Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  


Загрузка...

Ответы на билеты по Информатике - файл 1.doc


Ответы на билеты по Информатике
скачать (714.5 kb.)

Доступные файлы (1):

1.doc715kb.18.12.2011 07:25скачать

содержание
Загрузка...

1.doc

Реклама MarketGid:
Загрузка...

  1. Информация как фундаментальная категория современной науки. Подходы к определению количества информации. Единицы измерения информации.

  2. Виды систем счисления. Представление чисел с использованием позиционных систем счисления.

  3. Правила основных арифметических операций в СС отличных от 10-ой системы.

  4. Понятие высказывания. Базовые логические операции над высказываниями. Основные законы и соотношения алгебры логики.

  5. Нормальные формы представления логических функций. Их назначение.

  6. Применение алгебры логики для синтеза и упрощения контактных схем. Понятие базовых логических элементов. Синтез RS триггера.

  7. Принципы Фон-Неймана.

  8. Микропроцессоры. Классификация, структура.

  9. Микропроцессоры. Основные характеристики микропроцессоров.

  10. Основная память. Классификация, логическая и физическая организация.

  11. Внешняя память. Классификация, понятие файла, файловой системы.

  12. Поколения ЭВМ. Классификация ЭВМ.

  13. Представление целых положительных и отрицательных чисел в ЭВМ. Прямой и дополнительный код.

  14. Схемы представления вещественных чисел в ЭВМ. Нормализованное представление. Мантисса и порядок. Представления с фиксированной и плавающей запятой.

  15. Алгоритмы. Понятие алгоритма и алгоритмического процесса. Свойства алгоритмов. Виды алгоритмов. Способы описания алгоритмов. Методы разработки алгоритмов.

  16. Классификация языков программирования. Технология программирования. Системы разработки программного обеспечения.

  17. Сравнение процедурного и объектно-ориентированного подходов к программированию. Концепции инкапсуляции, полиморфизма и наследования.

  18. Назначение ОС. Виды ОС (системы реального времени, системы разделения времени, системы пакетной обработки). Понятия мультипрограммирования и мультипроцессирования.

  19. ОС MS-DOS. Состав операционной системы и функции основных компонентов.

  20. Операционная система Microsoft Windows. Состав операционной системы и функции основных компонентов.

  21. Информационные системы. Базы данных и СУБД. Модели данных. Реляционная модель данных.

  22. Проектирование баз данных. Нормализация. Нормальные формы.

  23. Моделирование объектов, процессов и явлений. Классификации моделей. Компьютерное моделирование. Этапы моделирования.

  24. Понятие экспертной системы. Экспертные системы первого и второго поколений. Классификация экспертных систем. Языки разработки экспертных систем.

  25. Искусственный интеллект. Модельный подход. Операционный подход. Модели представления знаний.

  26. Построение сетей передачи данных. Сетевая среда передачи данных. Сетевая топология. Основные технологии локальных сетей.

  27. Функционирование сетей передачи данных. Модель OSI/ISO. Стек протоколов TCP/IP.

  28. Информационная безопасность. Защита информации.

^ Информация как фундаментальная категория современной науки. Подходы к определению количества информации. Единицы измерения информации.


1

Информатика – это техническая наука, систематизирующая приемы создания, хранения, воспроизведения, обработки и передачи данных средствами вычислительной техники, а также принципы функционирования этих средств и методы управления ими.

С информатикой часто связывают одно из следующих понятий: это либо отрасль производства, либо фундаментальная наука, либо прикладная дисциплина, либо совокупность определенных средств, используемых для преобразования информации.

^ Информатика-> Фундаментальная наука ->

  • Методология создания средств преобразования информации;

  • Теория информационной техники.

Разработкой абстрактных методов, моделей и алгоритмов, а также связанных с ними математических теорий занимается фундаментальная наука. Ее прерогативой является исследование процессов преобразования информации и на основе этих исследований разработка соответствующих теорий, моделей, методов и алгоритмов, которые затем применяются на практике.

Практическое использование результатов исследований информатики как фундаментальной науки воплощается в информатике – отрасли производства. В самом деле, широко известны западные фирмы по производству программных продуктов, такие как Microsoft, Lotus, Borland, и технических средств – IBM, Apple, Intel, Hewlett Packard и другие. Помимо производства самих технических и программных средств разрабатываются также и технологии преобразования информации.

Подготовкой специалистов в области преобразования информации занимается информатика как прикладная дисциплина. Она изучает закономерности протекания информационных процессов в конкретных областях и методологии разработки конкретных информационных систем и технологий.

При реализации информационных процессов всегда происходит перенос информации в пространстве и времени от источника информации к приемнику (получателю). При этом для передачи информации используют различные знаки или символы, например естественного или искусственного (формального) языка, позволяющие выразить ее в некоторой форме, называемой сообщением.

Объем информации Vд (объемный подход). Так, в десятичной системе счисления один разряд имеет вес, равный 10, и соответственно единицей измерения информации будет дит (десятичный разряд). В этом случае сообщение в виде п-разрядного числа имеет объем данных Vд = п дит.

1 Килобайт (Кбайт) = 1024 байт = 210 байт,

1 Мегабайт (Мбайт) = 1024 Кбайт = 220 байт = 1 048 576 байт;

1 Гигабайт (Гбайт) = 1024 Мбайт = 230 байт = 1 073 741 824 байт;

Количество информации I (энтропийный подход). В теории информации и кодирования принят энтропийный подход к измерению информации. Этот подход основан на том, что факт получения информации всегда связан с уменьшением разнообразия или неопределенности (энтропии) системы. при энтропийном подходе под информацией понимается количественная величина исчезнувшей в ходе какого-либо процесса (испытания, измерения и т.д.) неопределенности. При этом в качестве меры неопределенности вводится энтропия Н, а количество информации равно:

Поясним эту идею на простом примере. Пусть имеется колода карт, содержащая 32 различные карты. Возможность выбора одной карты из колоды - 32. Априори (доопытно, до произведения выбора) естественно предположить, что наши шансы выбрать некоторую определенную карту одинаковы для всех карт колоды. Произведя выбор, мы устраняем эту априорную неопределенность. Нашу априорную неопределенность можно было бы охарактеризовать количеством возможных равновероятностных выборов. Если теперь определить количество информации как меру устраненной неопределенности, то и полученную в результате выбора информацию можно охарактеризовать числом 32. Однако в теории информации получила использование другая количественная оценка, а именно - логарифм от описанной выше щенки по основанию 2:


1

H=log2m
Виды систем счисления. Представление чисел с использованием позиционных систем счисления. Правила перевода целых и дробных чисел из одной системы счисления в другую.


2

^ Система счисления – способ изображения чисел с помощью ограниченного набора символов, имеющих определенные количественные значения. Систему счисления образует совокупность правил и приемов представления чисел с помощью набора знаков (цифр).

Классификация систем счисления (СС) имеет следующий вид:

1) по анатомическому происхождению (десятичная, пятеричная, двенадцатеричная, двадцатеричная);

2) алфавитные (славянская, древнеармянская, древнегрузинская, древнегреческая);

3) исторические (унарная, вавилонская, римская);

4) машинные (двоичная, восьмеричная, десятичная, шестнадцатеричная).

Унарная СС. Унарная система – система счисления, в которой для записи чисел используется только один знак – I («палочка»). Следующее число получается из предыдущего добавлением новой I; их количество (сумма) равно самому числу.

Десятичная СС. Важнейшей среди СС считается десятичная система. Ее название связывают с числом пальцев на руках человека.

Среди других систем анатомического происхождения выделяют пятеричную, двенадцатеричную и двадцатеричную.

Пятеричная СС. Название связано со строением человеческой руки. Была распространена у африканских племен и в Китае.

Двадцатеричная СС. Основу для счета в данной системе составляли пальцы рук и ног.

Алфавитные СС. Для записи в этой СС использовался буквенный алфавит.

Вавилонская (шестидесятеричная) СС. Отголоски использования этой СС дошли до наших дней. Например, 1 час = 60 минут.

Римская СС. Эта система появилась в древнем Риме. Ее алфавит имеет следующий вид: I–1, V–5, X–10, L–50, С–100, D–500, M–1000. В римской СС трудно выполнять арифметические операции. В настоящее время она используется в литературе нумерация глав, серия паспорта, циферблат часов.
^ Позиционные и непозиционные системы счисления

В непозиционных СС от положения (позиции) цифры в записи не зависит величина, которую она обозначает. Примером такой СС является римская.

Например: VI = 5 + 1 = 6, а IV = 5 – 1 = 4.

На практике наибольшее распространение получили позиционные системы счисления.

Позиционная система счисления – система счисления, в которой значение каждой цифры в изображении числа определяется ее положением (позицией) в ряду других цифр.

Основание

Система счисления

Знаки

2

Двоичная

0,1

16

Шестнадцатиричная

0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,А,В,D,E,F

Возьмём, к примеру, число 246.

246 = 200 + 40 + 6 = 2 * 102 + 4 * 101 + 6 * 100

Таким образом, любое число X в позиционной системе счисления с основанием p можно представить в следующей развернутой форме записи:


2
или,

где,

p – основание системы счисления;

m – количество позиций или разрядов, отведенное для изображения целой части числа;

s – количество разрядов, отведенное для изображения дробной части числа;

n=m+s – общее количество разрядов в числе,

ai – любой допустимый символ в разряде (т.е. должен принадлежать множеству {0,1,…,p-1}).

В компьютерных науках наибольшее распространение СС с основанием, кратным 2 – двоичная, восьмеричная, шестнадцатеричная.

Перевод целых чисел осуществляется по правилу последовательного деления. Исходное число, записанное в системе с основанием p, и его частные последовательно делятся на число q, записанное в системе с основанием p. Деление производится до тех пор, пока частное не станет меньше q. Старшей цифрой записи числа по основанию q служит последнее частное, а остальные цифры дают остатки от деления, выписанные в порядке, обратном их получению.

13410→2-ую систему счисления. Производим деление на 2 и выписываем остатки:

Частичные частные

134

67

33

16

8

4

2

1

Остаток

0

1

1

0

0

0

0




Таким образом, 13410=100001102

Перевод дробных чисел осуществляется по правилу последовательного умножения. Исходное число, записанное в системе счисления p, и дробные части получающихся произведений последовательно умножается на число q, записанное в системе с основанием p. Целые части получающихся произведений дают последовательность представления дробного числа. Умножение производится до достижения необходимой точности.

0.0112→10-ую систему счисления

Переведем 10 в двоичную систему счисления

1010=10102

0.011*1010=11.110 целая часть соответствует 310

0.11*1010=111.10 целая часть соответствует 710

0.1*1010=101.0 целая часть соответствует 510

Таким образом, 0.0112=0.37510

Правила выполнения основных арифметических операций в системах счисления отличных от десятичной системы.

К
3
ак мы уже знаем, в компьютерах наибольшее распространение получили системы основаниями, кратными степени 2: двоичная, восьмеричная, шестнадцатеричная. Правила перевода чисел между такими системами значительно упрощаются:

Для того чтобы перевести восьмеричное число в двоичное, необходимо каждой восьмеричной цифре сопоставить ее двоичный эквивалент. Для того чтобы перевести двоичное число в восьмеричное, необходимо каждой тройке цифр в двоичном числе сопоставить восьмеричный эквивалент.

Аналогичные правила действуют при переводе шестнадцатеричных чисел в двоичные и обратно. Разница заключается лишь в том, что в этом случае рассматриваются не тройки, а четверки двоичных чисел.

Например:

1D8.7A16=0001 1101 1000.0111 10102

10111002=0101 11002=5C16

Данное правило действует аналогично в любой позиционной системе счисления. Как только младший разряд переполняется, это отмечается единицей в старшем разряде.

Сложение в троичной системе счисления имеет вид:

0 + 1 = 1 1 + 1 = 2 2 + 1 = 10

Понятие высказывания. Базовые логические операции над высказываниями. Основные законы и соотношения алгебры логики.

^ В
4
ысказывание
– повествовательное предложение, которое имеет определенное значение истинности: истина или ложь.

Каждое высказывание обозначается большой латинской буквой, а его истинность – 0 или 1.

Пример: А = 1. В = 0.

Операция Отрицание (инверсия) – заменяет высказывания на противоположные.

Операция Конъюнкция (А*В) - истинна тогда и только тогда, когда истинны оба высказывания.

^ Операция Дизъюнкция (А+В) - ложна тогда и только тогда, когда ложны оба высказывания.

Операция Исключающее или (А"В) - ложна тогда и только тогда, когда оба высказывания имеют одинаковое значение истинности.

^ Операция Импликация (А®В) - истинна всегда, за исключением случая, когда первое высказывание истинно, а второе – ложно.

Операция Эквиваленция (А«В) - истинна тогда и только тогда, когда высказывания имеют одинаковые значения истинности.
Скобки указывают последовательность выполнения операций.

При отсутствии скобок первой всегда выполняется операция отрицания, затем конъюнкция, дизъюнкция, затем импликация и эквиваленция.
Закон тождества. Любое высказывание тождественно само себе. А А

Закон непротиворечия. Истинно либо высказывание, либо его отрицание, но не оба одновременно. А & Ā = 0

Закон исключенного третьего. Высказывание может быть или истинным, или ложным, третьего не дано. А  Ā = 1

Закон двойного отрицания. Дважды примененная операция отрицания дает исходное высказывание. = А

Правила преобразований

Законы де Моргана и

^ Правила коммутативности:

а) коммуникативный закон для дизъюнкции: От перемены мест слагаемых сумма не меняется AB=BA

б) коммуникативный закон для конъюнкции: От перемены мест сомножителей произведение не меняется: А & В = В & А

^ Правила ассоциативности:

а) ассоциативный закон для дизъюнкции (А  В)  С = А  (В  С)

б) ассоциативный закон для конъюнкции (А & В) & С = А & (В & С)

^ Правила дистрибутивности (дистрибутивные законы):

(А & В)  (А & С) = А & (В  С)

(А  В) & (A & C) = А  (В & С)

Нормальные формы представления логических функций. Их назначение. Совершенные нормальные формы представления логических функций

^ К
5
онъюнкти́вная норма́льная фо́рма
(КНФ) в булевой логике — нормальная форма, в которой булева формула имеет вид конъюнкции нескольких дизъюнктов.





Конъюнктивная нормальная форма удобна для автоматического доказательства теорем.

k-конъюнктивной нормальной формой называют конъюнктивную нормальную форму, в которой каждая дизъюнкция содержит ровно k литералов.

Например, следующая формула записана в 2-КНФ:


^

Задача выполнимости формулы в КНФ


В теории вычислительной сложности важную роль играет задача выполнимости булевых формул в конъюнктивной нормальной форме. Согласно теореме Кука, эта задача NP-полна, и она сводится к задаче о выполнимости формул в 3-КНФ, которая сводится и к которой в свою очередь сводятся другие NP-полные задачи.

Задача о выполнимости 2-КНФ формул может быть решена за линейное время. (Задачи упростить схему,составить )

^ Дизъюнкти́вная норма́льная фо́рма (ДНФ) в булевой логике — нормальная форма, в которой булева формула имеет вид дизъюнкции нескольких конъюнкций.

Например, следующие формулы записаны в ДНФ:





Любая булева формула может быть приведена к ДНФ. Впрочем, при этом размер булевой формулы может возрасти экспоненциально. Так, например, 2n конъюнктов потребуется, чтобы записать следующую формулу:


^ СНДФ (так же как и нормальная дизъюнктивная форма) представляет собой совокупность минтермов, объединенных знаком дизъюнкции.

СНКФ (как и нормальная конъюнктивная форма) представляет собой совокупность макстермов, объединенных знаком конъюнкции.
Для представления таблично заданной логической функции в СНДФ необходимо выполнить следующие действия:

  1. Выделить строки в таблице истинности, соответствующие единичному значению результата.

  2. Записать минтермы для каждой строки (переменные со значением "1" учитываются в минтерме в прямом виде, а переменные со значением "0" - в инверсном).

  3. Объединить полученные минтермы знаком дизъюнкции

^ Применение алгебры логики для синтеза и упрощения контактных схем. Понятие базовых логических элементов. Синтез RS триггера.


6

Основные логические элементы компьютера
Основные логические элементы компьютера – это логические вентили И, ИЛИ и НЕ, объединенные в полусумматоры и полные сумматоры. Они применяются для вычислений. Для хранения информации в регистрах и оперативной памяти компьютера, а также во флэш-картах применяют комбинацию логических вентилей, которая называется триггер.

элемент И элемент ИЛИ элемент НЕ



Триггер позволяет запоминать, хранить и считывать информацию.

RS-триггер— триггер, который сохраняет своё предыдущее состояние при нулевых входах и меняет своё выходное состояние при подаче на один из его входов единицы.

S R Q(t) Не Q(t)

0 0 0 1

0 0 1 0

0 1 0 1

0 1 1 0

1 0 0 1

1 0 1 0

1 1 0 1

1 1 1 0

RS-триггер используется для создания сигнала с положительным и отрицательным фронтами, отдельно управляемыми посредством стробов, разнесённых во времени. Также RS-триггеры часто используются для исключения так называемого явления дребезга контактов.

^ Принципы Фон-Неймана


7

В основу построения подавляющего большинства ЭВМ положены следующие общие принципы, сформулированные в 1945 году американским ученым венгерского происхождения ДЖОНОМ фон НЕЙМАНОМ.

^ Принцип двоичного кодирования

Согласно этому принципу, вся информация, поступающая в ЭВМ, кодируется с помощью двоичных сигналов.

Принцип программного управления

Из него следует, что программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в определенной последовательности.

^ Принцип однородности памяти

Программы и данные хранятся в одной и той же памяти. Поэтому ЭВМ не различает, что хранитсяв данной ячейке памяти - чисчло, текст или команда. Над командами можно выполнять такие жедействия, как и над данными.

^ Принцип адресности

Структурно основная память состоит из пронумерованных 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 бы впоследствии обращаться или менять их в процессе выполнения прграммы с использованием присвоенных имен.

Согласно фон Нейману, ЭВМ состоит из следующих основных блоков:

  • Устройства ввода/вывода информации

  • Память компьютера

  • Процессор, состоящий из устройства управления (УУ) и арифметико-логического устройства (АЛУ)

Машины, построенные на этих принципах, называются ФОН-НЕЙМАНОВСКИМИ.

Дополнительные принципы

Открытой архитектуры

Многопроцессорность

Принцип использования прерываний (аппаратные и программные)


^ Микропроцессоры. Классификация, структура.

М
8
икропроце́ссор
 — процессор, реализованный в виде одной микросхемы или комплекта из нескольких специализированных микросхем (в противоположность реализации процессора в виде электрической схемы на элементной базе общего назначения или в виде программной модели). Первые микропроцессоры появились в 1970-х и применялись в электронных калькуляторах, в них использовалась двоично-десятичная арифметика 4-х битных слов. Вскоре их стали встраивать и в другие устройства, например терминалы, принтеры и различную автоматику. Доступные 8-битные микропроцессоры с 16-битной адресацией позволили в середине 1970-х создать первые бытовые микрокомпьютеры.

По области применения

  • микроконтроллеры

  • универсальные микропроцессоры

  • сигнальные микропроцессоры

По внутренней

  • Гарвардская архитектура

  • Архитектура Фон-Неймана

По системе команд

  • Аккумуляторные микропроцессоры

  • Микропроцессоры с регистрами общего назначения



Структура микропроцессорной системы управления с одним объектом управления

Системы управления объектами первого класса строятся на базе одного управляющего устройства, соединенного с объектом управления несколькими каналами связи. Обобщенная структура такой системы управления показана на рис. В качестве управляющего устройства системы может использоваться микропроцессорный контроллер (МК), построенный на базе микропроцессора определенного типа. Информация о состоянии объекта управления передается в микропроцессорный контроллер через блок нормирующих преобразователей (БН), коммутатор (К) и аналого-цифровой преобразователь (АЦП). Нормирующие преобразователи используются в системе для согласования уровней информационных сигналов на выходе объекта управления с уровнями входных сигналов коммутатора. Аналого-цифровой преобразователь служит для преобразования аналоговых сигналов с выхода объекта в цифровой код. После преобразования цифровой информации о состоянии объекта управления по определенному алгоритму, обычно содержащемуся в памяти МК, вырабатываются управляющие воздействия, которые поступают на вход объекта управления через цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) и исполнительное устройство (ИУ).

Микропроцессоры. Основные характеристики микропроцессоров. Система команд микропроцессора.

М
9
икропроцессор характеризуется:
1) тактовой частотой, определяющей максимальное время выполнения переключения элементов в ЭВМ;
2) разрядностью, т.е. максимальным числом одновременно обрабатываемых двоичных разрядов.

Разрядностть МП обозначается m/n/k/ и включает:
m - разрядность внутренних регистров, определяет принадлежность к тому или иному классу процессоров;
n - разрядность шины данных, определяет скорость передачи информации;
k - разрядность шины адреса, определяет размер адресного пространства. Например, МП i8088 характеризуется значениями m/n/k=16/8/20;


Так как описание операции может быть достаточно громоздким, нецелесообразно иметь его непосредственно в составе команды. Учитывая, что каждый микропроцессор способен выполнить ограниченное количество операций, каждой операции может быть присвоен числовой код — код операции (КОП). В самой команде при этом можно указывать только этот код, который будет характеризовать операцию



В составе микропроцессора необходимо иметь блок, который по коду операции будет определять собственно ее описание — последовательность элементарных действий, которые должны быть выполнены. Такой блок называется дешифратором команд и входит в состав устройства управления микропроцессора.



Дешифратор команд можно представить в виде таблицы из двух столбцов, в одном из них — код операции, в другом – ее описание. Получив очередную команду, блок управления обращается к дешифратору команд, передает ему код операции и получает описание операции в виде последовательности элементарных действий, которые затем выполняются.

Вся совокупность команд, которая может выполняться микропроцессором, называется системой команд. В систему команд входит ограниченное число команд. Естественно, все они должны быть представлены в дешифраторе команд — микропроцессор не может выполнить команду, код которой неизвестен дешифратору.

Таким образом, преобразование, представленное на рис. 1 представляет собой преобразование программы, написанной на языке программирования, в последовательность команд микропроцессора. Оно называется трансляцией и выполняется специальной программой — транслятором. Трансляторы подразделяются на компиляторы (преобразуют сразу всю программу) и интерпретаторы (выполняют построчное преобразование и исполнение программы).

^ Основная память. Классификация, логическая и физическая организация.

Х
10
арактеристики основной памяти


Емкость - показывает максимальное количество бит, которые можно хранить в памяти.

Разрядность - показывает количество бит, которые могут быть считаны одновременно.

^ Время доступа - время, необходимое для чтения (записи) данных, хранящихся по случайному адресу.

Пропускная способность - показывает теоретический объем информации, который может быть прочитан из памяти (записан в память) в секунду.

^ Временная диаграмма - характеризует количество тактов, которые необходимы процессору для выполнения четырех последовательных операций считывания данных.

^ Характеристики памяти по способу доступа

Цикл обращения (access cycle) - время между двумя последовательными операциями чтения (записи).

Асинхронный режим (asynchronous mode) – режим работы при котором выполнение каждой последующей операции начинается после приема сигнала, указывающего на окончание предыдущей.

^ Синхронный режим (synchronous)

Чередование (interleave) - способ ускорения работы памяти, основанный на предположении, что чтение информации происходит по последовательным адресам.

^ Пакетный режим (burst mode) - режим, при котором на запрос по конкретному адресу возвращаются не только данные, хранящиеся по этому адресу, но и пакет данных по нескольким последующим адресам.

^ Конвейерный режим (pipeline) - метод доступа к данным, при котором можно продолжать операцию чтения по предыдущему адресу в процессе запроса по следующему.
Классификация основной памяти

^ ROM (Read Only Memory), ПЗУ, Mask-ROM (Масочные ПЗУ) - память только для чтения.

PROM - (Programmable ROM), или однократно программируемые ПЗУ.

EPROM (стираемые программируемые ПЗУ или электрически программируемые ПЗУ).

Flash (Flash Erase EEPROM)

^ RAM (Random Access Memory), память с произвольным доступом.

Регистровая кэш-память

CMOS RAM (Complementary Metall-Oxide Semiconductor RAM) - память с невысоким быстродействием и минимальным энергопотреблением от батарейки.

^ Статическая (SRAM – Static RAM). (кэш-память) энергозависимая, большая

Динамическая (DRAM – Dinamic RAM) (РАМ) Энергонезависима, маленькая
Типы основной памяти

^ Энергонезависимая память.

SDRAM (SyncНronous DRAM - синхронная динамическая память) - память с синхронным доступом.

SLDRAM. Как и SDRAM II, эта спецификация использует обе границы тактового сигнала и имеет в себе SRAM. Однако благодаря протоколу SynchLink Interface эта память способна работать на частоте до 400 МГц.
^ М
10
одули памяти


DIР (Dual In line Рackage - корпус с двумя рядами выводов)

SIР (Single In line Рackage - корпус с одним рядом выводов)

SIMM (Single In line Memory Module - модуль памяти с одним рядом контактов)

DIMM (Dual In line Memory Module - модуль памяти с двумя рядами контактов)

^ Логическая организация основной памяти




  • Расширенная память XMS;

  • Область верхних адресов HMA - в дополнительной области, в самом начале ее первого мегабайта выделена зона, объем которой равен 64 Кбайт минус 16 байт. Называется это областью верхних адресов (HMA);

  • ^ Прямой доступ к памяти.

Внешняя память. Классификация, понятие файла, файловой системы. Основные файловые системы.

В
11
нешняя память это место длительного хранения данных не используемых в данный момент в оперативной памяти компьютера. Внешняя память, в отличие от оперативной, является энергонезависимой. Носители внешней памяти, кроме того, обеспечивают транспортировку данных в тех случаях, когда компьютеры не объединены в сети.

Файл — концепция в вычислительной технике: сущность, позволяющая получить доступ к какому-либо ресурсу вычислительной системы и обладающая рядом признаков:

· фиксированное имя

· определённое логическое представление и соответствующие ему операции чтения/записи.

^ Файловые системы- это часть ОС, предназначенная для реализации работы с данными во внешней памяти и обеспечивающая интерфейс по работе с ними

ФС включает:

1. совокупность всех файлов на диске

2. наборы и структуры данных, которые используются для управления файлами.

3. комплекс системных программных средств, реализующих управление файлами.

1. идентификация файлов – связывание имени файла и его местонахождения

2. распределение внешней памяти между файлами

3. обеспечение надежности и отказоустойчивости

4. обеспечение защиты от несанкционированного доступа

5. обеспечение совместного доступа

6. с точки зрения ОС – файл это неинтерпретированная последовательность байтов

FAT является наиболее простой из поддерживаемых Windows NT файловых систем. Основой файловой системы FAT является таблица размещения файлов, которая помещена в самом начале тома. На случай повреждения на диске хранятся две копии этой таблицы. Кроме того, таблица размещения файлов и корневой каталог должны храниться в определенном месте на диске

Файловая система HPFS впервые была использована для операционной системы OS/2 1.2, чтобы обеспечить доступ к появлявшимся в то время на рынке дискам большого размера. Кроме того, назрела необходимость расширения существующей системы имен, улучшения организации и безопасности для удовлетворения растущих потребностей рынка сетевых серверов. В файловой системе HPFS поддерживается структура каталогов FAT и добавлена сортировка файлов по именам.

С точки зрения пользователя файловая система NTFS организует файлы по каталогам и сортирует их так же, как и HPFS. Однако в отличие от FAT и HPFS на диске нет специальных объектов и отсутствует зависимость от особенностей установленного оборудования. Кроме того, на диске отсутствуют специальные хранилища данных.

^ Поколения ЭВМ. Классификация ЭВМ.

К
12
лассификация по форме представления информации: Аналоговые вычислительные машины (АВМ) – машины непрерывного действия, работают с информацией, представленной в аналоговой форме, т.е. в виде непрерывного ряда значений какой-нибудь величины (чаще всего электрического напряжения).

+высокая скорость решения задач, соизмеримая со скоростью прохождения электрического сигнала;

+простота конструкции АВМ;

+лёгкость подготовки задачи к решению;

+наглядность протекания исследуемых процессов, возможность изменения параметров исследуемых процессов во время самого исследования.

-малая точность получаемых результатов (до 10%);

-алгоритмическая ограниченность решаемых задач;

-ручной ввод решаемой задачи в машину;

-большой объём задействованного оборудования, растущий с увеличением сложности задачи.

^ Цифровые вычислительные машины (ЦВМ) – машины дискретного действия, работают с информацией в цифровой форме. Получили наиболее широкое распространение.

+высокая точность вычислений;

+универсальность;

+автоматический ввод информации, необходимый для решения задачи;

+разнообразие задач, решаемых ЦВМ;

+независимость количества оборудования от сложности задачи.

-сложность подготовки задачи к решению (необходимость специальных знаний методов решения задач и программирования);

-недостаточная наглядность протекания процессов, сложность изменения параметров этих процессов;

-сложность структуры ЦВМ, эксплуатация и техническое обслуживание;

-требование специальной аппаратуры при работе с элементами реальной аппаратуры.

^ Гибридные вычислительные машины (ГВМ) – машины комбинированного действия, работают с обоими видами информации. Используют для решения задач управления сложными быстродействующими техническими комплексами.

^ Классификация по размерам
Супер-ЭВМ До 1000 (и даже более) параллельно работающих процессоров

Большие ЭВМ Мульти-проц. архитектура (1 -10).  До 200 рабочих мест.

^ Супер мини-ЭВМ Мультипроцессорная архитектура.  До 200 терминалов.

Мини-ЭВМ Однопроцессорная архитектура

Микро-ЭВМ Однопроце. Архитек. высокое быстродействие, гибкость конфиг.


^ Под поколениями ЭВМ понимают все типы и модели вычислительных машин, разработанные различными конструкторскими коллективами, выпускаемые в различных странах многими предприятиями и фирмами, но построенные на одних и тех же научных и технических принципах.

Смена поколений связана с изменением физических принципов работы и технологий производства элементов, входящих в ЭВМ.


12


^ Представление целых положительных и отрицательных чисел в ЭВМ. Прямой и дополнительный код.


13

Прямой код. Прямой код двоичного числа совпадает по изображению с записью самого числа. Значение знакового разряда для положительных чисел равно 0, а для отрицательных чисел 1.
^ Обратный код. Обратный код для положительного числа совпадает с прямым кодом. Для отрицательного числа все цифры числа заменяются на противоположные (1 на 0, 0 на 1), а в знаковый разряд заносится единица.
^ Дополнительный код. Дополнительный код положительного числа совпадает с прямым кодом. Для отрицательного числа дополнительный код образуется путем получения обратного кода и добавлением к младшему разряду единицы.
В любом представлении старший бит определяет знак числа:
0 - положительное число;
1 - отрицательное число
Для числа +1101: Для числа -1101:



Прямой код


Обратный код


Дополнительный код


0,0001101


0,0001101


0,0001101


Прямой код


Обратный код


Дополнительный код


1,0001101


1,1110010


1,1110011

^ Схемы представления вещественных чисел в ЭВМ. Нормализованное представление. Мантисса и порядок. Представления с фиксированной и плавающей запятой.

Д
14
ля удобства отображения чисел,

принимающих значения из достаточно широкого диапазона (то есть, как очень

маленьких, так и очень больших), используется форма записи чисел с порядком

основания системы счисления. Например, десятичное число 1.75 можно в этой форме

представить так:

1.75•100 = 0.175•101 = 0.0175•102 = ... , или 17.5•10–1 = 175.0•10–2 = 1750.0•10–3

Любое число N в системе счисления с основанием q можно записать в виде N =

M q p, где M называется мантиссой числа, а p порядком. Такой способ записи

чисел называется представлением с плавающей точкой. Если “плавающая” точка

расположена в мантиссе перед первой значащей цифрой, то при фиксированном

количестве разрядов, отведённых под мантиссу, обеспечивается запись максимального

количества значащих цифр числа, то есть максимальная точность представления числа

в машине.

± ( a /p + a2 /p2 + a3 /p3 + ... + an /pn).

Примеры нормализованного представления:

Десятичная система Двоичная система

752.15 = 0.75215•103; –101.01 = – 0.10101•211 (порядок 112 = 310)

– 0.000039 = – 0.39•10-4; – 0.000011 = 0.11•2-100 (порядок –1002 = – 410)
Число 6.2510 = 110.012 = 0.11001•211

значение +знак порядка+порядок+мантисса

Понятие алгоритма и алгоритмического процесса. Свойства, Виды и Способы описания алгоритмов.

М
15
етоды разработки алгоритмов


Алгоритмэто упорядоченная и конечная совокупность точных и полных команд исполнителя команд (человек, ЭВМ), задающих порядок и содержание действий, которые он должен выполнить для нахождения решения любой задачи из рассматриваемого класса задач.

^ Алгоритмический процесс — процесс реализации алгоритма

Свойства алгоритма

Дискретность – любой алгоритм должен состоять из конкретных действий (шагов), следующих в определенном порядке.

Детерминированность что каждый шаг алгоритма должен быть строго и недвусмысленно определен; а также строго определен порядок выполнения.

Массовость – описывающее возможность применения его для решения любой задачи из круга задач, для которого он был предназначен.

Результативность приводит к результату через конечное число шагов

Понятность – отражающее ясные и понятные правила его выполнения исполнителем.

Формальность – любой исполнитель, способный воспринимать и выполнять инструкции алгоритма, действует формально.

^ Виды алгоритмов

Механический алгоритм задает определенные действия, обозначая их в единственной и достоверной последовательности, обеспечивая тем самым однозначный требуемый или искомый результат.

Вероятностный (стохастический) алгоритм дает программу решения задачи несколькими путями, приводящими к вероятному достижению результата.

Эвристический алгоритм это такой алгоритм, в котором достижение конечного результата программы действий однозначно не предопределено, так же как не обозначена вся последовательность действий, не выявлены все действия исполнителя. К эвристическим алгоритмам относят, например, инструкции и предписания.

В зависимости от алгоритмической конструкции различают линейный, разветвляющийся и циклический алгоритмы.

Линейный алгоритм, Разветвляющийся алгоритм, Циклический алгоритм, Цикл программы, Вспомогательный (подчиненный) алгоритм (процедура).
Способы описание алгоритмов

словесное описание, псевдокод (описания алгоритмов на условном алгоритмическом языке), графическое, программа.
Классификация языков программирования. Технология программирования. Системы разработки программного обеспечения.

Я
16
зык программирования –
формализованный язык, предназначенный для описания программ и алгоритмов решения задач на ЭВМ.

Языки программирования являются искусственными. Как и естественные языки, они имеют алфавит, словарный запас, грамматику, синтаксис и семантику.

Алфавит – разрешенный к использованию набор символов, с помощью которого могут быть образованы слова и величины данного языка.

Синтаксис – система правил, определяющих допустимые конструкции языка программирования из букв алфавита.

Семантика – система правил однозначного толкования отдельных языковых конструкций, позволяющих воспроизвести процесс обработки данных.

Языки программирования, ориентированные на команды процессора и учитывающие его особенности, называют языками низкого уровня. «Низкий уровень» не означает неразвитый, имеется в виду, что операторы этого языка близки к машинному коду и ориентированы на конкретные команды процессора.

Языки программирования, имитирующие естественные, обладающие укрупненными командами, ориентированные «на человека», называют языками высокого уровня. Чем выше уровень языка, тем ближе структуры данных и конструкции, использующиеся в программе, к понятиям исходной задачи. Особенности конкретных компьютерных архитектур в них не учитываются, поэтому исходные тексты программ легко переносимы на другие платформы, имеющие трансляторы этого языка. Разрабатывать программы на языках высокого уровня с помощью понятных и мощных команд значительно проще, число ошибок, допускаемых в процессе программирования, намного меньше. В настоящее время насчитывается несколько сотен таких языков (без учета их диалектов).

Во-первых, она должна работать правильно, т. е. не просто выполнять нужные действия, но всегда выполнять их правильным образом.

Во-вторых, любую программу должно быть легко изменить (модифицировать).

Правильность и легкость модификации достигаются за счет применения структурного подхода к программированию. Его еще называют методом пошаговой детализации и методом программирования «сверху вниз».

Нисходящее программирование способ разработки программ, при котором программирование ведется методом «сверху вниз», от общего к деталям.

Восходящее программирование способ разработки программ, при котором программирование ведется методом «снизу–вверх», от деталей к общему.

. Из числа систем программирования на языке C++ (и Си), ориентированных на IBM-PC, наибольшей популярностью у программистов пользуются среда программирования Visual C++ для Windows, разработанная фирмой Microsoft, и среда программирования Watcom C/C++ фирмы Watcom International Corp., работающая как с MS-DOS, так и с Windows.

Clipper – язык высокого уровня и система программирования, предназначенные для разработки программ для ПЭВМ, преимущественно - систем управления большими объемами данных (СУБД).

^ АДА [Ada] – универсальный язык программирования высокого уровня, ориентированный на применение в системах реального времени и предназначенный для автоматизации задач управления процессами и/или устройствами, например, в бортовых (корабельных, авиационных и др.) ЭВМ.

^ Сравнение процедурного и объектно-ориентированного подходов к программированию. Концепции инкапсуляции, полиморфизма и наследования


17

Процедурное (императивное) программирование – метод программирования, в соответствии с которым программы пишутся как перечни последовательно выполняемых команд.

При этом используется процедурно-ориентированные язык программирования (Ассемблер, Фортран, Си, Паскаль, Бейсик, Ада и др.).

Объектно-ориентированное программирование (ООП) – метод программирования, в основу которого положено понятие объект. Объект – это элемент программирования, объединяющий в себе как данные, так и действия над ними. ООП позволяет упростить программирование, сделать его более естественным. Например, круг на экране монитора может рассматриваться как объект, данные о котором характеризуют положение (координаты) центра, величину радиуса, толщину и цвет линии. Процедуры, связанные с этим объектом – перемещение, изменение размера, стирание и т.д.

Обычно сравнивают объектное и процедурное программирование:

  • Процедурное программирование лучше подходит для случаев, когда важны быстродействие и используемые программой ресурсы, но требует большего времени для разработки.

  • Объектное — когда важна управляемость проекта и его модифицируемость, а также скорость разработки.

^ Назначение операционной системы. Виды операционных систем. Понятия мультипрограммирования и мультипроцессирования

О
18
С
— это совокупность программ для организации диалога пользователя и компьютера, для управления аппаратурой и ресурсами, для запуска программ и выполнения некоторых других функций. Компонентами базового ПО

^ Операционная система состоит из:

ядра, обеспечивающего важнейшие функции ОС ; набора драйверов;комплекта прикладных программ.

Основными функциями ОС являются:

Загрузка программ в оперативную память и управление ходом их выполнения;

Обмен данными между выпол-ся программой и внешними устройствами;

Обслуживание нестандартных ситуаций в ходе выполнения программы;

Удаление выполненной программы из оперативной памяти и освобождение места для загрузки новой программы;

Организация хранения и поиска программ и данных на внешних носителях;

Организация взаимодействия пользователя и операционной системы – прием и Выполнение команд пользователя;

Выполнение различных вспомогательных функций. Операционные системы различаются особенностями реализации алгоритмов управления ресурсами компьютера, областями использования.

^ Так, в зависимости от алгоритма управления процессором, операционные системы делятся на:

Однозадачные и многозадачные, Однопользовательские и многопользовательские, Однопроцессорные и многопроцессорные системы

Локальные и сетевые.

^ По числу одновременно выполняемых задач ОС делятся на два класса:

Однозадачные (MS DOS) и Многозадачные (OS/2, Unix, Windows)

В однозадачных системах используются средства управления периферийными устройствами, средства управления файлами, средства общения с пользователями. Многозадачные ОС используют все средства, которые характерны для однозадачных, и, кроме того, управляют разделением совместно используемых ресурсов: процессор, ОЗУ, файлы и внешние устройства.

^ В зависимости от областей использования многозадачные ОС подразделяются: Системы пакетной обработки (ОС ЕС), Системы с разделением времени (Unix, Windows), Системы реального времени (RT11)
^ Главной целью ОС пакетной обработки является максимальная пропускная способность или решение максимального числа задач в единицу времени.
Эти системы обеспечивают высокую производительность при обработке больших объемов информации, но снижают эффективность работы пользователя в интерактивном режиме.
^ В системах с разделением времени для выполнения каждой задачи выделяется небольшой промежуток времени, и ни одна задача не занимает процессор надолго. Если этот промежуток времени выбран минимальным, то создается видимость одновременного выполнения нескольких задач.

18

^ Системы реального времени применяются для управления технологическим процессом или техническим объектом, например, летательным объектом, станком и т.д.
Мультипрограммирование - это режим обработки данных, при котором ресурсы вычислительной системы предоставляются каждому процессу из группы процессов обработки данных, находящихся в ВС, на интервалы времени, длительность и очередность предоставления которых определяется управляющей программой этой системы с целью обеспечения одновременной работы в интерактивном режиме.

Мультипрограммирование — способ организации выполнения нескольких программ на одном компьютере.
^ Мультипроцессорная обработка - одновременное выполнение двух и более процессов (программ) несколькими процессорами вычислительной системы.

Мультипроцессорная обработка предполагает наличие независимых потоков команд: разных процессов или потоков (нитей) одного процесса.
^ Операционная система MS-DOS. Состав операционной системы и функции основных компонентов.

M
19
S-DOS (Microsoft Disk Operating System — Дисковая Операционная Система Microsoft) — проприетарный программный продукт фирмы Microsoft класса операционные системы для IBM-PC совместимых компьютеров. Самая известная операционная система в прошлом, на смену которой пришло семейство Windows.
Выпуск MS-DOS был датирован 1981 годом и продолжался вплоть до 2000 года

На дистрибутивных дискетах MS-DOS расположены файлы io.sys, msdos.sys, wina20.386, командный процессор command.com, файлы внешних команд операционной системы (такие, как format.com, fdisk.exe и т. п.), драйверы и другие файлы.
Файл io.sys содержит расширение базовой системы ввода/вывода BIOS (Basic Input/Output System) и является интерфейсом между операционной системой и BIOS. Расширение используется операционной системой для взаимодействия с аппаратурой компьютера и BIOS.

Файл msdos.sys является в некотором смысле набором программ обработки прерываний, в частности прерывания INT 21h.

Файл command.com - это так называемый командный процессор.

Файл config.sys представляет собой текстовый файл, предназначенный для определения конфигурации MS-DOS, а также для загрузки драйверов и резидентных программ.

Файл с именем wina20.386, который записывается в корневой каталог программой установки MS-DOS, представляет собой виртуальный драйвер для операционной системы Microsoft Windows (о виртуальных драйверах Microsoft Windows вы можете прочитать в 17 томе нашей серии книг "Библиотека системного программиста").
Драйверы представляют собой программы, обслуживающие различную аппаратуру. Кроме этого, в виде драйверов могут быть оформлены различные расширения MS-DOS, такие как система динамического сжатия данных на диске или система управления расширенной памятью.

^

Внешние команды


Файлы внешних команд операционной системы содержат программы, предназначенные для выполнения разнообразных операций, таких как форматирование дисков, сортировка файлов, печать текстов и других.

^ Операционная система Microsoft Windows. Состав операционной системы и функции основных компонентов

Структура операционной системы:

1.      Ядро – переводит команды с языка программ на язык «машинных кодов», понятный компьютеру.

2.      Драйверы – программы, управляющие устройствами.

3.      Интерфейс – оболочка, с помощью которой пользователь общается с компьютером.

  • Рабочий стол.
    Название «Рабочий стол» подобрано удачно. На нем, как и на обычном рабочем столе расположены раз-личные программы и инструменты, представленные в виде значков, или иконки.

  • Значки.
    Значками в Windows обозначаются программы, документы. Запуск производится двойным щелчком кнопки мыши по значку. Программа может быть расположена непосредственно на Рабочем столе, а может быть скрыта глубоко на диске, но и в этом случае представлена на Рабочем столе своим образом – ярлыком.

  • Ярлыки.
    Ярлык программы – это не сама программа, а только ее образ, указание на то место на диске, где она находится. Двойной щелчок по ярлыку также вызывает запуск программы. Ярлыки от значков отличаются наличием небольшой стрелочки внизу слева.

  • Панель задач.
    Располагается в нижней части экрана. На ней находятся: кнопка Пуск, кнопки открытых окон, индикаторы и часы.

  • Окно.
    Окно – один из главных элементов интерфейса Windows.

  • программы управления вводом/выводом;

  • программы, управляющие файловой системой и планирующие задания для компьютера;

  • процессор командного языка, который принимает, анализирует и выполняет команды, адресованные операционной системе.


^ Информационные системы. Базы данных и СУБД. Модели данных. Реляционная модель данных.

И
21
нформационная система
— это взаимосвязанная совокупность средств, методов и персонала, используемых для хранения, обработки и выдачи информации в интересах достижения поставленной цели.
Современное понимание информационной системы предполагает использование в качестве основного технического средства переработки информации компьютера. Кроме того, техническое воплощение информационной системы само по себе ничего не будет значить, если не учтена роль человека, для которого предназначена производимая информация и без которого невозможно ее получение и представление.
СУБД – это система управления базами данных.
^

Файловая модель




Сетевая модель относится к ранним моделям данных. Сейчас информации об этой модели данных почти не встретишь,  даже такой специалист как К. Дейт  при переиздании своей классической книги  «Введение в системы баз данных» исключил вопросы, касающиеся сетевой и иерархической модели данных.



^ Исторически иерархическая модель появилась раньше сетевой. Она наиболее проста из всех моделей данных. Самой известной иерархической системой позволяющей  создавать иерархические базы данных является система IMS (Information Management System) фирмы  IBM, используемая в свое время для поддержки лунного проекта «Аполлон». Появление иерархической модели связано с тем, что в реальном мире очень многие связи соответствуют иерархии, когда один объект выступает как родительский, а с ним может быть связано множество подчиненных объектов.
^ Реляционная модель и СУБД Она первая получила математическое описание, и она экономна по части базовых понятий. Первое повлекло возможность тщательного и интенсивного исследования свойств этой модели, а второе сделало ее привлекательной для программистов и пользователей.

В реляционной модели считается, что все данные ИС представлены в виде таблиц. Строки в каждой таблице - это кортеж неструктурированных единиц данных, "атрибутов". Набор кортежей, составляющий таблицу, образует математическое отношение; таким образом, модель данных представляется множеством таблиц-отношений; отсюда название "реляционная", т.е. модель, представленная отношениями.

^

Объектная и объектно-реляционная модели.


Объектные СУБД призваны интегрировать свойства баз данных и объектных языков программирования.  В 1993 году был принять стандарт объектных баз данных ODMG-93.

Настольные СУБД Access, FoxPro.

Oracle, MS SQL Server, Работают по принципу серверов баз данных.
^ Проектирование баз данных. Нормализация. Нормальные формы

П
22
роектирование баз данных
- процесс решения класса задач, связанных с созданием баз данных.

^ Основные задачи:

Обеспечение хранения в БД всей необходимой информации.

Обеспечение возможности получения данных по всем необходимым запросам.

Сокращение избыточности и дублирования данных.

Обеспечение целостности данных.

^ Основные этапы проектирования баз данных

Концептуальное проектирование – построение формализованной модели предметной области. Такая модель строится с использованием стандартных языковых средств, обычно графических, например ER-диаграмм. Такая модель строится без ориентации на какую-либо конкретную СУБД.

^ Основные элементы данной модели:

Описание объектов предметной области и связей между ними.

Описание информационных потребностей пользователей.

Описание алгоритмических зависимостей между данными.

Описание ограничений целостности.

^ Нормальная форма — свойство отношения в реляционной модели данных, характеризующее его с точки зрения избыточности, которая потенциально может привести к логически ошибочным результатам выборки или изменения данных. Нормальная форма определяется как совокупность требований, которым должно удовлетворять отношение.
1НФ не должна содержать повторяющихся полей и составных значений полей. То есть каждое поле должно содержать одно значение, а не их комбинацию.

2НФ Таблица удовлетворяет условиям 1-й НФ + Любое неключевое поле однозначно идентифицируется полным набором ключевых полей

НФБК Таблица удовлетворяет условиям 2-й НФ + Ни одно из неключевых полей не идентифицируется с помощью другого неключевого поля.

^ 3НФ Отношение находится в Нормальная форма Бойса — Кодда тогда и только тогда, когда каждая ее нетривиальная и неприводимая слева функциональная зависимость имеет в качестве своего детерминанта некоторый потенциальный ключ.

4НФ Таблица находится в 4NF, если она находится в BCNF и не содержит нетривиальных многозначных зависимостей

^ Таблица находится в 5NF, если она находится в 4NF и любая многозначная зависимость соединения в ней является тривиальной. Пятая нормальная форма в большей степени является теоретическим исследованием и практически не применяется при реальном проектировании баз данных. Это связано со сложностью определения самого наличия зависимостей «проекции — соединения», поскольку утверждение о наличии такой зависимости должно быть сделано для всех возможных состояний БД.

^ Моделирование объектов, процессов и явлений. Классификации моделей. Компьютерное моделирование. Этапы моделирования.

М
23
одель - это такой материальный или мысленно представляемый объект, который в процессе изучения замещает объект-оригинал, сохраняя некоторые важные для данного исследования типичные его черты. Или можно сказать другими словами: модель – это упрощенное представление о реальном объекте, процессе или явлении.

^ Классификация по форме представления: Материальные - воспроизводят геометрические и физические свойства оригинала и всегда имеют реальное воплощение.

Информационные - совокупность информации, характеризующая свойства и состояния объекта, процесса, явления, а также их взаимосвязь с внешним миром. Информационные - совокупность информации, характеризующая свойства и состояния объекта, процесса, явления, а также их взаимосвязь с внешним миром.

Идеальные – материальная точка, абсолютно твердое тело, математический маятник, идеальный газ, бесконечность, геометрическая точка и прочее

Под компьютерной моделью понимают

  • Условный образ объекта или некоторой системы, описанный с помощью взаимосвязанных компьютерных таблиц, блок-схем, диаграмм, графиков, рисунков, анимационных фрагментов, гипертекстов и т.д. и отображающий структуру и взаимосвязи между элементами объекта – структурно-функциональная модель;

  • Отдельная программа, совокупность программ, программный комплекс, позволяющий с помощью последовательности вычислений и графического отображения их результатов воспроизводить (имитировать) процессы функционирования объекта при условии воздействия на него различных (включая случайные) факторов – имитационные модели.

Компьютерное моделирование имеет ряд преимуществ по сравнению с другими подходами. В частности, оно дает возможность учитывать большое количество переменных

К основным этапам компьютерного моделирования относятся:

  • постановка задачи, определение объекта моделирования;

  • разработка концептуальной модели, выявление основных элементов системы и элементарных актов взаимодействия;

  • формализация, то есть переход к математической модели; создание алгоритма и написание программы;

  • планирование и проведение компьютерных экспериментов;

  • анализ и интерпретация результатов .

^ Понятие экспертной системы. Экспертные системы первого и второго поколений. Классификация экспертных систем. Языки разработки экспертных систем.

Э
24
кспертные системы— это вычислительная система, в которую включены знания специалистов о некоторой конкретной предметной области, которая в пределах этой области способна принимать решения, качество которых соответствует решениям, принимаемым экспертами-людьми.



Такая система должна обладать следующим перечнем характеристик:

  • способностью рассуждать при неполных и противоречивых данных;

  • способностью объяснять цепочку рассуждений понятным для пользователя способом;

  • факты и механизм вывода должны быть четко отделены друг от друга (знания не встраиваются в процедуры дедукции);

  • конструкция системы должна обеспечивать возможность эволюционного наращивания базы знаний;

  • на выходе ЭС должна выдавать совет;

  • она должна быть экономически выгодна.

Классификация ЭС по решаемой задаче

Интерпретация данных, Диагностирование, Мониторинг, Проектирование, Прогнозирование, Сводное Планирование, Обучение, Управление, Ремонт, Отладка

^ Классификация ЭС по связи с реальным временем

Статические ЭС, Квазидинамические ЭС, Динамические ЭС
В экспертных системах первого поколения знания представлены следующим образом:

1) знаниями системы являются только знания эксперта, опыт накопления знаний не предусматривается.

2) методы представления знаний позволяли описывать лишь статические предметные области.

3) модели представления знаний ориентированы на простые области.

экспертных системах второго поколения следующее:

1) используются не поверхностные знания, а более глубинные. Возможно дополнение предметной области.

2) ЭС может решать задачи динамической базы данных предметной области.

Языки разработки экспертных систем Prolog, Cи

Искусственный интеллект. Модельный подход. Операционный подход. Модели представления знаний.

^ И
25
ску́сственный интелле́кт
— наука и технология создания интеллектуальных машин, особенно интеллектуальных компьютерных программ. ИИ связан со сходной задачей использования компьютеров для понимания человеческого интеллекта, но не обязательно ограничивается биологически правдоподобными методами.

Поясняя своё определение, Джон Маккарти указывает: «Проблема состоит в том, что пока мы не можем в целом определить, какие вычислительные процедуры мы хотим называть интеллектуальными. Мы понимаем некоторые механизмы интеллекта и не понимаем остальные. Поэтому под интеллектом в пределах этой науки понимается только вычислительная составляющая способности достигать целей в мире».

^ Электронный подход После второй мировой войны появились устройства, казалось бы, подходящие для достижения заветной цели - моделирования разумного поведения; это были электронные цифровые вычислительные машины.

Кибернетический подход Нейронный подход Гибридный подход

Гибридный подход Гибридный подход предполагает, что только синергетическая комбинация нейронных и символьных моделей достигает полного спектра когнитивных и вычислительных возможностей. Например, экспертные правила умозаключений могут генерироваться нейронными сетями, а порождающие правила получают с помощью статистического обучения. Сторонники данного подхода считают, что гибридные информационные системы будут значительно более сильными, чем сумма различных концепций по отдельности.

^ Модели представления знаний – это одно из важнейших направлений исследований в области искусственного интеллекта. Почему одно из важнейших? Да потому, что без знаний искусственный интеллект не может существовать в принципе. Действительно, представьте себе человека, который абсолютно ничего не знает. Например, он не знает даже таких элементарных вещей как:

  • для того, чтобы не умереть от голода, необходимо периодически есть;

  • необязательно из одного края города в другой идти пешком, если для этих целей можно воспользоваться общественным транспортом.

  1. продукционные модели – модели основанные на правилах, позволяют представить знание в виде предложений типа: «ЕСЛИ условие, ТО действие». Продукционные модели обладает тем недостатком, что при накоплении достаточно большого числа правил, они начинают противоречить друг другу;

  2. сетевые модели или семантические сети – как правило, это граф, отображающий смысл целостного образа. Узлы графа соответствуют понятиям и объектам, а дуги – отношениям между объектами;

  3. фреймовые модели – основывается на таком понятии как фрейм (англ. frame – рамка, каркас). Фрейм – структура данных для представления некоторого концептуального объекта. Информация, относящаяся к фрейму, содержится в составляющих его слотах.

^ Построение сетей передачи данных. Сетевая среда передачи данных. Сетевая топология. Основные технологии локальных сетей.


26

Существуют следующие виды сетей передачи данных:

локальные - ограниченные одним зданием,
кампусные - ограниченные небольшим микрорайоном, технопарком или университетским городком, территориально-распределённые вплоть до глобального масштаба. Основной технологией строительства таких сетей является 10/100/1G/10G Ethetnet, а аппаратной частью — коммутаторы и маршрутизаторы.
^

Коаксиальный кабель


Коаксиальный кабель(coaxial), или коаксиал имеет длинную историю. Если в вашем доме есть кабельное телевидение, то вы имеете коаксиальный кабель. Кабельное телевидение использует те же самые принципы, что и широкополосная передача, применяемая в сетях передачи данных. Широкополосная сеть и кабельное телевидение используют важное достоинство коаксиального кабеля - его способность передавать в один и тот же момент множество сигналов. Каждый такой сигнал называется каналом. Все каналы организуются на разных частотах, поэтому они не мешают друг другу.
^

Витая пара Витая пара (TP - twisted pair) - кабель, в котором изолированная пара проводников скручена с небольшим числом витков на единицу длины.

Волоконно-оптический кабель (fiber-optic cable) был разрекламирован как решение всех проблем, порождаемых медным кабелем. Такой кабель имеет огромную ширину полосы пропускания и может пересылать голосовые сигналы, видеосигналы и сигналы данных на очень большие расстояния.

^

Радиоволновод (немного экзотики)

Сетевая тополо́гия — способ описания конфигурации сети, схема расположения и соединения сетевых устройств.


  • Шина

  • Кольцо

  • Двойное кольцо

  • Звезда

  • Ячеистая топология

  • Решётка

  • Дерево

  • Fat Tree Сеть fat tree (утолщенное дерево) — топология компьютерной сети, изобретенная Charles E. Leiserson из MIT, является дешевой и эффективной для суперкомпьютеров.


Функционирование сетей передачи данных. Модель OSI/ISO. Стек протоколов TCP/IP.


27

Эталонная модель ОSI

Работа сети заключается в передаче данных от одного компьютера к другому. В этом процессе можно выделить следующие задачи:

1. Распознавание данных. 2. Разбиение данных на управляемые блоки. 3. Добавление информации к каждому блоку о местонахождении данных и получателе. 4. Добавление информации для синхронизации и проверки ошибок. 5. Перемещение данных в сеть и отправка их по заданному адресу.

Протоколы – формальный наборам правил и соглашений, определяющий, каким образом устройства в сети обмениваются данными.

Традиционно стек делится на семь уровней, функции которых определяются эталонной моделью взаимодействия открытых систем (OSI – Open System Interconnection).

7) прикладной уровень (Application Layer);

6) представительский уровень (Presentation Layer);

5) сеансовый уровень (Session Layer);

4) транспортный уровень (Transport Layer);

3) сетевой уровень (Network Layer);

2) канальный уровень (Data Link Layer);

1) физический уровень (Physical Layer);

Стек протоколов TCP/IP (англ. Transmission Control Protocol/Internet Protocol) — набор сетевых протоколов разных уровней модели сетевого взаимодействия DOD, используемых в сетях. Протоколы работают друг с другом в стеке (англ. stack, стопка) — это означает, что протокол, располагающийся на уровне выше, работает «поверх» нижнего, используя механизмы инкапсуляции. Например, протокол TCP работает поверх протокола IP.

Стек протоколов TCP/IP основан на модели сетевого взаимодействия DOD и включает в себя протоколы четырёх уровней:

прикладного (application),

транспортного (transport),

сетевого (internet),

уровня доступа к среде (network access).

^ Информационная безопасность. Защита информации.


28

Информационная безопасность, как и защита информации, задача комплексная, направленная на обеспечение безопасности, реализуемая внедрением системы безопасности. Проблема защиты информации является многоплановой и комплексной и охватывает ряд важных задач. Проблемы информационной безопасности постоянно усугубляются процессами проникновения во все сферы общества технических средств обработки и передачи данных и, прежде всего, вычислительных систем.

На сегодняшний день сформулировано три базовых принципа, которые должна обеспечивать информационная безопасность:

  • целостность данных — защита от сбоев, ведущих к потере информации, а также зашита от неавторизованного создания или уничтожения данных;

  • конфиденциальность информации;

  • доступность информации для всех авторизованных пользователей.

При разработке компьютерных систем, выход из строя или ошибки в работе которых могут привести к тяжелым последствиям, вопросы компьютерной безопасности становятся первоочередными. Известно много мер, направленных на обеспечение компьютерной безопасности, основными среди них являются технические, организационные и правовые.

Обеспечение безопасности информации — дорогое дело, и не только из-за затрат на закупку или установку средств защиты, но также из-за того, что трудно квалифицированно определить границы разумной безопасности и обеспечить соответствующее поддержание системы в работоспособном состоянии.

Средства зашиты информации нельзя проектировать, покупать или устанавливать до тех пор, пока не произведен соответствующий анализ.

На сайте анализируется информационная безопасность и ее место в системе национальной безопасности, определяются жизненно важные интересы в информационной сфере и угрозы для них. Рассмотрены вопросы информационной войны, информационного оружия, принципы, основные задачи и функции обеспечения информационной безопасности, функции государственной системы по обеспечению информационной безопасности, отечественные и зарубежные стандарты в области информационной безопасности. Значительное внимание уделяется также правовым вопросам информационной безопасности.

Так же рассматриваются общие вопросы защиты информации в автоматизированных системах обработки данных (АСОД), предмет и объекты зашиты информации, задачи защиты информации в АСОД. Рассмотрены типы преднамеренных угроз безопасности и методы защиты информации в АСОД. Рассмотрены методы и средства подтверждения подлинности пользователей и разграничения их доступа к компьютерным ресурсам, контроля доступа к аппаратуре, использования простых и динамически изменяющихся паролей, методы модификации схемы простых паролей, функциональные методы.


Скачать файл (714.5 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации
Рейтинг@Mail.ru