Информатика как наука

-          сложение – двоичных чисел.

Набор команд ЭВМ реализуется через цепочки элементарных операций. Для выполнения операций сконструированы электронные узлы – это основные узлы ЦВМ – регистры, счетчики, сумматоры, преобразователи кодов и т.д.

Все эти узлы строятся на базе логических элементов.

              Триггер – основа устройств оперативного хранения информации

              Сумматор – служит для сложения двоичных чисел.

8.        RS-триггер на 4 элементах И-НЕ

Имеет два входа R и S и два выхода прямой и инверсный

Логическая схема триггера.

Логическая схема RS-триггер

Таблица истинности RS-триггер

Состояние триггера определяется его прямым выходом.

Вход R – появление на нем сигнала вызывает сброс триггера, установку в 0, от RESET.

Вход S – появление сигнала на этом входе переводит триггер в состояние 1.

На основе триггеров изготавливают регистры для хранения и некоторых операций, счетчики импульсов, интегральные МС статического ОЗУ и т. д.

9.        Сумматор

Сумматор строится на более простых схемах – полусумматорах.

Полусумматор реализует сложение двух одноразрядных двоичных чисел. Результатом является двухразрядное двоичное число. Старший разряд – разряд переноса – Со, младший разряд – S.

Старший разряд формируется по правилу – если оба числа равны 1 то он равен 1:

С0=А^В

Младший разряд – если А=0 и В=1 или А=1 и В=0, то – 1.

Если А=0 и В=0 или А=1 и В=1, то – 0

Правило реализуется логической формулой

Таблица истинности полусумматора

Логическая схема полусумматора

Сумматор удобно представить в виде двух полусумматоров.

Ci – бит переноса из старшего разряда, позволяет учитывать возможное наличие переноса из старшего разряда.

Перейти к многоразрядным числам можно путем последовательного соединения соответствующего количества сумматоров.

10.    Электронная реализация логического элемента И-НЕ (схема на npn-транзисторах).

Через такой транзистор ток от коллектора к эмиттеру(от плюса к минусу) при положительном напряжении на базе(А, В). отсутствие напряжения на базе запирает этот ток.

А и В два входа, через которые подается информация, Y – выход. К

Когда оба транзистора заперты, ток по цепи не протекает и между Y и Z  есть разность потенциалов – результат 1.

Если заперт один транзистор, результат тот же.

Если оба транзистора открыты, ток в цепи идет и между Y и Z   разности потенциалов нет (падение напряжения на самих транзисторах ничтожно мало по сравнению с его падением на резисторе).

Лекция 9

Тема: Программное обеспечение компьютера

(программные продукты и их основные характеристики)

1.            Основные понятия программного обеспечения

программа – упорядоченная последовательность команд (инструкций) компьютера для решения задачи.

Программное обеспечение – совокупность программ обработки данных и необходимая для их эксплуатации документация.

Программы предназначены для машинной реализации задач.

Задача – проблема, подлежащая решению.

Приложение –

Программирование – деятельность, связанная с созданием программ.

Программный продукт – комплекс взаимосвязанных программ для решения определенной проблемы, подготовленный к реализации как вид промышленной продукции.

Основные этапы жизненного цикла программного продукта:

-          разработка алгоритмов и программ

-          эксплуатация и сопровождение

-          завершение жизненного цикла

2.            Классификация программных продуктов

Основные классы программных продуктов по сфере использования:

-          Системное программное  обеспечение

-          Пакеты прикладных программ

-          Инструментарий технологии программирования

3.            Системное программное обеспечение

Совокупность программ и программных комплексов для обеспечения работы компьютера и сетей ЭВМ.

Состоит из :

Базового СПО и Сервисного СПО.

              Базовое СПО – минимальный набор программных средств, обеспечивающих работу К:

                            Операционные системы

                            Операционные оболочки

                            Сетевые операционные системы

              ОС – комплекс программ для управления выполнением программ и вычислительными ресурсами.

Основные функции любой ОС:

-          управление выполнением программ

-          управление взаимодействием устройств

-          размещение файлов

-          организация взаимодействия с пользователем

Операционные оболочки – упрощает взаимодействие пользователя с ОС, за счет облегчения ввода команд.

Сетевые ОС – обеспечивают обработку, передачу, хранение данных в сети, предоставляет различные сетевые услуги(управление файлами, электронная почта, и т.д.).

Сервисное СПО – дополнительно устанавливаемые программы, которые расширяют возможности ОС:

              Программы диагностики работоспособности

              Программы обслуживания сети

              Программы обслуживания дисков – восстановления удаленных файлов (undelete, unerase), восстановления поврежденных файлов и дисков (scandisk, ndd), дефрагментации диска (defrag.exe, speed dick).

              Антивирусные программы – детекторы, доктора, ревизоры, фильтры, вакцины.

              Программы архивации

4.            Пакеты прикладных программ

Комплекс взаимосвязанных программ для решения задач определенного класса конкретной предметной области.

-          ППП общего назначения – имеют встроенные средства программирования, используются не только пользователи, но и программисты – СУБД, текстовые процессоры, табличные процессоры, средства презентационной графики, графические редакторы.

-          ППП автоматизированного проектирования –

-          ППП методо-ориентированные – позволяют решать различные задачи определенными математическими методами – МП, статистические и т. д..

-          ППП офисные – органайзеры (планировщики), переводчики,

-          Программные средства мультимедиа – обработки звука и графики, видио.

-          Системы искусственного интеллекта – программы для работы с БЗ, диалоговый интерфейс на естественном языке, программы-оболочки экспертных систем.

5.            Инструментарий технологии программирования

Совокупность программ и программных комплексов, обеспечивающих разработку, отладку и внедрение создаваемых программ.

-          средства создания приложений – языки и системы программирования, средства для отладки:

        локальные – языки и системы программирования, инструментальные среды пользователя – средства для встроенные в состав ППП – библиотеки функций, макросы, языки запросов, конструкторы.

        интегрированные среды – набор средств для комплексного их применения на всех этапах создания программ, позволяет повысить производительность программистов.

-          case-технологии – автоматизирует весь процесс анализа, проектирования, разработки и сопровождения сложных программных систем. Поддерживает коллективную работу над проектом в локальной сети.

Лекция 10

Тема: Понятие искусственного интеллекта

Сегодня кибернетику все чаще считают частью информатики , ее высшим разделом.

Классические разделы кибернетики:

- исследование операций – численные методы для оптимального решения  экономических задач(план выпуска продукции, загрузка оборудования)

-          математическое программирование,

-          теория массового обслуживания

-          теория игр

- распознавание образов

- системы автоматического управления

-          искусственный интеллект – высший раздел кибернетики

кибернетика основана на теории систем и системном анализе.

Система –

Кибернетика изучает не все системы, а только управляемые системы.

Абстрактную кибернетическую систему можно представить в виде управляемой и управляющей части:

Управление - это целенаправленное воздействие на объект. Объект может быть социальной системой, технологическим процессом, биологической системой.

              Часто системы управления предполагают участие в управлении машины – для хранения и переработки больших массивов информации, и человека – для принятия решения.

В автоматических СУ ТП участие человека в управлении сведено к минимуму, сохраняется функция контроля и вмешательства при сбоях в работе.