компонент: 1) сети передачи данных, включающей в себя каналы передачи данных и средства коммутации; 2) компьютеров, взаимосвязанных сетью передачи данных; 3) сетевого программного обеспечения. Пользователи компьютерной сети получают возможность совместно использовать её программные, технические, информационные и организационные ресурсы.
По степени географического распространения сети делятся на локальные, городские, корпоративные, глобальные и др.
Локальная сеть (ЛВС) – связывает ряд компьютеров в зоне, ограниченной пределами одной комнаты, здания или предприятия.
Глобальная сеть (ГВС) - соединяет компьютеры, удалённые географически на большие расстояния друг от друга. Отличается от локальной сети более протяженными коммуникациями (спутниковыми, кабельными и др.).
Городская сеть - обслуживает информационные потребности большого города.
Синтаксис.
Набор правил построения фраз языка, позволяющий определить, какие комбинации символов являются осмысленными предложениями в этом языке.
Система команд.
Совокупность операций, выполняемых некоторым компьютером.
Система программирования.
Система для разработки новых программ на конкретном языке программирования. Предоставляет пользователю мощные и удобные средства разработки программ: транслятор, редактор текстов программ, библиотеки стандартных программ, отладчик и др.
Система счисления.
Способ записи чисел с помощью заданного набора специальных знаков (цифр).
Система телеконференций.
Основанная на использовании компьютерной техники система, позволяющая пользователям, несмотря на их взаимную удалённость в пространстве, а иногда, и во времени, участвовать в совместных мероприятиях, таких, как организация и управление сложными проектами.
Система управления базами данных (СУБД).
Система программного обеспечения, позволяющая обрабатывать обращения к базе данных, поступающие от прикладных программ конечных пользователей.
Системные программы.
Программы общего пользования, выполняемые вместе с прикладными и служащие для управления ресурсами компьютера – центральным процессором, памятью, вводом-выводом.
Системы автоматизированного проектирования (САПР).
Предназначены для выполнения проектных работ с применением компьютерной техники. Широко используются в архитектуре, электронике, механике и др. В качестве входной информации используются технические знания специалистов, которые вводят проектные требования, уточняют результаты, проверяют полученную конструкцию, изменяют её и т.д. В САПР накапливается информация, поступающая из библиотек стандартов (данные о типовых элементах конструкций, их размерах, стоимости и др.).
Системы деловой графики.
Позволяют выводить на экран различные виды графиков и диаграмм: гистограммы, круговые и секторные диаграммы и т.д.
Системы научной и инженерной графики.
Позволяют в цвете и в заданном масштабе отображать на экране графики двумерных и трёхмерных функций, заданных в табличном или аналитическом виде, системы изолиний, в том числе и нанесённые на поверхность объекта, сечения, проекции, карты и др.
Сканер.
Устройство для ввода в компьютер документов - текстов, чертежей, графиков, рисунков, фотографий. Создаёт оцифрованное изображение документа и помещает его в память компьютера.
Сопровождение программ.
Работы, связанные с обслуживанием про-грамм в процессе их эксплуатации.
Стример.
Устройство для резервного копирования больших объёмов информации. В качестве носителя применяются кассеты с магнитной лентой ёмкостью 1-2 Гбайта и больше.
Структурное программирование.
Метод разработки программ, в частности, требующий разбиения программы на небольшие независимые части (модули). Обеспечивает возможность проведения строгого доказательства правильности программ, повышает уверенность в правильности конечной программы.
Сумматор.
Электронная логическая схема, выполняющая суммирование двоичных чисел.
Суперкомпьютер.
Очень мощный компьютер с производительностью свыше 100 мегафлопов (1 мегафлоп - миллион операций с плавающей точкой в секунду). Представляет собой многопроцессорный и (или) многомашинный комплекс, работающий на общую память и общее поле внешних устройств. Архитектура основана на идеях параллелизма и конвейеризации вычислений.
Схема алгоритма (блок-схема).
Графическое представление алгоритма в виде последовательности блоков, соединённых стрелками.
Счётчик команд.
Регистр УУ, содержимое которого соответствует адресу очередной выполняемой команды; служит для автоматической выборки команд программы из последовательных ячеек памяти.
Таблица истинности.
Табличное представление логической схемы (операции), в котором перечислены все возможные сочетания значений истинности входных сигналов (операндов) вместе со значением истинности выходного сигнала (результата операции) для каждого из этих сочетаний.
Текстовый редактор.
Программа для ввода и изменения текстовых данных (документов, книг, программ, ... ). Обеспечивает редактирование строк текста, контекстный поиск и замену частей текста, автоматическую нумерацию страниц, обработку и нумерацию сносок, выравнивание краёв абзаца, проверку правописания слов и подбор синонимов, построение оглавлений, распечатку текста на принтере и др.
Тест.
Некоторая совокупность данных для программы, а также точное описание всех результатов, которые должна выработать программа на этих данных, в том виде, как эти результаты должны быть выданы программой.
Тестирование.
Этап решения задачи на компьютере, в процессе которого проверяется работоспособность программы, не содержащей явных ошибок.
Тип данных.
Классификация констант, переменных и других элементов данных в зависимости от того, какие величины они представляют: целые, вещественные числа, логические, строковые или символьные значения.
Топология сети.
Способ соединения компьютеров в сеть. Наиболее распространённые виды топологий: линейная, кольцевая, древовидная, звездообразная, ячеистая, полносвязная.
Транслятор.
Программа-переводчик. Преобразует программу, написанную на одном из языков высокого уровня, в программу, состоящую из машинных команд.
Трекболл.
Устройство управления курсором. Небольшая коробка с шариком, встроенным в верхнюю часть её корпуса. Пользователь рукой вращает шарик и перемещает, соответственно, курсор.
Третье поколение компьютерной техники.
Семейства программно совместимых машин с развитыми операционными системами. Обеспечивают мультипрограммирование. Быстродействие внутри семейства от нескольких десятков тысяч до миллионов операций в секунду. Ёмкость оперативной памяти - нескольких сотен тысяч слов. Элементная база - интегральные схемы.
Триггер.
Электронная схема, широко применяемая в регистрах компьютера для надёжного запоминания одного бита информации. Имеет два устойчивых состояния, которые соответствуют двоичной "1" и двоичному "0".
Упаковщики (архиваторы).
Программы, позволяющие записывать информацию на дисках более плотно, а также объединять копии нескольких файлов в один архивный файл.
Устройство управления (УУ).
Часть процессора, выполняющая функции управления устройствами компьютера.
Файл.
Место постоянного хранения информации - программ, данных, текстов, закодированных изображений и др. Реализуется как участок памяти на внешних магнитных носителях. Имеет имя, зарегистрированное в каталоге.
Цикл.
Приём в программировании, позволяющий многократно повторять одну и ту же последовательность команд (операторов).
Четвёртое поколение компьютерной техники.
Теперешнее поколение машин, разработанных после 1970 года. Эти компьютеры проектировались в расчёте на эффективное использование современных высокоуровневых языков и упрощение процесса программирования для конечного пользователя. Элементная база - интегральные схемы. Ёмкость ОЗУ - десятки Мегабайт. Машины этого поколения представляют собой персональные компьютеры, либо многопроцессорные и (или) многомашинные комплексы, работающие на общую память и общее поле внешних устройств. Быстродействие до нескольких десятков-сотен миллионов операций в секунду.
Чувствительный экран.
Позволяет осуществлять общение с компьютером путем прикосновения пальцем к определённому месту экрана монитора.
Штриховой код (бар-код).
Серия широких и узких линий, в которых зашифрован номер торгового изделия. Имеет большое распространение в организации компьютерного обслуживания торговых предприятий.
Экспертная система.
Комплекс компьютерного программного обеспечения, помогающий человеку принимать обоснованные решения. Использует информацию, полученную заранее от экспертов - людей, которые в какой-либо области являются лучшими специалистами. Хранит знания об определённой предметной области. Обладает комплексом логических средств для выведения новых знаний, выявления закономерностей, обнаружения противоречий и др.
Электронный офис.
Система автоматизации работы учреждения, основанная на использовании компьютерной техники.
Электронная почта.
Система пересылки сообщений между пользователями вычислительных систем, в которой компьютер берёт на себя все функции по хранению и пересылке сообщений.
Электронная таблица.
Программа, обрабатывающая таблицы, состоящие из строк и граф, на пересечении которых располагаются клетки. В клетках содержится числовая информация, формулы или текст. Значение в числовой клетке таблицы либо записано, либо рассчитано по формуле. В формуле могут присутствовать обращения к другим клеткам.
Язык ассемблера.
Система обозначений, используемая для представления в удобочитаемой форме программ, записанных в машинном коде. Перевод программы с языка ассемблера на машинный язык осуществляется специальной программой, которая называется ассемблером и является, по сути, простейшим транслятором.
Язык высокого уровня.
Язык программирования, более близкий к естественному языку, чем машинный код или язык ассемблера. Каждый оператор в нём соответствует нескольким командам машинного кода или языка ассемблера.













 В дальнейшем, технические параметры устройств будут приведены по состоянию на 2007 год
 Краткий вариант. Расширенный – приведен в электронной версии пособия.
 Более подробно с историей развития вычислительной техники вы можете ознакомиться у: В. И. [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]в его электронной книге "История информационных технологий" [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]; Б. Н. Малиновский "Из мировой истории цифровой вычислительной техники" [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]; [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] "Эволюция компьютерной индустрии" [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]; Давыдова Е. В., "Виртуальный музей информатики" [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]

 Давыдова Е. В., "Виртуальный музей информатики" [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
 Попова О.В. [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
 Большинство примеров взято из [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
 Основой для данного параграфа послужили материалы, изложенные в [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
 Подробнее о языках программирования в п. 9.4.
 На основе материалов [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]









13PAGE 15




13PAGE 15


13 PAGE \* MERGEFORMAT 1426915




















ВЗУ <=> ОЗУ <=> Кэш <=> ПроцессорРисунок 5ВЗУ <=> ОЗУ <=> Кэш <=> ПроцессорRoot Entry

Приложенные файлы

  • doc 8916972
    Размер файла: 6 MB Загрузок: 0

Добавить комментарий