Билетыпо информатике

Билет1.

Информацияи информационныепроцессы вприроде, обществе,технике. Информационнаядеятельностьчеловека.
Технологияобъектно-ориентированногопрограммирования.Объекты и ихсвойства.
Практическоезадание напроведениерасчетов спомощью электроннойтаблицы.

Билет2.

Информацияи управление.Назначениеи функции обратнойсвязи.
Технологиялогическогопрограммирования.Отличие логическихязыков программированияот алгоритмическихязыков программирования.
Задачана определениярезультатавыполненияалгоритма поего блок-схемеили записи наалгоритмическомязыке.

Билет3.

Языки информация.Естественныеи формальныеязыки.
Технологияалгоритмическогопрограммирования.Основные типыи способыорганизацииданных (переменные,массивы, спискии пр.)
П

рактическоезадание напостроениеграфика функциис помощьюэлектронныхтаблиц.

Билет4.

Двоичнаясистема счисления.Запись чиселв двоичнойсистеме счисления.
Магистрально-модульныйпринцип построениякомпьютера.
Задачана разработкуалгоритма дляисполнениятипа Робот илиЧерепашка.

Билет5.

Двоичноекодированиеинформации.
Основныехарактеристикикомпьютера (разрядностьмагистрали,объем оперативнойи внешней памяти,тактовая частотаи др.).
Практическоезадание насоздание,преобразование,хранение ираспечаткурисунка с помощьюграфическогоредактора.

Билет6.

Количествоинформации.Единицы измерения количестваинформации.
Внешняяпамять компьютера.Различные типыносителейинформации(информационнаяемкость, быстродействиеи т.д.).
Практическоезадание поработе с файлами(копирование,переименование,удаление ит.д.).

Билет7.

Основныеустройствакомпьютера,их функции ивзаимность.
Основыязыка разметкигипертекста(НТ).
Практическоезадание попоиску файлов.

Билет8.

Программноеуправлениеработой компьютера.Программноеобеспечениекомпьютера.
Основныелогическиеоперации. Логическоеумножение,сложение, отрицание.
Практическоезадание поработе с дисками(форматирование,создание системнойдискеты и т.д.).

Билет9.

Файлы(тип, имя, местоположение).Файловая система.Основные операциис файлами.
Логическиевыражения иих преобразования.Таблицы истинности.
Практическоезадание по “лечению”гибкого дискаот вирусов сиспользованиемграфическогоинтерфейса.

Билет10.

Правоваяохрана программи данных. Защитаинформации.
Основылогическиеустройствакомпьютера( сумматор).
Практическоезадание насоздание,редактирование, сохранениеи распечаткутекста с помощьютекстовогоредактора.

Билет11.

моделированиекак метод научногопознания. Моделиматериальныеи информационные.
Основныелогическиеустройствакомпьютера(регистр).
Практическоезадание напоиск информациив базе данныхпо заданнымпараметрам.

Билет12.

Формализация.Построениематематическихмоделей.
Технологиямультимедиа(аппаратныеи программныесредства).
Практическоезадание насортировкуинформациив базе данныхпо заданнымпараметрам.

Билет13.

технологиярешения задачс помощьюкомпьютера.Технологическаяцепочка:построениемодели – формализация– алгоритм –программа –компьютерныйэксперимент.
Программноеобеспечениекомпьютера(его состав иназначение).
Задачана переводдесятичногочисла в двоичноечисло.

Билет14.

понятиеалгоритма.Свойства алгоритмов.Возможностьавтоматизациидеятельностичеловека.
Операционнаясистема компьютера(назначение,состав, загрузка).
Задачана определениеистинностисоставноговысказывания.

Билет15.

Разветвляющиесяалгоритмы.Команда ветвления.
Позиционныеи непозиционныесистемы счисления.Запись чиселв позиционныхсистемах счисления.
Задачана определениеистинностисоставноговысказывания.

Билет16.

Циклическиеалгоритмы.Команда повторения.
Выполнениеарифметическихопераций вдвоичной системесчисления.
Задачана определениеединиц измеренияколичестваинформации.

Билет17.

Разработкаалгоритмыметодом последовательнойдетализации.Вспомогательныеалгоритмы.
Информационноемоделирование.Основные типыинформационныхмоделей (табличные,иерархические,сетевые).
Задачана сложениедвоичных чисел.

Билет18.

Основыязыка программирования(алфавит, операторы,типы данныхи т.д.).
Статическиеинформационныемодели (моделисостояния).Динамическиеинформационныемодели (моделиповедения).
Задача напостроениезапроса припоиске информациив интернете.

Билет 19.

Текстовыйредактор. Назначениеи основныефункции. Кодировкирусских букв.
Информационныемодели процессовуправления.
Практическоезадание на инсталляциюпрограммногопродукта.

Билет 20.

Графическийредактор. Назначениеи основныефункции. Форматыграфическихфайлов.
Формально-логическиемодели и математическиемодели.
Задача напостроениеинформационноймодели.

Билет 21.

Электронныетаблицы. Назначениеи основныефункции.
Системыпрограммирования.Интерпретациии компиляция.
Задача напостроениеинформационноймодели.

Билет 22.

Базы данных.Назначениеи основныефункции. Системыуправлениебазами данных(СУБД).
Компьютерныевирусы:методыраспространения,профилактиказаряжения.
Практическиезадания наразработкуWeb-страницыс использованиеминструментальногосредства.

Билет 23.

Глобальнаясеть Интернети ее информационныересурсы (электроннаяпочта, телеконференции,файловые архивы,Всемирнаяпаутина).
Информация.Вероятностныйподход к измерениюколичестваинформации.
Задача напостроениеблок-схемыпростого алгоритма,записанногона естественномязыке.

Билет 24.

Гипертекст.Технология WWW (World Wild Web).
Основы объектно-ориентированного программирования.
Практическоезадание наопределениеинформационнойемкости различныхносителейинформации.

Билет 25.

Информатизацияобщества. Основныеэтапы развитиявычислительнойтехники.
Структураглобальнойкомпьютернойсети Интернет.Адресация вИнтернат.
Практическоезадание напреобразованиеформата графическогофайла.

БИЛЕТ 1

Вопрос 1

Технике.Информационнаядеятельностьчеловека.

Информация– фундаментальнаяпонятие, поэтомуопределитьего исчерпывающимобразом черезкакие-то болеепростые понятияневозможно.Каждый вариантопределенияинформацииобладает некоторойнеполнотой.В широком смыслеинформация–это отражениереального(материального,предметного)мира, выражаемоев виде сигналови знаков. Сигналыотражают физические(физически -химические)характеристикиразличныхпроцессов иобъектов.

Действия,выполняемыес информацией,называются информационнымипроцессами.Информационныепроцессы можноразложить натри составляющие:хранение,передачу иобработкуинформации.

Объединениепонятий (информация)и (управление)привело Н. Винерав 40-х гг. к созданиюкибернетики,которая, в частности,впервые указалана общностьинформационныхпроцессов втехнике, обществеи живых организмах.Объекты живойприроды, в отличиеот неживой,обладают свойствомобмена информацией,и реагироватьна нее. Так,например, горыподверженыэрозии из-занеблагоприятныхвлияний ветра,солнца, дождя,но они не могутпринять этуинформациюк сведенью ииспользоватьее для выживания,в отличие, например,от зайцев, которыеменяют своюокраску набелую, получивинформациюиз окружающегомира о наступлениезимы. Пчелалетит на запахцветка, являетсяинформациейдля нее, летучиемыши ориентируютсяв пространстве,получая информациюс помощьюультразвуковойлокации. Собакаобладает прекрастнымиспособностямик общению. Онаполучает иобрабатываетследующуюинформацию:если она совершаетдействия, которыеот нее требуетхозяин, он поощряетее. Чтобы достичьжелаемого,собака должнаотбирать внешнююинформацию,необходимуюдля дальнейшихдействий. Она,например, связыватьпонятие (свой)с членами семьихозяина и понятие(чужой) со всемиостальнымилюдьми.

Использованиепонятие информацииоказало существенноевлияние наразвитие современнойбиологии, особеннотаких ее разделов, как нейрофизиологияи генетика.

В техникепрограммно-упровляемыестанки работают,руководствуясьзаложеннойв них информацией-программойих работы ;автоматна вход в метро,получив информациюо том, опущенили не опущенжетон, соответственнопропускаетили не пропускаетчеловека;автопилотуправляетсамолетом всоответствиис заложеннойв него программой.

Но лишь длячеловека, получаемаяиз внешнегомира, можетстановитьсясведеньями,являющимисяобъектом осознанногохранения, обменаи преобразования.Информационныепроцессы всегдаиграли важнуюроль в жизниобщества. Людиобмениваютсяустными сообщениями,записками,посланиями.Они передаютдруг другупросьбы, приказы,отчеты о проделаннойработе, публикуютрекламноеобъявленияи научным статьи,хранят старыеписьма, долгоразмышляютнад полученнымиизвестиямиили немедленнокидаются выполнитьуказания начальства.Большое значениедля сохраненияи развитиякультуры имеетпередаче изпоколения впоколениесказок, традиций,легенд, созданиепроизведенийживописи.

Вся жизньчеловека постоянносвязана с получением,накоплениеми обработкойинформации.Информацияявляется предметоминтеллектуальнойдеятельностичеловека, продуктомэтой деятельности.Информациядля человека–это знания,которое онполучает изразличныхисточников.Все, что знаеткаждый конкретный человек, онкогда-то узналот родителей,учителей, изкниг, личногопрактического,опыта и сохранилв своей памяти.В свою очередьвсе, что написанов книгах, журналах,газетах, отражаетзнания авторовэтих текстов,а потому этотоже информация.

Вопрос оклассификациизнаний - сложнаянаучная проблема.Один из подходовк такой классификациизаключаетсяв делении ЗНАНИЙна декларативныеи процедурные.

К декларативным(от слова (декларация),что значит(утверждение),(сообщение))относятсязнания обопределенныхявлениях (Землявращаетсявокруг Солнца),событиях (Пушкинродился в 1799 году),своих объектов(Байкал-самое глубокоев мире пресноеозеро), зависимостях(квадрат гипотенузыравен суммеквадратовкатетов).

К процедурнымотноситсязнания о действиях,которое нужнопредпринятьдля достижениякакой-либо цели(как собратьрадиоприемник,как решитьквадратноеуправление,как выраститьпомидоры, каклечить от простуды).

С тремясоставляющимиинформационныхпроцессов –хранением,передачей иобработкойинформации-люди началииметь делодавно, задолгодо появлениякомпьютеров.

Человек хранитинформациюлибо в собственнойпамяти (иногдаговорят “вуме”), либо на каких-товнешних носителях.Чаще всего- набумаге. Те сведения,которое человекпомнит, емувсегда доступны.Каждый человекпомнит свойдомашний адрес,номер телефона,а также адресаи телефоныблизких людей.Если же понадобитсяадрес и телефон,который вы непомните, топоможет записнаякнижка илителефонныйсправочник.

Собственнуюпамять человекаможно назватьоперативнойпамятью. Здесьслово (оперативный)является синонимомслова (быстрый).Заученныезнания воспроизводятсячеловекоммгновенно.Собственнуюпамять ещеможно назватьвнутреннейпамятью, посколькуее носитель-мозг- находятсявнутри человеческоготела.

Записныекнижки, справочники,энциклопедии,магнитныезаписи, по отношениюк человекеявляются внешнимихранилищамиинформации.Чтобы воспользоватьсяинформациейиз внешнегоисточника, еесначала нужносделать оперативный(прочитатьномер телефона),а потом использоватьпо назначению(набрать номерна аппарате).Оперативнуюинформациючеловек можетзабыть. Информацияна внешнихносителяххранится надежнее.Книги, записиможно рассматриватькак расширениепамяти человека,как нашу внешнююпамять.

Человекупостоянноприходитсяучаствоватьв процессепередачи информации.Передача можетпроисходитьпри непосредственномразговоре междулюдьми, черезпереписку, спомощью техническихсредств, связи:телефона, радио,телевидения.Такие средствасвязи называютсяканалами передачиинформации.

В процессепередачи информацияможет искажатьсяили теряться,если информационныеканалы плохогокачества илина линии связидействуютпомехи (шумы).Многие знают,как труднообщаться приплохой телефоннойсвязи.

Процесспередачи информациивсегда двусторонний:есть источники есть приемникинформации.Источник передает(отправляет)информацию,а приемник ееполучает(воспринимает).Читая книгуили слушаяучителя, ученикявляется приемникоминформации.Каждый человекпостояннопереходит отроли источникак роли приемникаинформации.

Человекупочти непрерывноприходитсязаниматьсяобработкойинформации.Вот нескольковариантовобработки:

Получениеновой информациииз данной путемматематическихвычисленийили логическихрассуждений(например, решениематематическойзадачи, раскрытиеследователемпо собраннымуликам);
Изменениеформы представленияинформации+без измененияее содержания(например, переводтекста с одногоязыка на другой,шифровка(кодирование)текста);
Упорядочение(сортировка)информации(например,упорядочениесписков классав алфавитномпрядке по фамилиямучеников,упорядочениерасписанияпоездов повремени отправления);
Поиск нужнойинформациив некотороминформационноммассиве (например,поиск номерателефона втелефоннойкниге, поискпереводаиностранногослова в словаре,поиск сведенийо рейсе самолетав расписанийаэропорта).

Человеквоспринимаетинформациюиз окружающегомира с помощьюсвоих органовчувств. Их пять:зрение, вкус,обоняние, осязание.

Более90% информациипоступает кнам через зрениеи слух. Но и запахи,вкусовые иосязательныеощущения тоженесут информацию.Например,почувствовавзапах гари, выузналь, что накухне сгорелобед, о которомзабыли. На вкусвы легко узнаетезнакомую пищу,на ощупь – знакомыепредметы дажев темноте.

Информация,воспринимаемаячеловеком вречевой илиписьменнойформе, называется(или знаковой)информацией.В самом деле.В письменномтексте содержатсябуквы, знакипрепинания,цифры и другиесимволы. Устнаяреч тоже складываетсяиз знаков. Толькоэти знаки неписьменные,а звуковы, ониназываютсяфонемами. Изфонем складываютсяслова, из слов– фразы. Междуписьменнымизнаками и звукамиесть премаясвязь, посколькуписьменностьфиксируетсяна бумагечеловеческуюречь. Отдельныебуквы или сочетаниебукв обозначаютзвуки речи, азнаки препинания– паузы, интонацию.

Человеческаяречь и письменностьтесно связаныс понятиемязыка. Язык –это знаковаясистема для представленияинформаций.Разговорныеимеют национальныйхорактер. Естьрусский, английский,китайский,французкийи другие. Ониназываютсяестественнымиязыками.

Кромеестест венныхсуществуютформальныеязыки. Как правило,эти языки какой– нибудь профессииили областизнаний. Например,матиматическуюсимволику можноназвать формальнымязыком математике,нотную грамоту– формальнымязыком музыки.

Естественныеязыки носятнациональныйхорактер иимеют устнуюи письменнуюформу. Формальныеязыки – это,как правило,искусственныйязыки професиональногообщения.

Можнопривести примерыспособов языковогообмена информацией,заменяющихречь. Например,глухонимыелюди заменяютжестикуляцией.Жесты дирижерапередают информациюмузыкантам.Судья на спортивнойплощадке пользуетсяопределеннымязыком жестов,понятным игрокам.

Запахи,вкусовые иосезательныеощущения несводятся ккаким – то знакам,не могут бытьпереданы спомощью знаков.Безусловно,они несут информацию,поскольку мыих запоминаем,узнаем. Такуюинформациюназываут образнойинформацией.К образнойотносится такжеинформация, воспринимаемаячерез зрениеи слух, но несводящаясяк языкам (шумветра, пениептиц, картиныприроды).

Хотяинформациясвязана сматериальнымносителем, аее передача– с затратамиэнергии, однуи ту же информациюможно хранитьна различныхматериальныхносителях (набумаге, в видефотографии,на магнитнойленте) и передоватьсяс различнымиэнергетическимизатратами (попочте, по телефону,с курьером),причем последствия(в том числе иматериальные)пореданнойинформациисовершенноне зависит отфизическихзатрат на еепередачу. Например,легкое нажатиекнопки опускаеттяжелый театральныйзанавес иливзрывает большоездание, красныйсвет светофораостанавливаетпоезд, а неожидонноенеприятноеизвестие можетвызвать инфаркт.Поэтому информационныепроцессы несводимы к физическим,и информация,наряду с материейи энергией,являются однойиз фундаментальныхсущностейокружающегонас мира.

Достиженияв технике в18-19 вв. практическицеликомбылисвязаны с успехамифизики и химии.Благодоряимбыли созданыи успешнораспространилисьразличныепреоброзователиматерии и энергии:двигателиметаллургическиеи химическиепроизводства,электрогенераторы.Эффективностьих работы описываетсяс помощью физическихпонятий:мощности,грузоподъемности,количествовырабатываемойэнергии. В 20 в.с развитиитехники появилосьустройстводругого рода:средство связи,устройствоавтоматики,а с 40-х гг. –вычислительнойтехники. Начинаяс последнейтрети 20 в. сталиговорить об(информационномвзрыве ), называяэтими словабурный ростобъемов и потоковинформации.В качествесредства дляхранения, переработкии передачиинформациинаучно- техническийпрогресс предложилобществу компьютер(электронное– вычислительную машину, Э. В. М).

Работа компьютераимитирует(моделирует)информационнуюфункцию человека.Из сказанноговыше следует,что имеютсячетыре основныеинформационнойфункции человека:

Прием (ввод)информации;
Запоминаниеинформации(память);
Процессмышления (обработкаинформации);
Передача(вывод) информации.Компьютеримеет в составеустройства,выполняющиеэти функциимыслящегочеловека:
Устройствоввода;
устройствопамяти;
процессор;
устройствовывода.

Такой составустройстввычислительногоавтомата былвпервые предложенв прошлом векеЧарльзом Бэббиджем.Все они имелисьв проекте егоАналитическоймашины. ЭВМ,появился всередине 20 в.,сохранили тотже состав устройств.Ч. Бэббидж первымвыдвинул идеюпрограммногоуправленияработой вычислительноймашины. Программасодержит командыдля процессора,который решаетзадачу, последовательноих выполняя.

Современныйкомпьютер –этоуниверсальное(многофункциональное)электронноепрограммно-управляемоеустройстводля работ синформацией.Компьютер всовременномобществе взялиуправлениена себя значительнуючасть работ,связанных синформацией.По историческиммеркам компьютерныетехнологииобработкиинформацииеще очень молодыи находятсяв самом началесвоего развития.Поэтому ониназываютсяновыми информационнымитехнологиями-НИТ. Еще ни одногосударствона Земле несоздавалоинформационногообщества. Существуетеще много потоковинформации,не вовлеченныхв сферу действиякомпьютеров.Компьютерныетехнологиисегодня преобразуютили вытесняютстарые, докомпьютерныетехнологииобработкиинформации.Текущий этапзавершаетсяпостроениемв индустриальноразвитых странглобальныхвсемирных сетейдля храненияи обмена информацией,доступныхкаждой организациии каждому членуобщества. Надотолько помнить,что компьютерамследует поручать,что они могутделать лучшечеловека, и неупотреблятьих во вред человеку,обществу.

Билет1 24

Вопрос2

Объектно-ориентированныйподход в информационныхтехнологиях.

Инкапсуляциейназываетсяобъединениев объекте егосвойств и возможныхнад ним операций(методов).

Инкапсуляция.Объект, с однойстороны, обладаетопределеннымисвойствами,которые характеризуютего состояниев данный моментвремени, а, сдругой стороны,над ним возможныоперации, которыеприводят кизменению этихсвойств.

Объектно-ориентированныйподход позволяетобъединитьстатическуюмодель, описывающуюсвойства объектаи динамическуюмодель, описывающуюих изменения.

Приэтом подходедоступ к изменениюсвойств объектавозможен толькочерез принадлежащиеэтому объектуметоды. Методы«окружают»свойства объекта;говорят, чтосвойства«инкапсулированы»в объект.

Такимобразом, вобъектно-ориентированномпрограммированиицентральноеместо занимаютобъекты, которыеобъединяютв одно целое(инкапсулируют)свойства объектаи возможныенад ним операции(методы).

Еслиговорить образно,то объекты—этосуществительные.Объектом являются,например, графическийпримитив Окружность.Свойства объекта,т.е. его качестваи характеристики(например,координаты,цвет, радиус)-этоприлагательные.Методы объекта,т.е. набор операций,которой онможет выполнять(например,переместить,изменить цвет)-этоглаголы объекты,инкапсулирующиеодинаковыйперечень свойствопераций,объединяютсяв классы. Каждыйотдельныйобъект являетсяэкземпляромкласса. Экземплярыкласса могутиметь отличающиесязначение свойств.

Например,файловая системакомпьютераможет содержатьсотни и тысячифайлов. Всефайлы обладаютодним и тем женабором свойств(имя, положениев файловойсистеме и др.)и операций(переименование,перемещениеили копированиеи др.) и образуюткласс объектовфайлы.

Каждыйотдельный файлявляется экземпляромэтого классаи имеет конкретныезначения свойств(имя, местоположениеи др.)

Наследованиеопределяетотношение междуклассами, объектыкласса- потомокобладают всемисвойствамии операциямиобъектов класса-родитель.

Наследование.В векторныхграфическихредакторахизображениестроится изграфическихпримитивов(точка, линия,окружностьдр.).

Свойства операции(методы)

Координаты(x, y) перемещение

Цвет изменениецвета

Однимиз графическихпримитивовявляется классобъектов точка.В классе точкакаждый объектобладаетопределеннымисвойствами(координаты,цвет), над которымивозможнысоответствующиеоперации(перемещение,изменениецвета). Классобъектов точкаможно задатьтаблицей,

Изкласса объектовточка можнополучить новыекласс объектовокружность,добавив новоесвойство радиуси операциюизменениярадиуса.

Всеобъекты классаОкружностьнаследуютсвойства иоперации класса.Точканазываетсякласс-родитель,а классОкружность– класс-потомок.

Полиморфизмв переводес греческогоозначает «многоформ» .одна ита же операциянад объектамиразличныхклассов можетвыполнятьсяразличнымиметодами.

Полиморфизм.Частовстречаетсяситуация, когданад объектамиразличныхклассов можносовершатьодинаковыеоперации.

Так,в рассмотренномвыше примеренад объектамиразличныхклассов Точкаи Окружностьможно совершатьодну и ту жеоперацию Переместить.

Длябольшинстваклассов объектовв средеWindows &Office (папки,документы,символы и др.)также характереннабор однихи тех же операций( переименование,перемещение,копирование,удаление и т.д..).Такое единообразиеочень удобнодля пользователя.

Однакоочевидно, чтомеханизмыреализацииэтих операцийнеодинаковыдля различныхклассов/.Например,для копированияпапки необходимосовершитьпоследовательностьдействий поизменениюфайловой системы,а для копированиясимвола внестиизменения вдокумент. Этиоперации будутвыполнятьсяразличнымипрограммами,которые имеются,соответственно,в операционнойсистеме Windows и в текстовомредакторе Word/

Такимобразом реализуетсяполиморфизм,т. е. возможностьпроведенияодних и тех жеопераций надобъектами,принадлежащимиразличнымклассам, присохранениииндивидуальныхметодов ихреализациидля каждогокласса.

Практическаяреализацияобъектно-ориентированногоподхода будетрассмотренапри изучениитехнологииобъектно-ориентированногопрограммированияна языке VisualBasic

Объектно-ориентированныеязыки програмирования.

Объектно-ориентированноепрограмированиеявляется внастоящее времянаиболее популярнойтехнологиейпрограммирования.Объектно-ориентированноепрогамированиеявляетсяразвитиемтехнологииструктурногопрограммирования,однако имеетсвои характерныечерты.

Основнойединицей вобъектно-ориентированномпрограммированииявляется объект,который заключаетв себе, инкапсулируеткак описывающиеего данные(свойства), таки средстваобработки этихданных (методы).

Объектно-ориентированноепрограммирониепо своей сути– это создание,приложенийиз объектов,подобно тому,как из блокови различныхдеталей строятсядома. Одни объектыприходитсяполностьюсоздаватьсамостоятельно,тогда как другиеможно позаимствоватьв готовом видеиз разнообразныхбиблиотек.

Важноеместо втехнологииобъектно-ориентированногопрограммированиязанимает событие.В качествесобытий могутрассматриватьсящелчок кнопкоймыши на объекте,нажатие определеннойклавиши, открытиедокумента ит.д. В качествереакции насобытия вызываетопределеннаяпроцедура,которая можетизменить свойстваобъекта, вызыватьего методы ит.д.

Всистемахобъектно-ориентированногопрограммированияобычно используетсяграфическийинтерфейс,который позволяетвизуализироватьпроцесс программирования.Появляетсявозможностьсоздаватьобъекты, задаватьим свойстваи поведениес помощью мыши.

Наиболеераспространеннымисистемамиобъектно-ориентированноговизуальногопрограммированияявляются MicrosoftVisual Basic и BorlandDelphi.

Всреде Windows&Office в качествепрограммныхобъектов могутвыступатьприложения,документы ит.д. Каждый изэтих объектовможет являетсяисполнителемалгоритмов.Команды объекту(исполнителю)могут дать либодругие объекты,функционирующиев данной системе,либо пользователькомпьютера.

Длятого чтобыобъект в средеWindows &Office (например,приложениеWord)мог автоматическивыполнитьалгоритм, необходимозаписать егона том формальномязыке, которыйэтот объект«понимает».Таким языкомявляется языкпрограммированияVisual Basic for Application(VBA), которыйявляется ядромобъектно-ориентированногоязыка программированияVisual Basic.

Объектыи их свойства

Объекты,обладающиеодинаковыминаборами свойстви методов, образуюткласс объектов.Так, в приложенииWordсуществуеткласс объектовдокумент (Documents),который обладаеттакими свойствамикак имя (Name),местоположением(File Name)и др. Объектыэтого классаобладают такжек определеннымнабором методов,например, открытиедокумента,печать документа,сохранениедокумента ит.д.

Классобъектов можетсодержатьмножестворазличныхдокументов(экземпляровкласса), каждыйиз которыхимеет свое имя.Например, одиниз документовможет иметьимя Проба.Doc

Объектыв приложенииобразуют некоторуюиерархию. Навершине иерархииобъектов находитсяприложение.Так, иерархияобъектов приложения Wordвключает в себяследующиеобъекты, приложение,документ, фрагментдокумента,символ и др.

Полнаяссылка на объектсостоит из рядаимен вложенныхпоследовательнодруг другаобъектов.Разделителямиимен объектовв этом радуявляются точки,ряд начинаетсяс объекта наиболеевысокого уровня.Например, ссылкана документпроба.Doc в приложенииWordбудет выглядетьследующимобразом,

Application.Documents («Проба.Doc»)

Однакоделать каждыйраз полнуюссылку на объектнеобязательно.Ссылку на объектможно опускать,если этот объектявляется активным.Например, еслиприложениеWordактивно, достаточносделать относительнуюссылку на самдокумент, documents(«проба.doc»).

Билет2

Вопрос1

Информацияи управление.Замкнутые иразомкнутыесистемы управления,назначения обратной связи.

в1948 г. в США вышлакнига американскогоматематикаНорберта Винера(кибернетика,или упровлениеи связь в животноми машине), котораяпровозгласиларождение новойнауке – кибернетики.Не случайновремя появленияэтого научногонаправлениясовпало с созданиемпервых ЭВМ. Н.Винер прадвидел,что использованиеЭВМ для упровлениястанет однимиз важнейшихих приложений,а для этогопотребуютсяглубоки теоретическийанализ самогопроцеса упровления.С позициикивернетикивзаимо действиемежду упровляющими упровляемымобъектамирассматриваетсяс информационнойточки зрения.С этой позицииоказалось, чтосамые разнообразныепроцессы управленияпроисходятсходным образом,подчиняютсяодним и тем жепринципам.

Обсудим,что такое управленисс кибернетическойточки зрения.

УПРАВЛЕНИЕ-это есть целенаправленноевоздействиеуправляющегообъекта наобъект управления,осуществляемоедля организациифункционированияобъекта управленияпо заданнойпрограмме.

Простейшаяситуация- дваобъеекта: один-управляющий,другой –управляемый.Например, человеки телевизор,хозяин и собака,светофор иавтомобиль.В первом приближениивзаимодйствиемежду такимиобъектами можноописать следующейсхемой:

Управляющийобъект

Управляемыйобъект

Управляющеевоздействие

В приведенныхпрограммахуправляющеевоздействиепроизводитсяв разной форме:человек нажимаетклавишу илиповорачиваетручку управлениятелевизором,хозяин голосомподает собакекоманду, светофорразными цветамиуправляетдвижениемавтомобилейна перекрестке.

С кибернетическойточки зрениявсе вариантыуправляющихвоздействийследует рассматриватькак управляющуюинформацию,передаваемуюв форме команд.В примере стелевизоромчерез техническиесредства управленияпередаютсякоманды типа(включить –выключить),(переключитьканал). Хозяинпередает собакекоманды голосом.Световые сигналысветофора шофервоспринимаеткак команды.

В данном вышеопределениисказано, чтоуправлениеесть целенаправленныйпроцесс, командыотдаются неслучайнымобразом, а свполне определеннойцелью. В простейшемслучае цельможет бытьдостигнутапосле выполненияодной команды.Для достиженияболее сложнойцели бываетнеобходимовыполнитьпоследовательность(серию) команд.Последовательностькоманд, приводящаяк заранеепоставленнойцели, называетсяалгоритмом.В приведенныхвыше примерахтелевизор,собака, автомобильявляютсяисполнителямиалгоритма,направленныхна вполне конкретныецели (посмотретьинтересующуюпередачу, выполнитьопределенныхзадание хозяина,благоприятнопроехатьперекресток).

Итак, мы видим,что кибернетическийподход объединяеткак материальные,так и информационныепроцессы, вкоторых имеетместо управление.

Если внимательнообдуматьрассматриваемыепримеры, топриходишь квыводу, чтострого в соответствиисо схемой нарис. 1 работаеттолько система(светофор-автомобили).Светофор (неглядя) управляетдвижениеммашин, не обращаявнимание наобстановкуна перекрестке.Совсем иначепротекаетпроцесс управлениемтелевизоромили собакой.Прежде чемотдать очереднуюкоманду, человексмотрит насостояниеобъекта управления,на результатвыполненияпредыдущейкоманды. Еслион не нашелнужную передачуна данном канале,то переключиттелевизор наследующийканал;если собакане выполнилакоманду (лежать)хозяин повторитэту команду.Из этих примеровможно сделатьвывод, что управляющийне только отдаеткоманды, но ипринимаетинформациюот объектауправленияо его состоянии.Этот процессназываетсяобратной связью.

Обратнаясвязь – этопроцесс передачиинформациио состоянииобъекта управленияк управляющемуобъекту.

Управляющеевоздействие

Управляющийобъект

Управляемыйобъект

Управлениюс обратнойсвязью соответствуетследующаясхема:

Системыуправленияс обратнойсвязью называютсязамкнутымисистемамиуправления,а системы управления,не имеющиекорректирующейобратной связи,- разомкнутыми.

В вариантеуправлениябез обратнойсвязи алгоритмможет представлятьсобой толькооднозначнуюпоследовательностькоманд. Например,алгоритм работысветофора:

Красный–желтый –зеленый–красный –желтый –зеленый и т. д.

Такой алгоритмявляется линейным,или последовательным.

При наличииобратной связиалгоритм можетбыть болеегибким, допускающийальтернативыи повторения.При этом самуправляющийдолжен бытьдостаточно(интеллектуальным)для того, чтобы,получив информациюпо обратнойсвязи, проанализироватьее и принятьрешение о следующейкоманде. Вовсех случаях,где управляющимявляется человек,это условиевыполнено.

Если местосветофора наперекресткедорог работаетмилиционер–регулировщик,то управлениедвижениемстанет болеерациональным.Регулировщикследит за скоплениеммашин на пересекающихсядорогах и дает(зеленую улицу)в том направлении,в котором вданный моментэто нужнее.Нередко из-за(безмозглого)управлениясветофора надорогах возникают(пробки), и тутнепременноприходит напомощь регулировщик.

Таким образом,при наличиеобратной связии (интеллектуального) управляющего,алгоритмыуправлениямогут иметьсложную структуру,содержавшуюальтернативныекоманды (ветвления)и повторяющиесякоманды (цикл).

Системы, вкоторых рольуправляющегопоручает компьютеру,называютсяавтоматическимисистемами спрограммнымуправлением.Для функционированиитакой системы,во-первых, междуЭВМ и объектомуправлениядолжна бытьобеспеченапрямая и обратнаясвязь, во-вторых,в память компьютерадолжна бытьзаложена программауправления(алгоритм, записанныйна языке программирования).Поэтому такойспособ управленияназывают программнымуправлением.

Еще раз сформулируемсуть кибернетическогоподхода к процессууправления:

управлениеесть информационноевзаимодействиемежду объектомуправленияи управляющейсистемой;
управляющаяинформацияпередаетсяпо линии прямойсвязи в видекоманд управления;
по линииобратной связипередаетсяинформацияо состоянииобъекта управления;
последовательностьуправляющихкоманд определяетсяалгоритмомуправления;
без учетаобратной связиалгоритм можетбыть тольколинейным, приналичии обратнойсвязи алгоритмможет иметьсложную структуру,содержавшуюветвления ициклы.

Кибернетикапо такой схемеописываетуправленияв техническихсистемах, вживом организмеи даже в человеческомобществе.

Билет2

Вопрос2

Технологиялогическогопрограммирования.Отличие логическихязыков программированияот алгоритмическихязыков программирования.

Представлениео логическихмоделях

Нашажизнь представляетсобой непрерывнуюцепь большихи маленькихлогическихпроблем. Путемрассужденийи выводов мыпринимаемрешение, т.е.моделируемсвое дальнейшееповедение.

Логическиемодели помогаютразрешить нетолько житейские,но и научныепроблемы.

Логическиемодели этомодели, в которыхна основе анализаразличныхусловий принимаетсярешение.

Такимобразом, логическиемодели основываютсяна рассужденияхи операцияхс ними. При этом,само собойразумеется,учитываютсяи бесспорныеистины, деньсменяет ночь,человек неможет бытьодновременнов двух местах,сын всегдамоложе отцаи т.п.

Передучеными, исследователяминередко встаетзадача сделатьопределенныезаключенияна основаниимножестваразобщенныхданных и фактов.И тут им не помощьприходят логическиемодели.

Обычновыдвигаетсярабочая гипотеза,которая проверяетсясопоставлениями,сравнениямиисходных данныхи промежуточныхданных и промежуточныхрезультатов,прибегая кпомощи логическихрассуждений.Если теоретическиевыводы противоречатисходным фактам,бесспорнымистинам илипоставленнымусловиям, товыдвигаетсядругая гипотезаи рассужденияповторяютсяснова и снова,пока в концеконцов не принимаетсяверное решениеили не формулируетсяоднозначныйответ.

Логическиевысказыванияи условия.

Человеческаяречь состоитиз рассуждений(высказываний).Высказываниянесут в себеконкретноесмысловоесодержание(то, о чем в нихговорится). Номожно рассматриватьих с точки зренияправдивости,правда ли то,о чем говорится.В этом случае,что высказываниеможет приниматьдва значения,«истина» и«ложь». Например,высказывание«Земля состоитна трех китах»ложно, а высказывание«Земля вертится»истинно. Высказывания,рассматриваемыес точки зренияих истинностии ложности, называютсялогическимивысказываниями.Еще древниефилософы размышлялинад правиламипостроениялогическихверных рассуждений.

Отправильностиили ложностивысказываниячасто зависитнаше дальнейшееповедение.Например, выражение«на улице дождь»может быть иистинным иложным, поэтомув конкретнойситуации предполагаетразличныедействия, «еслина улице дождь,возьми зонт».Естественно,если дождя нет, то зонт братьне надо. Рассуждения,мы сталкиваемсяс тем, что в обычнойжизни называетсяусловием, «еслихорошо закончишьчетверть, топойдешь в поход»,«если среднесуточнаятемпературавоздуха ниже80С, пора начинатьпериодическоепротапливаниепомещений».В приведенныхпримерах послеслова «если»указано условие,по которомупринимаетсярешение. Такимобразом, анализируяусловия можностроить ту илииную модельповедения.

Условиемназываетсялогическоевысказывание,которое можетпринимать двазначения, истинаи ложь. В зависимостьот его значенияопределяетсядальнейшийход действий.

Вматематикеи технике условияформулируютсяболее строгои содержатспециальныеоперации сравнения(больше, меньше,равно)примерыиспользованияусловий в математике,«если X>0,то модуль числаравен самумучислу», «еслив линейнойфункции y=kx+bкоэффициентb=0, то прямаяпроходит черезначало координат».

Анализусловий используетсяв различныхобластях техники,«если температураводы 1000С, то водапереходит вгазообразноесостояние»,«если плотностьтела больше1000кг/м3, то онотонет в воде».

Итак,чтобы сделатьвыбор, надопроанализироватьусловие. В общемслучае схемаможет выглядетьтак, «если условиевыполняется,то» или «еслиусловие выполняется,то…в противномслучае…»

Чтобыузнать, истинноили ложно условие,удобно сформулироватьего в формевопроса, накоторый можноответить короткои точно, «да»или «нет». Например,на вопрос «выбранныйшар белый?»следует ответить«да» тольков том случае,если шар белый.В любом другомслучае (шаркрасный, зеленный,серо-буро-малиновый)следует ответить«нет».

Нельзядопуститьдвусмысленностив формулированиевопроса. Вопрос,«вы не одобряетедеятельностьадминистрации?»являетсянекорректным,т.к. непонятно,как на негоответить, «да!На одобряю!»или «нет! Неодобряю!».

Логическиеоперации

Условиеявляется простым,если сразумодно однозначноответить навопрос-«да»или «нет». Носуществуюти сложные условия,состоящие изнесколькихпростых, каждоеиз которыхможет бытьистинным иложным.

Вжизни мы частопользуемсясложными условиями.Например, ребенокставит условияродителям,«если купитемне велосипеди ролики, япостараюсьхорошо учится».

Совершенноясно, что ребенокобещает учитсяхорошо толькопри одновременномвыполнениидвух условий(если будут ивелосипед иролики).

Другойпример, дляуспешной сдачиэкзамена нужнызнания иливезение.

Изэтого примераследует, чтоуспех на экзаменеобеспечен, есличеловек хорошоподготовлен,или он «везунчик»,или и то и другоевместе.

Такимобразом, в жизнипростые условиячасто объединяютсяв более сложныес помощью союзовИ, ИЛИ. По аналогиис жизнью, самымираспространеннымилогическимиоперациямиявляются операции«ИЛИ» (логическоесложение) и «И»(логическоеумножение).

Билет3

Вопрос1

Языки информация.Естественныеи формальныеязыки.

Каквсякий инструмент,язык требуетправильногообращения.Только в этомслучае можногарантироватьполучения сего помощьюнеобходимуюи достовернуюинформацию.

Предположим,что один человекрассказываетдругому содержаниекакого-нибудькинофильма.Его собеседникне знает содержаниеэтого фильмаили иными словами,его предметнойобласти. Отрассказчикаон узнает толькоимена предметов,о которых идетречь. Его задачасостоит в том,чтобы понять,о чем этот кинофильмили иначе говорясоответствиемимя с некоторымипредметами.Если он этогоделать не сможет,то он либо непоймет, о чемему говоритсобеседник,либо пойметнеправильно. Это зависитот многих причинв частностиот того, насколькособеседникивладеют языком,насколькооднозначноони понимаютсмысл отдельныхслов. Можетслучится и так,что собеседниквообще не знакомс предметомрассказа. Например,попробуйтеобъяснить,человеку которыйнекогда невидел телевизор,а вы будите емуобъяснятьпостроениеего системы.

Важнейшимметодом в передачиинформацииявляется еекодированиеи декодирование.В настоящиевремя существуютнесколькоуниверсальныхприемов кодированияинформации.Одним из самыхважных, играющуюбольшую рольв информатикеи компьютернойтехнике приемов– это кодированиепомощью «0» и«1». Этот способнастолькоуниверсален,что с его помощьюможно кодировать,например, рисунки,те клетки вкоторые попалрисунок, обозначим«1», а все остальное«0».

Врезультатеполучится кодрисунка, которыйможно представитьв памяти компьютера.

Настольковажно, чтобысобеседникправильно васпонимал. Этостановитсяособенно важным,когда «собеседник»является компьютер,который неможет ничего«домыслить»и понимает всюпредставленнуюинформацию,компьютердолжен суметьее переработать,то есть бытьв состояниисовершитьопределенныедействия.

Естественныеязыки – это восновном носятнациональныйхарактер.

Формализованныеязыки. Познаваяокружающиймир, человекнаделяет предметыи явления именами.Это приводитк тому, что всознании людейобъект замещаетсяименем, от котороготребуется лишьодно, помочьопознать названныйобъект.

Возможностьпринципиальногоразделенияпредмета и егоимени естьосновной тезисформализации.Проиллюстрироватьего можно оченьпростым примером.Если мы напишемслово «корова»то это вовсене то же, чтоизвестное всемживотное. Можностереть у этогослова букву«а» и это небудет означать,что самой коровеотрезали хвост.Сегодня этомысль кажетсяпочти очевидной.Однако, чтобыпрети к ней,потребовалосьстолетия.

Появлениесамой идеикомпьютерастало возможнымтолько послетого, как былополностьюосознано значениеосновноготезиса формализация.Еще совсемнедавно людисчитали, чтоимя неотделимоот обозначаемогоим объекта.

Возможностьпринципиальногоразделенияизучаемогообъекта и егоимени (знака)позволяетрассматриватьязык (системуязыков) какуниверсальнуюмодулирующуюсреду. Естественныйязык представляетсамое широкиевозможностидля моделирования.Однако неоднозначностьпониманиямногих языковыхконструкцийнередко создаеттрудности.Например, еслиработу данана русскомязыке «взятьбольшой красныйшар», то он можетдействоватьдвояко, взятьданный красныйшар или начатьперебиратьимеющиесякрасные шары.Следовательно,чтобы использоватьязык для построениямоделей, особеннотаких которыев дальнейшембудут исследоватьсяс помощью компьютера,он долженпредварительноуточнен, иликак иначе говоря,формализован.

Б4Б5

Вопрос1

двоичноекодированиеинформации.

Системасчислений-совокупностьправил наименованияи изображениячисел с помощьюнабора символов,называемыхцифрами. Системасчисленияделится напозиционныеи непозиционные.Пример непозиционнойсистемы счисления-римская, кпозиционнымсистемам счисленияотноситсядвоичная, десятичная,восьмеричная,шестнадцатеричная.Здесь любоечисло записываетсяпоследовательностьюцифр соответствующегоалфавита, причемзначение каждойцифры зависитот места (позиции),которое оназанимает в этойпоследовательности.Например, взаписи 555, сделаннойв десятичнойсистеме счисления,использованаодна цифра 5,но в зависимостиот занимаемогоею места онаимеет разноеколичественноезначение- 5 единиц,5 десятков, 5 сотен.Поэтому справедливыравенства(подстрочныеиндексы применимдля указания,в какой системесчислениязаписано число).

555,5₁₀=5*10²+5*10¹+5*10⁰+5*10^-1,

11,01₂=1*2¹+1*2⁰+0*2^-1+1*2^-2

рассмотримарифметическиедействия вдвоичной системесчисления.Сначала отметим,что 1₂+1₂=10₂.Почему?Во-первых, вспомним,как в привычнойдесятичнойсистеме счисленияпоявиласьзапись 10. К количеству,обозначенномустаршей цифройдесятичногоалфавита 9, прибавим1. Получитсяколичество,для обозначениякоторого однойцифрой в алфавитецифр уже неосталось. Приходитсядля полученногоколичестваиспользоватькомбинациюдвух цифр алфавита,то есть представлятьданное количествонаименьшимиз двухразрядныхчисел:9₁₀+1₁₀=10₁₀. Аналогичнаяситуация складываетсяв случае двоичнойсистемы счисления.Здесь количество,обозначенноестаршей цифрой12 двоичногоалфавита,увеличиваетсяна единицу.Чтобы полученноеколичествопредставитьв одной системесчисления,также приходитсяиспользоватьдва разряда.Для наименьшегоиз двухразрядныхчисел здесьтот же единственныйвариант 102, во-вторых,важно понять,что 10₂10₁₀. строго говоря,в двоичнойсистеме счисленияэто и читатьнадо не «десять»,а «один ноль».Верным являютсясоотношение10₂=2₁₀. здесь слеваи справа отзнака равенстванаписаны разноеобозначенияодного и тогоже количества.Это количествопросто записанос использованиемалфавитовразных системсчисления-двоичная идесятичная.Вроде, как мына русскомязыке скажем«яблоко», а наанглийскомпро тот же предмет–«apple»,и будем правыв обоих случаях.

Сложениев двоичнойсистеме счисления.После этихпредварительныхрассужденийзапишем правиловыполненияв двоичнойсистеме счисленияарифметическогосложенияодноразрядныхчисел,

0+0=0 1+0=1 0+1=1 1+1=10.

ледовательно,используяизвестноезапоминаниев уме при переносепереполненияв старший разряд,получаем,

Вычитаниев двоичнойсистемы счисления.Исходя из того,что вычитаниеесть действие,обратное сложению,запишем правилоарифметическоговычитанияодноразрядныхчисел в двоичнойсистеме счисления,

0-0=0 1-0=1 1-1=0 10-1=1.

Используяэто правеломожно проверитьправильностьпроизведенного выше

сложениявычитание изполученнойсуммы одногоиз слагаемых.Приэтом, чтобывычислить вкаком-либоразряде единицуиз нуля, необходимо«занимать»недостающееколичествов соседнихстарших разрядах(так же, как вдесятичнойсистеме счисленияпоступают привычитаниибольшого числаиз меньшего).

Умножениев двоичнойсистеме счисления.Правила умноженияодноразрядныхдвоичных чиселнаиболее очевидны,

0*0=0 1*0=0 0*1=0 1*1=1.

таком случае,записываетсястолбикомпроцесс умножениядвух многоразрядныхдвоичных чисел,получим следующийрезультат,

Затем,что при решенииэтого примерапонадобилосьв каждом разряденайти суммучетырех одноразрядныхдвоичных чисел.При этом мыучли, что в двоичнойсистеме счисления.

1+1+1=10+1=11,

1+1+1+1=11+1=100.

елениев двоичнойсистеме счисленияосуществляетсятак же как и вдесятичной,с использованиемумножения ивычитания,

Переводчисла из десятичнойсистемы счисленияв двоичную (1способ). Известно,что в десятичнойсистеме счисления1+1+1=3, а 1+1+1+1=4, следовательно,

3₁₀=11₂, 4₁₀=100₂.

Очевидно,что прибавлятьпо единице,чтобы найтипредставлениелюбого десятичногочисла в двоичнойсистеме счисления,нерационально.Не приводяобоснованийи общих правилпереводапредставлениячисла из однойпозиционнойсистемы счисленияв другую, ограничимсякраткими примерами.

Переводцелых чисел.Пусть требуетсянайти представлениечисла 12₁₀в двоичнойсистеме счисления(задание можетбыть сформулированноеи так, перевестичисло12 из десятичнойв двоичнуюсистему счисления,или 12₁₀X₂,где X искомоепредставление).

оступаемследующимобразом, делим,начиная с 12, каждоеполучающеесячастное наоснованиесистемы, в которуюпереводимчисло, то естьна 2. Получаем.

Затем в направлении,указанномстрелкой, начинаяс последнегочастного (внашем случаеона всегдабудет равна1),записываемогов старший разрядформируемогодвоичногопредставления,фиксируем всеостатки. В итогеполучаем ответ12₁₀=1100₂. .

ереводдесятичныхдробей, меньшеединицы. Еслиуказанныйперевод необходимоосуществитьдля числа меньшеединицы, допустимдля 0,25, то схеманаших действийизменится,

Дляудобства проведемвертикальнуюлинию, отделяющуюцелую частьот дробной.Умножим оказавшуюсяслева дробнуючасть на 2. Результатзаписываемна следующейстроке, причемоставляемсправа от вертикалистолько разрядов,сколько былоу исходнойдробной части.Так как приэтом произведениеравно50,то разряд слеваот вертикализаписываем0. Повторяемпроцесс умножениена 2 числа, стоящегосправа от вертикали.Результатумножения50*2=100. Следовательно,при записирезультатав следующуюстроку схемасправа от вертикалиоказываютсядва нуля, а единицапереноситсяв разряд слеваот вертикали.На этом процессумножения на2 в данном примерезаканчивается,так как мы ужеполучили точныйответ. Ответобразует число,прочитываемоеслева от вертикалинаправлении,указанномстрелкой (сверхувниз). Очевидно,что, если продолжатьумножениедальше, мы должныбыли бы умножатьна 2 нули справаот вертикалии, следовательно,в каждой строкеслева от вертикализаписыватьтолько нули.Это были бынезначащиенули в получаемойдроби. Поэтому,получив в результатесерии умноженийна 2 справа отвертикали однинули, мы заканчиваемпроцесс переводадесятичногодробного числаменьше единицыв двоичнуюсистему счисленияи записываемответ 0,25₁₀=0,01₂.

онятно,что гораздочаще мы встречаемтакую исходнуюдесятичнуюдробь, когдаумножение на2 чисел, стоящихсправа от вертикали,не приведетк появлениютам один лишьнулей. Пусть,например, поусловию задачитребуетсяперевести вдвоичную системусчислениядесятичнуюдробь 0,3. Поступаемописанным вышеобразом,

Вэтом случаеточный ответне может бытьполучен, таккак процессперевода приходитсяоборвать изаписать снекоторойзаданной точностьюприблизительныйответ (конкретнов этом примере-до тех знаковпосле запятой),0,3₁₀≈0,010₂.

Переводдесятичныхдробей большеединицы. В этомслучае необходимо,отделив в исходномдесятичномчисле целуюи дробную часть,провести длякаждой из нихнезависимыйперевод в двоичнуюсистему счисленияуказаннымспособом. Рассмотримдва примера,используя ужеполученныерезультаты,

А)12,25₁₀=12₁₀+0,25₁₀=1100₂+0,01₂=1100,01₂

Б)12,3₁₀=12₁₀+0,3₁₀≈1100₂+0,010₂≈1100,010₂

Впримере а) ответполучен точным,тогда как впримере б)из-заприблизительностиперевода дробнойчасти окончательныйответ получитсятакже приближенный.

Наконец,остановимсяна преимуществахи недостаткахиспользованиядвоичной системысчисления посравнению слюбой другойпозиционнойсистемой счисления.К недостаткамотносится длиназаписи, представляющейдвоичное число.Основныепреимущества-простота совершаемыхопераций, атакже возможностьосуществлятьавтоматическуюобработкуинформации,реализуя толькодва состоянияэлементовкомпьютера.

Билет4

Вопрос2

Магистрально-модульныйпринцип построениякомпьютера.

КомпьютерЭВМ- это универсальныймногофункциональноеэлектронноепрограммно-управляемоеустройстводля хранения,обработки ипередачи информации.

АрхитектураЭВМ- это общееописание структурыи функции ЭВМна уровне,достаточномдля пониманиепринциповработы и системыкоманд ЭВМ.Архитектуране включаетв себя описаниедеталей техническогои физическогоустройствакомпьютера(4).

ОсновныекомпонентыархитектурыЭВМ:процессор,внутренняя(основная) память,внешняя память,устройстваввода, устройствовывода.

Самым массовымтипов ЭВМ:процессоввнутренняя(основная) память,внешняя память,устройстваввода, устройствавывода.

Самым массовымтипом ЭВМ внаше времяявляется персональныйкомпьютер (ПК).ПК- это малогабаритнаяЭВМ, предназначенадля индивидуальнойработы пользователя,оснащенияудобным дляпользователя(дружественным)программнымобеспечением.

Практическивсе моделисовременныхПК имеют магистральныйтип архитектуры(в том числесамые распространенныев мире IBMPC и AppleMacintosh). Нижепредставленасхема устройствакомпьютеров,построенныхпо магистральномупринципу.

Процессор

Внутренняяпомять.

Информационнаямагистраль(шина данных+адресная шина+ шина управления)

Монитор

дисковод

клавиатура

Принтер

Мышь

Сканер

Модем

Периферийныеустройства

Назначениепроцессора:

управлятьработой ЭВМпо заданнойпрограмме;
выполнитьоперации обработкиинформации.

Память компьютераделится навнутреннююи внешнюю. Внутренняяпамять ПК включаетв себя оперативноезапоминающееустройство(ОЗУ) и постояннозапоминающееустройство(ПЗУ).

ОЗУ – быстрая,полупроводниковое,энергозависимаяпамять. В ОЗУхранится исполняемаяв данный моментпрограмма иданные, с которымиона непосредственноработает.

ОЗУ- это память,используемаякак для чтения,так и для записиинформации.При отключенииэлектропитанияинформацияв ОЗУ исчезает(энергозависимость).

ПЗУ- это быстрая,энергонезависимаяпамять. ПЗУ-этопамять, предназначенатолько длячтения. Информациязаносится внее один раз(обычно в заводскихусловиях) исохраняетсяпостоянно (привключенноми выключенномкомпьютере).В ПЗУ хранятсяинформация,присутствиекоторой постояннонеобходимов компьютере,обычно этокомпонентыоперационнойсистемы (программыконтроляоборудования,программапервоначальнойзагрузки ЭВМи пр.).

Информационнаясвязь междуустройствамикомпьютераосуществляетсячерез информационнуюмагистраль(другое название-общая шина).Магистральэто кабель,состоящий измножествапроводов. Поодной группепроводов (шинаданных) передаетсяобрабатываемаяинформация,пот ней передаютсяуправляющиесигналы (например,сигнал готовностиустройствак работе, сигналк началу работыустройстваи др.). количествоодновременнопередаваемыхпо шине битназывается разрядностьюшины. Всякаяинформация,передаваемаяот процессорак другим устройствампо шине данных,сопровождаетсяадресом, передаваемымпо адреснойшине (как письмосопровождаетсяадресом наконверте). Этоможет бытьадресная ячейкав оперативнойпамяти илиадрес (номер)периферийногоустройства.

В современномПК реализованпринцип открытойархитектуры.Этот принциппозволяетменять составустройства(модулей) ПК. Кинформационноймагистралимогут подключитсяпериферийныедополнительныеустройства,одни моделиустройств могутзаменитьсяна другие. Возможноувеличениевнутреннейпамяти, заменамикропроцессорана более совершенный.Аппаратноеподключениепериферийногоустройствак магистралиосуществляетсячерез специальныйблок- контролер(другие названия– адаптер).Программноеуправлениеработой устройствапроизводитсячерез программу– драйвер, котораяявляется компонентойоперационнойсистемы. Следовательно,для подключениянового периферийногоустройствак компьютерунеобходимоиспользоватьсоответствующийконтроллери установитьв ОС подходящийдрайвер.

Билет5

Вопрос2

основныехарактеристики(разрядность,адресноепространствои др.) процессоракомпьютера.

Процессор– центральноеустройствокомпьютера.

Назначениепроцессора:

управлятьработой ЭВМпо заданнойпрограмме;
выполнятьоперации обработкиинформации.

Микропроцессор(МП)- это сверхбольшаяинтегральнаясхема, котораяреализуетфункции процессораПК. Микропроцессорсоздается наполупроводниковомкристалле (илинесколькихкристаллах)путем применениясложной микроэлектроннойтехнологии.

Возможностикомпьютеракак универсальногоисполнителяпо работе синформациейопределяютсясистемой командпроцессора.Эта системакоманд представляетсобой языкмашинных команд(ЯМК). Из командЯМК составляютсяпрограммыуправленияработой компьютера.Отдельнаякоманда определяетотдельнуюоперацию (действие)компьютера.В ЯМК существуюткоманды, покоторым выполняютсяарифметическиеи логическиеоперации, операцииуправленияпоследовательностьювыполнениякоманд, операцииданных из однихустройствпамяти в другиеи пр.

В составпроцессоравходят следующиеустройства:устройствоуправления(УУ), арифметико-логическиеустройство(АЛУ), регистрыпроцессорнойпамяти.

УУ управляетработой всехустройствкомпьютерапо заданнойпрограмме.(Функцию устройствауправленияможно сравнитьс работой дирижера,управляющегооркестром).(Своеобразной“партитурой”для УУ являетсяпрограмма).

АЛУ- вычислительныйинструментпроцессора.Это устройствовыполняетарифметическиеи логическиеоперации покомандам программы.

Регистры– это внутренняяпамять процессора.Каждый из регистровслужит своегорода черновиком,используякоторый процессорвыполняетрасчеты и сохраняетпромежуточныерезультаты.У каждого регистраесть определенноеназначение.В регистр-счетчиккоманд (С. ч. К)помещаетсяадрес той ячейкипамяти ЭВМ, вкоторой хранитсяочереднаяисполняемаякоманда программы.В регистр команд(РК) помещаетсяэта командана время ееисполнениякоманды. Полученныйрезультат,может бытьпереписан изрегистра вячейку ОЗУ.

Характеристикипроцессора.

тактоваячастота.

Процессорработает втесном контактес микросхемой,которая называется генераторомтактовой частоты(ГТЧ). ГТЧ вырабатываетпериодическиеимпульсы,синхронизирующиеработу всехузлов компьютера.Это своеобразныйметроном внутрикомпьютера.В ритме этогоматрона работаетпроцессор.Тактовая чистотаравна количествутактов в секунду.Такт-это промежутоквремени междуначалом подачитекущего импульсаи началом подачиследующего.На выполнениепроцессоромкаждой операцииотводятсяопределенноеколичествотактов. Ясно,что если метрономстучит быстрее,то и процессорработает быстрее.Тактовая частотаизмеряетсяв мегагерцах-МГц. Частотав 1 МГц соответствуетмиллиону тактовв 1 секунду. вотнекоторыехарактерныетактовые частотымикропроцессоров:40 МГц, 60 МГц.

разрядностьпроцессора.

Разрядностьюназывают максимальноеколичестворазрядов двойногокода, которыемогут обрабатыватьсяили передоватьсяпроцессоромодновременно.Разрядностьпроцессораопределяетсяразрядностьюрегистров, вкоторые помещаютсяобрабатываемыеданные. Например,если регистримеет размер2 байта, то разрядностьпроцессораравна 16(8*2).

Ячейка– это группапоследовательныхбайтов ОЗУ,вмещающая всебя информациюдоступную дляобработкиотдельнойкомандой процессора.Содержимоеячейки памятиназываетсямашинным словом.Очевидно, размерыячейки памятии машинногослова равенразрядностипроцессора. Обмен информациеймежду процессороми внутреннейпамятью производитсямашиннымисловами.

Адрес ячейкипамяти равенадресу младшегобайта (байтас наименьшимномером), входящегов ячейку. Адресациякак байта, таки ячеек памятиначинаетсяс нуля. Адресаячеек кратныколичествубайтов в машинномслове (изменяютсячерез 2, или через4, или через8). Ещераз подчеркнем:ячейка –этовместилищеинформации,машинное слово–это информацияв ячейке.

Адресное пространство.

По адреснойшине процессорпередает адресныйкод- двоичноечисло, обозначающееадрес памятиили внешнегоустройства,куда направляютсяинформацияпо шине данных.Адресноепространство-это диапазонадресов(множествоадресов), к которымможет обратитьсяпроцессор ,используяадресный код.

Если адресныйкод содержитnбит, торазмер адресногопространстваравен 2ⁿбайтов. Обычноразмер адресногокода равенколичествулиний в адреснойшине (разрядностьадресной шины).Например, есликомпьютер имеет16- разряднуюадресную шину,то адресноепространстворавно 2¹⁶=64Кб, а при 32-разряднойадресной пространстворавно 2³²=64Кб.

Примерыхарактеристикмикропроцессоров:

МП intel-80386:пространство-232 байта=4Гб,разрядность-32,тактовая частота-от 25 до 40 МГц;
МП Pentium:адресноепространство-232байта=4Гб,разрядность-64Гб,тактовая частота-от 60 до 100 МГц.

Билет6

Вопрос1

количествоинформации,единица измеренияколичестваинформации.

Ужев процесс зарождениячеловеческогообщества возникланеобходимостьсогласованиясовместныхдействий (добываниепищи, охота,отражениеврагов и др.),что предполагаетсредства общениямежду членамиколлективныхдействий. Вначалеэто были жесты,мимика, отдельныезвуки, а затем-устная и письменнаяречь, средствасвязи. Людистали иметьвозможностьобмениватьсясведениями,опытом знаниямимежду собой,а также передаватьвсе это, чтосегодня называетсяинформацией,из поколенияв поколение.Мы получаеминформациюиз окружающегомира с помощьюорганов чувстви путем обработкиее нашим мозгом.

Сообщенияи информация– это центральныепонятия информатики.Хотя в обыденнойжизни эти понятияупотребляютсякак синонимы,но в более строгомпономании междуними естьопредиленныеотличия. Этиотличия проявляютсяуже в токойфразе, “из этогосообщения яне получилникакой информации”.

Поэтомуможно опредилитьследующиеотношения междуэтими понятиями,информацияпередаетсяпосредствомсообщения.Следует отметить,что понятие“информация”является достаточношироким. И поэтомузатруднениопредилениеего, в строгомсмысле, черезболее широкоепонятия. В этомслучае пониманияпонятия идетчерез описаниеего свойстви отношенийс другими понятиями.

Все,что делаетчеловек, такили иначе связанос использованиеминформации,и эти объемыинформации,которые необходимообработатьчеловеку, резковозросли(информационныйвзрыв). Необходимостьобработкибольших объемовинформациис большойоперативностью(быстротой)потребоваласоздания специальныхустройств-электронныхвычислительныхмашин (компьютеров).Наука, изучающаязаконы и методыполучения,обработки,накопления,передачи информациис помощью ЭВМ,называетсяинформатикой.

Однакоинформационныепотоки имеюти у животных,насекомых,птиц. Изучениезаконов передачии использованияинформациив биологических,технических,социальных, и ддругих системахзанимаетсядругая наука-кибернетика,которая тесносвязана синформатикой.

Дляопредиленияколичестваинформациииспользуется единица измерения–бит (от англ.Bit, образованоот сочетанияbinary digit—двоичнаяцифра). Одинбит – количествоинформации,содержащеесяв сообщении«да» или «нет»(в двоичномкоде «1» и «0»).

Таккак бит – этонаименьшееколичествоинформации,то для измерениябольших объемовприменяютсяболее крупныеединицы измерения.Отношение междуединицамиследующее.

1байт-8 бит

1килобайт(КБайт)- 2610бита==1024байта

1мегабайт(Мбайт)- 1024 КБайт

1гигабайт(Гбайт)- 1024 Мбайт

«кило»с системе измерений(система СИ)обозначаетчисло 1000, но ввычислительнойтехнике это1024 байта. Поэтому,если говорят,«64 Кбайта», тоэто означает64*1024 или 65536 байтов.Мегабайт, всвою очередь,обозначает1024*1024 или 1048576 байтов.В этих же единицах(а именно, байт,КБайт, Мбайт,Гбайт) измеряютсяи объемы памятив компьютере.

Билет6

Вопрос2

Внешняяпамять компьютера,носители информации(гибкие и жесткиедиски, CD-ROMдиски).

Сохранениеинформациидля его последующегоее использованияили передачидругим людямвсегда имелоопределяющиезначение дляразвития человеческойцивилизации.До появленияЭВМ с этой цельючеловек научилсяиспользоватьвеликое множествосредств:книги, фотографии,магнитофоннойзаписи и др.возросшие кконцу 20 в. потокиинформации,необходимостьсохраненияее в большихобъемах и появлениеЭВМ способствовалиразработкии применениюносителейинформации,обеспечивающихвозможностьдолговременногоее храненияв более компактнойформе. К такимносителямотносятсягибкие и жесткиемагнитные дискии так называемыедиски CD-ROM.Существенноезначение имеютих показатели,как информационнаяемкость, времядоступа к информации,надежностьее хранения,время базовнойработы.

Устройствакоторые обеспечиваютзапись информациина носители,а также ее поиски считываниев оперативнуюпамять, называютнакопителями(дисководами).

Воснову записи,хранения исчитыванияинформацииположены двапринципа- магнитныйи оптический,которые обеспечиваютсохранениеинформациии после выключениекомпьютера.

Воснове магнитнойзаписи лежитцифровая информация(в виде нулейи единиц), преобразованнаяв переменныйэлектрическийток, которыйсопровождаетсяпеременныммагнитнымполем. Магнитноепокрытие дискапредставляетсобой множествомельчайшихобластей спонтаннойнамагниченности(доменов). Злектрическиеимульсы, поступаяна головкудисковода,создают внешнеемагнитное поле,под воздействиемкоторого собственныемагнитные полядоменов ореинтируютсяв соответствиис его направлением.После снятиявнешнего поляна поверхностидисков в результатезаписи информацииостаются зоныостаточнойнамагниченности,где намагниченныйучасток соответствует1, а ненамагниченный-0.При считыванииинформациинамагниченныеучастки носителявызывают вголовке дисководаимпульс тока(явление электромагнитнойиндукции).

Средимагнитовдисков (МД)используетсягибкие и жесткие.

Гибкие МД(ГМД) предназначеныдля переносадокументови программ содного компьютерана другой, хранениеархивных копий(билет №6) и информации,не используемойпостоянно накомпьютере.Гибкий МД диаметром5,25 дюйма (133мм) внастоящее времяможет хранитьдо 1,2 Мб информации.Такие дискидвусторонние,повышеннойплотностизаписи. Скоростьвращения диска,находящегосяв конверте изтонкой пластмассы,- 300-360 об/мин. ГМДдиаметром 3,5дюйма (89мм) имеютемкость 1,4Мб.Защита магнитногослоя являетсяособенно актуальной,поэтому самдиск спрятанв прочныйпластмассовыйкорпус, а зонаконтакта головокс его поверхностьюзакрыта отслучайныхприкосновенийспециальнымшторкам, котораяавтоматическиотодвигаетсятолько внутридисковода.

Контролердисковода включает двигательвращения, проверяет,закрыт илиоткрыт вырез,запрещающийоперации записи,устанавливаетна нужное местоголовку чтения/записи.

Жесткиймагнитный диск(ЖМД), или винчестер,предназначендля постоянногохранения информации,используемойпри работе скомпьютером:программ операционнойсистемы, частоиспользуемыхпакетов программ,текстовыхредакторови т. д. СовременныйЖМД имеют скоростьвращения от3600 до 7200 об/мин. Этоможет бытьстеклянныйдиск (металлическойповерхностнойпленкой, например,кобальтовой),не чувствительнойк температуре,с плотностьюзаписи на 50% выше,чем у диска изалюминия. Последниеразработкипозволяютобеспечитьплотностьзаписи 10 Гбитна квадратныйдюйм, что в 30 разбольше обычной.Головка привращении находитсянад диском нарасстоянии0,13 микрона (в 1980г. - 1,4 микрона).Жесткие магнитныедиски –эточасто несколькодисков на однойоси, головкисчитывания/записипередвигаютсясразу по всемповерхностям.Информационнаяемкость - до800Мб- 9Гб.

Любой магнитныйдиск первоначальнок работе неготов. Для приведенияего в рабочеесостояние ондолжен бытьотформатировант. е. Должна бытьсоздана структурадиска. СтруктураГМД- это магнитноеконцентрическиедорожки, разделенныена сектора,помеченныемагнитнымиметками, а уЖМД есть ещеи цилиндры-совокупностьдорожек, расположенныхдруг над другомна всех рабочихповерхностяхдисков. Вседорожки магнитныхдисков на внешнихцилиндрахбольше, чем навнутренних.Следовательно,при одинаковомколичествесекторов накаждой из нихплотностьзаписи на внутреннихдорожках должнобыть больше,чем на внешних.Количествосекторов, емкостьсектора, аследовательно,и информационнаяемкость дисказависит от типадисковода ирежима форматирования,а также от качествасамих дисков.

Диски CD-ROM(Compact disk read memory) обладаетемкостью до3Гб, высокойнадежностьюхранения информации,долговечностью( прогнозируемыйсрок его службыпри качественномисполнении– 30-50 лет). Диаметрдиска можетбыть как 5,25дюйма,так и 3,5. Процессизготовлениясостоит изнесколькихэтапов. Началоподготавливаютинформациюдля мастер-диска (первогообразца), изготавливаетего и матрицутиражирования.Принцип записии считывания– оптический.Закодированнаяинформациянаносится намастер- дисклазерным лучом,который создаетна его поверхностимикроскопическиевпадины, разделяемыеплоскими участками.Цифровая информацияпредставляетчередованиевпадин (не отражающихпятен) и отражающихсвет островков. Копии негативамастер- диска(матрицы) используютсядля прессованиясамих компакт-дисков.Тиражированныйкомпакт- дисксостоит изполикарбонатнойосновы, отражающегои защитногослоев. В качествеотражающейповерхностиобычно используетсятонко напыленныйалюминий. Вотличие отмагнитныхдисков, дорожкикоторых представляютсобой концентрическиеокружности,CD-ROMимеет всегоодну физическуюдорожку в формеспирали, идущейот наружногокрая диска квнутреннему.

Считываниеинформациис компакт- дискапроисходитпри помощилазерного луча,который попадаяна отражающийсвет островок, отклоняетсяна фотодетектор,интерпретирующийего как двоичнуюединицу. Лучлазера, попадающийво впадину,рассеиваетсяи поглощается– фотодетекторфиксируетдвоичный ноль.

В то времякак все магнитныедиски вращаютсяс постояннымчислом оборотовв минуту т.е. снеизменнойугловой скоростью, CD-ROMвращается спеременнойугловой скоростьючтобы обеспечитьпостояннуюлинейную скоростьпри чтении.Таким образом,чтение внутреннихсекторовосуществляетсяпри большемчисле оборотов,чем чтениенаружных. Именноэтим объясняетсядовольно низкаяскорость доступак данным длячтения CD-ROM( от 150 до 400мс прискорости вращениядо 4500 об/мин)по сравнениюс винчестером.

Скоростьпередачи данных,определяетсяскоростьювращения дискаи плотностьюзаписанныхна нем данных,составляетне менее 150 кб/си доходит до1,2 Мб/с.

Для загрузкикомпакт- дискав дисководиспользуетсялибо одна изразновидностейвыдвижнойпанели, либоспециальнаяпрозрачнаякассета. Выпускаютустройстваво внешнемисполнении,которые позволяютсамостоятельнозаписыватьспециальныекомпакт- диски.В отличие отобычных, данныедиски имеютотражающийслой из золота.Это так называемыеперезаписываемыеCD-R.Подобные дискиобычно служаткак мастер-диски для дальнейшеготиражированияили созданияархивов.

Резерв повышенияемкости- повышениеплотностизаписи путемуменьшениядлины волнылазера. Такпоявилиськомпакт дискиспособныехранить почти4,7 Гб информациина одной сторонеи 10 Гб информациина двух сторонах.Планируетсятакже созданиедвухслойнойсистемы записи,т.е. когда наодной стороненосителя будутдве разнесенныепо глубинеповерхностис записаннымиданными. В этомслучае информационнаяемкость компакт-диска возрастетдо 8,5 Гб на однойстороне. Однимиз самых жизнеспособныхустройств,предназначенногодля храненияданных, могутоказатьсямагнитооптическиедиски. Дело втом, что CD-ROM,а в работес ней они оказываютсямедленнее, чемжесткие магнитныедиски. По этомуобычно с компакт-дисков информациюпереписываютна МД, с которымии работают.Такая системане годится,если работасвязанна сбазами данных,которые ввидубольшой информационнойемкости какраз выгоднееразмещать наCD-ROM. Крометого, компакт-диски, используемыев настоящиймомент на практике,не являютсяперезаписываемыми.

Магнитооптическиедиски лишенытаких недостатков.Здесь объединыдостижениямагнитной иоптическойтехнологий.На них можнозаписыватьинформациюи быстро считыватьее. Они сохраняютвсе преимуществаГМД (переносимость,возможностьотдельногохранения, увеличениепамяти компьютера)при огромнойинформационнойемкости.

Билет8

Вопрос1

программноеуправлениеработой компьютера.Программноеобеспечениекомпьютера.

Вы ужезнаете, какшироко используетсяЭВМ. С их помощьюможно печататькниги, делатьчертежи и рисунки,можно создаватькомпьютерныесправочникина любую тему,производитьрасчеты и дажебеседоватьс компьютеромна определеннуютему, если занестив его памятьбазу знанийв соответствующейпредметнойобласти.

Сейчасречь пойдетеще об одномважном приложениикомпьютернойтехники- обиспользованииЭВМ для управления.

Н Винерпредвидел, чтоиспользованиеЭВМ для управлениястанет однимиз важнейшихих приложений,а для этогопотребуетсяглубокийтеоретическийанализ самогопроцесса управления.Не случайновремя появлениякибернетикисовпало с созданиемпервых ЭВМ.

С точкизрения кибернетикивзаимодействиемежду управляющихи управляемымобъектамирассматриваетсякак информационныйпроцесс. С этойпозиции оказалось,что самыеразнообразныепроцессы управленияпроисходятсходным образом,подчиняютсяодним и тем жепринципам.Обсудим, чтоже такое управлениес кибернетическойточки зрения.

Управлениеесть целенаправленноевзаимодействиеобъектов, однимиз которыхявляютсяуправляющими,другие- управляемыми.Простейшаяситуация – дваобъекта, один-управляющий,второй управляемый.Например, человеки телевизор,хозяин и собака,светофор иавтомобиль.В первом приближении,взаимодействиемежду такимиобъектами можноописать следующейсхемой,

Управляющийобъект

Управляемыйобъект

Управляющее

воздействие

В приведенныхпримерах управляющеевоздействиепроизводитсяв разной форме,человек нажимаетклавишу илиповорачиваетручку управлениятелевизором,хозяин голосомдает командусобаке.

С кибернетическойточки зрениявсе вариантыуправляющихвоздействийследует рассматриватькак управляющуюинформацию,передаваемуюв форме команд.

В примерес телевизором,через техническиесредства управленияпередаютсякодами следующеготипа, «включить-выключить»«увеличитьили уменьшитьгромкость».В данном вышеопределениисказано, чтоуправлениеесть целенаправленныйпроцесс, тоесть командыотдаются неслучайнымобразом, а свполне определеннойцелью. В простейшемслучае цельможет бытьдостигнутапосле выполненияодной команды.Для достиженияболее сложнойцели бываетнеобходимовыполнитьпоследовательность(серию) команд.Последовательностькоманд по управлениюобъектом, приводящаяк заранеепоставленнойцели, называетсяалгоритмомуправления.

В такомслучае, объектуправленияможно назватьисполнителемуправляющегоалгоритма.Значит, в приведенныхвыше примерахтелевизор,собака, автомобильявляютсяисполнителямиуправляющихалгоритмов,направленныхна вполне конкретныецели (найтиинтересующуюпередачу, выполнитьопределенноезадание хозяина,благополучнопроехатьперекресток).

Есливнимательнообдумыватьрассматриваемыепримеры, топриходишь квыводу, чтострого в соответствиисо схемой работаеттолько системасветофор- автомобили.Светофор неглядя управляетдвижениеммашин, не обращаявнимания наобстановкуна перекрестке.Совсем иначепротекаетпроцесс управлениятелевизоромили собакой.Прежде, чемотдать очереднуюкоманду, человексмотрит насостояниеобъекта управления,на результатвыполненияпредыдущейкоманды. Еслион не нашелнужную передачуна данном канале,то переключиттелевизор наследующийканал, еслисобака не выполнилакоманду «лежать»,хозяин повторитэту команду.Из этих примеровможно сделатьвывод, чтоуправляющийне только отдаеткоманды, но ипринимаетинформациюот объектауправленияо его состоянии.Этот процессназываетсяобратной связью.

Обратнаясвязь- это процесспередачи информациио состоянииобъекта управленияк управляющему.

Управляющийобъект

Управляемыйобъект

правлениюс обратнойсвязью соответствуетследующаясхема.

управляющее

воздействие

обратнаясвязь

В вариантеуправлениябез обратнойсвязи алгоритмможет представлятьсобой толькооднозначную(линейную)последовательностькоманд.

Вотпример работысветофора,

КРАСНЫЙ-ЖЕЛТЫЙ-ЗЕЛЕНЫЙ-ЖЕЛТЫЙ-КРАСНЫЙ-ЖЕЛТЫЙ-ЗЕЛЕНЫЙи т.д.

Такойалгоритм называетсялинейный илипоследовательным.

Приналичии обратнойсвязи алгоритмможет бытьболее гибким,допускающимветвления иповторения.

Приэтом сам управляющийдолжен бытьдостаточноинтеллектуальнымдля того, чтобы,получив информациюпо обратнойсвязи, проанализироватьее и принятьрешение о следующейкоманде. Вовсех случаях,где управляющимявляется человек,это условиевыполнено.

Есливместо светофораработает мент,то управлениедвижениемстанет болеерациональным.Регулировщикследит за скоплениеммашин на перекрестке,и дает «зеленуюулицу» в томнаправлении,в котором этонужнее. Нередкоиз-за «безмозглого»управлениясветофора надорогах возникают« пробки». И тунепременноприходит напомощь регулировщик.

Такимобразом, приналичии обратнойсвязи и «интеллектуального»управляющего,алгоритмыуправлениямогут иметьсложную структуру,содержащуюальтернативныекоманды (ветвления)и повторяющиесякоманды (циклы).

Системы,в которых рольуправляющегопоручаетсякомпьютеру, называетсяавтоматическимисистемами спрограммнымуправлением.

\дляфункционированиятакой системы,во-первых, междуЭВМ и объектомуправлениядолжна бытьобеспеченапрямая и обратнаясвязь, во-вторых,в память компьютерадолжна бытьзаложена программауправления(алгоритм, записанныйна языке программирования).Поэтому такойспособ управленияназывают программнымуправлением.

Билет8

Вопрос2

Основныелогическиеоперации. Логическоеумножение,сложение отрицание

Логическиеоперации ИЛИ(логическоесложение)(дизъюнкция).

Мамадиктует вамсложное условие,если ты уберешьв комнате иливымоешь всюпосуду послеужина, то пойдешьна дискотеку.Условие можнозаписать так,«убрал в комнате?»или «вымылпосуду?»

На каждыйиз двух простыхвопросов можноответить «да»и «нет». Решениепринимаетсяв зависимостиот ответа наэти вопросы.

Убралв комнате? Вымыл посуду? Пойдешьна дискотеку?

Нет(ложь). Нет(ложь). Нет(ложь).

Нет(ложь). Да(истина). Да (истина).

Да(истина). Нет (ложь). Да (истина).

Да(истина). Да (истина). Да (истина).

редставимс помощью таблицывсе возможныеварианты принятиярешения.

Такуютаблицу принятоназывать таблицейистинности.Из нее можносделать вывод,что операцияИЛИ дает вамтри различныхварианта принятияположительногорешения повопросу, илиубрать, иливымыть посуду,или сделатьто и другое.

Принятиерешения поэтому сложномуусловию имеетследующий вид,если сложноеусловие истинно,то можно идтина дискотеку(в противномслучае, очевидно,придется сидетьдома).

Логическаяоперация И(логическоеумножение)(конъюнкция).

Выпришли устраиватьсяна работу пообъявлению,в которомоговаривается,что от вас требуетсязнание компьютераи стаж работыпо специальности.Условие можетбыть сформулированотак, «имеетестаж работы?»И «знаетекомпьютер?».На каждый издвух простыхвопросов можноответить и «да»и «нет».

Имеетестаж работы? Знаетекомпьютер? Будетеприняты наработу

Нет(ложь). Нет (ложь). Нет (ложь).

Нет(ложь). Да (истина). Нет (ложь).

Да(истина). Нет (ложь). Нет (ложь).

Да(истина). Да (истина). Да (истина).

озможныесочетанияответов дляпринятия решения,

Из таблицыможно сделатьвывод, что операцияИ дает вам всегоодин вариантпринятияположительногорешения, наличиестажа работыи знание компьютераодновременно.

Принятиерешения поэтому сложномуусловию имеетвсе тот жестандартныйвид, если условиеистинно, то выпринимаетесьна работу (впротивномслучае, очевидно,не принимаетесь).

Следуетзаметить, чтоанализ сложногоусловия требуетточности ипонимания. Еслиуверенностив правильностивводов нет, тосложное условиевсегда можнозаменитьпоследовательныманализом простыхусловий. Проиллюстрируемэту мысль нанесложном«огородном»примере. Чтобыпредупредитьразвитие болезней,помидоры иогурцы опрыскиваютсябордосскойжидкостью-смесь растворовмедного купоросаи извести. Главноеусловие прииспользованиетакой жидкости--растворне должен бытькислотным.Проверяетсяэто лакмусовойбумажкой. Тутвозможны триварианта реакции,бумажка покраснела(кислотнаяреакция), посинела(щелочная) илине изменилацвет (нейтральная).

Возможныследующиеварианты логическоймодели принятиярешения.

Алгоритмповедения(вариант 1)

Смешатьрастворы.
Опуститьв жидкостьлакмусовуюбумажку.
Еслибумажка посинелаили не изменилацвет,

То можно опрыскивать,

Иначе добавитьизвести

И повторитьдействия, начинаяс пункта 2.

Конецалгоритма

Этамодель содержитусловие, котороеистинно во всехслучаях, кромеодновременнойложности двухисходных выражений,бумажка непосинела и несохранила цвет.

Логическоеотрицание(инверсия)

Логическоеотрицание(инверсия) даетистинное высказываниеложным и, наоборот,ложное—истинным.

Присоединениечастицы «не»к высказываниюназываетсяоперациейлогическогоотрицания.

ПустьА= «два умножитьна два равночетырем» истинноевысказывание,тогда высказываниеF,образованноес помощью операциилогическогоотрицания, «дваумножить надва не равночетырем»-ложно.

Инверсиюнад логическимвысказываниемА принято обозначитьĀ. ОбразуемвысказываниеF,являющейсялогическимотрицаниемА.

F=Ā.

Истинноститакого высказываниязадается таблицейистинностифункции логическогоотрицания.

A F=Ā

Истинностивысказывания,образованногос помощью операциилогическогоотрицания,можно легкоопределитьс помощью таблицыистинности.Например,высказывание«два умножитьна два не равночетырем» ложно(А=0), а полученноеиз него в результателогическогоотрицаниявысказывание«два умножитьна два равночетырем» истинно(F=1).

Билет9

Вопрос1

Файлы(тип, имя, местоположение).Работа с файлами.

Файл- этооднороднаяпо своему назначениюсовокупностьинформации,хранящаясяна диске и имеющаяимя.

Правилаобразованиеимен файлови объединенияфайлов в файловыесистемы зависятот конкретнойоперационнойсистемы. Изложимэти правилана примереоперационнойсистемы MS –DOS 6.0.

Имя файласостоит из двухчастей:собственноимени и расширенияимени (т. е. Типафайла). Собственноимя файла состойтиз не более чемвосьми символов.Нельзяупотреблятьзнаки арифметическихопераций, пробела,отношений,пунктуации.В качестве именфайлов запрещеныимена, являющиесяв MS-DOSименами устройств,например con,ipt1, ipt2. Расширениеимени можетсостоять неболее чем изтрех символов,в том числеможет отсутствовать.Если расширенияесть, то от основногоимени оно отделяетсяточкой, напримерris. Bmp, mart. Txt, doc.doc.По имени файламожно судитьо его назначении,так как длярасширенийустановилосьнекотороесоглашение,фиксирующеедля ОС тип обработкифайлов. Расширениеcom илиexe имеютфайлы программ,преднозначеныхдля исполненияпо вызовупользователя; doc-файлы с документами,подготовленныев текстовомредактореMicrosoft World; bak–резервныекопии;bas-файлы стекстами программна языке Бейсик.

Список именфайлов, хранящихсяна данном диске,находятся вкаталоге (директорий)вместе со сведеньямио его типе, размере,времени создания.Емкость гибкихмагнитных дисков, а темболее жесткихи компакт- дисковтакова, что наодном дискеможет размещатьсядля хранениявнушительноеколичествофайлов. Поэтомуработа с каталогом,имеющим линейнуюструктуру,крайне неудобнапри большомколичествефайлов.

MS-DOS позволяеторганизоватьимена файлов в несколькокаталогов,помещая в одинкаталог именафайлов, объединеннымкаким- либопризнаком.Имена каталоговзаписываютсяс использованиемуже названныхограничений.Как правило,расширениеимени для каталоговне используется.Каталог можетсодержать любоеразумное числоимен файлов;он также можетсодержатьдругие каталоги,называемыев этой ситуацииподкаталогамии т.д. Так образуютсяиерархическаяструктура ,«дерево» каталогов,«корнем» вкотором являетсяглавный (корневой)каталог, «ветвями»– подкаталоги,«листьями»– имена файлов.

Два файлаили два подкаталога,находящиесяв двух разныхкаталогах,могут иметьодинаковыеимена. Поэтомудля однозначнойиндефикациифайла (каталога)на диске следуетуказать путь(маршрут) доступак нему. Путьдоступа состоитиз имени дискаи списка именкаталогов.Первый каталогв списке являетсяподкаталогомкорневогокаталога, каждыйпоследующий-подкаталогомпредыдущего,последнийкаталог в этомсписке содержитискомый файл.Элементы спискаразделяютсяобратной косойчертой (\).

Например:

C:\qbasic\basic1\qbasic.exe

C:\qbasic\basic2\qbasic.exe

Составное(полное) имяфайла состоитиз пути доступак файлу и егоимени. Оно однозначноопределяетучасток надиске с такимименем. На дискевыделяетсяопределеннаяобласть , в которойразмещаетсяспециальнаятаблица, содержащаяпоследовательностиномеров блоков(секторов) длякаждого файла.Таблица этапостояннообновляется,а полностьюстираетсявместе с корневымкаталогом приформатированиидиска.

Часто файлыразделяютсяна две категории-текстовые идвоичные. Текстовыефайлы предназначеныдля чтениячеловеком. Онисостоят изстрок символов.В текстовыхфайлах хранятсятексты документов,тексты программна языкахпрограммированияи т. д.

Файлы неявляются текстовыми,называютсядвоичными. Ониимеют вид, «понятный»только компьютеру,они частоструктурируютсятаким образом,чтобы их было удобно «читать»некоторойконкретнойпрограмме.

При эксплуатациикомпьютерапо самым разнымпричинам возможныпорча или потеряинформациина магнитныхдисках. Длятого чтобыуменьшитьпотери в такихситуациях,следует иметьархивные копиииспользуемыхфайлов и систематическиобновлять копииизменяемыхфайлов. Длясоздания архивовупотребляютсяпрограммы –архиваторы(упаковщики),позволяющиеза счет примененияспециальныхметодов сжатияинформациисоздавать копиифайлов меньшегоразмера объединятькопии несколькихфайлов в одинархивный файл,который удобнохранить надискете. Примерыпрограмм архиваторов–pkzip, arjи др.

Кроме архивированияс файлами можнопроизводитьследующиедействия (вскобках указанысоответствующиекоманды MS-DOS):

Создание(при помощитекстовогоредактора);
Удаление(del);
Переименование(ren);
Копирование(copy) изодного каталогав другой;
Нахождениена диске поимени файлаи содержащейсяв нем строкесимволов (программаfilefindиз пакета NortonUtilites);
В некоторыхслучаях восстановление,если файл случайноудален (программаunarase из пакетаNorton Utilites).

Эти действияможно выполнитьс отдельнымифайлами и сгруппой файлов.

Билет9

Вопрос2

Логическиевыражения иих преобразования.Таблицы истинности.

Логическиевыражения.Каждое составноевысказываниеможно выразитьв виде формул(логическоговыражения), вкоторую войдутлогическиепеременные,обозначающиевысказывания,и знаки логическихопераций,обозначающиелогическиефункции.

Длязаписи составныхвысказыванийв виде логическихвыражений наформальномязыке (языкеалгебры логики0в составномвысказываниинужно выделитьпростые высказыванияи логическиесвязи междуними.

Запишемв форме логическоговыражениясоставноевысказывание«2*2=5 или 2*2=4 или2*24»проанализируемсоставноевысказывание.Оно состоитиз двух простыхвысказываний,

А= «2*2=5»- ложно(0)

В= «2*2-4» -истинно(1).

Тогдасоставноевысказываниеможно записатьв следующейформе,

«А или Ви Ā или В».

теперьнеобходимозаписать высказываниев форме логическоговыражения сучетом последовательностивыполнениялогическихопераций. Привыполнениилогическихопераций определенследующийпорядок ихвыполнения,инверсия ,конъюнкция,дизъюнкция.Для измененияуказанногопорядка могутиспользоватьсясковки.

F=(AuB)&(ĀuB).

Истинностиили ложностисоставныхвысказыванийможно определитьчисто формально,руководствуясьзаконами алгебрывысказываний,не обращаяськ смысловомусодержаниювысказываний.

одставимв логическоевыражениезначения логическихпеременныхи, используятаблицы истинностибазовых логическихопераций, получимзначение логическойфункции.

Таблицыистинности.Для каждогосоставноговысказывания(логическоговыражения)можно построитьтаблицу истинности,которая определяетего истинностьили ложностьпри всех возможныхкомбинацияхисходных значенийпростых высказываний(логическихпеременных).

Припостроениитаблиц истинностицелесообразноруководствоватьсяопределеннойпоследовательностьюдействий.

Во-первых,необходимоопределитьколичествострок в таблицеистинности,которое равноколичествувозможныхкомбинацийзначений логическихпеременных,входящих влогическоевыражение. Есликоличествологическихпеременныхn, то количествострок =2^n.

Внашем случаелогическаяфункция F=(AB)&(ĀЇB)имеет двепеременноеи, следовательно,количествострок в таблицеистинностидолжно бытьравно 4.

Во-вторых,необходимоопределитьколичествостолбцов втаблице истинности,которое равноколичествулогическихпеременныхплюс количествологическихопераций равнопяти, т.е. количествостолбцов таблицыистинностиравно семи.

В-третьих,необходимопостроитьтаблицу истинностис указаннымколичествомстрок и столбцов,обозначитьстолбцы и внестивозможныенаборы значенийисходных логическихпеременных.

A B AB Ā ЇB

0 0 0 1 1 1 0

0 1 1 1 0 1 1

1 0 1 0 1 1 1

1 1 1 0 0 0 0

В-четвертых,необходимозаполнитьтаблицу истинностипо столбцам,выполняя базовыелогическиеоперации внеобходимойпоследовательностии в соответствиис их таблицамиистинности.Теперь мы можемопределитьзначение логическойфункции длялюбого наборазначений логическихпеременных.

Равносильныелогическиеворожения.Логическиевыражения, укоторых таблицыистинностисовпадают,называютсяравносильными.Для обозначенияравносильныхлогическихвыраженийиспользуетсязнак «=».

окажем,что логическиевороженияравносильны.

остроимсначала таблицуистинностидля логическоговыражения.

А В Ā

0 0 1 1 1

0 1 1 0 0

1 0 0 1 0

1 1 0 0 0

Таблицаистинности

А В

0 0 0 1

0 1 1 0

1 0 1 0

1 1 1 0

Таблицыистинностисовпадают,следовательно,логическиевыраженияравносильны.

Логическиефункции.

Любоесоставноевысказываниеможно рассматриватькак логическуюфункцию F(Х₁,Х₂…Х_n),аргументамикоторой являютсялогическиепеременныеX₁,X₂….X_n(простыевысказывания).Сама функцияи аргументымогут приниматьтолько дваразличныхзначения «истина»(1) и «ложь» (0).

Вышебыли рассмотреныфункции двухаргументов,логическоеумножениеF=(A,B)=A&B,логическоесложение F=(A,B)=AB,а также логическоеотрицаниеF(A)=Ā, в которомзначение второгоаргумента можносчитать равнымнулю.

Каждаялогическаяфункция двухаргументовчетыре возможныхнабора значенийаргументов.По формулеможем определитькакое количестворазличныхлогическихфункций двухаргументов,может существовать,

акимобразом, существует16 различныхлогическихфункций двухаргументов,каждая из которыхзадается собственнойтаблицей истинности.

Вобыденной инаучной речикроме базовыхлогическихсвязок «и»,«или», «не»,используетсяи некоторыедругие, «если…то»,«тогда…и толькотогда, когда…»и др. некоторыеиз них имеютсвое названиеи свой символи им соответствуетопределенныелогическиефункции.

Логическоеследование(импликация).Логическоеследование(импликация)образуетсясоединениемдвух высказыванийв одно с помощьюоборота речи«если…, то…».

Составноевысказывание,образованноес помощью операциилогическогоследования(импликации),ложна тогдаи только тогда,когда из истиннойпредпосылки(первого высказывания)следует ложныйвывод (второевысказывание).

Логическаяоперация импликация«если А то В»,обозначаетсяА→В и выражаетсяс помощью логическойфункции F₁₄,котораязадаетсясоответствующейтаблицей истинности.

А В F₁₄=A→B

0 0 1

0 1 1

1 0 0

1 1 1

Например,высказывание«если числоделится на 10,то оно делитсяна 5» истинно,т.к. истинны ипервое высказывание(предпосылка),и второе высказывание(вывод).

Высказывание№если числоделится на 10,то оно делитсяна 3» ложно, т.к.из истиннойпредпосылкиделится ложныйвывод.

Однакооперация логическогоследованиянесколькоотличаетсяот обычногопонимания слова«следует». Еслипервое высказывание(предпосылка)ложно,то вне зависимостиот истинностиили ложностивторого высказывания(вывода) составноевысказываниеистинно. Этоможно пониматьтаким образом,что из невернойпредпосылкиможет следоватьчто угодно.

Валгебре высказыванийвсе логическиефункции могутбыть сведеныпутем логическихпреобразованийк трем базовым,логическомуумножению,логическомусложению илогическомуотрицанию.Докажем методысравнениятаблиц истинности,что операцияимпликацияА→В равносильналогическомувыражению ĀB.

А В Ā ĀB

0 0 1 1

0 1 1 1

1 0 0 0

1 1 0 1

Таблицыистинностисовпадают, чтои требовалосьдоказать.

Логическоеравенство(эквивалентность).Логическоеравенство(эквивалентность)образуетсясоединениемдвух высказыванийв одно с помощьюоборота речи«…тогда и толькотогда, когда…».

Логическаяоперацияэквивалентности«А эквивалентноВ» обозначаетсяАВи выражаетсяс помощью логическойфункции F₁₀,которая задаетсясоответствующейтаблицей истинности.

А В F₁₀

0 0 1

0 1 0

1 0 0

1 1 1

Составноевысказывание,образованноес помощью логическоеоперацииэквивалентностиистинно тогдаи только тогда,когда обавысказыванияодновременнолибо ложны,либо истинны.

Рассмотрим,например, двавысказыванияА= «компьютерможет производитьвычисления»и В= «компьютервключен». Составноевысказывание,полученноес помощью операцииэквивалентностиистинно, когдаоба высказываниялибо истинны,либо ложны.

«компьютерможет производитьвычислениятогда и толькотогда, когдакомпьютервключен».

«компьютерне может производитьвычислениятогда и толькотогда, когдакомпьютер невключен».

Составноевысказывание,полученноес помощью операцииэквивалентностиложно, когдаодно высказываниеистинно, адругое—ложно,

«Компьютерможет производитьвычислениятогда и толькотогда, когдакомпьютер невключен».

«Компьютерне мажет производитьвычислениятогда и толькотогда, когдакомпьютервыключен»

Билет10

Вопрос1

Правоваяохрана программи данных. Защитаинформации

Изменения,происходящиев экономическойжизни России- создание финансово-кредитнойсистемы, предприятийразличных формсобственностии т.п. - оказываютсущественноевлияние навопросы защитыинформации.Долгое времяв нашей странесуществовалатолько однасобственность-государственная,поэтому информацияи секреты былитоже толькогосударственные,которые охранялисьмощными спецслужбами.

Проблемыинформационнойбезопасностипостоянноусугубляетсяпроцессамипроникновенияпрактическиво все сферыдеятельностиобщества техническихсредств обработкии передачиданных и преждевсего вычислительныхсистем. Этодает основаниепоставитьпроблемукомпьютерногоправа, однимиз основныхаспектов которойявляются такназываемыекомпьютерныепосягательства.Об актуальностипроблемысвидетельствуетобширный переченьвозможныхспособов компьютерныхпреступлений.

Объектамипосягательствмогут быть самитехническиесредства (компьютерыи периферия)как материальныеобъекты, программноеобеспечениеи базы данных,для которыхтехническиесредства являютсяокружением.

Вэтом смыслекомпьютер можетвыступать икак предметпосягательств,и как инструмент.Если разделятьдва последнихпонятия, тотермин компьютерноепреступлениекак юридическаякатегория неимеет особогосмысла. Есликомпьютер -только объектпосягательства,то квалификацияправонарушенияможет бытьпроизведенапо существующимнормам права.Если же - только инструмент,то достаточентолько такойпризнак, как“применениетехническихсредств”. Возможнообъединениеуказанныхпонятий, когдакомпьютеродновременнои инструменти предмет. Вчастности, кэтой ситуации относитсяфакт хищениямашинной информации.Если хищениеинформациисвязано с потерейматериальныхи финансовыхценностей, тоэтот факт можноквалифицироватькак преступление.Также если сданным фактомсвязываютсянарушенияинтересовнациональнойбезопасности,авторства, тоуголовнаяответственностьпрямо предусмотренав соответствиис законами РФ.

Каждыйсбой работыкомпьютернойсети это нетолько “моральный”ущерб для работниковпредприятияи сетевыхадминистраторов.По мере развитиятехнологийплатежей электронных,“безбумажного”документооборотаи других, серьезныйсбой локальныхсетей можетпросто парализоватьработу целыхкорпорацийи банков, чтоприводит кощутимым материальнымпотерям. Не случайно чтозащита данныхв компьютерныхсетях становитсяодной из самыхострых проблемв

современнойинформатике.На сегодняшнийдень сформулированотри базовыхпринципаинформационнойбезопасности,которая должнаобеспечивать:

целостностьданных- защитуот сбоев, ведущихк потере информации,а также неавторизованногосоздания илиуничтожения данных.

конфиденциальностьинформациии, одновременно,ее

доступностьдля всехавторизованныхпользователей.

Следуеттакже отметить,что отдельныесферы деятельности(банковскиеи финансовыеинституты,информационныесети, системыгосударственногоуправления,оборонные испециальныеструктуры)требуют специальныхмер безопасностиданных и предъявляютповышенныетребованияк надежностифункционированияинформационныхсистем, в соответствиис характероми важностьюрешаемых имизадач.

Компьютернаяпреступност

Нив одном из уголовныхкодексов союзныхреспублик неудастся найтиглаву под названием“Компьютерныепреступления”.Таким образомкомпьютерныхпреступлений,как преступленийспецифическихв юридическомсмысле не существует.

Попытаемсякратко обрисоватьявление, котороекак социологическаякатегорияполучила название“компьютернаяпреступность”.Компьютерныепреступленияусловно можноподразделитьна две большиекатегории -преступления,связанные свмешательствомв работу компьютеров,и, преступления,использующиекомпьютерыкак необходимыетехническиесредства.

Перечислимосновные видыпреступлений,связанных свмешательствомв работу компьютеров.

1.Несанкционированныйдоступ к информации,хранящейсяв компьютере.Несанкционированныйдоступ осуществляется,как правило,с использованиемчужого имени,изменениемфизическихадресов техническихустройств,использованиеминформацииоставшейсяпосле решениязадач, модификациейпрограммногои информационногообеспечения,хищением носителяинформации,установкойаппаратурызаписи, подключаемойк каналам передачиданных.

Хакеры“электронныекорсары”,“компьютерныепираты” - такназывают людей,осуществляющихнесанкционированныйдоступ в чужиеинформационныесети для забавы.Набирая наудачу одинномер за другим,они терпеливодожидаются,пока на другомконце проводане отзоветсячужой компьютер.После этоготелефон подключаетсяк приемникусигналов всобственнойЭВМ, и связьустановлена.Если

теперьугадать код(а слова, которыеслужат паролемчасто банальны),то можно внедритьсяв чужую компьютернуюсистему.

Несанкционированныйдоступ к файламзаконногопользователяосуществляетсятакже нахождениемслабых меств защите системы.Однажды обнаруживих, нарушительможет не спешаисследоватьсодержащуюсяв системе информацию,копироватьее, возвращатьсяк ней многораз, как покупательрассматриваеттовары на витрине.

Программистыиногда допускаютошибки в программах,которые неудается обнаружитьв процессеотладки. Авторыбольших сложныхпрограмм могутне заметитьнекоторыхслабостейлогики. Уязвимыеместа иногдаобнаруживаютсяи в электронныхцепях. Все этинебрежности,ошибки приводятк появлению“брешей”.

Обычноони все-такивыявляютсяпри проверке,редактировании,отладке программы,но абсолютноизбавится отних невозможно.

Бывает,что некто проникаетв компьютернуюсистему, выдаваясебя за законногопользователя.Системы, которыене обладаютсредствамиаутентичнойидентификации(например пофизиологическимхарактеристикам: по отпечаткампальцев, порисунку сетчаткиглаза, голосуи т. п.), оказываютсябез защитыпротив этогоприема. Самыйпростейшийпуть его осуществления:

-получить кодыи другие идентифицирующиешифры законныхпользователей.

Этоможет делаться:

-приобретением(обычно подкупомперсонала)списка пользователейсовсей необходимойинформацией;

-обнаружениемтакого документав организациях,где не налажен

достаточныйконтроль заих хранением;

-подслушиваниемчерез телефонныелинии.

Иногдаслучается, какнапример, сошибочнымителефоннымизвонками, чтопользовательс удаленноготерминалаподключаетсяк чьей-то системе,будучи абсолютноуверенным, чтоон работаетс той системой,с какой и намеревался.Владелец системы,к которой произошлофактическоеподключение,формируяправдоподобныеотклики, можетподдерживатьэто заблуждениев течениеопределенноговремени и такимобразом получитьнекоторуюинформацию,в частностикоды.

Влюбом компьютерномцентре имеетсяособая программа,применяемаякак системныйинструментв случае возникновениясбоев или другихотклоненийв работе ЭВМ,своеобразныйаналог приспособлений,помещаемыхв транспортепод надписью“разбить стеклов случае аварии”.Такая программа- мощный и опасныйинструментв руках злоумышленника.

Несанкционированныйдоступ можетосуществлятьсяв результатесистемнойполомки. Например,если некоторыефайлы пользователяостаются открытыми,он может получитьдоступ к непринадлежащимему частямбанка данных.Все происходиттак словноклиент банка,войдя в выделеннуюему в хранилищекомнату, замечает,что у хранилищанет одной стены.В таком случаеон может проникнутьв чужие сейфыи похитить все,что в них хранится.

2.Ввод в программноеобеспечение“логическихбомб”,которые срабатываютпри выполненииопределенныхусловий и частичноили полностьювыводят изстроя компьютернуюсистему.

“Временнаябомба” - разновидность“логическойбомбы”, котораясрабатываетпо достиженииопределенногомомента времени.

Способ“троянскийконь” состоитв тайном введениив чужую программутаких команд,позволяютосуществлятьновые, не планировавшиесявладельцемпрограммыфункции, ноодновременносохранять ипрежнюю работоспособность.

С помощью“троянскогоконя” преступники,например, отчисляютна свой счетопределеннуюсумму с каждойоперации.

Компьютерныепрограммныетексты обычночрезвычайносложны. Онисостоят изсотен, тысяч,а иногда и миллионовкоманд. Поэтому“троянскийконь” из несколькихдесятков командвряд ли можетбыть обнаружен,если, конечно,нет подозренийотносительноэтого. Но и впоследнемслучае экспертам-программистампотребуетсямного дней инедель, чтобынайти его.

Естьеще одна разновидность“троянскогоконя”. Ее особенностьсостоит в том,что в безобидновыглядящейкусок программывставляютсяне команды,собственно,выполняющие“грязную”работу, а команды,формирующиеэти командыи после выполненияуничтожающиеих. В этом случаепрограммисту,пытающемусянайти “троянскогоконя”, необходимоискать не егосамого, а командыего формирующие.Развивая этуидею, можнопредставитьсебе команды,которые создаюткоманды и т.д.(сколь угоднобольшое числораз), создающие“троянскогоконя”.

В СШАполучилараспространениеформа компьютерноговандализма,при которой“троянскийконь” разрушаетчерез какой-топромежутоквремени всепрограммы,хранящиесяв памяти машины.Во многих поступившихв продажу компьютерахоказалась“временнаябомба”, которая“взрывается”в самый неожиданныймомент, разрушаявсю библиотекуданных. Не следуетдумать, что“логическиебомбы” - этоэкзотика,несвойственнаянашему обществу.

3.Разработкаи распространениекомпьютерныхвирусов.

“Троянскиекони” типа“сотри вседанные этойпрограммы,перейди в следующуюи сделай тожесамое” обладаютсвойствамипереходитьчерез коммуникационныесети из однойсистемы в другую,распространяяськак вирусноезаболевание.

Выявляетсявирус не сразу:первое времякомпьютер“вынашиваетинфекцию”,поскольку длямаскировкивирус нередкоиспользуетсяв комбинациис “логическойбомбой” или“временнойбомбой”. Вируснаблюдает завсей обрабатываемойинформациейи может перемещаться,используяпересылку этойинформации.Все происходит,как если бы онзаразил белоекровяное тельцеи путешествовалс ним по организмучеловека.

Начинаядействовать(перехватыватьуправление),вирус даеткоманду компьютеру,чтобы тот записалзараженнуюверсию программы.После этогоон возвращаетпрограммеуправление.Пользовательничего не заметит,так как егокомпьютернаходится всостоянии“здоровогоносителя вируса”.Обнаружитьэтот вирусможно, толькообладая чрезвычайноразвитойпрограммистскойинтуицией,посколькуникакие нарушенияв работе ЭВМв данный моментне проявляютсебя. А в одинпрекрасныйдень компьютер“заболевает”.

Экспертамисобрано досьеписем от шантажистовтребующихперечислениякрупных суммденег в одноиз отделенийамериканскойфирмы “ПК Сиборг”;в случае отказапреступникигрозятся вывестикомпьютерыиз строя. Поданным журнала“Business world”, дискеты-вирусоносителиполучены десятьютысячами организаций,использующихв своей работекомпьютеры.Для поиска ивыявлениязлоумышленниковсозданы специальныеотряды английскихдетективов.

Пооценке специалистовв “обращении”находится более100 типов вирусов.

Новсе их можноразделить надве разновидности,обнаружениекоторых различнопо сложности: “вульгарныйвирус” и “раздробленныйвирус”. Программа“вульгарноговируса” написанаединым блоком,и при возникновенииподозренийв зараженииЭВМ экспертымогут обнаружитьее в самом началеэпидемии(размножения).Эта операциятребует, однако,крайне тщательногоанализа всейсовокупностиоперационнойсистемы ЭВМ.Программа“раздробленноговируса” разделенана части, напервый взгляд,не имеющиемежду собойсвязи. Эти частисодержат инструкции,которые указываюткомпьютеру,как собратьих воединочтобы воссоздатьи, следовательно,размножитьвирус. Такимобразом, онпочти все времянаходится в“распределенном”состоянии, лишьна короткоевремя своейработы собираясьв единое целое.Как правилосоздателивируса указываютему числорепродукций,после достижениякоторого онстановитсяагрессивным.

Вирусымогут бытьвнедрены воперационнуюсистему, прикладнуюпрограмму илив сетевой драйвер.

Вариантывирусов зависятот целей, преследуемыхих создателем.Признаки ихмогут бытьотносительнодоброкачественными,например, замедлениев выполнениипрограмм илипоявлениесветящейсяточки на экранедисплея (т. н.“итальянскийпопрыгунчик”).Признаки могутбыть иволютивными,и “болезнь”будет обострятьсяпо мере своеготечения. Так,по непонятнымпричинам программыначинают переполнятьмагнитныедиски, в результатечего существенноувеличиваетсяобъем программныхфайлов. Наконец,эти проявлениямогут бытькатастрофическимии привести кстиранию файлови уничтожениюпрограммногообеспечения.

По-видимому,в будущем будутпоявлятьсяпринципиальноновые видывирусов. Например,можно себепредставить(пока подобныхсообщений небыло) своегорода “троянскогоконя” вирусноготипа в электронныхцепях. В самомделе, пока речьидет толькоо заражениикомпьютеров.А почему бы -не микросхем?Ведь они становятсявсе более мощнымии превращаютсяв подобие ЭВМ.И их необходимопрограммировать.Конечно, ничтоне может непосредственно“заразить”микросхему.Но ведь можнозаразить компьютер,используемыйкак программатордля тысячимикросхем.

Каковыспособы распространениякомпьютерноговируса? Ониосновываютсяна способностивируса использоватьлюбой носительпередаваемыхданных в качестве“средствапередвижения”.То есть с началазараженияимеется опасность,что ЭВМ можетсоздать большоечисло средствпередвиженияи в последующиечасы вся совокупностьфайлов и программныхсредств окажетсязараженной.Таким образом,дискета илимагнитнаялента, перенесенныена другие ЭВМ,способны заразитьих. И наоборот,когда “здоровая”дискета вводитсяв зараженныйкомпьютер, онаможет статьносителемвируса. Удобнымидля распространенияобширных эпидемийоказываютсятелекоммуникационныесети. Достаточноодного контакта,чтобы персональныйкомпьютер былзаражен илизаразил тот,с которымконтактировал.Однако самыйчастый способзаражения - этокопированиепрограмм, чтоявляется обычнойпрактикой упользователейперсональныхЭВМ. Так скопированнымиоказываютсяи зараженныепрограммы.

Специалистыпредостерегаютот копированияворованныхпрограмм. Иногда,однако, и официальнопоставляемыепрограммы могутбыть источникомзаражения.

Впечати частопроводитсяпараллель междукомпьютернымвирусом и вирусом“AIDS”. Толькоупорядоченнаяжизнь с однимили несколькимипартнерами способна уберечьот этого вируса.Беспорядочныесвязи со многимикомпьютерамипочти навернякаприводят кзаражению.

Естественно,что противвирусов былиприняты чрезвычайныемеры, приведшиек созданиютекстовыхпрограмм-антивирусов.Защитные программыподразделяютсяна три вида :фильтрующие(препятствующиепроникновениювируса),

противоинфекционные(постоянноконтролирующиепроцессы всистеме) и

противовирусные(настроенныена выявление отдельныхвирусов).

Однакоразвитие этихпрограмм покане успеваетза развитиемкомпьютернойэпидемии.

Заметим,что пожеланиеограничитьиспользованиенепроверенногопрограммногообеспеченияскорее всеготак и останетсяпрактическиневыполнимым.Это связанос тем, что фирменныепрограммы на“стерильных”носителях стоятнемалых денегв валюте. Поэтомуизбежать ихнеконтролируемогокопированияпочти невозможно.

Справедливостиради следуетотметить, чтораспространениекомпьютерныхвирусов имеети некоторыеположительныестороны. В частности,они являются,по-видимому,лучшей защитойот похитителейпрограммногообеспечения.Зачастую разработчикисознательнозаражают своидискеты каким-либобезобиднымвирусом, которыйхорошо обнаруживаетсялюбым антивируснымтестом. Этослужит достаточнонадежной гарантией,что никто нерискнет копироватьтакую дискету.

4.Преступнаянебрежностьв разработке,изготовлениии эксплуатации

программно-вычислительныхкомплексов,приведшая ктяжким

последствиям.

Проблеманеосторожностив областикомпьютернойтехники сроднинеосторожнойвине при использованиилюбого другоговида техники,транспортаи т.п.

Особенностьюкомпьютернойнеосторожностиявляется то,что безошибочныхпрограмм впринципе небывает. Еслипроект практическив любой областитехники можновыполнить согромным запасомнадежности,то в областипрограммированиятакая надежностьвесьма условна.а в ряде случаевпочти не достижима.

5.Подделка компьютернойинформации.

По-видимому,этот вид компьютернойпреступностиявляется однимиз наиболеесвежих. Он являетсяразновидностьюнесанкционированногодоступа с тойразницей, чтопользоватьсяим может, какправило, непостороннийпользователь,а сам разработчик,причем имеющийдостаточновысокую квалификацию.

Идеяпреступлениясостоит в подделкевыходной информациикомпьютеровс целью имитацииработоспособностибольших систем,составнойчастью которыхявляется компьютер.При достаточноловко выполненнойподделке зачастуюудается сдатьзаказчикузаведомо неисправнуюпродукцию.

Кподделке информацииможно отнеститакже подтасовкурезультатоввыборов, голосовании,референдумови т.п. Ведь есликаждый голосующийне может убедиться,что его голосзарегистрированправильно, товсегда возможновнесение искаженийв итоговыепротоколы.

Естественно,что подделкаинформацииможет преследоватьи другие цели.

6.Хищение компьютернойинформации.

Если“обычные”хищения подпадаютпод действиесуществующегоуголовногозакона, то проблемахищения информациизначительноболее сложна.Присвоениемашинной информации,в том числепрограммногообеспечения,путем несанкционированногокопированияне квалифицируетсякак хищение,посколькухищение сопряженос взятием ценностейиз фондоворганизации.Не очень далекаот истины шутка,что у нас программноеобеспечениераспространяетсятолько путемкраж и обменакраденым. Принеправомерномобращении всобственностьмашинная информацияможет не изыматьсяиз фондов, акопироваться.Следовательно,как уже отмечалосьвыше, машиннаяинформациядолжна бытьвыделена каксамостоятельныйпредмет уголовно-правовойохраны.

Собственностьна информацию,как и прежде,не закрепленав законодательномпорядке. На мойвзгляд, последствияэтого не замедлятсказаться.

Рассмотримтеперь вторуюкатегориюпреступлений,в которых компьютерявляется “средством”достиженияцели. Здесьможно выделитьразработкусложных математическихмоделей, входнымиданными в которыхявляются возможныеусловия проведенияпреступления,а выходнымиданными - рекомендациипо выборуоптимальноговарианта действийпреступника.

Другойвид преступленийс использованиемкомпьютеровполучил название“воздушныйзмей”.

Впростейшемслучае требуетсяоткрыть в двухбанках по небольшомусчету. Далееденьги переводятсяиз одного банкав другой и обратнос постепенноповышающимисясуммами. Хитростьзаключаетсяв том, чтобы дотого, как в банкеобнаружится,что поручениео переводе необеспеченонеобходимойсуммой, приходилобы извещениео переводе вэтот банк, такчтобы общаясумма покрывалатребованиео первом переводе.Этот цикл повторяетсябольшое числораз (“воздушныйзмей” поднимаетсявсе выше и выше)до тех пор, покана счете неоказываетсяприличная сумма(фактическиона постоянно“перескакивает”с одного счетана другой, увеличиваясвои размеры).Тогда деньгибыстро снимаются,а владелецсчета исчезает.Этот способтребует оченьточного расчета,но для двухбанков егоможно сделатьи без компьютера.На практикев такую игрувключают большоеколичествобанков: таксумма накапливаетсябыстрее и числопоручений опереводе недостигаетподозрительнойчастоты. Ноуправлять этимпроцессом можнотолько с помощьюкомпьютера.

Можнопредставитьсебе созданиеспециализированногокомпьютера-шпиона,который будучиподключен кразведуемойсети, генерируетвсевозможныезапросы, фиксируети анализируетполученныеответы. Поставитьпреграду передтаким хакеромпрактическиневозможно.Не труднопредположить,что организованнаяпреступностьдавно принялана вооружениевычислительнуютехнику.

Предупреждениекомпьютерныхпреступлений.

Приразработкекомпьютерныхсистем, выходиз строя илиошибки в работекоторых могутпривести ктяжелым последствиям,вопросы компьютернойбезопасностистановятсяпервоочередными.Известно многомер, направленныхна предупреждениепреступления.Выделим из нихтехнические,организационныеи правовые.

Ктехническиммерам можноотнести защитуот несанкционированногодоступа к системе,резервированиеособо важныхкомпьютерныхподсистем,организациювычислительныхсетей с возможностьюперераспределенияресурсов вслучае нарушенияработоспособностиотдельныхзвеньев, установкуоборудованияобнаруженияи тушения пожара,оборудованияобнаруженияводы, принятиеконструкционныхмер защиты отхищений, саботажа,диверсий, взрывов,установкурезервныхсистем электропитания,оснащениепомещенийзамками, установкусигнализациии многое другое.

Корганизационныммерам отнесемохрану вычислительногоцентра, тщательныйподбор персонала,исключениеслучаев веденияособо важныхработ толькоодним человеком,наличие планавосстановленияработоспособностицентра послевыхода его изстроя, организациюобслуживаниявычислительногоцентра постороннейорганизациейили лицами,незаинтересованнымив сокрытиифактов нарушенияработы центра,универсальностьсредств защитыот всех пользователей(включая высшееруководство),возложениеответственностина лиц, которыедолжны обеспечитьбезопасностьцентра, выборместа расположенияцентра и т.п.

Кправовым мерамследует отнестиразработкунорм, устанавливающихответственностьза компьютерныепреступления,защиту авторскихправ программистов,совершенствованиеуголовногои гражданскогозаконодательства,а также судопроизводства.К правовыммерам относятсятакже вопросыобщественногоконтроля заразработчикамикомпьютерныхсистем и принятиемеждународныхдоговоров обих ограничениях,если они влияютили могут повлиятьна военные,экономическиеи социальныеаспекты жизнистран, заключающихсоглашение

Защитаданных в компьютерныхсетях.

При рассмотрениипроблем защитыданных в сетипрежде всеговозникаетвопрос о классификациисбоев и нарушенийправ доступа,которые могутпривести куничтожениюили нежелательноймодификацииданных. Средитаких потенциальных“угроз” можновыделить :

1.Сбои оборудования:

- сбои кабельнойсистемы;

- перебоиэлектропитания;

- сбои дисковыхсистем;

- сбои системархивацииданных;

- сбои работысерверов, рабочихстанций, сетевыхкарт и т.д.

2.Потери информациииз-за некорректнойработы ПО :

- потеряили изменениеданных приошибках ПО;

- потерипри заражениисистемы компьютернымивирусами;

Потери,связанные снесанкционированнымдоступомнесанкционированноекопирование,уничтожениеили подделка информации;

-ознакомлениес конфиденциальнойинформацией, составляющейтайну, постороннихлиц;

4.Потери информации,связанные снеправильнымхранениемархивных данных.

5.Ошибки обслуживающегоперсонала ипользователей:

-случайноеуничтожениеили изменениеданных;

-некорректноеиспользованиепрограммногои аппаратногообеспечения,ведущее к уничтожениюили изменениюданных;

Взависимостиот возможныхвидов нарушенийработы сети(под нарушениемработы я такжепонимаю инесанкционированныйдоступ) многочисленныевиды защитыинформацииобъединяютсяв три основныхкласса :

-средствафизическойзащиты,включающиесредства защитыкабельнойсистемы, системэлектропитания,средства архивации,дисковые массивыи т.д.

-программныесредства защиты,в том числе:антивирусныепрограммы,системы разграниченияполномочий,программныесредства контролядоступа.

-административныемеры защиты,включающиеконтроль доступав помещения,разработкустратегиибезопасностифирмы, плановдействий вчрезвычайныхситуациях ит.д.

Следуетотметить, чтоподобное делениедостаточноусловно, посколькусовременныетехнологииразвиваютсяв направлениисочетанияпрограммныхи аппаратныхсредств защиты.Наибольшеераспространениетакиепрограммно-аппаратныесредства получили,в частности,в области контролядоступа, защитыот вирусов ит.д.

Концентрацияинформациив компьютерах- аналогично концентрацииналичных денегв банках - заставляетвсе более усиливатьконтроль вцелях защитыинформации.Юридическиевопросы, частнаятайна, национальнаябезопасность- все эти соображениятребуют усилениявнутреннегоконтроля вкоммерческихи правительственныхорганизациях.Работы в этомнаправлениипривели к появлениюновой дисциплины:безопасностьинформации.Специалист в областибезопасностиинформацииотвечает заразработку,реализациюи эксплуатациюсистемы обеспеченияинформационнойбезопасности,направленнойна поддержаниецелостности,пригодностии конфиденциальностинакопленнойв организацииинформации.В его функциивходит обеспечениефизической(техническиесредства, линиисвязи и удаленныекомпьютеры)и логической(данные, прикладныепрограммы,операционнаясистема) защитыинформационныхресурсов.

Сложностьсоздания системызащиты информацииопределяетсятем, что данныемогут бытьпохищены изкомпьютераи одновременнооставатьсяна месте; ценностьнекоторыхданных заключаетсяв обладанииими, а не в уничтоженииили изменении.

Обеспечениебезопасностиинформации- дорогое дело,и не столькоиз-за затратна закупку илиустановкусредств, сколькоиз-за того, чтотрудно квалифицированноопределитьграницы разумнойбезопасностии соответствующегоподдержаниясистемы вработоспособномсостоянии.

Еслилокальная сетьразрабатываласьв целях совместногоиспользованиялицензионныхпрограммныхсредств, дорогихцветных принтеровили большихфайлов общедоступнойинформации,то нет никакойпотребностидаже в минимальныхсистемахшифрования/дешифрованияинформации.

Средствазащиты информациинельзя проектировать,покупать илиустанавливатьдо тех пор, покане произведенсоответствующийанализ. Анализриска должендать объективнуюоценку многихфакторов(подверженностьпоявлениюнарушенияработы, вероятностьпоявлениянарушенияработы, ущербот коммерческихпотерь, снижениекоэффициентаготовностисистемы, общественныеотношения,юридическиепроблемы) ипредоставитьинформациюдля определенияподходящихтипов и уровнейбезопасности.Коммерческиеорганизациивсе в большейстепени переносяткритическуюкорпоративнуюинформациюс большихвычислительныхсистем в средуоткрытых системи встречаютсяс новыми и сложнымипроблемамипри реализациии эксплуатациисистемы безопасности.Сегодня всебольше организацийразворачиваютмощные распределенныебазы данныхи приложенияклиент/сервердля управлениякоммерческимиданными. Приувеличениираспределениявозрастаеттакже и рискнеавторизованногодоступа к данными их искажения.

Шифрованиеданных традиционноиспользовалосьправительственнымии обороннымидепартаментами,но в связи сизменениемпотребностейи некоторыенаиболее солидныекомпании начинаютиспользовать возможности,предоставляемыешифрованиемдля обеспеченияконфиденциальностиинформации.

Финансовыеслужбы компаний(прежде всегов США) представляютважную и большуюпользовательскуюбазу и частоспецифическиетребованияпредъявляютсяк алгоритму,используемомув процессешифрования.Опубликованныеалгоритмы,например DES (см.ниже), являютсяобязательными.В то же время,рынок коммерческихсистем не всегдатребует такойстрогой защиты,как правительственныеили оборонныеведомства,поэтому возможноприменениепродуктов идругого типа,например PGP (PrettyGood Privacy).

Шифрование.

Шифрованиеданных можетосуществлятьсяв режимах On-line (втемпе поступленияинформации)и Off-line (автономном).Остановимсяподробнее напервом типе,представляющембольшой интерес.Наиболеераспространеныдва алгоритма.

Стандартшифрованияданных DES (Data EncryptionStandart) был разработанфирмой IBM в начале70-х годов и внастоящее время являетсяправительственнымстандартомдля шифрованияцифровой информации.Он рекомендованАссоциациейАмериканскихБанкиров. Сложныйалгоритм DESиспользуетключ длиной56 бит и 8 битовпроверки начетность итребует отзлоумышленникаперебора 72квадриллионоввозможныхключевых комбинаций,обеспечиваявысокую степеньзащиты принебольшихрасходах. Причастой сменеключей алгоритмудовлетворительнорешает проблемупревращенияконфиденциальнойинформациив недоступную.

АлгоритмRSA был изобретенРивестом, Шамироми Альдеманомв 1976 году и представляетсобой значительныйшаг в криптографии.Этот алгоритмтакже был принятв качествестандартаНациональнымБюро Стандартов.

DES,техническиявляется СИММЕТРИЧНЫМалгоритмом,а RSA -

-АСИММЕТРИЧНЫМ,то есть он используетразные ключипри шифрованиии дешифровании.Пользователиимеют два ключаи могут широкораспространятьсвой открытыйключ. Открытыйключ используетсядля шифрованиемсообщенияпользователем,но толькоопределенныйполучательможет дешифроватьего своим секретнымключом; открытыйключ бесполезендля дешифрования.Это делаетненужнымисекретныесоглашенияо передачеключей междукорреспондентами.DES определяетдлину данныхи ключа в битах,а RSA может бытьреализованпри любой длинеключа. Чем длиннееключ, тем вышеуровень безопасности(но становитсядлительноеи процесс шифрованияи де шифрования).Если ключи DESможно сгенерироватьза микросекунды,то примерноевремя генерацииключа RSA - десяткисекунд. Поэтомуоткрытые ключиRSA предпочитаютразработчикипрограммныхсредств, а секретныеключи DES - разработчикиаппаратуры.

Физическаязащита данных

Кабельнаясистема

Кабельнаясистема остаетсяглавной “ахиллесовойпятой” большинствалокальныхвычислительныхсетей: по даннымразличныхисследований,именно кабельнаясистема являетсяпричиной болеечем половинывсех отказовсети. В связис этим кабельнойсистеме должноуделятьсяособое вниманиес самого моментапроектированиясети.

Наилучшимобразом избавитьсебя от “головнойболи” по поводунеправильнойпрокладкикабеля являетсяиспользованиеполучившихширокое распространениев последнеевремя так называемыхструктурированныхкабельныхсистем, использующиходинаковыекабели дляпередачи данныхв локальнойвычислительнойсети, локальнойтелефоннойсети, передачивидеоинформацииили сигналовот датчиковпожарной безопасностиили охранныхсистем. К структурированнымкабельнымсистемам относятся,например, SYSTIMAX SCS фирмы AT&T, OPEN DECconnectкомпании Digital,кабельнаясистема корпорацииIBM.

Понятие“структурированность”означает, чтокабельнуюсистему зданияможно разделитьна несколькоуровней в зависимостиот назначенияи месторасположениякомпонентовкабельнойсистемы. Например,кабельнаясистема SYSTIMAX SCS состоит из :

-Внешней подсистемы(campus subsystem)

-Аппаратных(equipment room)

-Административнойподсистемы(administrative subsystem)

-Магистрали (backbone cabling)

-Горизонтальнойподсистемы(horizontal subsystem)

-Рабочих мест(work location subsystem)

Внешняяподсистемасостоит измедного оптоволоконногокабеля, устройствэлектрическойзащиты и заземленияи связываеткоммуникационнуюи обрабатывающуюаппаратурув здании (иликомплексезданий). Крометого, в этуподсистемувходят устройствасопряжениявнешних кабельныхлиний и внутренними.

Аппаратныеслужат дляразмещенияразличногокоммуникационногооборудования,предназначенногодля обеспеченияработы административнойподсистемы.

Административнаяподсистемапредназначенадля быстрогои легкого управлениякабельнойсистемы SYSTIMAX SCS приизменениипланов размещенияперсонала иотделов. В еесостав входяткабельнаясистема (неэкранированнаявитая пара иоптоволокно),устройствакоммутациии сопряжениямагистралии горизонтальнойподсистемы,соединительныешнуры, маскировочныесредства и т.д.

Магистральсостоит измедного кабеляили комбинациимедного иоптоволоконногокабеля и вспомогательногооборудования.Она связываетмежду собойэтажи зданияили большиеплощади одногои того же этажа.

Горизонтальнаясистема на базевитого медногокабеля расширяетосновную магистральот входныхточек административнойсистемы этажак розеткам нарабочем месте.

И,наконец, оборудованиерабочих мествключает в себясоединительныешнуры, адаптеры,устройствасопряженияи обеспечиваетмеханическоеи электрическоесоединениемежду оборудованиемрабочего местаи горизонтальнойкабельнойподсистемы.

Наилучшимспособом защитыкабеля от физических(а иногда итемпературныхи химическихвоздействий,например, впроизводственныхцехах) являетсяпрокладкакабелей сиспользованиемв различнойстепени защищенныхкоробов. Припрокладкесетевого кабелявблизи источниковэлектромагнитногоизлучениянеобходимовыполнятьследующиетребования:

а)неэкранированнаявитая парадолжна отстоятьминимум на15-30 см от электрическогокабеля, розеток,трансформаторови т.д.

б)требованияк коаксиальномукабелю менеежесткие - расстояниедо электрическойлинии илиэлектроприборовдолжно бытьне менее 10-15 см.

Другаяважная проблемаправильнойинсталляциии безотказнойработы кабельнойсистемы - соответствиевсех ее компонентовтребованияммеждународныхстандартов.

Наибольшеераспространениев настоящеевремя получилиследующиестандартыкабельныхсистем :

СпецификациикорпорацииIBM, которыепредусматриваютдевять различныхтипов кабелей.Наиболеераспространеннымсреди них являетсякабель IBM type 1 -

-экранированнаявитая пара(STP) для сетей TokenRing.

СистемакатегорийUnderwriters Labs (UL) представленаэтой лабораториейсовместно скорпорациейAnixter. Система включаетпять уровнейкабелей. В настоящеевремя системаUL приведена всоответствиес системойкатегорийEIA/TIA.

СтандартEIA/TIA 568 былразработансовместнымиусилиями UL, AmericanNational Standarts Institute (ANSI) и Electronic IndustryAssociation/Telecommunications Industry Association, подгруппой TR41.8.1 для кабельныхсистем на витойпаре (UTP).

Вдополнениек стандартуEIA/TIA 568 существуетдокумент DIS 11801,разработанныйInternational Standard Organization (ISO) и InternationalElectrotechnical Commission (IEC). Данныйстандарт используеттермин “категория”для отдельныхкабелей и термин“класс” длякабельныхсистем.

Необходимотакже отметить,что требованиястандарта EIA/TIA 568 относятсятолько к сетевомукабелю. Но реальныесистемы, помимокабеля, включаюттакже соединительныеразъемы, розетки,распределительныепанели и другиеэлементы.Использованиятолько кабелякатегории 5 негарантируетсоздание кабельнойсистемы этойкатегории. Всвязи с этимвсе выше перечисленноеоборудованиедолжно бытьтакже сертифицированона соответствиеданной категориикабельнойсистемы.

Системыэлектроснабжения.

Наиболеенадежным средствомпредотвращенияпотерь информациипри кратковременномотключенииэлектроэнергиив настоящеевремя являетсяустановкаисточниковбесперебойногопитания. Различныепо своим техническими потребительскимхарактеристикам,подобные устройствамогут обеспечитьпитание всейлокальной сетиили отдельнойкомпьютерав течение промежуткавремени, достаточногодля восстановленияподачи напряженияили для сохраненияинформациина магнитныеносители. Большинствоисточниковбесперебойногопитания одновременновыполняетфункции истабилизаторанапряжения,что являетсядополнительнойзащитой отскачков напряженияв сети. Многиесовременныесетевые устройства- серверы, концентраторы,мосты и т.д. -оснащены собственнымидублированнымисистемамиэлектропитания.

Зарубежом корпорацииимеют собственныеаварийныеэлектрогенераторыили резервныелинии электропитания.Эти линии подключенык разным подстанциям,и при выходеиз строя однойних электроснабжениеосуществляетсяс резервнойподстанции.

Системыархивированияи дублированияинформации.

Организациянадежной иэффективнойсистемы архивацииданных являетсяодной из важнейшихзадач по обеспечениюсохранностиинформациив сети. В небольшихсетях, гдеустановленыодин-два сервера,чаще всегоприменяетсяустановкасистемы архивациинепосредственнов свободныеслоты серверов.В крупныхкорпоративныхсетях наиболеепредпочтительноорганизоватьвыделенныйспециализированныйархивационныйсервер.

Хранениеархивной информации,представляющейособую ценность,должно бытьорганизованов специальномохраняемомпомещении.Специалистырекомендуютхранить дубликатыархивов наиболееценных данныхв другом здании,на случай пожараили стихийногобедствия.

Защитаот стихийныхбедствий.

Основнойи наиболеераспространенныйметод защитыинформациии оборудованияот различныхстихийныхбедствий - пожаров,землетрясений,наводненийи т.д. - состоитв храненииархивных копийинформацииили в размещениинекоторыхсетевых устройств,например, серверовбаз данных, вспециальныхзащищенныхпомещениях,расположенных,как правило,в других зданияхили, реже, дажев другом районегорода или вдругом городе.

Программныеи программно-аппаратныеметоды защиты.

Защитаот компьютерныхвирусов.

Врядли найдетсяхотя бы одинпользовательили администраторсети, которыйбы ни разу несталкивалсяс компьютернымивирусами. Поданным исследования,проведенногофирмой Creative StrategiesResearch, 64 % из 451

опрошенногоспециалистаиспытали “насебе” действиевирусов. Насегодняшнийдень дополнительнок тысячам ужеизвестныхвирусов появляется100-150 новых штаммовежемесячно.Наиболеераспространеннымиметодами защитыот вирусов посей день остаютсяразличныеантивирусныепрограммы.

Однаков качествеперспективногоподхода к защитеот компьютерныхвирусов в последниегоды все чащеприменяетсясочетаниепрограммныхи аппаратныхметодов защиты.Среди аппаратныхустройствтакого планаможно отметитьспециальныеантивирусныеплаты, которыевставляютсяв стандартныеслоты расширениякомпьютера.КорпорацияIntel в 1994 году предложилаперспективнуютехнологиюзащиты от вирусовв компьютерныхсетях. Flash-памятьсетевых адаптеров Intel EtherExpress PRO/10 содержитантивируснуюпрограмму,сканирующуювсе системыкомпьютераеще до его загрузки.

Защита от несанкционированного доступа.

Проблемазащиты информацииот несанкционированногодоступа особообостриласьс широкимраспространениемлокальных и,особенно, глобальныхкомпьютерныхсетей. Необходимотакже отметить,что зачастуюущерб наноситсяне из-за “злогоумысла”, а из-заэлементарныхошибок пользователей,которые случайнопортят илиудаляют жизненноважные данные.В связи с этим,помимо контролядоступа, необходимымэлементомзащиты информациив компьютерныхсетях являетсяразграничениеполномочийпользователей.

Вкомпьютерныхсетях при организацииконтроля доступаи разграниченияполномочийпользователейчаще всегоиспользуютсявстроенныесредства сетевыхоперационныхсистем. Так,крупнейшийпроизводительсетевых ОС -корпорацияNovell - в своем последнемпродукте NetWare 4.1предусмотрелпомимо стандартныхсредств ограничениядоступа, таких, как системапаролей иразграниченияполномочий,ряд новыхвозможностей,обеспечивающихпервый классзащиты данных.Новая версияNetWare предусматривает,в частности,возможностькодированияданных по принципу“открытогоключа” (алгоритмRSA) с формированиемэлектроннойподписи дляпередаваемыхпо сети пакетов.

Вто же время втакой системеорганизациизащиты всеравно остаетсяслабое место:уровень доступаи возможностьвхода в системуопределяютсяпаролем. Несекрет, чтопароль можноподсмотретьили подобрать.Для исключениявозможностинеавторизованноговхода в компьютернуюсеть в последнеевремя используетсякомбинированныйподход - пароль+ идентификацияпользователяпо персональному“ключу”. В качестве“ключа” можетиспользоватьсяпластиковаякарта (магнитнаяили со встроенноймикросхемой- smart-card) или различныеустройствадля идентификацииличности побиометрическойинформации- по радужнойоболочке глазаили отпечатковпальцев, размерамкисти руки итак далее.

Оснастивсервер илисетевые рабочиестанции, например,устройствомчтения смарт-карточеки специальнымпрограммнымобеспечением,можно значительноповысить степеньзащиты отнесанкционированногодоступа. В этомслучае длядоступа к компьютерупользовательдолжен вставитьсмарт-картув устройствочтения и ввестисвой персональныйкод. Программноеобеспечениепозволяетустановитьнесколькоуровней безопасности,которые управляютсясистемнымадминистратором.Возможен икомбинированныйподход с вводомдополнительногопароля, приэтом принятыспециальныемеры против“перехвата”пароля с клавиатуры.Этот подходзначительнонадежнее примененияпаролей, поскольку,если парольподглядели,пользовательоб этом можетне знать, еслиже пропалакарточка, можнопринять мерынемедленно.

Смарт-картыуправлениядоступом позволяютреализовать,в частности,такие функции,как контрольвхода, доступк устройствамперсональногокомпьютера,доступ к программам,файлам и командам.Кроме того,возможно такжеосуществлениеконтрольныхфункций, в частности,регистрацияпопыток нарушениядоступа к ресурсам,использованиязапрещенныхутилит, программ,команд DOS.

Однимиз удачныхпримеров созданиякомплексногорешения дляконтроля доступав открытыхсистемах, основанногокак на программных,так и на аппаратныхсредствахзащиты, сталасистема Kerberos. Воснове этойсхемы авторизациилежат три компонента:

-База данных,содержащаяинформациюпо всем сетевымресурсам,

пользователям,паролям, шифровальнымключам и т.д.

-Авторизационныйсервер(authentication server), обрабатывающийвсе запросы

пользователейна предметполучения тогоили иного видасетевых услуг.

Авторизационныйсервер, получаязапрос отпользователя,обращаетсяк базе

данныхи определяет,имеет ли пользовательправо на совершениеданной

операции.Примечательно,что паролипользователейпо сети непередаются,что также повышаетстепень защитыинформации.

-Ticket-granting server(сервервыдачи разрешений)получает от авторизационногосервера “пропуск”,содержащийимя пользователяи его сетевойадрес, времязапроса и ряддругих параметров,а также уникальныйсессионныйключ. Пакет,содержащий“пропуск”,передаетсятакже в зашифрованномпо алгоритмуDES виде. Послеполучения ирасшифровки“пропуска”сервер выдачиразрешенийпроверяетзапрос и сравниваетключи и затемдает “добро”на использованиесетевой аппаратурыили программ.

Средидругих подобныхкомплексныхсхем можноотметитьразработаннуюЕвропейскойАссоциациейПроизводителейКомпьютеров(ECMA) систему Sesame(Secure European System for Applications in Multivendor Environment),предназначеннуюдля использованияв крупныхгетерогенныхсетях.

Защитаинформациипри удаленномдоступе.

Помере расширениядеятельностипредприятий,роста численностиперсонала ипоявления новыхфилиалов, возникаетнеобходимостьдоступа удаленныхпользователей(или групппользователей)к вычислительными информационнымресурсам главногоофиса компании.Компания Dataproсвидетельствует,что уже в 1995 годутолько в СШАчисло работниковпостоянно иливременно использующихудаленныйдоступ к компьютернымсетям, составит25 миллионовчеловек. Чащевсего для организацииудаленногодоступа используютсякабельные линии(обычные телефонныеили выделенные)и радиоканалы.В связи с этимзащита информации,передаваемойпо каналамудаленногодоступа, требуетособого подхода.

Вчастности, вмостах и маршрутизаторахудаленногодоступа применяетсясегментацияпакетов - ихразделениеи передачапараллельнопо двум линиямчто делаетневозможным“перехват”данных принезаконномподключении“хакера” кодной из линий.К тому же используемаяпри передачеданных процедурасжатия передаваемыхпакетов гарантируетневозможностирасшифровки“перехваченных”данных. Крометого, мосты имаршрутизаторыудаленногодоступа могутбыть запрограммированытаким образом,что удаленныепользователибудут ограниченыв доступе котдельнымресурсам сетиглавного офиса.

Разработаныи специальныеустройстваконтроля доступак компьютернымсетям по коммутируемымлиниям. Например,фирмой AT&T предлагаетсямодуль Remote Port SecurityDevice (PRSD), представляющийсобой два блокаразмером собычный модем:RPSD Lock (замок), устанавливаемыйв центральномофисе, и RPSD Key (ключ),подключаемыйк модему удаленногопользователя.RPSD Key и Lock позволяютустановитьнесколькоуровней защитыи контролядоступа, в частности:

-шифрованиеданных,передаваемыхпо линии припомощи генерируемых цифровых ключей;

-контрольдоступав зависимостиот дня неделиили временисуток (всего14 ограничений).

Широкоераспространениерадиосетейв последниегоды поставилоразработчиковрадиосистемперед необходимостьюзащиты информацииот “хакеров”,вооруженныхразнообразнымисканирующимиустройствами. Были примененыразнообразныетехническиерешения. Например,в радиосетикомпании

RAMMobil Data информационныепакеты передаютсячерез разныеканалы и базовыестанции, чтоделает практическиневозможнымдля постороннихсобрать всюпередаваемуюинформациювоедино. Активноиспользуютсяв радио сетяхи технологиишифрованияданных припомощи алгоритмовDES и RSA.

Заключение.

Взаключениихотелось быподчеркнуть,что никакиеаппаратные,программныеи любые другиерешения несмогут гарантироватьабсолютнуюнадежностьи безопасностьданных в компьютерныхсетях.

Вто же времясвести рискпотерь к минимумувозможно лишьпри комплексномподходе к вопросамбезопасности.

Билет10 11

Вопрос2

Основылогическиеустройствакомпьютера(сумматор).

Базовыелогическиеэлементы.

Базовыелогическиеэлементы реализуютрассмотренныевыше три основныелогическиеоперации,

Логическийэлемент «И»-логическоеумножение,
Логическийэлемент «ИЛИ»-логическоесложение,
Логическийэлемент «НЕ»– инверсию.

Посколькулюбая логическаяоперация, можетбыть представленав виде комбинациитрех основных,любые устройствакомпьютера,позволяющиеобработку илихранение информации,могут быть собраны избазовых логическихэлементов какиз кирпичиков.

Логическиеэлементы компьютераоперируют ссигналами,представляющимисобой электрическиеимпульсы. Естьимпульс- логическоезначение сигнала1, нет импульса-значение 0. Навход логическихэлементовпоступаютсигналы –аргументы,на выходе появляютсясигнал-функция.

Преобразованиесигнала логическимэлементомзадается таблицейсостояния,которая фактическиявляется таблицейистинности,соответствующейлогическойфункции.

Логическийэлемент «И».

Навходы А и Влогическогоэлементапоследовательноподаются четырепары сигналовразличныхзначений, навыходу получаетсяпоследовательностьиз четырехсигналов, значениякоторых определяютсяв соответствиес таблицейистинностиоперации логическогоумножения.

И

А(0,0,1,1)

F(0,0,0,1)

В(0,1,0,1)

Логическийэлемент «ИЛИ».

Навходы А и Влогическогоэлементапоследовательноподаются четырепары сигналовразличныхзначений, навыходе получаетсяпоследовательностьиз четырехсигналов, значениякоторых определяютсяв соответствиес таблицейистинностиоперации логическогосложения.

ИЛИ

А(0,0,1,1)

F(0,1,1,1)

В(0,1,0,1)

Логическоеэлемент «НЕ».

Навход А логическогоэлементапоследовательноподаются двасигнала, навыходе получаетсяпоследовательностьиз двух сигналов,значение которыхопределяютсяв соответствиис таблицейистинностилогическойинверсии.

НЕ

А(0,1) F(1,0)

Сумматордвоичных чисел.

Вцелях максимальногоупрощенияработы компьютеравсе многообразиематематическихопераций впроцессоресводится ксложению двоичныхчисел. Поэтомуглавной частьюпроцессораявляется сумматор,которых иобеспечиваеттакое сложение.

Полусумматор.Вспомним, чтопри сложениидвоичных чиселобразуетсясумма в данномразряде, приэтом возможенперенос в старшийразряд. Обозначимслагаемые(А,В), перенос(P)и сумму (S).Таблица сложенияодноразрядныхдвоичных чиселс учетом переносав старший разрядвыглядит следующимобразом,

Слагаемые перенос сумма

A B P S

0 0 0 0

0 1 0 1

1 0 0 1

1 1 1 0

Изэтой таблицысразу видно,что переносможет реализоватьс помощью операциилогическогоумножения,

P=A&B.

Получимтеперь формулудля вычислениясуммы. Значениясуммы болеевсего совпадаютс результатомоперации логическогосложения (кромеслучая, когдана вход подаютсядве единицы,а на выходедолжен получитсянуль).

ужныйрезультатдостигается,если результатлогическогосложения умножитьна инвертированныйперенос. Такимобразом, дляопределениясуммы можноприменитьследующеевыражение,

Теперь,на основе полученныхлогическихвыражений,можно построитьиз базовыхлогическихэлементов схемуполусумматора.

Пологическойформуле переносалегко определить,что для полученияпереноса необходимоиспользоватьлогическийэлемент «И».

Анализлогическойформулы длясумма показывает,что на выходедолжен стоятьэлемент логическогоумножения «И»,который имеетдва входа. Наодин из входовподается результатлогическогосложения исходныхвеличин АВ,т.е. на него долженподаватьсясигнал с элементалогическогосложения «ИЛИ».

авторой входтребуетсяподать результатинвертированногологическогоумноженияисходных сигналов,

Тоесть на второйвход подаетсясигнал с элемента«НЕ», на входкоторого получаетсигнал с элементалогическогоумножения «И».

И

А(0,0,1,1) P(0,0,0,1)

В(0,1,0,1)

НЕ

И

0,0,0,1 1,1,1,0

ИЛИ

S(0110)

Даннаясхема, называетсяполусумматором,так как реализуетсуммированиеодноразрядныхдвоичных чиселбез учета переносаиз младшегоразряда.

Полныйодноразрядныйсумматор.Полный одноразрядныйсумматор должениметь три входа,А, В- слагаемыеи P₀-перенос изпредыдущегоразряда и двавыхода, суммаS иперенос P.Таблица сложенияв этом случаебудет иметьследующий вид,

A B P₀ P S

0 0 0 0 0

0 1 0 0 1

1 0 0 0 1

1 1 0 1 0

0 0 1 0 1

0 1 1 1 0

1 0 1 1 0

1 1 1 1 1

Идеяпостроенаполного сумматораточно такаяже, как и полусумматора.Перенос реализуетсяс помощью формулыдля полученияпереноса,

огическоевыражение длявычислениясуммы в полномсумматорепринимает следующий вид,

Многоразрядныйсумматор процессорасостоит изполных одноразрядныхсумматоров.На каждый разрядставитсяодноразрядныйсумматор, причемвыход (перенос)сумматорамладшего разрядаподключен квходу сумматорастаршего разряда.

Регистр(триггер).

Важнейшейструктурнойединицей оперативнойпамяти компьютера,а также внутреннихрегистровпроцессораявляется триггер.Это устройствопозволяетзапоминать,хранить и считыватьинформацию(каждый триггерможет хранить1 бит информации).

Триггерможно построитьиз двух логическихэлементов «ИЛИ»и двух элементов«НЕ».

или

не

S(1) 1 0

или

не

0 1

R Q

Вобычном состояниина входы триггераподан сигнал«0», и триггерхранит «0». Длязаписи «1» навход S(установочный)подается сигнал«1». Последовательнорассмотревпрохождениесигнала посхеме, видночто триггерпереходит вэто состояниеи будет устойчивонаходится внем и послетого, как сигнална входе Sисчезнет. Триггерзапомнил «1»,т.е. с выходатриггера Qможно считать«1».

Длятого, чтобысбросить информациюподготовитсяк приему новой,подается сигнал«1» на входR (сброс), послечего триггервозратитсяк исходному“нулевому”состоянию.

Билет11

Воппрос1

Моделирование как метод научногопознания.

Моделированиев научныхисследованиях стало применятьсяеще в глубокой древности ипостепеннозахватываловсе новыеобластинаучных знаний: техническое конструирование, строительствои архитектуру, астрономию, физику, химию, биологиюи ,наконец, общественныенауки. Большиеуспехи и признаниепрактическиво всех отрасляхсовременнойнауки принесметоду моделированияХХ в . Однако методологиямоделированиядолгое времяразвиваласьнезависимоотдельныминауками. Отсутствовалаединая системапонятий, единаятерминология. Лишь постепенностала осознаваться роль моделированиякак универсальногометоданаучногопознания.

Термин"модель" широко используется в различныхсферахчеловеческойдеятельностии имеет множество смысловых значений. Рассмотрим только такие"модели", которыеявляютсяинструментамиполучениязнаний.

Модель- это такойматериальныйили мысленнопредставляемыйобъект, которыйв процессе исследования замещает объект-оригиналтак, что егонепосредственноеизучение даетновыезнанияоб объекте-оригинале.

Подмоделированиепонимаетсяпроцесс построения, изученияи применениямоделей . Онотесно связанос такими категориями, какабстракция, аналогия , гипотезаи др. Процессмоделированияобязательновключает ипостроениеабстракций, и умозаключенияпо аналогии, и конструированиенаучных гипотез.

Главнаяособенностьмоделированияв том , что это методопосредованногопознания спомощьюобъектов-заместителей. Модель выступаеткак своеобразныйинструмент познания , которыйисследовательставит междусобой и объектоми с помощьюкоторого изучаетинтересующийего объект . Именно эта особенностьметодамоделирования определяетспецифическиеформы использованияабстракций, аналогий , гипотез, других категорийи методов познания.

Необходимостьиспользованияметода моделирования определяетсятем, что многиеобъекты ( илипроблемы , относящиесяк этим объектам) непосредственноисследоватьили вовсе невозможно,или же этоисследованиетребует многовремени и средств.

Моделирование- циклическийпроцесс . Этоозначает , чтоза первымчетырехэтапнымциклом можетпоследоватьвторой , третийи т.д. При этомзнания об исследуемомобъекте расширяются и уточняются,а исходнаямодель постепенносовершенствуется. Недостатки, обнаруженные после первого цикла моделирования, обусловленныемалым знанием объекта и ошибкамив построениимодели , можноисправить впоследующих циклах . В методологиимоделирования, таким образом, заложены большиевозможностисаморазвития.

Билет12

Вопрос1

Формализация.Построениематематическихмоделей.

Вповседневнойжизни человека,придерживающегосяраз и навсегдаусвоенныхправил, мы именуемформалистом,а его поведение-формальным.Такое поведение,будучи жесткими однозначнозаданным, приходитв противоречиес непредсказуемостьюжизненныхситуаций.

Ното, что плоходля человека,может бытьхорошо длякомпьютера.Простые повторяющиесяситуации,автоматическоеоткрываниеи закрываниедверей, проверкабольшого числаслов по словарюна предметправильностинаписания,поиск в огромноммассиве результатовизмерения,удовлетворяющихнекоторомуусловию, и многиедругие циклическиеинформационныедействия способнывогнать человекав сон. И здесьв полном меренаиболее существенная«черта характера»компьютера-неукоснительноевыполнениеинструкциипрограммы,однозначноопределяющейпоследовательностьего действий.То качество,которое невызывает восторгав человеке, вмашине, такой,как компьютер,необходимо,как говорится,по роду деятельности.

Представьте,что произошлобы, если бы компьютервдруг забылпри подсчетерезультатовпереписи населенияучесть тех, ктов данный моментработает заграницей, илипри составлениипрогноза погодыувлекся выяснениемвопроса о влияниина погоду вМоскве запускаочередногокосмическогокорабля с Байконура.Появлениекомпьютера

Методматематическихмоделей.

Еслипопытатьсяодной фразойответить навопрос «какимобразом современнаяматематикаприменяетсяк изучениюфизических,астрономических,биологических,экономических,гуманитарныхи других явлений»,то ответ будеттаким «с помощьюпостроенияи анализаматематическихмоделей изучаемогоявления».

Укаждого из насслово «модель»вызываетразличныеассоциации.У одних- этодействующиемодели роботов,станков, у других-муляж животного,внутренииорганы человека,у третьих- модельсамолета продуваемаяпотоком воздухав аэродинамическойтрубе.

Иногдавместо слова«модель»употребляетсяиные слова«макет», «копия»,«слепок» идругие. Однаково все эти словавкладываетсяприблизительноодин и тот жесмысл- он состоитв том, что сложное,многогранноеявление реальногомира заменяетсяего упрощеннойсхемой.

Средимножествавсевозможныхмоделей особуюроль играютматематическиемодели. Такназывают приближенноеописание какого-либо явлениявнешнего мира,выраженноес помощьюматематическойсимволики изаменяющееизучение этогоявления исследованиеми решениемматематическихзадач. Такимобразом, математикаприменяетсяне непосредственнок реальномуобъекту, а кего математическоймодели.

Изучениеявлений с помощьюматематическихмоделей называетсяматематическиммоделированием.Схематическийпроцесс математическогомоделированияпредставленв следующейтаблице.

Явлениявнешнего мира

Егоприближенноеописание. Записьосновных свойстви соотношениймежду ними наматематическомязыке, формулировкаосновныхматематическихзадач.

Решениематематическихзадач, исследованиерешений

Выводы,новые свойстваизучаемогоявления, прогнозы,сравненияизвестнымирезультатами.

Уточнениемодели

Хорошопостроеннаямаиематическаямодель обладаетудивительнымсвойством- ееизучение даетновые, неизвестныеренее знанияоб изучаемомобъекте илиявлении.

Пример.Русский ученыйА.А.фридман(1888-1925), анализируяуравнения общейтеории относительности,составленныеАэйнштейном(1879-1955), в 1922г. обнаружил,что кроме решений,не зависящихот времени,уравненияАэйнштейнаимеют еще идругие решения,которые отвремени зависят.Это привелок открытиютого, что Вселеннаярасширяетсяи сжимается,т.е. пульсирует.Представленияо пульсированииВселенной сталоосновой всейсовременнойкосмологии.

Математическиемодели, спомощьюкоторых иследованиеявлений внешнегомира сводитсяк решениюматематическихзадач, занимаютведушее местосреди другихметодов исследованияи позволяютна только объяснитьнаблюдаемыеявления, какэто было, например,с движениемпланеты Уран,но и заглянутьтуда, где ещев принципе немогло бытьопытных,экспериментальныхданных.Именно так былопри проведениипервых атомныхи водородныхвзрывов. И этоеще не все.Сущуствуютсферы человеческойдеятельности,где проведениеэкспериментов,получениеэкспериментальныхрезультатовпринципиальноневозможно.

Например,невозмажноэкспериментироватьнад озоновымслоем Земли.Невозможноопредилитьмару антропогенноговоздействия на ноосферу,достаточнуюдля ее разрущения,-неизвестно,найдется лив зтом случаена Земле местодля человечества.

Развитиематематическогоаппарата внедрениемощных современныхкомпьютеровпозволилиматематическомумоделированию,успешно зарекомендовавшемусебя в технике,физике, астрономиии космологии,проникнутьсегдня практическиво все облистичеловеческойдеятельности-в экономикуи биологию,экологию илингвистику,медицину ипсихологию,историю, социалогиют.д. По мереусложненияобъектов исследованияроль математическихмоделей изучаемыхявлений существенновозрастает.Появляетсяцелая иерархияматематическихмоделей, каждаяиз которыхописываетизучаемоеявление глубже,полнее,всестороннее.

Билет12

Вопрос2

Технологиямультимедиа(аппаратныеи программныесредства).

Термин«мультимедиа»можно перевестина русский языккак «многосред» (иногдапереводят какмного носителей).Мультимедиа–это специальнаятехнология,позволяющаяс программногообеспеченияи техническихсредств объединитьна вашем компьютереобычную информацию(тексти графику) созвуком и движущимисяизображениями(вплоть до показавидеофильмов).В представлениипользователятехнологиюмультимедиаобразуют,

Аппаратныесредства компьютера,обеспечивающиедоступ к данными воспроизведениемультимедийнойинформации,

Программныесредства,обслуживающиедоступ и воспроизведение,

Носителиинформациив мультимедиа.

Существуетопределенныйминимум аппаратныхсредств, которымидолжен располагатьваш компьютер,чтобы его можнобыло считатьмультимедийным.Согласноспецификации,разработанноймеждународнымсоветом помаркетингупродуктовмультимедиа,для нормальнойэксплуатациисовременныхприложений,рекомендуетсяПК со следующимихарактеристиками,

Микропроцессорне ниже 486с тактовойчастотой от25 МГц.
Оперативнаяпамять не менее4 Мб и емкостьжесткого дискаот 160 Мб.
Видеосистемас разрешениемне менее 640*480 иколичествомвоспроизводимыхцветов 65536.
Звуковаякарта и акустическиеколонки,
Привод(дисковод).

Аппаратура.Для воспроизведениявидеозаписи(без звука), строгоговоря, не требуетсяспециальнойаппаратуры,прикладныепрограммы могутпоказать кинои на обычномкомпьютере.(правда, длякачественнойдемонстрацииполно цветныхвидеофильмоввсе же применяютособые видеоплаты, причемнекоторые изних обладаютсобственнымпроцессором).

Иначеобстоит делосо звукам.Музыкальныезвуки обладаютчетырьмя основнымисвойствами,а именно 1) высотой,2)громкостью,3)длительностью,4)тембром (иликраской).

Высотазвука пропорциональначастоте основноготона (гармоническогоколебания), атембр определяетсягармоническимспектром другихчастот (обертонов),входящих всостав естественногозвука.

Улюбого компьютераимеется встроенныйдинамик, которыйможет по командампрограммыгенерироватьчистый звукразличнойчастоты идлительности.С помощью программныхсредств (basic,C и др.) высами можетелегко описатьодноголоснуюмелодию, но вней будетотсутствоватьглавное обертоны.Изменяютсяи драйверы длявоспроизведениямузыки и речичерез встроенныйдинамик, однакокачество звукавсе равно получаетсянизким.

Основасовременноймультимедийнойаппаратуры-специальныезвуковые картывместе с акустическимисистемами(колонками,громкоговорителями,динамиками).

Звуковыекарты функционируютсовместно соспециальнымипрограммамии файлами,обеспечиваязапись, воспроизведениеи синтез звука.

Выуже знаете, чтовся информацияв ПК (в том числе,звук и видео)представленаисключительнов дискретной,цифровой форме.Поэтому однаиз функциизвуковой карты-преобразовать«оцифрованный»звук в непрерывный(аналоговый)электрическийсигнал, которыйи поступаетна выход динамика.При записизвука, наоборот,аналоговыйсигнал от микрофона(или другогоисточниказвука) преобразуетсяв дискретнуюфонограмму.

Длясинтеза звукаприменяютсядва метода,

FM-синтез, основанныйна частотноймодуляциизвуковогосигнала .
WT-синтез, основанныйна использованииспециальнойтаблицы волни позволяющийдобиватьсяболее качественногозвучания.

Всоставе винд.Имеются специальныеприложения,0

Еслив состав компьютеравходят мультимедиаустройства(звуковая платас микрофономи колонкамии CD-ROM дисковод),то оказываетсявозможнойработа с мультимедиапрограммами,входящих всостав Windows.

Программазвукозаписьиграет рольцифровогомагнитофонаи позволяетзаписыватьзвук, т.е. дискретизироватьзвуковой сигнал,и сохранитьих в звуковойфайл формате(wave).Эта программапозволяет такжередактировать,микшировать(накладыватьзвуковые файлыдруг на друга),а также воспроизводитьих.

Спомощью программызвукозаписьможно записатьзвук различногокачества путемвыбора режимадвоичногокодированиязвука (количествобит, частотадискретизации,моно/стерео).

Программауниверсальныйпроигрывательвоспроизводитзвуковые, видео,а также анимационныефайлы. Программалазерныйпроигрывательпредназначендля проигрыванияаудио компакт-дисков.

Программарегуляторгромкостипозволяетнастроитьпараметрывоспроизведениязвука.

Билет 13

Вопрос 1

Этапырешения задачна компьютере.

Компьютер(ЭВМ)-это универсальное(многофункциональное)электроннопрограммно– управляемоеустройстводля хранения,обработки ипередачи информации.

Человекиспользуеткомпьютер длярешения самыхразнообразныхинформационныхзадач :работа с текстами,создание графическихизображений,получениесправок из базыданных, табличныерасчеты, гашенияматематическойзадачи, расчеттехническойконструкциии многое другое.Для их решенияв распоряжениипользователяЭВМ имеетсяобширное программноеобеспечение:системное ПО(ядром которогоявляется операционнаясистема), прикладноеПО (программы,предназначеныдля пользователя)и системыпрограммирования(средства длясоздания программна языкахпрограммирования).

Исходя изусловия задачи,пользовательрешает для себявопрос о том,каким программнымсредством онвоспользуется.Если в составедоступногоприкладногоПО имеетсяпрограмма,подходящаядля решенияданной задачи,то пользовательвыбирает еев качествеинструмента(СУБД, табличныйпроцессор,математическийпакет и др.). вслучае же, еслиготовым прикладнымПО воспользоватьсянельзя, приходитсяприбегать кпрограммированиюна универсальныхязыках, т. е.выступать вроли программиста.

Принято делитьпрограммистовна две категории:системныепрограммистыи прикладныепрограммисты.Системныепрограммистызанимаютсяразработкойсистемногопрограммногообеспечения(операционныхсистем и пр.),систем программирования(трансляторови пр.), инструментальныхсредств прикладногоПО (редакторовСУБД и пр.). Прикладныепрограммистысоставляютпрограммы длярешения практических(прикладных) задач: технических,экономических,физическихи др.

Обсудимтехнологиюрешенияприкладнойзадачи на ЭВМ.Часто задача,которую требуетсярешить, сформулированане на математическомязыке.

Работа порешению прикладнойзадачи на компьютерепроходит черезследующиеэтапы:

Постановказадачи;
Математическаяформализация;
Построениеалгоритма;
Составленияпрограммы наязыке программирования;
Отладка итестированиепрограммы;
Проведениерасчетов ианализ полученныхрезультатов.

Эту последовательностьназываюттехнологическойцепочкой решениязадачи на ЭВМ.

В чистом видепрограммированием,т. е. разработкойалгоритма ипрограммы,здесь являетсялишь 3-й, 4-й и 5-йэтапы. Частов эту цепочкувключают ещеодин пункт:составлениесценария интерфейса(т. е. взаимодействиямежду пользователеми компьютеромво время исполненияпрограммы).

Дадим описаниекаждого изперечисленныхэтапов.

Постановказадачи.

На этапепостановкезадачи должнобыть четкоопределенно,что дано и чтотребуетсянайти. Так, еслизадача конкретная(например, решитьуравнение2x²+3x+5=0,где коэффициентыуравнения-константы), топод постановкойзадачи понимаетответ на двавопроса:какие исходныеданные известныи что требуетсяопределить.Если задачаобобщенная(например, решитьквадратноеуравнениеax²+bx+c=0),то при постановкезадачи понадобитсяеще ответ натретий вопрос:какие данныедопустимы.Итак, постановказадачи «решитьквадратноеуравнениеax²+bx+c=0»выглядит следующимобразом.

Дано:a, b, c,-коэффициентыуравнения.

Найти:x₁,x₂-корниуравнения.

вязь:приa=/0 и d=b²-4ac>=0,

Иначедействительныхкорней нет.

Математическаяформализация.

Компьютеррешает задачу,выполняя командынашего алгоритма,выраженныена языке программирования.Но мы знаем,какой вид принялиэти команды,попав в памятькомпьютера.Они имеют видэлектрическихсигналов,соответствующихдвоичномуспособу кодирования.Поэтому обработкаэтих сигналов,выполнениетребуемыхопераций происходитв компьютерепо законамарифметическихдействий вдвоичной системесчисления ибулевой алгебры.Это возможно,если все необходимыедля решениязадачи действияформализованы,т. е. представленыкак математическиеоперации исоотношениямежду входящимив них переменными.Задача переводитсяна язык математическихформул, управления,отношений.Далеко не всегдаэти формулыочевидны. Нередкоих приходитсявыводить самомуили отыскиватьв специальнойлитературе.Если решениезадачи требуетматематическогоописания какого-тореальногообъекта, явленияили процесса,то формализацияравносильнаполучениюсоответствующейматематическоймодели. В случаебольшого числапараметров,ограничений,возможныхвариантовисходных данныхмодель явленияможет иметьочень сложноематематическоеописание (правда,реальное явлениееще более сложно),но если такогоописания небудет, то переложитьрешение задачина компьютервряд ли удастся.Поэтому частопостроениематематическоймодели требуетупрощениятребованийзадачи. Например,для решенияквадратногоуравнения,когда необходимополучить значенияего корней(если они есть),мы можем воспользоватьсяизвестнымииз курса алгебрыформулами дляx₁иx₂.На уроках математикидоказываласьправильностьметода решенияквадратногоуравнения путемвычисленияпо формулам:

Нам уже известно,что этот методрешения даетискомые значениякорней прилюбых доступныхзначенияхисходных данных-коэффициентовA, B, C.Поэтому мыстроим алгоритм,основываясьна нем.

Построениеалгоритма.

Для этогоможет бытьиспользованязык блок-схемили какой-нибудьпсевдокод,например учебныйалгоритмическийязык.

Составлениеалгоритма наязыке программирования.

Первые триэтапа это работабез компьютера.Дальше следуетсобственнопрограммированиена определенномязыке в определеннойсистеме программирования.

Отладка итестированиепрограммы.

Под отладкойпрограммыпонимаетсяпроцесс испытанияработы программыи исправленияобнаруженныхпри этом ошибок.Обнаружитьошибки, связанныес нарушениемправил записипрограммы наЯПВУ (синтаксическиеи семантическиеошибки), помогаетиспользуемаясистема программирования.Пользовательполучает сообщениеоб ошибке, исправляетее и снова повторяетпопытку использоватьпрограмму.

Проверкана компьютереправильностиалгоритмапроизводитсяс помощью тестов.Тест–это конкретныйвариант значенийисходных данных,для которогоизвестен ожидаемыйрезультат.Прохождениетеста – необходимоеусловие правильностипрограммы. Натестах проверяется правильностьреализациипрограммойзапланированногосценария. Например,если это программарешения квадратногоуравнения, тонужно проверитьее работоспособностькак для вариантазначенийкоэффициентовA, B, C, прикоторых получаетсянеотрицательныйдискриминантD=B2-4AC>=0, таки при такомварианте a,b, c, когдаd

Проведениерасчетов ианализ получаемыхрезультатов.

Последнийэтап –этоиспользованиеуже разработаннойпрограммы дляполученияискомых результатов.Программы,имеющие большоепрактическоеили научноезначение,используетсядлительноевремя. Иногдав процессеэксплуатациипрограммыисправляются,дорабатываются.

Билет13

вопрос2

программаи программноеобеспечение.

Представьтесебе маленькогоноворожденногоребенка. У негоесть все анатомическиеорганы, необходимыедля физическойи умственнойдеятельности.Однако он ещеничего не умеет,ничего не знает.Эти умения изнания приходятс возрастом.Человек растет,развивается, и не толькофизически, нои умственно.Для того , чтобыкомпьютер стал«умным», в негонадо заложитьинформацию.А компьютернаяинформация,как вам известно,-это данные ипрограммы.

Можно сказать,что занесениев память компьютератакой информации- это то же самое,что обучениеребенка. Компьютернымиучителямиявляютсяпрограммисты.Они составляютпрограммы,подготавливаютнеобходимыеданные для ихработы и всеэто записываютна магнитныеили лазерныедиски.

После такого«обучения»компьютерпередаетсяпользователю.С ним теперьможно общаться,ему можно поручитьразлиную работус информацией.

Всясовокупностьпрограмм, хранящихсяна всех устройствахдолговременнойпамяти компьютера,составляетего программноеобеспечение(ПО)

Впрограммномобеспечениикомпьютераесть необходимаячасть, без которойна нем простоничего не сделать.Она называетсясистемнымПО. Покупательприобретаеткомпьютер,оснащенныйсистемнымипрограммнымобеспечением,которое неменее важнодля работы сЭВМ, чем памятьили процессор.Кроме системногов состав программногообеспечениявходит ещеприкладноеПО и системыпрограммирования.

ПрикладноеПО

Программы,с помощью которыхпользовательнепосредственнорешает своиинформационныезадачи, не прибегаяк программированию,называетсяприкладнымпрограммами.

Какправило, всепользователипредпочитаютиметь наборприкладныхпрограмм, который нужен практическикаждому. Ихназывают программамиобщего назначения.К их числу относятся:

текстовыеи графическиередакторы, спомощью которыхможно готовитьразличныетексты, создаватьрисунки, строитьчертежи.
Системыуправлениябазами данных(СУБД),позволяющиепревратитькомпьютер всправочникпо любой теме,
Табличныепроцессоры,позволяющиеорганизоватьочень распространенныена практикетабличныерасчеты,

Коммуникационные(сетевые) программы,предназначеныдля обменаинформациейс другимикомпьютерами.

Крометого, имеетсябольшое количествоприкладныхпрограмм специальногоназначениядля профессиональнойдеятельности.Их часто называютпакетами прикладныхпрограмм. Напримербухгалтерскиепрограммы,производящиеначислениязаработнойплаты и т.д.

Оченьпопулярнымвидом прикладногопрограммногообеспеченияявляются компьютерныеигры. Большинствопользователейименно с нихначинают своеобщение с ЭВМ.

СистемноеПО.

Длячего нужныприкладныепрограммы-понять несложно.А что же такоесистемныепрограммноеобеспечение?

Главнойчастью системногопрограммногообеспеченияявляется операционнаясистема (ОС).

Уоперационнойсистемы оченьмного работы,и она практическивсе время находитсяв рабочем состоянии.Например, длятого, чтобыисполнитьприкладнуюпрограмму, еенужно разыскатьво внешнейпамяти (на диске),поместить воперационнуюпамять, найдятам свободноеместо, «запустить»процессор наисполнениепро граммы,контролироватьработу всехустройств вовремя выполненияи в случае сбоеввыводитьдиагностическиесообщения. Всеэти заботыберет на себяоперационнаясистема. Вовремя работыприкладнаяпрограмма самаорганизуетобщение спользователем,но когда программазавершилаработу, с пользователемначинает общаетсяоперационнаясистема. Этообщение происходитв такой форме:

«приглашение»-«команда».

ОС выводитна экран приглашениев какой-тоопределеннойформе. В ответпользовательотдает команду,определяющую,что он хочетот машины. Этоможет бытькоманда наисполнениеновой прикладнойпрограммы,команда навыполнениекакой-нибудьоперации сфайлами, командасообщает текущеевремя или датуи пр. выполнивочереднуюкоманду пользователя,операционнаясистема сновавыдает приглашение.

Такойрежим работыназываетсядиалоговымрежимом. БлагодаряОС пользовательникогда нечувствует себяброшенным напроизвол судьбы.Все операционныесистемы наперсональныхкомпьютерахработают спользователемв режиме диалога.Режим диалогачасто называютинтерактивнымрежимом.

Оченьважным видомработы на компьютереявляются работас файлами. Вфайлах хранитсявсе:и программноеобеспечение,и информация,необходимаядля пользователя.С файлами, какс деловымибумагами, постоянноприходитсячто-то делать(переписывать,стирать, переноситьи т.д.). Работупользователяс файламиподдерживаетфайловаясистема

Вотназвания некоторыхраспространенныхОС для персональныхкомпьютеров:CP/M,MS-DOS, OS/2, windows.

Ксистемномупрограммномуобеспечениюкроме СО следуетотнести и множествопрограммобслуживающего,сервисногохранения. Например,это программыобслуживаниядисков (копирование,форматированиеи т.д.), сжатиефайлов на дисках(архиваторы),борьбыс компьютернымвирусами имногое другое.

Системапрограммирования.

Кромесистемногои прикладногоПО существуютеще третий видпрограммногообеспечения.Он называетсясистемамипрограммирования(СП).

Системапрограммирования–это инструментдля работыпрограммиста.

Ссистемамипрограммированияработаютпрограммисты.Всякая СПориентированнана определенныйязык программирования.Существуетмного разныхязыков, например,ПАСКАЛЬ, БЭЙСИК,ФОРТРАН, СИ,АССЕБЛЕР, ЛИПСи др. На этихязыках программистпишет программы,а с помощьюсистемы программированиязаносит их вкомпьютер,отлаживает,тестирует,исполняет.

Мыуже говорили,что именнопрограммисты,работая с СП,создают всевиды программ,системные,прикладныеи новые системыпрограммирования.

Пользовательскийинтерфейс

Разработчикисовременногопрограммногообеспечениястараютсясделать работупользователяза компьютеромудобной, простой,наглядной.Качество любойпрограммы вомногом определяетсяудобством ееобщения спользователем.

Списокможет содержатьнабор команд,режимов работы,имен файлов,параметров.Выбор производитсяс помощью клавишперемещениекурсора илиманипулятора.Как правило,выбранный пунктменю зрительновыделяетсясреди других,например, изменениемцвета. Менюможет бытьсловесным илипиктографическим.В последнемслучае менюпредставляетиз себя наборпиктограмм(картинок).

Билет 14

Вопрос1

Понятиеалгоритма.Свойства алгоритмов.Возможностиавтоматизациидеятельностичеловека.

Понятиеалгоритм также фундаментальнодля информатики,как и понятиеинформации.

Само слово«алгоритм»происходитот имени выдающегосяматематикасредневековогоВостока Мухаммедааль-Хорезми.Им были предложеныприемы выполненияарифметическихвычисленийс многозначнымичислами (онивсем хорошознакомы изшкольной математики).Позже в Европеэти приемыназвали алгоритмамиот «algorithmi»-латинскогонаписания имениаль-Хорезми.В наше времяпонятие алгоритмепонимаетсяшире, неограничеваясьтолько арифметическимивычислениями.

Термин «алгоритм»стал достаточнораспространеннымне только винформатике,но и в быту. Подалгоритмампонимают описаниекакой-либопоследовательностидействий длядостижениязаданной цели.В этом смысле,например, алгоритмамиможно назватьинструкциюпо использованиюкухонногокомбайна, кулинарныйрецепт, правилаперехода улицыи пр.

Для использованияпонятия алгоритмв информатикетребуется болееточное определение,чем данноевыше. Получимтакое определение.

Ключевымисловами, раскрывающимсмысл этогопонятия, является:исполнитель,команда, системакоманд исполнителя.

Алгоритмпредставляетиз себя последовательностькоманд (ещеговорят- инструкций,директив),определяющихдействия исполнителя(субъекта илиуправляемогообъекта). Всякийалгоритм составляетсяв расчете наконкретногоисполнителяс учетом еговозможностей.Для того чтобыалгоритм былвыполним, нельзявключать в негокоманды , которыеисполнительне в состояниивыполнить.Нельзя поварупоручать работутокаря, какаябы подробнаяинструкцияему не давалась.У каждого исполнителяимеется свойперечень команд,которые онможет исполнить.Такой переченьназываетсясистемойкоманд исполнителяалгоритмов(СКИ).

Свойстваалгоритма

Дискретность.

Процессрешения задачидолжен бытьразбит напоследовательностьотдельныхшагов. Такимобразом, формируетсяупорядоченнаясовокупностьотдельных другот друга команд(предписаний).образующаясяструктураалгоритмаоказываетсяпрерывной(дискретной):только выполниводну команду,исполнительсможет приступитьк выполнениюследующей.

Точность(определенность)

Каждая командаалгоритмадолжна определятьоднозначноедействие исполнителя.Это требованиеназываетсяточностьюалгоритма.

Понятность

Алгоритм,составленнымдля конкретногоисполнителя,должен включатьтолько те команды,которые входятв его системукоманд. Этосвойство алгоритманазываетсяпонятностью.Алгоритм недолжен бытьрассчитан напринятие каких-либосамостоятельныхрешений исполнителем,не предусмотренныхсоставлениемалгоритма.

Конечность(результативность).

Еще одноважное требование,предъявляемоек алгоритму,- это конечность(иногда говорят-результативность)алгоритма. Этозначит, чтоисполнениеалгоритмадолжно завершитьсяза конечноечисло шагов.

Массовость.

Разработкаалгоритмов-процесс интересный,творческий,но непростой,требующиймногих умственныхусилий и затратвремени. Поэтомупредпочтительноразрабатыватьалгоритмы,обеспечивающиерешения всегокласса задачданного типа.Например, еслисоставляетсяалгоритм решенияквадратногоуравненияAX²+BX+C=0,то он долженбыть вариативен,т. е. обеспечиватьвозможностьрешения длялюбых допустимыхисходных значенийкоэффициентовa, b, c.Про такой алгоритмговорят, чтоон удовлетворяеттребованиюмассовости.

Свойствомассовостине являетсянеобходимымсвойствомалгоритма. Оноскорее определяеткачество алгоритма;в то жевремя свойстваточности, понятностии конечностиявляются необходимыми(иначе это неалгоритм).

Для успешноговыполнениялюбой малоиметь ее алгоритм.Всегда требуетсяеще какие-тоисходные данные,с которымибудет работатьисполнитель(продукты дляприготовленияблюда, деталидля сборатехническогоустройстваи т.п.). исполнителю,решающемуматематическуюзадачу, требуетсяисходная числоваяинформация.Задача всегдаформулируетсятак:дана исходнаяинформация,требуетсяполучить какой-торезультат. Вматематикевы привыклив таком видезаписыватьусловие задач.Например:

Дано:катетыпрямоугольноготреугольникаa=3 см;b=4см.

Найти:гипотенузуc.

Приступаяк решению любойзадачи, нужносначала собратьвсе необходимыедля ее решенияданные.

Еще пример:для поисканомера телефонанужного вамчеловека исходнымиданными являются:фамилия, инициалычеловека ителефоннаякнига (точенее,информация,заключеннаяв телефоннуюкнигу). Однакоэтого можетоказатьсянедостаточно.Например, выищете телефонА. И. Смирноваи обнаруживаете,что в книгепять строк сфамилиями. Вашиисходные данныеоказалисьнеполными дляточного решениязадачи (вместоодного телефонавы получилипять ). Оказалось,что нужно знатьеще домашнийадрес. Набор:фамилия – инициалы-телефонныйсправочник-адрес –являетсяполным наборомданных в этойситуации. Толькоимея полныйнабор данных,можно точнорешить задачу.Обобщая всесказанное,сформулируемопределениеалгоритма.

Алгоритм-понятное иточное предписаниеисполнителювыполнитьконечнуюпоследовательностькоманд, приводящуюот исходныхданных к искомомурезультату.

Если алгоритмобладаетперечисленнымивыше свойствами,то работа понему будетпроизводитсяисполнителемформально (т.е. без всякихэлементовтворчествас его стороны).На этом основанаработа программно-управляемыхисполнителей-алгоритмов,например,промышленныхроботов. Робот-манипуляторможет выполнитьработу токаря,если он умеетделать всеоперации токаря(включать станок,закреплятьрезец, перемещатьрезец, заменятьизделие и т.д.).от исполнителяне требуетсяпониманиесущности алгоритма,он должен лишьточно выполнятькоманды, ненарушая ихпоследовательности.

А что такоепрограмма?Отличаетсяли программаот алгоритма?

Программа-это алгоритм,записанныйна языке исполнителя.

Иначе можносказать так:алгоритм ипрограмма неотличаютсяпо содержанию,но могут отличатсяпо форме

Для алгоритмастрого неопределяетсяформа егопредставления.Алгоритм можноизображатьграфически(блок- схемы),можно- словесно,можно- каким-нибудьспециальнымизначкам, понятнымитолько егоавтору. Но программадолжна бытьзаписана наязыке исполнителя(для ЭВМ этоязык программирования).

Билет 14

Вопрос 2

Операционнаясистема компьютера(назначение,состав, загрузка).

Все многообразиепрограмм,используемыхна современномкомпьютере,называетсяпрограммнымобеспечением-ПО (software).Программы,составляющиеПО, можно разделитьна три группы:системное ПО,системы программирования,прикладноеПО (см. билет18). Две первыегруппы иногданазывают базовымПО. Ядром системногоПО являетсяоперационнаясистема (ОС).

ОС- это частьПО, наиболеетесно связаннаяс техническимсредствамикомпьютера(hardware).Основные функцииОС.

управлениересурсамикомпьютера:процессорнымвременем,распределениемвнутреннейпамяти, файлами,внешнимиустройствами;
организациядиалога спользователем.

Резидентнаячасть ОС (ядроОС) постояннозанимает разделоперативнойпамяти компьютера.Туда она загружаетсяс системногодиска при включениимашины. Этапроцедураназываетсяпервоначальнойзагрузкой. Всядальнейшаяработа на компьютерепроисходитпод контролеми управлениемОС. Операционнаясистема осуществляетзагрузку воперативнуюпамять всехпрограмм, передаетим управлениев начале ихработы, выполняетразличныедействия позапросу исполняемыхпрограмм иосвобождаетзанимаемуюпрограммамиоперативнуюпамять при ихзавершении.

Важнейшейфункцией ОСявляется работас файлами. Вфайлах на внешнихносителяххранится все:программы,данные, самаОС. СредствамиОС создаетсяфайловая система-определеннаяструктурафайлов на внешнихносителях. Вседействия сфайлами (создание,удаление,копирование,именованиеи пр.) производятсяпользователемс помощью ОС.

Для общенияОС с пользователемиспользуетсяспециальныйкомандныйязык ОС.На персональныхкомпьютерахобщение происходитв режиме диалога.ОС в определеннойформе выводитна экран приглашениепользователю,пользовательв ответ вводитс клавиатурыкоманду, предписывающуюсовершитьопределенноедействие (запуститьпрограмму,вывести директориидиска, уничтожитьфайл и пр.). ОСобеспечиваетвыполнениеэтой командыи снова возвращаетсяк диалогу спользователем.

Для упрощениядиалога пользователяс ОС применяютсятак называемыедиалоговыеоболочкик операционнойсистеме. Примеромпопулярнойоболочки являетсяNorton Commander.При работе сподобной оболочкойпользователюне приходитсянабирать наклавиатурепо буквам;он выбираетих из меню всреде оболочкина экране. Впоследнее времяна профессиональныхкомпьютерахстела популярнойоперационнаясистема Windowsсо встроеннойграфическойоболочкой.

В качествепримера рассмотримсостав и функцииоперационнойсистемы MS-DOSдля IBM PC.

Базоваясистема ввода-вывода(BIOS)находится впостояннойпамяти (ПЗУ)компьютераи является«встроенной»в компьютер(информацияв ПЗУ сохраняетсяи после выключениякомпьютера,т. е. она обладаетсвойствомэнергонезависимости).Ее назначениисостоит в выполнениинаиболее простыхи универсальныхуслуг операционнойсистемы, связанныхс осуществлениемввода- вывода.Она содержиттакже тестфункционированиякомпьютера,проверяющийработу памятии внешних устройствкомпьютерапри включенииего электропитания,и программувызова загрузчикаоперационнойсистемы.

Загрузчикоперационнойсистемы-это очень короткаяпрограмма,находящаясяв первом секторекаждой дискетыс операционнойсистемой. Функцияэтой программызаключаетсяв считываниив память остальныхмодулей операционнойсистемы, чтои завершаетпроцесс еезагрузки. Нажестком дискезагрузчикоперационнойсистемы состоитиз двух частей.Это связанос тем, что жесткийдиск может бытьразбит на несколькоразделов (логическидисков). Перваячасть загрузчиканаходится впервом секторежесткого диска,она выбирает,с какого изразделов жесткогодиска следуетпродолжитьзагрузку. Втораячасть загрузчиканаходится впервом сектореэтого раздела,она считываетв память модулиВЩЫ и передаетим управление.

Модули ОС(io. sys иmsdos. sys) загружаютсяв память загрузчикомоперационнойсистемы и остаютсяв памяти компьютерапостоянно.(файл io.sys представляетсобой дополнениек BIOS,а файлmsdos. sys реализуетосновныевысокоуровневыеуслуги DOS).

КомандапроцессорDOS (command. Com)обрабатываеткоманды, введенныеиспользователем.Командныйпроцессорнаходится надиске, с которогозагружаетсяоперационнаясистема. Некоторыекоманды пользователя(например, tupe,dir илиcopy)командныйпроцессорвыполняет сам.Такие командыназываютсявнутренними.Для выполненияостальных(внешних) командпользователякомандныйпроцессор ищетна дисках программус соответствующимименем и еслинаходит ее, тозагружает впамять и передаетей управление.По окончанииработы программыкомандныйпроцессорудаляет программуиз памяти ивыводит сообщениео готовностик выполнениюкоманд- приглашениеDOS.

Внешниекоманды DOS-этопрограммы,поставляемыевместе с операционнойсистемой в видеотдельныхфайлов. Онивыполняютдействияобслуживающегохарактера,напримерформатированиедискет, проверкудисков и т. д.

Драйверыустройств-это специальныепрограммы,которые дополняютсистему ввода-вывода DOSи обеспечиваютобслуживаниеновых илинестандартноеиспользованиеимеющихсяустройств.Драйверы загружаютсяв память компьютерапри загрузкеоперационнойсистемы, ихимена указываютсяв специальномфайле (config.sys).такая схемаоблегчаетдобавлениеновых устройстви позволяетделать это, незатрагиваясистемные файлыDOS.

ЗагрузкаDOSпроисходитследующимобразом.

При включенииэлектропитаниякомпьютера(или при нажатиина клавишуResetна корпусекомпьютера,или при одновременномнажатии клавишCtrl+Alt+Del наклавиатуре)после начинаютработать программыпроверкиоборудования,находящиесяв постояннойпамяти компьютера.Если они находятошибку, то выводяткод ошибки наэкран.

После окончаниятестированияпрограмманачальнойзагрузке пытаетсяпрочесть сдискеты, установленнойна дисководе(а:),программу-загрузчикоперационнойсистемы. Еслина дисководенет дискеты,то загрузкаОС будет производитсяс жесткогодиска.

После тогокак с диска, скоторого загружаетсяОС, прочитанапрограмма-загрузчик ОС,эта программасчитываетв память модулиоперационнойсистемы(io.sysи msdos.sys)и передает имуправление.

Далее с тогоже диска читаетсяфайл конфигурациисистемы (config.sys)и в соответствиис указаниями,содержащимисяв этом файле,загружаютсядрайверы устройстви устанавливаютсяпараметрыоперационнойсистемы. Еслитакой файлотсутствует,то параметрыустанавливаютсяпо умолчанию.

После этогос диска, с которогозагружаетсяОС, читаетсякомандныйпроцессор(commad.com)и ему передаетсяуправление.Командныйпроцессорвыполняеткомандный файл(autoexec.bat),если этот файлимеется в корневомкаталоге диска,с которогозагружаетсяОС. В этом файлеуказываюткоманды и программы,выполняемыепри каждомзапуске компьютера.Если такой файлне найден, тоDOSзапрашиваету пользователятекущую датуи время.

После выполненияэтого файлапроцесс загрузкиоперационнойсистемы заканчивается.DOSвыдаетприглашение,показывающее,что она готовак приему команд.

Билет 15

Вопрос 1

Разветвляющиесяалгоритмы.Команда ветвления.

Алгоритм-это понятноеи точное предписаниеисполнителювыполнитьконечнуюпоследовательностькоманд, приводящуюот исходныхданных к искомомурезультату.

Всякий алгоритмсоставляетсяиз простыхкоманд, командобращения квспомогательнымалгоритмами структурныхкоманд. К структурнымотносятсякоманда ветвленияи команда цикла.

Ветвление-(развилка)-этоалгоритмическаяальтернатива.По этой командеисполнительвыбирает одиниз двух путейисполнительнаяалгоритма снепременнымвыходом наобщее продолжение.Выбор происходитпо какому-либоусловию. Вблок-схемахалгоритмов(графическомпредставленииалгоритмов)и на учебномалгоритмическомязыке ветвлениепредставляетсятак:

Если(условие)то (версия

иначе (серия2) конец

Да нет

условие

Серия2

Серия1

Здесь (серия1) и (серия 2)-этов общем случаенекоторыепоследовательностина продолжительнойветви (да) иотрицательнойветви (нет)ветвления.

Вот примериспользованияветвления вбытовой ситуации.

Если на улицеидет

Дождь тонадеть сапоги

Иначе надетьтуфли

Конец ветвления.

Выйти из дома

Да нет

На улицеидет дождь

Надетьсапоги

Надетьтуфли

Выйтииз дома

Если же наветви (нет)отсутствуетпоследовательностькоманд, т. е. (серия2) отсутствует,то такое ветвлениеназываетсянеполным. Вотпример неполноговетвления изтой же бытовойсерии:

Да нет

Еслина улице идетдождь

овзять зонт

Конец ветвления

Взятьзонт

Выйтииз дома

ыйти из дома

простымикомандамиявляются командыприсваивания,ввода и вывода.В качествеусловия в ветвлениииспользуетсялогическоевыражение.

Пример.

Дано х - значениеаргумента.

Найти у –значение функции.

Связь у= {х,если х>-0

{x, еслих

На алгоритмическомязыке алгоритмвыглядит так:

Алг. Модуль

Вещ. X,y,

Нач. вводx

Еслиx>_0

То y:=-x

Конец ветвления

ыводy

он.

x>-

y;=x

Y:=-x

Эту же самуюзадачу можнорешить путемиспользованиянеполной формыветвления.

Да

Нет

Y: =-x

Y: =x

Если на ветвяхразвилки в своюочередь находятсяветвления, тоговорят, чтотакой алгоритмимеет структурувложенныхветвлений.

Пример.

Дано:A,D, C.

Найти:D =max (A, B, C).

A, B, C.

A>B

B>C

A>C

D:=A

D:=C

D:=B

D:=C

Билет 16

Вопрос 1

Циклическиеалгоритмы.Команда повторения.

Алгоритм- понятное иточное предписаниеисполнителювыполнитьконочнуюпоследовательностькоманд, приводящуюот исходныхданных к искомомурезультату.

Всякий алгоритмсоставляетсяиз простыхкоманд, команд- обращений квспомогательнымалгоритмами структурныхкоманд. К “структурным“относятся команда ветвленияи команда цикла.

Цикл-этокоманда исполнителюмногократноповторитьуказаннуюпоследовательностькоманд.

Однако слово“многократно”не значит “добесконечности”.Организацияциклов, никогдане приводящаяк остановкев выполненииалгоритма,является нарушениемтребованияего результативности-получениярезультатаза конечноечисло шагов.

Да нет

Рассмотримграфическоепредставленияциклическогоалгоритма. Внего входятв качествебазовых следующиеструктуры:блок проверкиусловия Pи блокS, называемыйтелом цикла,Если тело циклаS расположенопосле проверкиусловийP (цикл спредусловием).То может случится,что при определенныхусловиях блок Sне выполнитсяни разу. Такойвариант организациицикла, управляемыйпредусловием, называется цикл - пока.

ПокаP повторить

Конец цикла

слиусловие P невыполняется,то происходитвыход из циклана команду,записаннуюпосле строки“конеццикла “,Здесь условиеP – это условиена продолжениецикла.

озможендругой случай,когда телоцикла S

Выполняетсяпо крайней одинраз и будет

овторятсядо тех пор, покане станет истинным

условиеP.такаяорганизацияцикла, когдаего

тело расположеноперед проверкойусловия P,

носитназвание циклас постусловием,или

цикла –до. Истинностьусловия Pв этом случае-условие окончанияцикла.

Отметим, чтовозможна ситуацияс постусловиеми при организациицикла –пока.Итак, цикла –до завершается,когда условиеP становитсяистинным, ацикл –пока–когда Pстановилсяложным. Другимисловами, цикл-довыполнятся”до”истинностиусловия, а цикл– пока выполняется,указанноелогическоевыражениеостается истинным.Современныеязыки программированияимеют достаточныйнабор операторов,реализующихкак цикл-пока,так и цикл –до.

Отметимосновноеотличительноесвойство циклическихалгоритмов;количестводействий, исполняемыв процессеработы такогоалгоритма,может существенноповышать количествокоманд, составляющихтело цикла.

В блок - схемахалгоритмов(графическомпредставлениеалгоритмов)и на учебномалгоритмическомязыке циклапока представляетсятак:

Да нет

Покана полке естькниги взятькнигу с полкиконец цикла

На полкеесть книги?

Да нет

А, В,Н

Х=А

У=tgx

Цикл – допредставляется аналогично.

ример.

Y, x

адача построитьтаблицу значений

ункцииy=tg x наотрезке[A, B] с шагом

X= x+ h

ано:A- начальноезначение аргумента,

X > B

-конечное значениеаргумента,

-шаг измененияаргумента.

айти:Y- значениефункции.

Связь:y= t g x, где x= a, a+ h, …, B.

Здесьтело цикласостоит из двухкоманд:вычислениеу и печать значенияаргумента хи соответствующегоему значенияфункции у.

Командаx= x+ h осуществляетсяпереход к следующемузначению аргументах. Проверкаусловий, стоящаяпосле выполненияцикла (X> b), показывает,что это цикл– до.

Билет17

Вопрос 1

Разработкаалгоритмовметодов методомпоследовательнойдетализации.

Разработкаалгоритмовметодом последовательнойдетализации.

Алгоритм—этопонятное иточное предписаниеисполнителювыполнитьконечнуюпоследовательностькоманд, приводящуюот исходных данных к искомомурезультату.

Всякий алгоритмсоставляетиз простыхкоманд, команд-обращенийк вспомогательнымалгоритмами структурныхкоманд.

Вспомогательнымалгоритмомназываетсяалгоритм некоторыхподзадач поотношению кисходной (основной)задаче. Алгоритмрешения основнойзадачи называетсяосновнымалгоритмом.Основные алгоритмсодержит командыобращения квспомогательнымалгоритмам.Если составлениевспомогательногоалгоритмаоказываетсядостаточносложным, тогдав нем могутбыть выделеныподзадачи, длякоторых строятсявспомогательныеалгоритмывторого уровняи т.д.

Последовательнаядетализация–это построениеалгоритма“сверхувниз”.Сначала строитсяосновной алгоритм,и в нем записываютсяобращения квспомогательнымалгоритмампервого уровня.Затем составляютсяэти вспомогательныеалгоритмы, вкоторых могутбыть записаны обращения квспомогательнымалгоритмамвторого уровня,и.д. Вспомогательныеалгоритмыпоследнегоуровня не содержатобращений кдругим вспомогательнымалгоритмам.

Последовательностьсоставленияалгоритмов- сверху вниз

ОСНОВНОЙАЛГОРИТМ

ВСПОМ.АЛГОРИТМ 1 ВСПОМ. АЛГ.2 1-Й УРОВЕНЬ

ВСПОМ. АЛГ.1.1 ВСПОМ. АЛГ.1.2 ВСПОМ. АЛГ.2.1 2-Й УРОВЕНЬ

ИТ. Д.

Методыпоследовательнойдетализацииприменяетсяпри любомконструированиисложных объектов.Это естественнаялогическаяпоследовательностьмышленияконструктора:постепенноеуглублениев детали. В нашемслучае речьидет тоже оконструировании,но только нетехническихустройств, аалгоритмов.Достаточносложный алгоритмдругим способомпрактическипостроитьневозможно.Такая методикапозволяеторганизоватьработу коллективапрограммистовнад сложнымпроектом. Например,руководительгруппы строитосновной алгоритм,а разработкувспомогательныхалгоритмови составлениеподпрограммпоручает своимсотрудникам.

Вспомогательныеалгоритмы,следовательно,создаются,когда возникаетнеобходимостьразбиениязадачи на рядболее простыхзадач или когдаесть необходимостьмногократногоиспользованияодного и тогоже набора действийв одном илиразных алгоритмах.

Методпоследовательнойдетализациипутем разбиениязадачи на подзадачилежит в основетехнологииструктурногопрограммированияи широкоприменяетсяпри использованииструктурныхязыков программирования,таких, как Паскальили структурныеверсии Бейсика.

Согласноконцепцииструктурногопрограммирования,вспомогательныйалгоритм должен:

Иметьзаголовок (имя ), с помощьюкоторого егоможно вызвать(обратится кнему чтобыначать еговыполнение)из двух вспомогательных или основногоалгоритмов( это нужно для“состыковки”алгоритмов);
Возвращатьуправлениетому алгоритму,из которогоон был вызван,т. е. После выполнениявспомогательногоалгоритмадолжно продолжатся,выполнениевызвавшегоего алгоритмас той точки, вкоторой он былпрерван;
иметьвозможностьвызвать другиеалгоритмы;
бытьотносительнонебольшим.

Желательнотакже, чтобывспомогательныйалгоритм:

имелодин вход ( т.е. Его выполнениевсегда начиналосьв одной точке,независимоот того, откудаи при какихусловиях онбыл выхван0 иодин выход. Это гарантируетего замкнутостьи упрощаетработу с состыкованнымиалгоритмами;

обладаетединственнойфункцией (например,вычислитьнедельныйзаработоксотрудника,напечататьотчет о состоянииоборудования),что служитключом к хорошоспроектированномуитоговомуалгоритму?Таким оброзом,при проектированииосновногоалгоритманужно сначалаопредилитьнеобходимыйнабор функции,а затем разработатьвспомогательныйалгоритмы.

Присоставлениии использованиивспомогательныхалгоритмовважно знать,что являетсядля них исходнымиданными (аргументами)и результатамиих выполнения.Иногда командывызова вспомогательногоалгоритмасодержат указанияна имена переменных,значения которыхявляются длянего исходнымиданными, и именапеременных,значения которыхбудут являтьсярезультатамиего выполненияи использоватьсяв дальнейшемвне его. Иногдарезультатомвыполнениявспомогательногоалгоритма можетстать значениенекоторойсигнальнойпеременной(флажка), сообщающее,например, обистинностикакого-то условияили наличиикакого-либофакта, скажемкорней уравнения(т. е. Значениефлажка можетбыть равно1или0). При записипрограммы длякомпьютерана языкахпрограммированиявысокого уровнявспомогательныеалгоритмыреализуютсяв виде программ.Правила обращенияк ним и возвратав основнуюпрограммуопределяютсяконкретнымязыкам программирования.Программыобщего назначения могут объединитьсяв библиотекипрограмм (процедурили функций).В языках программированиявысокого уровняветвлениереализуетсяс помощью условногооператора.

Билет18

Вопрос1

Основыязыка программирования

Назначениепрограммирования-разработкапрограмм управлениякомпьютеромс целью решенияразличныхинформационныхзадач.

Длясоставленияпрограмм существуютразнообразныеязыки программирования.

Языкпрограммирования-это фиксированнаясистема обозначениядля описанияалгоритмови структурданных.

Популярнымиязыками программированиясегодня являются,Паскаль, Бейсик,Си, Фортран идр.

Длясоздания иисполненияна компьютерепрограммы,написаннойна языке программирования,используютсясистемы программирования.

Системапрограммирования-это программноеобеспечениекомпьютера,предназначенноедля разработки,отладки и исполненияпрограмм, записанныхна определенномязыке программирования.

Существуютсистемы программированияна Паскаль,Бейсике и другихязыках. Разработкалюбой программыначинаетсяс построениемалгоритмарешения задачи.

«Родным»языком программированияЭВМ являетсяязык машинныхкоманд (ЯМК).Самые первыеламповые ЭВМпонимали толькоэтот язык. Впрограммахна ЯМК данныеобозначаютсяих адресамив памяти машины,выполняемыеоперации –числовымикодами. Программистсам должензаботится орасположениив памяти ЭВМкоманд программыи данных.

Современныепрограммистытак не работают.Для программированияна современныхЭВМ применяютсясистемы программирования(СП) программноеобеспечениеделится на тричасти.

--системноеПО

прикладноеПО

--системыпрограммирования.

СистемноеПО это операционноесистемы, диалоговыеоболочки типаNC.

ПрикладноеПО- это многочисленныередакторы,электронныетаблицы, информационныесистемы, математическиепакеты, экспертныесистемы и многоедругое, с чемработают абсолютноебольшинствопользователей.

Системыпрограммированияпредназначеныдля созданияпрограмм управлениякомпьютером.

Системыпрограммированияпозволяютиспользоватьна ЭВМ программы,написанныена языке болеевысокого уровня,чем язык машинныхкоманд.

Понятиеуровня языкапрограммированиясвязано состепенью егоудаленностиот языка процессораЭВМ и приближенностик естественномучеловеческомуязыку, к формальномуязыку предметнойобласти (чащевсего- математики).Чем выше уровень,тем дальше отЭВМ и ближе кчеловеку. Этотпринцип схематическиотражает рисунок.

Естественныйязык, языкматематики

ЯПВУ

Автокод-ассемблер

Языкмашинных команд.

ПРОЦЕССОР

Языкмашинных команд–это язык самогонизкого уровня.Первые языкипрограммирования,отличаютсяот ЯМК, появилисьна машинахпервого поколенияи называлисьАвтокодами.

Автокод–это машинное– ориентированныйязык символическогопрограммирования.

Однакоманда наАвтокодесоответствуетодной машиннойкоманде. Работаяна Автокоде,программистосвобожденот необходимостираспределятьпамять подпрограмму ивеличены, емуне приходитсяработать садресами ячеек.Переменныевеличины ичисловые константыобозначаютсятак же как вматематике,коды операций-мнемоническими(буквенными)обозначениями.

Начинаяс машин третьегопоколения,языки такоготипа сталиназыватьАссемблерами.В наше времяна Ассемблерепрограммируютдовольно редко,это как правило,делают системныепрограммисты.

СокращениеЯПВУ расшифровываетсятак, языкипрограммированиявысокого уровня.Сегодня большинствопрограммистовработают именнона этих языках.Наиболеераспространеннымиявляются языкиПаскаль, Бейсик,СИ, Фортран.

Вотпример записиодной и той жекоманды сложениядвух чисел натрех языкахразного уровня,ЯМК, Автокод,Паскаль.

C:=A+D Паскаль

ADDA,B,C Автокод

01 24 28 2С ЯМК

Видно,как с повышениемуровня языкаповышается«понятность»команд (по –английскислово ADDозначает«сложить»).Однако, чемпонятнее длячеловека, темнепонятнеедля процессораЭВМ. Процессорпонимает толькоЯМК, это его«родной язык».Человеку желегче писатьпрограммы наязыках болеевысокого уровня.

Каксделать так,чтобы человекмог писатьпрограммы наАвтокоде илиПаскале, а компьютермог исполнятьэти программы?Ответ на поставленныйвопрос такойже, как ответна вопрос:«как мне общатьсяс японцем, еслия не знаю японскогоязыка?».Нужен переводчик,по-английскипереводчик–translator.

Программы-переводчикис Автокода,Паскаля, Фортранаи других языковна язык машинныхкоманд называютсятрансляторами.

Такимобразом компьютерсам производитперевод подуправлениемпрограммы-транслятора.Процесс переводапрограммы наязык машинныхкоманд называетсятрансляцией.Прежде чемвыполнить,например, программуна Паскале, еенужно оттранслировать.Трансляциюможно представитькак спуск сверхней ступенькиязыка на самуюпервую ступеньку-ЯМК.

C:=A+BПАСКАЛЬ

Трансляцияс Паскаля

ADDA, B,C АВТОКОД

Тран.с автокода

01 24 28 2С ЯМК

Трансляторявляется обязательнымэлементом любойсистемы программирования.Первые СП включалив себя толькотрансляторы.Затем к трансляторустали добавлятьсяразличныесервисныесредства, текстовыередакторы,отладчики,системы обслуживанияпрограммныхбиблиотек,средства организациидружественногоинтерфейсас пользователем.

Билет18

Вопрос2

Статическиеинформационныемодели (моделисостояния),динамическиеинформационныемодели (моделиповедения).

Понятиео системе.Окружающийнас мир состоитиз множестваразличныхобъектов, каждыйиз которыхимеет разнообразныесвойства, и приэтом объектывзаимодействуютмежду собой.Например, такиеобъекты, какпланеты нашейСолнечнойсистемы имеютразличныесвоиства (массу,геометрическиеразмера и т.д.)и по законувсемирноготяготениявзаимодействуютс солнцем идруг с другом.

Планетывходят в составболее крупногообъекта= Солнечнуюсистему, а Солнечнаясистема –всостав нашейгалактики. Сдругой стороны,планеты состоятиз атомов различныххимическихэлементов, аатомы- из элементарныхчастиц. Можносделать вывод,что практическикаждый объектсостоит имздругих объектов, т.е. представляетсистему.

Системасостоит изобъектов, которыеназываютсяэлементамисистемы.Между элементамисистемы существуютразличные связии отношения.Например, компьютерявляется системой,состоящей изразличныхустройств, при этом устройствасвязаны междусобой и аппаратно(физическиподключеныдруг к другу),и функционально(между устройствамипроисходитобмен информацией).

Важнымпризнакомсистемы являетсяее целостностьфункционирования.Компьютернормальноработает дотех пор, покав его состави исправныустройства(процессор,память, системнаяплата и тд.). еслиудалить одноиз них, например,процессор,компьютервыйдет из строя,т.е. прекратитсвое существованиекак система.

Статическиеинформационныемодели.

Любаясистема существуетв пространствеи времени. Состояниесистемы характеризуетсяее структурой,т.е. составом,свойствамиэлементов, ихотношениямии связями междусобой. Так, структураСолнечнойсистемы характеризуетсясоставом выходящихв нее объектов(Солнце, планетыи пр.), их свойствами(например, размерами)и взаимодействием(силами тяготения).

Модели,описывающиесистему вопределенныймомент времени,называетсястатическимиинформационнымимоделями.

В физике,например, статическиеинформационныемодели описываютпростые механизмы,в биологии-классификациюживотного мира,в химии- строениемолекул и т.д.

Динамическиинформационныемодели.

Состояниесистем измеряетсяво времени,т.е. происходятпроцессы измененияи развитиясистем. Так,планеты движутся,изменяетсяих положениеотносительноСолнца и другдруга, Солнце,как любая другаязвезда, развивается,меняется еехимическийсостав, излученияи д.т.

Модели,описывающиепроцессы измененияи развитиясистемы, называютсядинамическимиинформационнымимоделями.

Вфизике динамическиеинформационныемодели описываютдвижение тел,в биологии-развитие организмовили популяцийживотных, вхимии- процессыпрохожденияхимическихреакций и т.д.

Информационныемодели процессовуправления.

Изменениесложных системво времениимеет своиособенности.

Так,для поддержаниясвоей жизнедеятельностичеловек постояннополучает информациюиз внешнегомира с помощьюорганов чувств,обрабатываетее с помощьюмозга и управляетсвоим поведением(например,перемещаясьв пространстве,избегая опасности).

Впроцессефункционированиясложных системвходящие в нихобъекты постояннообмениваютсяинформацией.Рассмотрим,например, системукомпьютер. Вкомпьютереинформацияхранится вовнешней памяти(на гибких илижестких магнитныхдисках).

Впроцессе записиинформациидисковод обеспечиваетзапись информациина дискету,т.е. объект дисководизменяет состояниедругого объектаДискета. Вкибернетике(науке об управлении)Дисковод называетсяуправляющимобъектом, аДискета- управляемым.

Модели,описывающиеинформационныепроцессы управленияв сложных системах, называютсяинформационнымимоделями управления..

Билет19

Вопрос1

Текстовыйредактор. Назначение,основные функции.

Стремлениеупроститьработу с различнымивидами текстов(служебнымибумагами, конспектамилекций, газетами,журналами,книгами и т.д.)привело ксозданию большогоколичествапрограммногообеспечения,ориентированногона решение этихпроблем и называемоготекстовымредакторами(ТР) или текстовымипроцессорами.Среди профисиональныхТР наибольшеераспространениеполучили «Лексикон»,ChiWriter, Multiedit,Microsoft Word, TeX. Имеетсязначительноечисло разнообразныхТР для школьныхкомпьютеров(например, дляУКНЦ это Edit,Writer).

ОбщееназначениеТР- ввод текстовв компьютери их редактирование,сохранениена ВЗУ и печатьна бумаге.

Всякийтекст- этопоследовательностьсимволов. Символьныйалфавит компьютерасодержит 256 знаков.Один символзанимает 1 байт.Все символыв алфавитепронумерованыот 0 до 256. Каждомуномеру соответствует8- разрядныйдвоичный кодот 00000000 до 11111111.этоткод простономер символав двоичнойсистеме счисления.Таблицу, в которойставятся всоответствиесимволы, ихдесятичныеномера и двоичныекоды, называетсятаблицей кодировки.Наиболеераспространеннойтаблицей наперсональныхкомпьютерахявляется кодASCII.Не все кодыотображаютсяна экране ввиде символов.Некоторыеявляютсяуправляющими-управляютпечатью иливыводом наэкран.

ПростейшиеТР сохраняюттексты в форметекстовыхфайлов. Текстовыйфайл состоиттолько из символов,входящих втаблицу кодировки(1 символ- 1байт).Текст разбитна строки. Каждаястрока заканчиваетсякодом концастроки.

Обычнаяпишущая машинкаможет печататьтолько единственнымшрифтом. В текстовомдокументе,созданном накомпьютерес помощью ТР,могут использоватьсяразнообразныешрифты. Современныетекстовыередакторы имеютдостаточнобольшие наборышрифтов. У каждогошрифта естьсвое назначение.Например:Arial, Times New Roman, Serif и др.буквы одногошрифта могутиметь разныеначертания.Различаютсяобычное (прямое)начертание,курсив, полужирноеначертания.Кроме того,представляетсявозможностьподчеркиваниятекста. Вотнесколькопримеров:

Этообычное начертанияшрифта TimesNew Roman

Этокурсив шрифта

Этополужирноеначертанияшрифта

Этополужирныйкурсив шрифта

Этопример подчеркнутоготекста

Текстовыйредактор даютвозможностьуправлятьразмером символов.

Следуетиметь в виду,что если ТРпозволяетменять шрифты,начертанияи размеры, тов памяти приходитсяхранить нетолько кодысимволов, нои указание наспособ ихизображения.Это увеличиваетразмер файлас текстом. Информациюо шрифтахвоспринимаютпрограммы,управляющиевыводом текстана экран илина печать. Именноони и создаютизображениесимволов внужной форме.

Практическивсе редакторы,распространенныев нашей стране,позволяютиспользоватькак русский,так и латинскийалфавит.

This is example ofEnglish text.

СовременныеТР дают возможность пользователюработать одновременнос несколькимитекстовымидокументами,используямногооконныйрежим. В многооконномрежиме ТР выделяетдля каждогодокументаотдельнуюобласть памяти,а на экране-отдельное окно.Окна на экранемогут располагатьсякаскадом (другза другом) илимозаикой (параллельнов плоскостиэкрана). Активнымокном являетсято, в которомв данный моментнаходитсякурсор.

Спомощью специальныхкоманд ( нажатияопределенныхклавиш) производитсяпереход отодного активногоокна к другому.При этом можнопереноситьили копироватьфрагментытекста из однихдокументов(окон) а другие.

СредаТР

Рабочиеполе ТР этоэкран дисплея,на которомотображаютсявсе действия,выполняемыеТР. Важным элементомсреды ТР являетсяинтерфейс- этоте средства, с помощью которыхпользовательможет общатьсяс ТР и управлятьим. На сегодняшнийдень наиболеепредпочтительнымявляется интерфейсв форме меню,из которогоспециальныммаркером (выделеннымцветом) можновыбрать те илииные командыТР.

Одновременнос меню на экраневысвечиваетсястрока состояния,в которой даетсяинформацияо текущем состоянииТР (режим работы,позиция курсораи пр.).

Текст,обрабатываемыйс помощью ТР,хранится воперативнойпамяти и визуальноможет бытьпредставленв виде рулонабумаги (разделенногона страницыв некоторыхТР), длина и ширинакоторого вбольшинствеслучаев непозволяютцеликом наблюдатьего на экране.Таким обрезом,экран можносчитать своеобразнымокном, черезкоторое пользовательпросматриваеттекст. Дляперемещенияэтого окна потексту используетсяспециальныеклавиши. ЕстьТР, позволяющиеоткрыватьнесколько такихокон «над»соответствующимколичествомтекстов.

Кромеосновной памяти(рулона), гдеТР хранитобрабатываемыйтекст, в егорасположениинаходятся ряддополнительныхлистов памяти,к которым относятсялист удаленныхстрок, буфер(«карман») дляхранения копируемыхфрагментовтекста, справочник(подсказка, илиhelp),словарь.

Курсор-световое пятнона экране- местоактивноговоздействияна рабочееполе. Передвигаякурсор, можноперемещатьокно по основнойпамяти (тексту).Наличие курсорав рабочем полеуказывает нато, что исполнительнаходится врежиме ввода– редактированиятекста. Координатыкурсора в тексте(или на страницы)-номера строкии столбца-отображаетсяв строке состояния.

Режимработы ТР.

ввод-редактированиетекста. СостояниеТР, находящегосяв этом режиме,отражаетсяв строке состояния.Отметим основныекомпонентысостояния:координатыкурсора, вставка/удаление,строчные/заглавные(нижний/верхнийрегистр), шрифт(рус./лат.), разметкастроки (абзац,разрешенноечисло символов),выравниваниетекста по краямили по центру,перенос.
Форматирование.Работа в этомрежиме позволяетскомпоноватьтекст (фрагменттекста) в требуемомвиде, установивотступы, краснуюстроку, числопозиций в строкеи т. д.
Обращениеза подсказкай.При переходев этот режимна экранеоткрываетсядополнительноесправочноеокно, содержащеекраткую справочнуюинформациюо работе в ТР.Подсказкаможет содержатьнескольколистов текста,в этом случаеуказываетсяспособ перелистывания.
Орфографическаяпроверка.Этот режимработы возможенлишь при наличиисловаря. Припроверке текстафиксируютсяслова, отсутствующиев словаре, чтоявляется косвеннымсвидетельствоморфографическойошибки. Режиморфографическойпроверки можетбыть совмещенс режимомредактирования.
Обменс ВЗУ возможенв двух направлениях:сохранение(запись, илиsave) и загрузка(считывание,или load)текста, которыйпри хранениина ВЗУ называетсяфайлом (текстовымфайлом). Приэтом указываетсяпуть к необходимомукаталогу.
Печать.В этом режимеосуществляетсявывод текстана бумагу. Спомощью ТРможно управлятьпринтером,определившрифт, видпечатаемойстраницы (поля,число строк),способ нумерациистраниц.

Системакоманд ТР.

Системукоманд ТР можноусловно разделитьна следующиегруппы команд:

Командыинтерфейса-вход в меню ивыход из него,перемещениемаркера поменю, выборнужного пунктаменю;
Командаизменениясостояния ТР,позволяющиев режиме редактированиявобрать шрифт,нижний/верхнийрегистр, режимвставки/заменыи т. д.;
Командаперемещенияпо тексту, которыеразделяютсяна две групп:пошаговоеперемещение(стрелки вправо,влево, вверх,вниз) и быстроеперемещениепо тексту (переходв начало/конецстроки, текста,листание страници т. д.);
Командыпосимвольногоредактирования,позволяющиевнести исправленияв текст (вставить,удалить, заменитьсимвол и т. д.);
Командаработы со строками,позволяющиеманипулироватьсо строками(удалить, вставить,рассечь надве, «склеить»);
Поискпо образцуслужит дляотыскания втексте мест,содержащихуказанныйнабор символов(букву, слово,фразу и т. д.);
Копированиевключает всебя выделениекопируемогофрагментатекста и помещениемего в буфер,воспроизведениесодержимогобуфера в требуемомместе текста;
Форматированиепозволяетпридать текстутребуемый вид:установитьчисло символовв строке, выровнятьпо краям, выделитьполя и краснуюстроку и т. д.

ВбольшинствеТР командыможно выполнитьдвумя способами:

Спомощью функциональныхи управляющихклавиш;
Выборомпунктов меню.

Билет20

Вопрос1

Графическийредактор. Назначенияи основныефункции.

РассмотримприменениеЭВМ для полученияграфическихизображений.Под словамиграфическоеизображениепонимаютсясамые разнообразныерисунки, картинки,чертежи, графикии пр., которыеполучаютсяна экране компьютера,а также могутбыть выведенына печать. Наэкране рисункимогут бытьстатическими(неподвижными)или динамическими(движущимися).В последнеевремя машиннаяграфика выделиласьв самостоятельныйраздел информатикис многочисленнымиприложениями.Средствамимашинной графикисоздается нетолько печатнаяпродукция, нои рекламныеролики нателевидении,мультфильмы.

Объясним,как кодируетсяизображениев памяти компьютера.Представимсебе рисунок,на которыйналожена сеткас квадратнымиячейками. Вкаждую ячейкупопадает маленькийфрагмент рисунка.Если братьсетку все гуще(ячейки- всеменьше), то вконце концовв каждой ячейкеокажется одноцветнаяточка. Тогдавесь рисунокпредставляетсякак совокупностьтаких точек(мозаика източек).

Вграфическомрежиме (в отличиеот текстового)можно получатьлюбые изображения,управляя состояниемлюбой точкиэкрана.

Точеныйэлемент экранакомпьютераназываетсяпикселем(от латинскогоpixel- picture element).Совокупностьпикселей наэкране образуетграфическуюсетку. Очевидно,чем гуще этасетка, тем лучшебудет качествоизображения.

Дисплеибывают монохромные(черно- белые)и цветные. Каждыйпиксель нацветном экране-это совокупностьтрех точек(зерен) разногоцвета: красного,зеленного исинего. Этизерна расположеныочень близкодруг к другу-так, что зрениячеловека ихне различает.Нам они кажутсяслившимисяв одну точку.Из сочетаниякрасного, зеленногои синего цветовскладываютсявся красочнаяпалитра наэкране. Цветныедисплеи такоготипа называютRGB-мониторами(от первых букванглийскихслов red-красный,green- зеленый,blue-синий). Электроннаяпушка цветногодисплея испускаеттри луча. Каждыйлуч вызываетсвечение зернатолько одногоцвета. Для этогов дисплееиспользуетсяспециальнаяфокусирующаясистема.

Информацияо графическомизображениихранится ввидеопамяти.В видеопамятисодержитсяинформацияо состояниикаждого пикселяэкрана. Есликаждый пиксельможет приниматьтолько двасостояния:светится- несветится (белый-черный), то длякодировкидостаточноодного битапамяти на пиксель(1- белый, 0 черный).Если нужнокодироватьбольшее количествосостояний(различнуюяркость илиразличныецвета),то одногобита на пиксельнедостаточно.Для кодирования4 цветов в видеопамятииспользуется2 бита на каждыйпиксель;для кодирования8 цветов- 3 бита,16 цветов- 4 битаи т. д. Количествоцветов (К) и размеркода в битах(b)связана формулой:K=2^b.

Изтрех базовыхцветов можнополучить 8 различныхцветов большеечисло красокполучают путемуправлениеминтенсивностьюбазовых цветов.На современныхвысококачественныхдисплеях используетсяпалитра болеечем из 16 млн.цветов. Требуемыйразмер видеопамятив этом случае-несколькомегабайтов.

Минимальнонеобходимыйобъем видеопамятизависит отразмера сеткипикселей и отколичествацветов. Обычнов видеопамятипомещаетсянесколькостраниц (кадров)изображенияодновременно.

Дляполученияграфическихизображенийна ЭВМ используетсяспециальноепрограммноеобеспечения-графическиредактор (ГР).

Рисоватьизображенияможно в режимеручной прорисовкиили с помощьюбазовых инструментов(примитивов).Выбор в качествеинструмента«кисти» позволяетнаносить изображенияна «холст» отруки. В этомслучае «художник»используеткурсор, управляемыйклавишами илиманипуляторомтипа « мышь».Очень труднос помощью мышиот руки провестипрямую линию.Используя вкачестве инструмента«линейку»,достаточнопросто соединитьпрямой любыедве точки рабочегополя.

Можнобез труда нарисоватьокружность,квадрат илимногоугольникпроизвольнойформы. Для этогонужно выбратьв таблицеинструментовграфическийпримитив иустановитькурсор в соответствующуюточку рабочегополя. Для прямоугольникав эту точкубудет помещенлевый верхнийугол, для кругаи эллипса- центр.При этом «художник»может подобратьжелаемый размерыпримитива.

Припомощи графическогоредактора«художник»должен иметьвозможностьстроить изображенияпутем компоновкиих из других,ранее созданныхизображений,объединяя ихс текстом иизменяя цвета.Поэтому в графическомредакторедолжен бытьреализованыфункции, позволяющие:

«вырезать»,«склеивать»и «стирать»произвольныечасти изображения;
применятьдля рисованияпроизвольные«краски» и«кисти»;
запоминатьрисунки навнешних носителях,осуществляяих поиск воспроизведение;
увеличиватьфрагментыизображениядля проработкимелких деталей;
добавлятьк рисункамтекст и такимобразам создаватькрасочныеобъявления,рекламныеплакаты, визитныекарточки и т.д.

Графическийредактор позволяеттакже масштабировать(изменять размер)изображение,выполнять егоперемещениеи поворот.

Дляработы ГР необходимоналичие следующихаппаратныхсредств:

Графическийадаптер (другиеназвания;контролердисплея, видеокарта)представляетсобой единстводвух компонент;видеопамятии дисплейногопроцессора.

Функциявидеопамяти-хранить видеоинформацию.

Функциядисплейногопроцессора-выводить содержимоевидеопамятина экран. Еслиизображенияна экране постоянноне подновлять,то оно гаснет(за время порядканесколькихмиллисекунд).Таким образом,изображениядолжно выводитьсяна экран с такойчастотой, чтобыглаз не успевалзаметить угасаниекартинки, дисплейныйпроцессорнепрерывнопросматриваетвидеопамятьи выводит еесодержимоена экран 50-60 разв секунду.

Графическийдисплей обеспечиваетотображенияграфическойинформациина экранеэлектронно-лучевой трубки.В настоящеевремя широкораспространениеполучили растровыедисплеи. Экранрастровогодисплея разбитна фиксированноечисло точек,которые образуютматрицу («растр»)из фиксированногочисла строки столбцов.Слово «растр»восходит клатинскому-rastrum- “грабли,мотыга». Растромобычно называютчередованиепрозрачныхи непрозрачныхполос по сходствусо следом греблей,имеющих видпараллельныхборозд. Растровыедисплеи работаютв прямоугольнойдекартовойсистеме координат.Каждый пиксельхарактеризуеткоординатами-порой чисел(x, y).Первое числоXзадает расстояниеот начала координатдо заданнойточки экранапо горизонтали(в пикселях),второе числоY-по вертикали.В большинствеЭВМ требуется,чтобы эти координатыизменялисьслева направои сверху вниз.Это означает, что экран дисплеясвязан с системойкоординат,начало которогонаходится влевом верхнемуглу экрана.

Величены,характеризующиеширину и высотуэкрана (в пикселях),-Xm иYm-в различныхсистемах могутменяется отдесятков донесколькихсотен и тысяч.Чем больше XmиYm,тем выше качествоизображения,так каккаждая точкабудет заниматьменьшую областьна экране. Количествопикселей погоризонталии вертикали(Xm, Ym) называетсяразрешающейспособностью.

СредаГР.

Пользовательскийинтерфейсбольшинстваграфическихредактороворганизуетсяследующимобразом. С левойстороны экранерасполагаетсянабор пиктограмм(условных рисунков)с изображениеминструментов,который можнопользоватьсяв процессередактированияизображений.В нижней частиэкрана- палитра,из которойхудожник выбираеткраски требуемогоцвета. Оставшаясячасть экранапредставляетсобой пустой«холст» (рабочееполе). Над рабочимполем находитсяменю, позволяющееизменять режимработы ГР. Налевом краюпалитры выводитсяквадрат, окрашенныйв фоновый цвет.В нем помещаетсяеще два квадрата,верхний изкоторых окрашенв первый рабочийцвет, а нижний-во второй рабочийцвет. В левомнижнем углуэкрана выводитсякалибровочнаяшкала, котораяпозволяетустанавливатьширину рабочегоинструмента(кисти, резинкии т. д.).

Режимработы ГР.

РежимГР определяетвозможныедействия художника,а также команды,которые художникможет отдаватьредактору вданном режиме.

режимработы с рисунком(рисование). Вэтом режимена рабочемполе находитсяизображениеинструмента.Художник наноситрисунок, редактируетего, манипулируетего фрагментами.
Режимвыбора и настройкиинструмента.Курсор- указательнаходится вполе экранас изображениеминструментов(меню инструментов).Кроме того, спомощью менюможно настроитьинструментна определенныйтип и ширинулинии, орнаментзакраски.
Режимвыбора рабочихцветов. Курсорнаходится вполе экранас изображениемцветовой палитры.В этом режимеможно установитьцвет фона, цветрисунка. НекоторыеГР дают возможностьпользователюизменять палитру.
Режимработы с внешнимиустройствами.В этом режимеможно выполнятькоманды записирисунка надиск, считываниярисунка с диска,вывода рисункана печать.Графическиередакторы напрофессиональныхПК могут работатьсо сканером,используя егодля вводаизображенияс репродукций.

Системакоманд ГР.

Вкаждом изперечисленныхвыше режимовхудожник можетработать сопределеннымнабором командГР. В различныхграфическихредакторахна разных компьютерахсистемы командмогут существенноразличаться.Во всех вариантаххарактерноиспользованиепринципа менюдля выбора иинициализациикоманд.

Всистему командвходят:

Командывыбора инструмента;
Командынастройкиинструмента(ширина линий,шрифт букв);
Командывыбора цветов;
Командымасштабированиярисунка;
Командыввода/выводарисунка навнешние устройства.

Менюкоманд представляетсяв форме пиктограмм,а также в текстовойформе.

Билет21

Вопрос1

Электрон

ныетаблицы. Назначениеи основныефункции.

Однойиз самых продуктивныхидей в компьютерныхинформационныхтехнологияхстала идеяэлектроннойтаблицы. Многиефирмы- разработчикипрограммногообеспечениядля ПК создалисвои версиитабличныхпроцессоров-прикладныхпрограмм,предназначенныхдля работы сэлектроннымитаблицами. Изних наибольшуюизвестностьприобрелиlotus1-2-3фирмы lotusDevelopment, Supercalc фирмыcomputer associates, Multiplanи excel фирмыMicrosoft. Отечественныешкольные компьютерытакже оснащеныупрощенными(учебными) версиямитабличныхпроцессоров.

Табличныепроцессоры(ТП)- удобныйинструментдля экономистов,бухгалтеров,инженеров,научных работников-всех тех, комуприходитсяработать сбольшими массивамичисловой информации.Эти программыпозволяютсоздаватьтаблицы, которые(в отличие отреляционныхбез данных)являетсядинамическими,т. е. содержаттак называемые«вычисляемыеполя», значениякоторых автоматическипересчитываютсяпо заданнымформулам приизменениизначений исходныхданных, содержащихсяв других полях.

Приработе с табличнымипроцессорамисоздаютсядокументы-электронныетаблицы (ЭТ).Электроннаятаблица (документ)создается впамяти компьютера.В дальнейшемее можно просматривать,изменять, записыватьна магнитныйдиск для хранения,печати на принтере.

СредаТП

Рабочимполем табличногопроцессораявляется экрандисплея, накотором электроннаятаблица представляетсяв виде матрицы.ЭТ, подобношахматнойдоске, разделенана клетки, которыепринято называтьячейками таблицы.Строки и столбцыимеют обозначения.Чаще всегостроки имеютчисловую нумерацию,а столбцы- буквенные(буквы латинскогоалфавита)обозначения.Как и на шахматнойдоске, каждаяклетка имеетсвое имя (адрес),состоящее изимени столбцаи номера строки,например:А1, С13 и т.д.

Ноесли на шахматнойдоске всего8*8=64 клетки, то вэлектроннойтаблице ячеекзначительнобольше. Например,у табличногопроцессораExcelтаблица максимальносодержит 256 столбцови 16384 строки. Посколькув латинскомалфавите всего26 букв, то начинаяс 27-го столбцаиспользуетсядвухбуквенноеобозначения,также в алфавитномпорядке:

АА,АВ, ВZ, CA…

Последний,256-й столбец имеетимя IV(не путайте сримской цифрой).Значит существуютячейки с такимиименами например;DL67, HZ10234и т. п.

Наэкране дисплеявидна не всяэлектроннаятаблица (документ),а только еечасть. Документв полном объемехранится воперативнойпамяти, а экранможно считатьокном, черезкоторое пользовательимеет возможностьпросматриватьего.

В ТПExcel реализованавозможностьработать одновременнос несколькимитаблицами,расположенныхна разных листах.Пользовательможет «перелистывать»эти листы, какв книге.

Призаполнениитаблицы и приее просмотребольшую рольиграет табличныйкурсор- прямоугольник, выделенныйцветом. Табличныйкурсор всегдазанимает клеткутаблицы, котораяназываетсятекущей клеткой.Перемещаякурсор по таблице,мы тем самымперемещаем«окно» по документу,хранящемусяв оперативнойпамяти, и делаетвидимым ту илииную его часть.

Важнымэлементом средытабличногопроцессораявляется менюкоманд. С егопомощью управляютработой электроннойтаблицы. Менюможет бытьсловесным (вSupercalc) илипиктографическим(в Excel).

Панельдиалога обеспечиваетвзаимодействиепользователяс табличнымпроцессороми может содержатьследующиестроки:строку состояния,строку запроса,строку вводаи строку помощи,расположенныев нижней частиэкрана.

Строкасостоянияпредназначенадля выдачиинформациио текущей клетке.Строка запросасодержит возможныеварианты ответана запросытабличногопроцессора.Если пользовательне ведет диалогс табличнымпроцессором,то строка запросасодержит некоторуюдополнительнуюинформацию:ширину текущегостолбца, объемсвободнойпамяти, размертаблицы с данными(активной таблицы).

Строкаввода предназначенадля индикацииданных, которыепользовательнабирает передвводом в клеткитаблицы.

Строкапомощи можетсодержать расшифровкутекущей команды,индикаторсостояниятабличногопроцессора(не путать сострокой состояния).Можно выделитьнесколькоосновных такихсостояний:

«ожидание»-ожидание набораданных иликоманд;
«меню»-ожидание выборакоманды изменю команд;
«ввод»-ввод данных;
«редактирование»-редактированиеданных в строеввода.

Данныев электроннойтаблице.

Вседанные таблицыразмещаютсяв ячейках. Содержимымячейки можетбыть текст,числовое значениеили формула.Табличныйпроцессордолжен «знать»,какого типаданное хранитсяв конкретнойячейке таблицы,для того чтобыправильноинтерпретироватьее содержимое.Текст и числарассматриваютсякак константы.Изменить ихможно толькопутем редактированиясоответствующихячеек. Формулыже автоматическипересчитываютсвои значения,как только хотябы один их операндбыл изменен.Вот примерызаписи формул:

2.5*А1+В2*С3;

(В3-С1)/(В3+с1);

правилазаписи формулподобны правиламзаписи арифметическихвыражений вязыках программирования.Только здесьв качествеидентификаторовпеременныхвыступают именаячеек таблицы.Кроме арифметическихопераций формулымогут содержатьстандартныефункции. У каждогоТП свой наборстандартныхфункций.

Режимработы и системакоманд ТП.

Можновыделить следующиережим работытабличногопроцессора:

формированиеэлектроннойтаблицы;
управлениевычислениями;
режимотображенияформул;
графическийрежим;
работаэлектроннойтаблицы какбазы данных.

Системакоманд тесносвязана с режимамиработы электроннойтаблицы. Какправило, командыреализуютсячерез менюкоманд иличерез функциональныеклавиши.

Рассмотримподробнее режимработы электронныхтаблиц и команды,связанные сними.

режимформатированияэлектронныхтаблиц предполагаетзапоминаниеи редактированиедокумента.Базовыекомандыформированиятаблиц можноразбить на двегруппы;

команды,изменяющиесодержимоеклеток (очистить,редактировать,копировать);
команды,изменяющиеструктурутаблицы (удалить,вставить,переместить).

режимуправлениявычислениями.Все вычисленияначинаютсяс клетки, расположеннойна пересечениипервой строкии первого столбцаэлектроннойтаблицы. Вычисленияпроводятсяв естественномпорядке, т. е.если в очереднойклетке находитсяформула, включающаяадрес еще невычисленнойклетки, товычисленияпо этой формулеоткладываетсядо тех пор, показначение вклетке, от которойзависит формула,не будет определено.

Прикаждом вводенового данногов клетку документпересчитываетзаново- реализуетсяавтоматическийпересчет. Внекоторыхтабличныхпроцессорахсуществуетвозможностьустановкиручного пересчета,т. е. таблицапересчитываетсязаново толькопри подачеспециальнойкоманды.

режимотображенияформулойзадает индикациюсодержимогоклеток на экране.Обычно этотрежим выключени на экранеотображаетсязначения,вычисленныена основаниисодержимогоклеток.
Графическийрежим даетвозможностьотображатьчисловую информациюв графическомвиде, чаще всегов виде диаграмм.Команды графическогорежима можноразбить на двегруппы:

Командаописания диаграмм(задают данные,которые будутвыведены вграфическомвиде, знаюттип диаграмми т. д.);
Командывывода диаграмм.

работав режиме безданных реализованав профессиональныхТП. Возможностьискать и выбиратьданные из таблицыпозволяетиспользоватьэлектроннуютаблицу в качественесложной базыданных. Приработе с базамиданных приходитсяиметь дело стаким понятиями,как файл, записи,поле данных.В электронныхтаблицах файломявляется саматаблица, записями-строки таблицы,полями- клеткитаблицы.

Адресация.

Существуетопределеннаяаналогия междуструктуройэлектроннойтаблицы и структуройоперативнойпамяти ЭВМ. Вобоих случаяхиспользуетсяпринцип адресациидля храненияи поиска информации.Разница состоитв том , что в ОЗУнаименьшейадресуемойединицей являетсябайт, а в таблице-клетка (ячейка).Клетку таблицыможно рассматриватькак переменную(т. е. А1, С5, G10-имена переменных).

Символическиеимена переменныхявляются в тоже время ихадресами втаблице. Существуютразличныеспособы определенияместоположениеклетки:абсолютнаяадресация иотносительнаяадресация.Абсолютнаяадресацияустанавливаетадрес клеткинезависимоот того из какойклетки таблицыссылаются наданную клетку.Относительнаяадресацияустанавливаетадрес клеткив таблице взависимостиот местоположенияформулы, в которойэтот адресиспользуетсяв качествеоперанда. Поумолчанию вэлектронныхтаблицах действуетотносительнаяадресация.

Разницав способахадресациистановитсявидна при переносеформул путемкопированияили при другихпреобразованияхтаблицы, приводящихк изменениюместоположенияформул. Относительныеадреса в формулахмодифицируютсяв соответствиис их новымместоположением.Абсолютныеже адреса остаютсянеизменными.Для многихтабличныхпроцессоровв качествепризнака«замораживания»адреса, т. е.превращенияего из относительногов абсолютный,используетсязначок «$».Например, адресаячейки G7являетсяотносительным,а адрес, записанныйв виде $G$7,являетсяабсолютным(«заморожен»как по строке,так и по столбцу).

Билет 22

Вопрос1

Системауправлениябазы данных(СУБД). Назначенияи основныефункции.

Базаданных (БД)- этохранящая вовнешней памятиЭВМ совокупностьвзаимосвязанныхданных, организованныхпо определеннымправилам,предусматривающимобщие принципыописания, храненияи обработкиданных.

Информацияхранящаясяв БД, как правило,относится ккакой-то определеннойпредметнойобласти. Например:

БДкнижного фондабиблиотеки;
БДкадровогосостава учреждения;
БДзаконодательныхактов в областиуголовногоправа;
БДсовременнойрок- музыки ипр.

Базыданных бываютфактографическимии документальными.

ВфактографическихБД содержатсякраткое сведенияоб описываемыхобъектах,представленныев строго определенномформате. Изприведенныхвыше примеровдве первые БДскорее всегобудут организованныкак фотографические.В БД библиотекео каждой книгехранятсябиблиографическиесведенья:год издания,автор, названиеи пр. разумеется,текст книгив ней содержатсяне будет. В БДотдела кадровучрежденияхранится анкетныеданные сотрудников:фамилия,имя, отчество,год и месторождения и пр.

Базыданных в третьеми четвертомпримерах навернякабудут организованныкак документальные.Первая из нихбудет включатьв себя текстызаконов:вторая- текстыи ноты песен,биографическуюи творческуюсправочнуюинформациюо композиторах,поэтах, исполнителях,звуковые записии видео клипы.Следовательно,документальнаяБД содержитобширную информациюсамого разноготипа:текстовую,графическую,звуковую,мультимедийную.

Самапо себе базаданных не можетобслуживатьзапросы пользователяна поиск и обработкуинформации.БД-это только«информационныйсклад». Обслуживаниепользователяосуществляетинформационнаясистема.

Информационнаясистема (ИС)-это совокупностьбазы данныхи всего комплексааппаратно0программногосредств дляее хранения,изменения ипоиска информации,для взаимодействияс пользователем.Примерамиинформационныхсистем являютсясистемы продажибилетов напассажирскиепоезда и самолеты.WWW- ‘этотоже примерглобальныхинформационныхсистемы.

Устройствавнешней памяти,на которыххранится БД,должно иметьвысокую информационнуюемкость и малоевремя доступак хранимойинформации.Для храненияБД может использоватьсякак один компьютер,так и множествовзаимосвязанныхкомпьютеров.

Еслиразличные частиодной базыданных хранитсяна множествекомпьютеров,объединенныхмежду собойсетью, то такаяБД называетсяраспределеннойбазой данных.Очевидно, информациюв сети Интернет,объединеннуюпаутиной WWW,можно рассматриватькак распределеннуюбазу данных.РаспределениеБД создаетсятакже и в локальныхсетях.

Известнытри основныхтипа организацииданных и связеймежду ними:иерархический(в виде дерева),сетевой иреляционный.

ВиерархическойБД существуетупорядоченностьэлементов взаписи, одинэлемент считаетсяглавным, остальное-подчиненными.Поиск какого-либо элементаданных в такойсистеме можетоказатьсядовольно трудоемкимиз-за обходимостипоследовательнопроходитьнесколькоиерархическихуровней. ИерархическуюБД образуетнапример, каталогфайлов, хранимыхна диске, а деревокаталогов,доступное дляпросмотра вNorton commander,-нагляднаядемонстрацияструктуры такойБД и поиска внем нужногоэлемента (приработе в операционнойсистеме MS_DOS).Такой же БДявляется родовоегенеалогическоедерево.

СетеваяБД отличаетсябольшей гибкостью,так как в немсуществуетвозможностьустанавливатьдополнительнок вертикальнымиерархическимсвязям горизонтальныесвязи. Это облегчаетпроцесс поисканужных элементовданных, так какуже не требуетобязательногопрохождениянесколькихиерархическихступеней.

Наиболеераспространеннымспособом организацииданных являетсяреляционный.РеляционнымиБД (от английскогослова relation-«отношение»)называетсяБД, этому подходу,такая таблицаназываетсяотношением.Каждая строкатаблицы содержитинформациюоб одном отдельномобъекте описываемойв БД системы(о конкретнойкниге, сотрудникеучрежденияи пр.), а каждыйстолбец- определеннойхарактеристики(свойства, атрибуты)этих объектов.Например, атрибутамиобъектов могутбыть авторкниги, должностьсотрудника,отдел, в которомон работает,и пр.

Строкитакой таблицыназываютсязаписями, астолбцы- полями.Каждая записьдолжна отличатсяот других значенийглавного ключа-определенногополя или совокупностиполей, идентифицирующихзапись. Длякаждого поляопределяетсятип и формат.Чаще всегореляционнаябаза данных– это множествотаблиц, и поэтомуна диске – этомножествофайлов. Различныетаблицы связанымежду собойчерез общиеполя.

Программноеобеспечение,позволяющеесоздать БД,обновлятьхранимую в нейинформацию,обеспечивающееудобный доступк ней с цельюпросмотра ипоиска, называетсясистемой управлениябазой данных(СУБД). Системауправлениябазами данныхсоздает наэкране компьютераопределеннуюсреду для работыпользователя(пользовательскийинтерфейс).Кроме того,СУБД имеетопределенныережимы работыи систему команд.На основе СУБДсоздаются ифункционируютИС.

СУБДделятся поспособу организациибаз данных насетевые, иерархическиеи реляционные,На современныхперсональныхкомпьютерахнаиболеераспространениеполучили реляционныеСУБД. Рассмотримработу с ними.

Типичнымирежимами работыс базой данныхявляются:

СозданиеБД;
РедактированиеБД;
МанипулированиеБД;

Поискв БД.

Дляработы в каждомрежиме существуетсвоя системакоманд СУБД.Всякая работапользователяс БД строитсяв форме алгоритма,составленногоиз этих команд.Такие алгоритмымогут выполнятьсяв режиме прямоговыполнения(отдается командаи сразу выполняется)и в режимеавтоматическоговыполнения,т.е. в программномрежиме.

Вдальнейшемпримеры командбудет приводитьиз СУБД dBASE,а также совместимыхс ней FoxBase,”карат”,“ребус”, которыечасто используютсяв школах науроках информатики.Для интерфейсаСУБД с пользователеммогут применятсядиалоговыеоболочки (которыемогут бытьразными). Командныйже язык вездеприблизительноодинаков.
Системаприглашаетпользователя к диалогу выводомна экран символа«.» (точка), послекоторой ондолжен набратьна клавиатурекоманду. Вводпараметров команды, какправило, происходитв диалоге. СУБДзапрашиваетпараметры,пользовательвводит их склавиатуры.

Режимработы с БД.

режимсоздания БД.Работа в этомрежиме происходитв такой последовательности:

отдаетсякоманда создатьБД (.create).

назапрос системыпользовательсообщает имябазы данных(file name: primer).

Запрашиваетсяобщее количествополей (столбцов)записи;затем по соответствующемузапросу вводитсяхарактеристикиполей БД, к которымотносятся:

имяполя.
Типполя.
Ширинаполя (количествосимволов).
Форматчисловых данных.

Послеопределенияструктурызаписей (строктаблицы) происходитввод информациив БД. Ввод такжепроисходитв диалоге- значениекаждого поля,каждой записизапрашиваетсяотдельно. Длякаждого полятаблицы долженбыть определенныйтип данных(символьный,числовой,логический).

режимредактированияБД. Под редактированиемпонимаетсявнесение любыхизменений вуже созданнуюбазу данных.Типичные операцииредактирования:

добавлениеновых записейв базу (в концеили вставкавнутрь) (APPEND,INSERT);
удалениезаписи из базы(DELETE);
редактированиезначений полейзаписи (edit,change, browse).

манипулированиеБД-это некоторыедействия,выполняемыес БД в целом.К этой группеможно отнестиследующиекоманды:

просмотрвсей БД на экране(list);
копированиефайла БД (copy);

сортировказаписей БД позначениямнекоторогополя и созданиефайла с отсортированнымизаписями (sort);
активизацияфайла БД дляобработки всехвидов (USE)и др.

режимпоиска БД -этовыбор из базыданных записей,удовлетворяющихзаданным условиямпоиска. Поля,по значениюкоторых осуществляетсяпоиск, называетсяключом поиска.Условие поискапредставляетсобой логическоевыражение,например:

должность=«инженер»;

отдел310.

Слеваот знака сравненияпишутся именаполей, справа-значения, скоторыми производитсясравнение.Подобные выраженияотражают условияпоиска по одномупоисковомуключу. Еслитребуетсяосуществитьпоиск по несколькимключам или назначение одногоключа накладываетсянесколькоусловий, тоусловие поискабудет представлятьсобой сложноелогическоевыражение:

(должность=«инженер») или(должность=«программист»);

(отдел=310)и (не (должность=«лаборант»)).

Всложных логическихвыраженияхупотребляетсялогическиеоперации:И- логическоеумножение(конъюнкция);ИЛИ- логическоесложение(дизъюнкция);не- отрицание(в Dbase,соответственно:AND, OR, NOT).

Результатомпоиска в БДможет бытьвыделение втаблице записей,удовлетворяющихусловно поиска.В dBASEтакое действиевыполняетсяпо команде(LOCATE)«условие поиска».Указательустанавливаетсяна первую запись,удовлетворяющуюусловию поиска.А затем с помощьюспециальнойкоманды (CONTINUE)перемещаетсяк следующейтакой записи.Результатомпоиска можетбыть созданиеотдельнойтаблицы, в которойсобраны всестроки, удовлетворяющиеусловию.

Билет22

Вопрос2

Компьютерныевирусы. Методыраспространения профилактикизаражения.

Компьютерныйвирус - этоспециальнонаписаннаянебольшая поразмерам программа,которая может"приписывать"себя к другим программам(т.е. "заражать"их),а также выполнятьразличные нежелательныедействия накомпьютере.Программа,внутри которойнаходится вирус, называется"зараженной".Когда такаяпрограмманачинает работу,то сначалауправление получает вирус.Вирус находити "заражает"другие программы,а также выполняеткакие-нибудьвредные действия(например, портитфайлы или таблицу размещения файлов на диске,"засоряет" оперативнуюпамять и т.д.).Для маскировки вируса действия по заражению других программи нанесениювреда могутвыполнятьсяне всегда, а,скажем, привыполнении определенныхусловий. Послетого как вирус выполнит нужные ему действия,он передаетуправлениетой программе,в которой оннаходится, иона работаеттакже, как обычно.Тем самым внешнеработа зараженнойпрограммывыглядит также, как и незараженной.

Многиеразновидностивирусов устроенытак, что призапуске зараженной программывирус остаетсярезидентно,т.е. до перезагрузкиDOS, в памяти компьютераи время от временизаражает программыи выполняетвредные действияна компьютере.

Компьютерныйвирус можетиспортить, т.е.изменить ненадлежащимобразом, любойфайл на имеющихв компьютередисках. Но некоторыевиды файловвирус может"заразить".Это означает,что вирус может"внедриться"в эти файлы,т.е. изменитьих так, что онибудут содержать вирус, которыйпри некоторыхобстоятельствахможет начатьсвою работу.

Следуетзаметить, чтотексты программи документов,информационныефайлы без данных,таблицы табличных процессорови другие аналогичныефайлы не могутбыть зараженывирусом, онможет их толькоиспортить.

-------ПРОЯВЛЕНИЕНАЛИЧИЯ ВИРУСАВ РАБОТЕ НАПЭВМ -------

Вседействия вируса выполнятьсядостаточно быстро и безвыдачи каких-либосообщений,поэтому пользователю очень трудно заметить, чтов компьютерепроисходитчто-то необычное.

Покана компьютерезаражено относительномало программ,наличие вирусаможет бытьпрактическинезаметно.Однако по прошествиинекотороговремени накомпьютереначинает творитьсячто-то странное,например:

* некоторыепрограммыперестаютработать илиначинают работатьнеправильно;

* на экран выводятсяпосторонниесообщения,символы и т.д.;

* работа на компьютересущественнозамедляется;

* некоторые файлыоказываютсяиспорченнымии т.д.

Кэтому моменту,как правило,уже достаточно много (или дажебольшинство)программ являютсязараженнымивирусом, а некоторыефайлы и диски- испорченными.Более того,зараженныепрограммы содного компьютерамогли бытьперенесеныс помощью дискетили по локальнойсети на другиекомпьютеры.

Некоторыевиды вирусов ведут себя ещеболее коварно. Они вначаленезаметнозаражают большоечисло программили дисков, апотом причиняюточень серьезныеповреждения,например формируютвесь жесткийдиск на компьютере.А бывают вирусы,которые стараютсявести себя какможно болеенезаметно, нопонемногу ипостепеннопортят данныена жесткомдиске компьютера.

Такимобразом, еслине предприниматьмер по защитеот вируса, то последствиязаражениякомпьютерамогут бытьочень серьезными.

--------РАЗНОВИДНОСТИКОМПЬЮТЕРНЫХВИРУСОВ --------

Каждаяконкретнаяразновидностьвируса можетзаражать толькоодин или дватипа файлов.Чаще всеговстречаютсявирусы, заражающиеисполнимыефайлы. Некоторыевирусы заражаюти файлы, и загрузочныеобласти дисков.Вирусы, заражающие драйверы устройств,встречаютсякрайне редко,обычно такиевирусы умеютзаражать иисполнимыефайлы.

Впоследнее времяполучилираспространениевирусы новоготипа - вирусы,имеющие файловую систему надиске. Эти вирусыобычно называются DIR. Такие вирусыпрячут своетело в некоторый участок диска(обычно - в последнийкластер диска)и помечают егов таблице размещенияфайлов (FAT) какконец файла.

Чтобыпредотвратитьсвое обнаружение,некоторыевирусы применяютдовольно хитрыеприемы маскировки.Я расскажу одвух из них:"невидимых"и самомодифицирующихсявирусах.

"НЕВИДИМЫЕ"вирусы. Многие резидентные вирусы (и файловые,и загрузочные)предотвращаютсвое обнаружениетем, что перехватываютобращения DOS(и тем самымприкладныхпрограмм) кзараженнымфайлам и областямдиска и выдаютих в исходном(незараженном)виде. Разумеется,этот эффектнаблюдается только на зараженномкомпьютере- на "чистом"компьютере изменения вфайлах и загрузочныхобластях дискаможно легкообнаружить.

САМОМОДИФИЦИРУЮЩИЕСЯвирусы. Другойспособ, применяемый вирусами для того, чтобыукрыться от обнаружения,- модификациясвоего тела.Многие вирусыхранят большуючасть своеготела в закодированномвиде, чтобы спомощью дизассемблеровнельзя былоразобратьсяв механизмеих работы.Самомодифицирующиесявирусы используютэтот прием ичасто меняютпараметры этойкодировки, акроме того,изменяют и своюстартовуючасть, котораяслужит дляраскодировкиостальныхкоманд вируса.Таким образом,в теле подобноговируса не имеетсяни одной постояннойцепочки байтов,по которойможно было быидентифицировать вирус. Это,естествен-

но,затрудняетнахождениетаких вирусовпрограммами-детекторами.

--------МЕТОДЫ ЗАЩИТЫОТ КОМПЬЮТЕРНЫХВИРУСОВ --------

Какимбы не был вирус,пользователюнеобходимознать основные методы защиты

откомпьютерныхвирусов. Длязащиты от вирусовможно использовать:

* общие средствазащиты информации,которые полезнытакже и какстраховка отфизическойпорчи дисков,неправильноработающихпрограмм илиошибочныхдействийпользователя;

* профилактическиемеры, позволяющиеуменьшитьвероятность заражениявирусом;

* специализированныепрограммы длязащиты от вирусов.

Общиесредства защитыинформацииполезны нетолько длязащиты от вирусов.Имеются двеосновныеразновидностиэтих средств:

* копированиеинформации- создание копий файлов и системных областей дисков;

* разграничение доступа предотвращаетнесанкционированноеиспользованинформации,в частности,защиту от измененийпрограмм иданных вирусами,неправильноработающимипрограммамии ошибочнымидействиямипользователей.Несмотря нато, что общиесредства защитыинформации очень важны для защиты отвирусов, всеже их недостаточно. Необходимои применение специализированныхпрограмм длязащиты от вирусов.Эти программыможно разделитьна несколько видов: детекторы,доктора (фаги),ревизоры,доктора-ревизоры,фильтры и вакцины(иммунизаторы).

ПРОГРАММЫ-ДЕТЕКТОРЫпозволяютобнаруживатьфайлы, зараженныеодним из несколькихизвестныхвирусов. Этипрограммыпроверяют,имеется ли вфайлах на указанномпользователемдиске специфическаядля данноговируса комбинациябайтов. При ееобнаружениив каком-либофайле на экранвыводитсясоответствующее сообщение.Многие детекторыимеют режимылечения илиуничтожениязараженныхфайлов. Следуетподчеркнуть,что программы-детекторымогут обнаруживатьтолько те вирусы,которые ей"известны".Программа Scanфирмы McAfee Associates и Aidstest Д.Н .Лозинскогопозволяютобнаруживатьоколо 1000 вирусов,но всего ихболее пятитысяч! Некоторыепрограммы-детекторы,например NortonAntiVirus или AVSP фирмы"Диалог-МГУ",могут настраиватьна новые типывирусов, имнеобходимо лишь указатькомбинациибайтов, присущиеэтим вирусам.Тем не менееневозможно разработатьтакую программу,которая моглабы обнаруживать любой заранее неизвестныйвирус.

Такимобразом, изтого, что программане опознаетсядетекторамикак зараженная,не следует, чтоона здорова- в ней могутсидеть какой-нибудь новый вирусили слегкамодифицированнаяверсия староговируса, неизвестныепрограммам-детекторам.

Многиепрограммы-детекторы(в том числе иAidstest) не умеютобнаруживатьзаражение"невидимыми"вирусами, еслитакой вирусактивен в памятикомпьютера.Дело в том, чтодля чтениядиска они используютфункции DOS, а ониперехватываютсявирусом, которыйговорит, чтовсе хорошо.Правда, Aidstest и другие детекторы

пытаютсявыявить вируспутем просмотраоперативнойпамяти, но против некоторых"хитрых" вирусовэто не помогает.Так что надежный диагноз программы-детекторы дают толькопри загрузкеDOS с "чистой",защищеннойот записи дискеты,при этом копияпрограммы-детекторатакже должнабыть запущенас этой дискеты.

Некоторыедетекторы,скажем, ADinf фирмы"Диалог-Наука",умеют ловить"невидимые"вирусы, дажекогда они активны.Для этого оничитают диск,не используя

вызовыDOS. Правда, этотметод работаетне на всехдисководах.

Большинствопрограмм-детекторовимеют функцию"доктора", т.е. они пытаютсявернуть зараженныефайлы или областидиска в их исходноесостояние. Тефайлы, которыене удалосьвосстановить,как правило,делаютсянеработоспособнымиили удаляются.

Большинствопрограмм-докторовумеют "лечить"только от некоторого фиксированногонабора вирусов,поэтому онибыстро устаревают.Но некоторыепрограммы могут

обучатьсяне только способамобнаружения,но и способамлечения новых вирусов.

Ктаким программамотносится AVSPфирмы "Диалог-МГУ".

ПРОГРАММЫ-РЕВИЗОРЫимеют две стадииработы. Сначалаони запоминаютсведения осостояниипрограмм исистемныхобластей дисков(загрузочногосектора и секторас таблицейразбиенияжесткого диска). Предполагается,что в этот моментпрограммы исистемныеобласти дисковне заражены.После этогос помощьюпрограммы-ревизораможно в любоймомент сравнитьсостояниепрограмм исистемныхобластей дисков с исходным. Овыявленныхнесоответствияхсообщаетсяпользователю.

Чтобыпроверка состоянияпрограмм идисков проходилапри каждойзагрузке операционнойсистемы, необходимовключить командузапуска программы-ревизорав командныйфайл AUTOEXEC.BAT. Этопозволяетобнаружитьзаражениекомпьютернымвирусом, когдаон еще не успелнанести большоговреда. Болеетого, та же программа--ревизорсможет найтиповрежденныевирусом файлы.Многие программы-ревизорыявляются довольно"интеллектуальными"- они могутотличать измененияв файлах, вызванные,например, переходомк новой версии программы, отизменений,вносимых вирусом,и не поднимаютложной тревоги. Дело в том, чтовирусы обычноизменяют файлывесьма специфическимобразом и производятодинаковыеизменения вразных программныхфайлах. Понятно,что в нормальнойситуации такиеизмененияпрактическиникогда невстречаются,поэтому программа-ревизор,зафиксировавфакт такихизменений,может с уверенностью сообщить, что они вызваныименно вирусом.

Следуетзаметить, чтомногие программы-ревизорыне умеют обнаруживатьзаражение"невидимыми"вирусами, еслитакой вирусактивен в памятикомпьютера.Но некоторыепрограммы-ревизоры,например ADinf фирмы"Диалог-Наука",все же умеютделать это, неиспользуявызовы DOS длячтения диска(правда, ониработают не на всех дисководах).Другиепрограммы частоиспользуютразличныеполумеры –пытаются обнаружитьвирус в оперативнойпамяти, требуютвызовы из первой строки файла

AUTOEXEC.BAT,надеясь работатьна "чистом"компьютере,и т.д. Увы противнекоторых"хитрых" вирусоввсе это бесполезно.

Дляпроверки того,не изменилсяли файл, некоторые программы-ревизоры проверяютдлину файла.Но эта проверканедостаточна- некоторыевирусы не изменяютдлину зараженныхфайлов. Болеенадежная проверка- прочесть весь файл и вычислитьего контрольнуюсумму. Изменитьфайл так, чтобыего контрольнаясумма осталасьпрежней, практическиневозможно.

Впоследнее времяпоявились оченьполезные гибридыревизоров идокторов, т.е.

ДОКТОРА-РЕВИЗОРЫ,-программы,которые нетолько обнаруживаютизменения вфайлах и системныхобластях дисков,но и могут вслучае измененийавтоматическивернуть их висходное состояние.Такие программымогут бытьгораздо болееуниверсальными,чем программы-доктора,поскольку прилечении онииспользуютзаранее сохраненнуюинформациюо состояниифайлов и областей дисков. Это позволяет им вылечиватьфайлы даже оттех вирусов,которые не былисозданы намомент написанияпрограммы.

Ноони могут лечитьне от всех вирусов,а только от тех, которые используют

"стандартные",известные намомент написанияпрограммы,механизмызараженияфайлов.

Существуюттакже ПРОГРАММЫ-ФИЛЬТРЫ,которые располагаютсярезидентнов оперативнойпамяти компьютераи перехватываютте обращения к операционной системе, которыеиспользуютсявирусами для размноженияи нанесения вреда, и сообщают о них пользователя.Пользовательможет разрешитьили запретитьвыполнениесоответствующейоперации.

Некоторыепрограммы-фильтрыне "ловят"подозрительные действия, а проверяютвызываемыена выполнениепрограммы наналичие вирусов.Это вызывает замедлениеработы компьютера.

Однакопреимуществаиспользованияпрограмм-фильтроввесьма значительны– они позволяютобнаружитьмногие вирусына самой раннейстадии, когда вирус еще неуспел размножитьсяи что-либо испортить.Тем самым можносвести убыткиот вируса кминимуму.

ПРОГРАММЫ-ВАКЦИНЫ,или ИММУНИЗАТОРЫ, модифицируют программы идиски такимобразом, чтоэто не отражаетсяна работе программ, но тот вирус, от которогопроизводитсявакцинация,считает этипрограммы или диски уже зараженными.Эти программыкрайне неэффективны.

Ниодин тип антивирусныхпрограмм поотдельности не дает полной защиты от вирусов.Лучшей стратегиейзащиты от вирусовявляется многоуровневая,"эшелонированная"оборона. Опишуструктуру этойобороны.

Средствамразведки в"обороне" отвирусов соответствуют программы-детекторы,позволяющие проверять вновь полученное программное обеспечение на наличиевирусов. Напереднем краеобороны находятсяпрограммы-фильтры.Эти программымогут первымисообщить оработе вирусаи предотвратитьзаражениепрограмм идисков. Второйэшелон оборонысоставляютпрограммы-ревизоры,программы-доктораи доктора-ревизоры. Самый глубокий эшелон обороны- это средства разграничения доступа. Они не позволяютвирусам и неверноработающимпрограммам,даже если онипроникли вкомпьютер,испортитьважные данные. В "стратегическомрезерве" находятсяархивные копииинформации.Это позволяетвосстановитьинформациюпри её повреждении.Это неформальноеописание позволяетлучше понятьметодику примененияантивирусныхсредств.

----------ДЕЙСТВИЯ ПРИЗАРАЖЕНИИВИРУСОМ ----------

Призаражениикомпьютеравирусом (илипри подозрениина это) важно соблюдать 4-еправила:

1)Прежде всегоне надо торопитьсяи приниматьопрометчивыхрешений.

Непродуманныедействия могутпривести нетолько к потеричасти файлов,но к повторномузаражениюкомпьютера.

2)Надо немедленно выключить компьютер,чтобы вирусне продолжал

своихразрушительныхдействий.

3)Все действияпо обнаружениювида зараженияи лечению компьютера

следуетвыполнять призагрузке компьютерас защищеннойот записи дискетыс ОС(обязательноеправило).

4)Если Вы не обладаетедостаточнымизнаниями иопытом длялечения

компьютера,попроситепомочь болееопытных коллег.

Билет23

Вопрос1

Услугикомпьютерныхсетей.

Компьютерная(электронная)сеть –это системаобмена информациеймежду различнымикомпьютерами.

Наиболеепопулярнымвидом услуг,которые представляютсвоим абонентамкомпьютерныесети, являютсяэлектроннаяпочта (e-mail).

Каждыйабонент электроннойпочты при регистрацииполучает своисобственный«почтовыйящик»- некоторыйобъем памятина сервере, вкоторый попадаютвсе адресованныеему сообщения.Имена почтовыхящиков и сведенияоб их владельцахдоступны всемабонентам сети.Войдя в сетьможно послатьсообщение полюбому адресу,и это сообщениепопадает всоответствующийпочтовый ящик.Для того чтобыполучить поступившееписьмо, необходимосообщить системеимя почтовогоящика и пароль,дающий правона получениеинформации.Каждый владелецпочтового ящикасам устанавливаетпароль, закрываятем самым свойпочтовый ящикот посторонних.

Используяразличныепротоколы,можно положитьв почтовый ящиксвоего корреспондентакак текстовые,так и двоичныефайлы. С помощьюдвоичных файловпередают любыевиды данных:программы дляЭВМ в машинныхкодах, звук,изображение,текстовые файлыс любой кодировкисимволов.Единственноетребованиесостоит в том,чтобы адресатсумел правильнопроинтерпретировать(понять) переданноеему сообщение.

Программноеобеспечениеэлектроннойпочты- коммуникационнаяпрограмма (КП).Используемоев настоящеевремя ПО такогорода достаточноразнообразно.

СредаКП.

Рабочимполем КП являетсяэкран дисплея,на которомрасполагаютсяменю, строкасостояния,рабочие окна.В рабочие окнавызываютсясписки писеми сами письма(сообщения).

Важнейшемэлементом средыКП являетсяпочтовый ящик-область внешнейпамяти сервера,куда поступаютписьма. Во внешнейпамяти терминаладля долговременногохранения писемиспользуетсяпочтовый архив,а для адресовпостоянныхабонентов-адресный справочник.

Электронноеписьмо обычносостоит изкраткого сообщения(текста) и пересылаемыхфайлов, в которыхможет содержатьсясамая разнаяинформация:тексты, программныепродукты,закодированныеграфическиеизображенияи т. д.

Дляхранения этихфайлов создаютсяспециальныекаталоги почты.

Режимработы КП.

установкапараметровконфигурации.Этот режимчаще всегоиспользуетсяв начальныймомент подключенияабонента кэлектроннойпочте. При этомсоздаютсяпочтовый ящик,почтовый архив,адресный справочник,каталоги почты.Кроме того,устанавливаютсяномера телефонаи параметрымодема, к которымподключаетсятерминал. Впроцессе текущейработы в этомрежиме можноуправлятьпланированиемвремени обменапочтой и устанавливатьтекущего активногопользователя(если к данномутерминалуимеют доступнесколькоабонентов).
Просмотрпочтовогоящика (спискаписем). Во времяпросмотраможно отсортироватьполученныеписьма (например,по дате отправления,по имени отправителяи т. д.) и выбратьписьмо дляпросмотра.
Просмотрписьма.В этом режимепомимо визуальногопросмотраписьма можновыполнитьследующиедействия надписьмами:

Удаление.
Сохранениев почтовомархиве.
Переписываниев файл.
Пересылкадругому адресату.
Печатьна принтере.

подготовка/редактированиеписем. Письмоподготавливаетсяв специальномрабочем поле-бланке письма,который содержитадресную часть,место для краткогоописания (сути)письма, местодля указанияимен файлов,отправляемыхс этим письмом.Для работы наэтом бланкеиспользуетсявстроенныйтекстовыйредактор. Заполнениеадресной частиможно осуществлятьвыбором изсписка адресов.Имена отправляемыхфайлов можновыбрать изкаталога почты.
Отправлениеэлектроннойкорреспонденции.В этом режимеподготовленноеписьмо отправляетсяадресату, приэтом можноиспользоватьдополнительныеуслуги, напримеруведомлениео получении.

Помимоэлектроннойпочты к услугамкомпьютерныхсетей относятсяследующие:

Базаданных. Доступк базам данных-типичный видуслуг, предоставляемыхабонентамкомпьютерныхсетей. Подключившись,к сети черезтелефоннуюлинию и задавсетевой адреснужной емубазы данных,абонент подключаетсяк ней и в режимедиалога можетполучить требуемуюему информацию.Стоимостьинформационныхуслуг обычнопрямо пропорциональнавремени работыс системой.
Электронныедоски объявлений—BBS(Bulletin Board System).

Электроннаядоска объявленийпо своему замыслуаналогия обычнойдоске объявлений,которая виситна стене в каждойшколе.

Прииспользованиибазы данныхлюбой абонентможет прочитатьвсю хранящуюсятам информацию,но не имеетправа ее изменять.Пользуясьэлектроннойпочтой, абонентможет записатьинформациюв любой почтовыйящик, но прочитатьи изменитьданные он можеттолько в своемсобственном.Электроннаядоска объявленийпозволяеткаждому записатьтуда любуюинформацию,представляющуюинтерес для абонентовсистемы, и прочитатьсообщения,помещенныетуда другимиабонентами.Такой режимработы даетвозможностьиспользоватьэлектронныедоски объявленийдля проведениякомпьютерныхконференций-телеконференций.Особую рольв проведениителеконференциииграет ее ведущий.Ведущий получаету операторасистемы разрешениена проведениеконференции,открывает ее,приглашаетучастников,организуети поддерживаетих работу. Ведущийможет закрытьконференцию,когда необходимостьв ней отпадает.В отличие отостальныхабонентовсистемы ведущийимеет правоудалять сообщения,помещенныена доску объявлений.Передача сообщениядля телеконференцииидет в обычномрежиме электроннойпочты, тольков этом случаеадресатомявляется конкретнаятема в телеконференции.

Широкоеразвитие получаетWWW (World Wide Web- всемирнаяпаутина), позволяющаясовершать всеперечисленныеоперации в сетис помощьюполноэкранногографическогоинтерфейса.World Wide Web –этособраниеинформационныхстраниц. Каждаястраница можетбыть комбинациейтекста, рисунков,анимации и пр.Web-страницы содержаттак называемыегиперсвязи.Каждая гиперсвязьсоотноситсяс другой Web-страницей,и если щелкнутьна некоторойстранице мышью,то на экранебудет выведенасвязанная сней страница.В этой страницеможет быть, всвою очередь,еще несколькотаких связей(ссылок) на другиестраницы. Этасистема связанныхмежду собойдокументовназываетсягипертекстом.С помощью WWWможнопросматриватьсообщения опоследнихновостях (электронноеиздание журнала«PC World»выходит намесяц раньше,чем соответствующеепечатное издание),делать заказына приобретениеразличныхтоваров покаталогу и т.д.

Билет24

Вопрос1

гипертекст.ТехнологияWWW/

Гипертекст-это способорганизациитекстовойинформации,внутри которойустановленысмысловые связимежду ее различнымифрагментами.

Такиесвязи называютсягиперсвязямичаше всего попринципу гипертекстаорганизованныкомпьютерныесправочники,энциклопедии,учебники. Токуюкнигу можночитать не тольков обычном порядке,листая страницына экране, нои перемещатьпо смысловымсвязям в произвольномпорядке. Например,при изучениина уроке физикеНьютона с помощьюкомпьютерногоучебника, ученикпрочитал определениезакона «силаравна произведениюмассы на ускорение».Ему захотелосьвспомнитьопределения массы. Указавв тексте наслово масса(связанныепонятия обычновыделяютсяили подчеркиваются,а указать наних удобно спомощью мыши,он быстро перейдетк разделу учебника,где рассказываетсяо массе тел .прочитав определения,масса мераинертноститела. Послетакой экскурсиив глубь материалаученик можетвернутся висходную точкунажатием однойклавиши, таккак системапомнит весьпуть обучения.

Самойновой и самойинтереснойуслугой, представляемойпользователямinternet,с недавних порстала возможностьработать синформационнойсистемой WWW.Это словосочетаниеможно перевестикак «всемирнаяпаутина». Именноработа сWWW имеетсяв виду.

Оченьтрудно датьопределениеWWW.Эту системуможно сравнитьс огромнойэнциклопедией,страниц которойразбросаныпо компьютернымсервисам,объединенныхсетью internet.Чтобы получитьнужную информацию,пользоатель должен добратьсядо соответствующейстраницыэнциклопедии.Видимо, имеяв виду такуюаналогию, создателиWWW велипонятие Web-страницы.

Web-страницаэто основнаяинформационнаяединица WWW.Она содержитотдельныйдокумент, хранящихсяна Web-сервере.Страницаимеет свое имя(подобно номерустраницы вэнциклопедии),по которомук ней можнообратится.

Информацияна Web-страницеможет бытьсамой разной,текст, рисунок,фотография,мультимедиа.На Web-страницахпомещают рекламу,справочнуюинформацию,научные статьи,последниеновости, иллюстрированныеиздания, художественныекаталоги, прогнозпогоды и многое, многое другое.Проще сказать-наWeb-страницахесть все.

ОдинWeb-серверсодержит множествостраниц (можносказать, чтоэто один томмноготомнойэнциклопедиипод названиемWWW).У каждого такогосервера естьглавная страница,которая называетсядомашней (Homepage). Это своеобразныйтитульный лист,начинаяс которогоможно просматриватьдокументыхранящиесяна сервере.Обычно домашняястраница серверасодержит оглавление-названия разделов.Чтобы обратитсяк нужному разделу,достаточнопод весть указательна экране кназванию разделаи щелкнутьклавишей мыши.

Наодну и тужестраницу можновыйти разнымипутями. Аналогиястраницам книгиздесь уже неработает. Вкниге страницыимеют определеннуюпоследовательность.Web-страницытакой последовательностине имеют . переходот одной страницык другой происходитпо гиперсвязям,образующимсеть, котораянапоминаетпаутину. Отсюдапроисходитназвание системы.

Перемещатьсяпользователюпо «паутине»помогает специальноепрограммноеобеспечение,которое называетсяWeb-боузером,от английскогоbrowse-осматривать,изучать. С помощьюброузера нужнуюинформациюможно найтиразными способами.Система WWWоченьбыстро развивается.Уже сейчас всеее ресурсыплохо поддаютсяобзору. Выпускаютсятолстые справочники,каталоги, которыеустареваютбыстрее, чемтелефонныекниги. Поэтомуодновременнос увеличениемобъема информациисовершенствуетсясистема поискав WWW.

Билет25

Вопрос1

Информатизацияобщества. Основныеэтапы развития,вычислительнойтехнике.

Информационныереволюции.Информатизацияобщества.

Подходяк анализу жизниобщества наразличныхступенькахего развитияс точки зрениявыяснение того,что определялов тот или инойпериод еговыживания ипрогрессивноеразвитие, можнозаметить, чтовплоть до 17 вдеятельностьобщества вцелом и каждогочеловека вотдельностибыла направленана овладениевеществом, тоесть познаниесвойств веществаи изготовлениесначала примитивных,а потом всеболее сложныхорудий труда,вплоть до механизмовв машин, позволяющиеизготовлятьпотребительскиеценности.

Затемв процессестановленияиндустриальногообщества напервый планвышла проблемаовладенияэнергией- сначало тепловой,затем электрический,наконец, в20 в, атомной. Овладениеэнергией позволилоосвоить массовоепроизводствопотребительскихценностей и,как следствие,повысить уровеньжизни людейи изменитьхарактер ихтруда.

С другойстороны, человечествостремилосьпознать тайнымировоззрения,составляя егомодели, выделяяобщие закономерности,пытаясь увидетьнекотороеединство в разнообразииматериальныхобъектов. Иодним из первыхобобщенийабстрактныхпонятий наукистановитсявещество. Этаидея развиваласьв от философиидревней Грециидо современнойтеории квантовоговещества. Казалось,что все в миреможно объяснить,описав каксовокупностьвзаимодействующихматериальныхчастиц. Следующимобобщеннымпонятием сталопонятие энергия.Его появлениебыло связанос развитиемтехники, созданиемдвигателей,техническихпреобразователейэнергии. Физические,химические,биологическиепроцессы сталирассматриватьсяс позиции передачии преобразованияэнергии. Желаяисследоватьвсе более сложныеобъекты в технике,биологии, обществе,наука всталаперед фактомневозможностидетальногоописания ихповедение наязыке материально-энергетическихмоделей.

В тоже время людямбыла свойственнапотребностьвыразить изапомнитьинформациюоб окружающемих мире такпоявиласьустная речь,письменность,книгопечатание,живопись, фотография,радио, телевидение..в истории развитияцивилизациипроизошлонесколькоинформационныхреволюций-преобразованиеобщественныхотношений из-закардинальныхизменение всфере обработкиинформации,информационныхтехнологий.Следствиемподобныхпреобразованийявлялось приобретениечеловеческимобществомново8го качества.

Перваяреволюциясвязана сизобретениемписьменности.Появиласьвозможностьраспространениязнаний и сохраненияих для передачипоследующимпоколениям.

Втораяреволюция(конец 16 в.) вызванаизобретениемкнигопечатания,которое радикальнымобразом изменилообщество, культуру.

Третьяреволюция(конец 20 в) обусловленаизобретениемэлектричества,благодарякоторому появилисьтелеграф, телефон,радио, позволяющиеоперативнопередаватьинформацию.

Четвертаяреволюция (70-егоды 20в) связанас изобретениемперсональногокомпьютера.

Разработкисоздание компьютеров,как электронныхавтоматическихустройств дляработы с информацией,были объективнопредопределены.Начиная с последнейтрети 20в. сталиговорить обинформационномвзрыве, называятак бурный ростобъемов и потоковинформации.Он произошелна фоне традиционныхметодов обработкиинформации,фактическис помощью бумагии ручки, чтопривело кинформационномукризису. Возниклопротиворечиемежду быстровозрастающимиобъемами ипотоками информации,потребностямиобщества в ееобработке дляповышенияуровня производстваи жизни и ограниченнымивозможностямичеловека,использующегопри работе синформациейтрадиционныетехнологии.Это противоречиестало негативносказыватьсяна темпахэкономическогоразвития инаучно-техническогопрогресса.Начиналсяпостепенныйпереход кинформационномуобществу, вкотором наоснове овладенияинформациейо самых различныхпроцессах иявлениях можноэффективнои оптимальностроить любуюдеятельность. Возможно, чтов информационномобществе повышаетсякачество нетолько потребления,но и производства.Человек, использующийновее информационныетехнологии,работает влучших условиях,труд становитсятворческим,интеллектуальным.Важное местов этом процессезаняла новаянаучная дисциплина-кибернетика-наука об управлениисвязи в живоморганизме,машине, обществе, наука, центральнымпонятием которойявляется информация.Кибернетикапородила новыйсистемно-информационныйвзгляд на природу.

Такимобразом, вещество,энергия, информация-этотри стороныс точки зрениякоторых наукасумела посмотретьна бесконечносложный иразнообразныймир. И степеньего познания,практическогоовладениязнания о веществе,энергии, информациине в последнююочередь определилидостигнутыйуровень развитияи дальнейшиеперспективынаучно-техническогои экономическогопрогрессачеловеческогообщества.

Вкачестве средствадля хранения,переработкипередачи информациинаучно-техническийпрогресс предложилобществу компьютер(электронно-вычислительнуюмашину-ЭВМ). Ав качестве мерыразвитостиинформационногообщества можно взять три критерия:наличие компьютеров,существованиеразвитого рынкапрограммногообеспеченияи функционированиекомпьютерныхинформационныхсетей. Причемважно не количествокомпьютеровсамо по себе,необходимо,чтобы они былинадежными,недорогими,с богатымиаппаратнымии программнымивозможностями.Именно а такимкомпьютерамнаиболее приблизилисьпоследниемодели четвертогопоколения.

Развитиевычислительнойтехники. Новычислительнаятехника несразу достиглатакого уровня.В ее развитииотмечают предысториюи четыре поколенияЭВМ. Предысторияначинаетсяв глубокойдревности сразличныхприспособленийдля счета (абак,счеты), а перваясчетная машинапоявилась лишьв 1642г. Ее изобрелфранцузскийматематикПаскаль. Построенана основе зубчатыхколес, она могласуммироватьдесятичныечисла. Все четыреарифметическихдействия выполняламашина, созданнаяв 1673г. немецкимматематикомЛейбницем. Онастала прототипомарифмометров,использовавшихсяс 1820г. до 60годов20 века. Впервыеидея программногоуправляемойсчетной машины,имеющие арифметическоеустройство,устройствауправления,ввода и печати(хотя и использующейдесятичнуюсистему счисления),была выдвинутав 1822. АнглийскимматематикомБэббиджем.Проект опережалтехническиевозможностисвоего времении не был реализован.Лишь в 40-х годах20 века удалосьсоздать программируемуюсчетную машину,причем на основеэлектромеханическихреле, которыемогут пребыватьв одном из устойчивыхсостояний,«включено»и «выключено».Это техническипроще, чем пытатьсяреализоватьдесять различныхсостояний,опирающихсяна обработкуинформациина основе десятичной,а не двоичнойбазой которыхбыли электронныелампы. С каждымновым поколениемЭВМ увеличивалисьбыстродействиеи надежностьих работы приуменьшениистоимости иразмеров,совершенствовалисьустройстваввода и выводаинформации.В соответствиис трактовкойкомпьютеракак техническоймодели информационнойфункции человека-устройстваввода приближаютсяк естественномудля человекавосприятиюинформации(зрительному,звуковому) и,следовательнооперация поее вводу в компьютерстановитсявсе более удобнымдля человека.

Современныйкомпьютер-этоуниверсальное,многофункциональное,электронноеавтоматическоедля работы синформацией.Компьютерыв современномобществе взялина себя значительнуючасть работ,связанных синформацией.По историческиммеркам компьютерныетехнологииобработкиинформацииеще очень молодыи находятсяв самом началесвоего развития.Еще ни одногопотоков информации,не вовлеченныхв сферу действиякомпьютеров.Компьютерныетехнологиисегодня преобразуютили вытесняютстарые, докомпьютерныетехнологииобработкиинформации.Текущей этапзавершитсяпостроениемв индустриальноразвитых странахглобальныхвсемирных сетейдля храненияи обмена информацией,доступно каждойорганизациии каждому членуобщества. Надотолько помнить,что компьютерамследует поручатьто, что они могутделать лучшечеловека, и неупотреблятьво вред человеку,обществу.

Билет25

Вопрос2

Передачаинформации.Организацияи структурателекоммуникационныхсетей.

Телекоммуникационное(от греч. Tele-«вдаль, далеко»и лат. Communicato-“связь”)- этообмен информациейна расстоянии.Радиопередатчик,телефон, телетайп,факсимильныйаппарат, телекси телеграф-наиболеераспространенныеи привычныенам сегодняпримеры техническихсредств телекоммуникации.

Впоследнеедесятилетиек ним прибавилосьеще одно средство-это компьютерныекоммуникации,которые получаютсейчас всеболее широкоераспространение.Они обещаютпотеснитьфаксимильнуюи телетайпнуюсвязь подобнотому как последниевытесняютсегодня телеграф.

Компьютерная(электронная)сеть- это системаобмена информациеймежду различнымикомпьютерами.Сеть бываетлокальная,отраслевые,региональные,глобальные.Принципыфункционированияразличныхэлектронныхсетей примерноодинаковы. Сетьстроится изсвязанных междусобой компьютеров.В большинствеслучаев сетьстроится наоснове несколькихмощных компьютеров,называемыхсерверами.Серверы могутподключитьсядруг к другупо обычнымтелефоннымканалам, а такжепо выделеннымлиниям и посредствомцифровой испутниковойсвязи. К средствамглобальнойсети обычноподключенысерверы исоответственносети второгопорядка (региональные),третьего порядка(отраслевыеили корпоративные),четвертогопорядка (локальные),а к ним- пользователиотдельныхкомпьютеров-абоненты сети.Заметим, чтосети не всехпромежуточныхуровней (например,отраслевые)обязательны.

Вкомпьютерныхсетях каждыйабонент можетиспользоватьразличные маркикомпьютеров,типы модемов,линии связи,коммуникационныепрограммы.Чтобы все этооборудованиеработалосогласованно,работа сетиподключаетсяспециальнымтехническимсоглашениям,которые называютсяпротоколами.

Протоколы-это стандарты,определяющиеформы представленийи способы пересылкисообщений,процедуры ихинтерпретации,правила совместнойработы различногооборудованияв сетях.

Международнаяорганизацияпо стандартизации(ISO)подготовилаи ввела в действиемногоуровневую(иерархическую)структурупротоколов.

Работусервера обеспечиваетспециальнаясетевая программа,которая ведетдиалог с пользователямии поддерживаетсявсе действующиев сети протоколысвязи. Сегодняв мире используетсядесятки сетевыхпрограмм, имеющихразличныйпользовательскийинтерфейс.Поэтому в каждойсети надо осваиватьпринятые здесьтехническиеправила работы,соглашаетсяо способахадресациикорреспонденциии т. д.

Абонентутелекоммуникационнойсети нуженкомпьютер ссоответствующейпрограммой(терминал), модеми линия связи,позволяющаякомпьютерусоединяютсяс другой компьютернойсистемой.

Терминал.Обычно этоперсональнаяЭВМ, используемаядля полученияи отправкикорреспонденции.
Модем.Для того чтобысоединитьперсональныйкомпьютер стелефоннойсетью, необходимоспециальноеустройство,согласующееих работу. Такимустройствомявляется модем(сокращениеот слов«модулятор/демодулятор»).Модем переводитдвоичные сигналы,используемыеЭВМ, в аналоговые,которые характерныдля существующихтелефонныхлиний (работаеткак демодулятор).Для соединениямодема с ЭВМиспользуетсястандартныйпоследовательныйпорт связи,который имеетсяу каждогокомпьютера.

Модемможет являтьсяотдельнымустройством,подключеннымк ЭВМ. В последниегоды все чащеиспользуетсявстроенныемодемы в видеэлектроннойплаты, устанавливаемойв компьютере.

Однойиз важнейшиххарактеристикмодема являетсяскорость передачиданных. Сегодняприменяютсямодемы, передающиепо телефоннойсети данныесо скоростью1200-2400 бод (бод=бит/с)и выше (современныевысокоскоростныемодемы имеютбыстродействиедо 28800 бод).

Пустьиспользуютсямодемы во времяработы в сетиможет переслать1200 бод (или 150 символовв секунду), тогдапересылкаполной страницытекста (около2500 знаков) займетоколо 17 с. переключениемодема на 2400 бодудвоит скоростьпередачи. Модем,имеющий высокуюскорость, какправило, позволяетработает и снизкой скоростью.

Максимальнуюскорость передачиданных ограничиваети качествотелефоннойсеть. Лучшиеиз сегодняшнихмодемов в состояниипередаватьинформациюдаже по недостаточнокачественнымлиниям со скоростью1200 бод. Для этогоони имеют специальныесредствакорректировкиошибок, возникающихв процессепередачи данных.Такие модемысравнительнодороги, но ониобеспечиваютсвязь практическилюбую черезтелефоннуюсеть и выполняютмножествовспомогательныхфункций. Этимодемы частоназывают«интеллектуальными».

Линиясвязи. Длякомпьютернойкоммуникациииспользуюткоммутируемыетелефонныелинии, выделенныелинии связи,спутниковуюсвязь и каналыцифровой связи.Пропускнаяспособностьканалов цифровойсвязи составляетот десятковтысяч до сотенмиллионовкилобод. Онииспользуютсядля быстройпередачи междуЭВМ большихи очень большихобъемов информации.Развитие цифровыхканалов приводитк революциив технике связи,открываетнемыслимыееще вчеравозможностидля абонентовкомпьютерныхсетей, обещаетинтегрироватьв единое целоевсе существующиесегодня средствасвязи.

Адресация.

Важнаячасть устройствасети- способидентификацииабонентов всети, называемыйадресацией.Наиболеераспространендоменный способадресации. Наего основепостроена,например, сетьИнтернет. Типичныйадрес в этойсети- dedushka@zhukov.derevnya.ru.Здесь символыперед@ задаютимя абонента,а после @- имя компьютера,на которомустановленаданная почтоваясистема. Врассматриваемомимени перваячасть zhukov-это названиемашины, derevnya-название организации,региона илигорода, а ru-код страницы(Russia).Самый общийэлемент имениназываютсядоменом первогоуровня, derevnya-второго и т.д.

Количестводоменов в адресеабонента нерегламентируется.Адрес другогопользователяна том же компьютереможет бытьbabushka@zhukov.derevnya.ru.домены первогоуровня стандартизированы,а остальныевыбираютсяпо желаниювладельцаадреса.

Наличиеу пользователяадреса в сетипозволяет импосылать иполучать сообщенияразного характераот другихпользователейсети, т. е. использоватькомпьютерную(электронную)почтудля пересылкиинформациии общения.

Кромеуслуг компьютернойпочты сетьИнтернет, например,предоставляетвозможностьполучать доступк многочисленнымкаталогам,базам данных,пользоватьсяBBS-электроннойдоской объявлений,где любой абонентможет прочитатьвсю хранящуюсяинформациюобщего доступаи записатьсвою. Такойрежим работыпозволяетиспользоватьэлектроннуюдоску для проведениякомпьютерныхконференций(телеконференций),в том числеобщаться вреальном времени(on-line),т. е. абонентможет прочитатьинформациюуже в процессеее ввода собеседником.Широкое развитиеполучает WWW(World Wide Web-всемирнаяпаутина), позволяющаяосуществлятьвсе перечисленныеоперации в сетис помощьюполноэкранногографическогоинтерфейса.

Благодарякомпьютернымтелекоммуникациямстало реальнодистанционноеобучение, когдас помощьюкомпьютернойсвязи можноиз любой точкипланеты прослушатьлекции лучшихпреподавателей,получить доступв ведущие научныелабораториимира и музеи.

Локальныевычислительныесети.

Локальныекомпьютерные(вычислительные)сети(ЛВС)-это коммуникационнаясистема, которая(как видимо изназвания) охватываетотносительнонебольшиерасстояния.Обычно ЛВСограниченаофисом, кабинетоминформатики,одним зданием.Наиболеераспространенылокальные сетииз 3-12 персональныхкомпьютеров,различныхзапоминающихустройств,печатающихи других специализированныхпериферийныхустройств. ЛВСдолжны бытьлегко адаптируемы,т. е. иметь гибкуюархитектуру,которая позволяетпроизвольнорасполагатьрабочие места,добавлять илипереставлятьперсональныекомпьютерыили периферийныеустройства.В хорошо организованнойсети сбой, поломкаодной из составныхчастей не влияетна работу остальных.

Однойиз существенныхособенностейЛВС являетсяиспользованиевсеми ПК (рабочимистанциями),включенныхв сеть потенциальныхвозможностейдругих устройствсети. Благодаряэтому возможнаодновременнаяи даже совместнаяработа с какой-либопрограммой,обмен файламии письмами,разделениепериферийныхустройств(принтеров,накопителейCD-ROM ит.д.).

Составныечасти ЛВС:рабочиестанции (ПК),кабель, сетеваяинтерфейснаяплата (в ПК), серверсети, центральноезапоминающееустройство.

Ккабелюпередачи данныхподключенокаждое устройствов сети, именнопоэтому возможенобмен информациеймежду ними. ЛВСмогут работатьс разными кабелями-от двужильныхтелефонныхдо оптоволоконных,позволяющихповысить качествои скоростьпередачи данных.

Сетеваяинтерфейснаяплата, или сетевойадаптер, - специальноеаппаратноесредство дляэффективноговзаимодействияперсональныхкомпьютеровсети. Она устанавливаетсяв одно из свободныхгнезд расширенияшины ПК, а кабельпередачи данныхподключаетсяв разъем наэтой плате.

Серверсети- это специальнаясистема управлениясетевыми ресурсамиобщего доступа.Сервер являетсякомбинациейаппаратногои программногообеспечения.Аппаратнымсредством можетбыть типовойПК или специальноспроектированныйкомпьютер.

Центральноезапоминающееустройство-это жесткиймагнитный диск,содержащийпрограммы иданные, к которымдопустим совместныйдоступ пользователясети. Одна сетьможет иметьнесколько такихдисков, чтопозволяет,например, хранитьбазу данныхбольшого объема,распределеннуюна несколькодисков.

Такимобразом, ЛВСпредставимакак системаобщего доступук различнымустройствамс возможностьюкоммуникации(связи) внутринее, допускающаячерез подключениеЛВС к сети другогоуровня общенияс другими ЛВСи персональнымикомпьютерами.

Можноутверждать,что компьютерныесети служатобъединениюлюдей всегоземного шара.

121

Билеты и ответы по Информатике за 11-й класс

Билетыпо информатике

Управляющийобъект

Билет10

И

НЕ

И

НЕ

И

Билет12

Билет13

Билет18

Основыязыка программирования

ЯПВУ

Автокод-ассемблер

ПРОЦЕССОР

Билет24

Вопрос1