МОДЕЛИ — представления объектов или процессов реального или вымышленного мира.
ВИДЫ МОДЕЛЕЙ: графические представления, натурные, математические, информационно-логические и т.п.
ГРАФИЧЕСКИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ — графические изображения объектов и процессов.
СВОЙСТВА МОДЕЛЕЙ: адекватность, полнота, детальность и т.п.
АДЕКВАТНОСТЬ — степень соответствия модели представляемым объектам.
МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ — математические описания объектов, выражаемые с помощью математических формул и уравнений.
МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ — это совокупность математических объектов (данных) и отношений между ними, отражающих некоторые свойства моделируемого процесса.
Математическая модель — это система уравнений и неравенств, описывающих поведение объекта с некоторой степенью точности. На основе словесной формулировки задачи, выбираются входные и выходные переменные, записываются ограничения, образующие в совокупности математическую модель решаемой задачи.
ИНФОРМАЦИОННО-ЛОГИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ — формальные описания объектов, допускающие их представление и обработку на ЭВМ.
ЭВМ задачи
МОДЕЛИ ДВИЖЕНИЯ бывают аналитические, дифференциальные, разностные.
Примеры физических моделей: материальная точка, равномерное прямолинейное движение, равноускоренное движение, абсолютно твердое тело, абсолютно черное тело, абсолютно упругий удар, абсолютно неупругий удар, абсолютно несжимаемая жидкость, идеальный газ, однородное магнитное поле, однородное электрическое поле. Многие физические законы справедливы только в рамках своих физических моделей, например, уравнение Менделеева-Клайперона верно только для идеального газа.
Исполнители алгоритмов
Главная особенность любого алгоритма — формальное исполнение, позволяющее выполнять заданные действия (команды) не только человеку, но и техническим устройствам (исполнителям). Таким образом, исполнителями алгоритмов могут быть, например, человек, компьютер, принтер, робот-манипулятор, станок с числовым программным управлением, живая клетка, дрессированное животное, компьютерная программа, компьютерный вирус, «черепашка» в Логорайтере или Логомирах (геометрический исполнитель) и т.д.
Исполнитель алгоритма — это устройство управления, соединенное с набором инструментов. Устройство управления понимает алгоритмы и организует их выполнение, командуя соответствующими инструментами. А инструменты производят действия, выполняя команды управляющего устройства. Прежде чем составлять алгоритм решения задачи, надо узнать, какие действия предполагаемый исполнитель может выполнить.
Эти действия называются допустимыми действиями исполнителя. Только их и можно использовать.
Исполнитель вычислительных алгоритмов называется вычислителем. Вычислитель может иметь дело с числами и переменными, обозначающими числа. Таким образом, алгоритм — это организованная последовательность действий, допустимых для некоторого исполнителя. Один и тот же исполнитель может быть сымитирован на ЭВМ многими способами.
Решение задач с помощью ЭВМ
Источник: www.examen.ru
СОСТАВ ПЕРСОНАЛЬНОГО КОМПЬЮТЕРА
ПЕРСОНАЛЬНЫЙ КОМПЬЮТЕР (ПК или IBM PC) — это электронно-вычислительная машина (ЭВМ), предназначенная для работы в диалоге с человеком (пользователем).
ИНФОРМАТИКА — это наука, изучающая структуру и наиболее общие свойства информации, ее поиск, хранение, передачу и обработку с применением ЭВМ.
ИНФОРМАЦИЯ — это сведения об объектах и явлениях окружающей среды, их параметрах, свойствах и состоянии.
ФАЙЛ — это именованная область памяти на внешнем носителе. В файлах могут храниться тексты, документы, сами программы, рисунки и т.д.
КАТАЛОГ — это поименованное место на диске, в котором хранятся файлы.
ПРОГРАММИРОВАНИЕ — это подготовка задачи к решению ее на компьютере.
АЛГОРИТМ — это последовательность команд, ведущих к какой-либо цели.
Поколения ЭВМ
Первое поколение-компьютеры на электронных лампах (1946-1956г.). Быстродействие первых машин было несколько тысяч операций в секунду.
Второе поколение — компьютеры на транзисторах (1956-1964г.). Компьютеры на транзисторах резко уменьшили габариты, массу, потребляемую мощность, повысили быстродействие и надежность. Типичная отечественная машина (серий «Минск», «Урал») содержала около 25 тысяч транзисторов.
Третье поколение — компьютеры на микросхемах с малой степенью интеграции (1964-1971г.). Микросхемы позволили повысить быстродействие и надежность ЭВМ, снизить габариты, массу и потребляемую мощность.
Четвертое поколение — компьютеры на микропроцессорах (1971-настоящее время). Микропроцессор — это арифметическое и логическое устройство, выполненное чаще всего в виде одной микросхемы с большой степенью интеграции.
Пятое поколение (перспективное) — это ЭВМ, использующие новые технологии и новую элементную базу, например сверхбольшие интегральные схемы, оптические и магнито-оптические элементы, работающие посредством обычного разговорного языка, оснащенные огромными базами данных. Предполагается также использовать элементы искусственного интеллекта и распознавание зрительных и звуковых образов. Такие проекты разрабатываются в ведущих промышленно развитых странах.
СОСТАВ ПЕРСОНАЛЬНОГО КОМПЬЮТЕРА
У персональных компьютеров выделяют 2 части: аппаратную часть — Hardware и программное обеспечение Software.
В состав Персонального Компьютера входят:
1) Системный блок;
4) Мышь (стандартная конфигурация ПК).
Любой компьютер содержит:
1) Арифметико-логическое устройство (АЛУ),
2) Запоминающее устройство (память),
3) Управляющее устройство
4) Устройство ввода-вывода информации (УВВ) и имеет программу, хранимую в его памяти (архитектура Джона фон Неймана).
СИСТЕМНЫЙ БЛОК включает в себя устройства, обеспечивающие работу компьютера: процессор, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), накопители на гибких и жестких магнитных дисках, источник питания и др.
ПРОЦЕССОР предназначен для вычислений, обработки информации и управления работой компьютера; ОЗУ, накопители на гибких и жестких магнитных дисках — для хранения информации.
ПАМЯТЬ компьютера бывает внутренней и внешней. К внутренней памяти относится постоянное ЗУ (ПЗУ-BIOS или CMOS Setup), ОЗУ, КЭШ, видеопамять. К устройствам внешней памяти относятся накопители на жестком и гибком магнитных дисках (HDD и FDD), CD-ROM, магнитооптический диск и стриммер.
НАКОПИТЕЛИ на гибких (FDD) и жестких (HDD) магнитных дисках служат для постоянного хранения информации. При выключении источника питания информация на гибких и жестких дисках сохраняется.
КЛАВИАТУРА предназначена для ручного ввода информации в компьютер. Она содержит клавиши латинских и русских букв, цифр, различных знаков и специальные функциональные клавиши.
Клавиатура компьютера состоит из 6 групп клавиш:
1) Буквенно-цифровые;
2) Управляющие (Enter, Backspace, Ctrl, Alt, Shift, Tab, Esc, Caps Lock, Num Lock, Scroll Lock, Pause, Print Screen);
3) Функциональные (F1-F12);
4) Цифровая клавиатура;
5) Управления курсором (->, 6) Световые индикаторы функций (Caps Lock, Num Lock, Scroll Lock).
МОНИТОР (дисплей) предназначен для отображения информации на экране. Существуют текстовый и графический режимы дисплея. Дисплеи воспроизводят цветные и монохромные изображения.
Видеопамять — это специальная оперативная память, в которой формируется графическое изображение.
ПОРТЫ б ывают параллельные и последовательные. По последовательному порту информация передается поразрядно (более медленно) по малому числу проводов. К последовательному порту подключаются мышь и модем. По параллельному порту информация передается одновременно по большому числу проводов, соответствующему числу разрядов.
3. Понятие о программном обеспечении (Software).
Программное обеспечение (ПО) — это совокупность программ, позволяющая организовать решение задач на ЭВМ. ПО и архитектура ЭВМ (аппаратное обеспечение) образуют комплекс взаимосвязанных и разнообразных функциональных средств ЭВМ, определяющих способность решения того или иного класса задач.
Небходимо различать ПО и математическое обеспечение (МО).
МО — это математические методы и алгоритмы, обеспечивающие решение поставленных задач. Программное обеспечение делится на 3 класса: системное ПО, прикладное ПО и системы программирования (инструментальные системы).
1. Системное ПО организует процесс обработки информации в ЭВМ. Главную часть системного ПО составляет Операционная система (ОС). К системному ПО также относятся программы для диагностики и контроля работы компьютера, архиваторы, антивирусы, программы для обслуживания дисков, программные оболочки, драйверы внешних устройств, сетевое ПО и телекоммуникационные программы.
2. Прикладное ПО предназначено для решения определенного класса задач пользователей. Существуют пакеты прикладных программ (например, MS Works) и библиотеки стандартных программ (например, MathCad для вычисления функций, построения графиков и решения уравнений). К прикладному ПО относятся текстовые и графические редакторы, электронные таблицы, системы управления базами данных (СУБД), графические редакторы систем автоматизированного проектирования (САПР), автоматизированные рабочие места (АРМ) бухгалтера, секретаря и т.д., издательские, информационные и справочные системы, обучающие и тестирующие программы, игровые программы. Примеры важнейших прикладных программ: Word, Excel,Works, Лексикон, Paint Brush, AutoCad.
3. Важнейшей частью ПО являются Системы программирования (инструментальные системы), позволяющие разрабатывать новые программы на языках программирования. Примеры важнейших систем программирования: Turbo Pascal, QBasic, Borland C++, Visual Basic.
4. Понятие об интерфейсе. Типы интерфейсов.
1. Интерфейс — это способ общения пользователя с персональным компьютером, пользователя с прикладными программами и программ между собой. Интерфейс служит для удобства управления программным обеспечением компьютера. Интерфейсы бывают однозадачные и многозадачные, однопользовательские и многопользовательские.
Интерфейсы отличаются между собой по удобству управления программным обеспечением, то есть по способу запуска программ. Существуют универсальные интерфейсы, допускающие все способы запуска программ.
2. Типы интерфейсов.
Интерфейсы отличаются по способу доступа к командным файлам программ.
2.1. Команднострочный (текстовый) интерфейс.
Для управления компьютером в командную строку пишется (вводится с клавиатуры) команда, например, имя командного файла программы или специально зарезервированные операционной системой служебные слова. Команда может быть при необходимости отредактирована. Затем для исполнения команды нажимается клавиша Enter. Данный
2.2. Графический полноэкранный интерфейс.
Он имеет, как правило, в верхней части экрана систему меню с подсказками. Меню часто бывает выпадающим (ниспадающим). Для управления компьютером курсор экрана или курсор мыши после поиска в дереве каталогов устанавливается на командные файлы программ (*.exe, *.com, *.bat) и для запуска программы нажимается клавиша Enter или правая кнопка мыши. Различные файлы могут выделяться разным цветом или иметь разный рисунок. Каталоги (папки) отделяются от файлов размером или рисунком.
2.3. Графический многооконный пиктографический интерфейс.
Представляет собой рабочий стол (DeskTop) на котором лежат пиктограммы (значки или иконки программ). Все операции производятся, как правило, мышью. Для управления компьютером курсор мыши подводят к пиктограмме и запуск программы осуществляют щелчком левой кнопки мыши по пиктограмме.
Источник: studopedia.ru
ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЭВМ
Программное обеспечение — это совокупность программ, позволяющих осуществить на компьютере автоматизированную обработку информации.
Совокупность программ, предназначенная для решения задач на ПК, называется программным обеспечением. Состав программного обеспечения ПК называют программной конфигурацией.
Программное обеспечение, можно условно разделить на три категории:
1. системное ПО (программы общего пользования), выполняющие различные вспомогательные функции, например, создание копий используемой информации, выдачу справочнойинформации о компьютере, проверку работоспособности устройств компьютера и т.д.
2. прикладное ПО, обеспечивающее выполнение необходимых работ на ПК: редактированиетекстовых документов, создание рисунков или картинок, обработка информационных массивов и т.д.
3. инструментальное ПО (системы программирования), обеспечивающее разработку новыхпрограмм для компьютера на языке программирования
Базовое ПО – это минимальный набор программных средств, обеспечивающих работу компьютера. В базовое ПО входят операционная система, операционные оболочки (текстовые и графические), сетевая операционная система.
Операционные оболочки – специальные программы, предназначенные для облегчения общения пользователя с командами ОС. Операционные оболочки имеют текстовый и графический варианты интерфейса.
Сетевые ОС – комплекс программ, обеспечивающий обработку, передачу и хранение данных в сети (например, WindowsNT).
Сервисное ПО – это программы и программные комплексы, которые расширяют возможности базового ПО и организуют более удобную среду работы пользователя.
В сервисное ПО входят: программы диагностики работоспособности компьютера; антивирусные программы, обеспечивающие защиту компьютера, обнаружение и восстановление зараженных файлов; программы обслуживания дисков, обеспечивающие проверку качества поверхности магнитного диска, контроль сохранности файловой системы на логическом и физическом уровнях, сжатие дисков и др.; программы архивирования данных; программы обслуживания сети.
Особое место среди программных средств всех типов занимают операционные системы, являясь ядром программного обеспечения. ОС – это комплекс программ, обеспечивающих
- управление ресурсами, т.е. согласованную работу всех аппаратных средств компьютера;
- управление процессами, т.е. выполнение программ, их взаимодействие с устройствами компьютера, с данными;
- пользовательский интерфейс, т.е. диалог пользователя с компьютером, выполнение определенных простых команд – операций по обработке информации.
Пользовательский интерфейс (сервисные программы) — это программные надстройки операционной системы (оболочки и среды), предназначенные для упрощения общения пользователяс операционной системой. Программы, обеспечивающие интерфейс, сохраняют форму общения (диалог) пользователя с операционной системой, но изменяют язык общения (обычно язык команд преобразуется в языкменю).
Сервисные системы условно можно разделить на интерфейсные системы, оболочки операционных систем и утилиты.
Интерфейсные системы — это мощные сервисные системы, чаще всего графического типа, совершенствующие не только пользовательский, но и программный интерфейс операционных систем, в частности, реализующие некоторые дополнительные процедуры разделения дополнительных ресурсов.
Оболочки операционных систем предоставляют пользователю качественно новый по сравнению с реализуемым операционной системой интерфейс и делают необязательным знание последнего.
Утилиты автоматизируют выполнение отдельных типовых, часто используемых процедур, реализация которых потребовала бы от пользователя разработки специальных программ. Многие утилиты имеют развитый диалоговый интерфейс с пользователем и приближаются по уровню общения к оболочкам.
Инструментальные программные средства (системы программирования) — обязательная часть программного обеспечения, с использованием которой создаются программы. Инструментальные программные средства включают в свой состав средства написания программ (текстовые редакторы); средства преобразования программ в вид, пригодный для выполнения на компьютере (ассемблеры, компиляторы, интерпретаторы, загрузчики и редакторы связей), средства контроля и отладки программ.
Текстовые редакторы позволяют удобно редактировать, формировать и объединятьтексты программ, а некоторые — и контролировать синтаксис создаваемых программ.
Программа, написанная на алгоритмическом языке, должна быть преобразованав объектный модуль, записанный на машинном языке (в двоичных кодах). Подобное преобразование выполняется трансляторами (ассемблером — с языка Assembler и компиляторами — с языков высокого уровня). Для некоторых алгоритмических языков используются интерпретаторы, не создающие объектный модуль, а при каждом очередном выполнении программы переводящие каждую ее отдельную строку или оператор на машинный язык. Объектный модуль обрабатывается загрузчиком — редактором связей, преобразующие его в исполняемую машинную программу.
Средства отладки позволяют выполнять трассировку программ (пошаговое выполнение с выдачей информации о результатах исполнения), производить проверку синтаксиса программы и промежуточных результатов в точках останова, осуществлять модификацию значений переменных в этих точках.
Системы технического и сервисного обслуживания представляют собой программные средства контроля, диагностики и восстановленияработоспособности компьютера, дисков и т. д.
Прикладное программное обеспечение обеспечивает решение пользовательских задач. Ключевым понятием здесь является пакет прикладных программ.
Пакет прикладных программ — это совокупность программ для решения круга задач по определенной тематике или предмету. Различают следующие типы пакетов прикладных программ:
1. общего назначения — ориентированы на автоматизацию широкого круга задач пользователя (текстовые процессоры, табличные редакторы, системы управления базами данных, графические процессоры, издательские системы, системы автоматизации проектирования и т. д.);
2. методо-ориентированные — реализация разнообразных экономико-математическихметодов решения задач (математического программирования, сетевого планирования и управления, теории массового обслуживания, математической статистики и т. д.);
3. проблемно-ориентированные — направлены на решение определенной задачи (проблемы) в конкретной предметной области (банковские пакеты, пакеты бухгалтерского учета, финансового менеджмента, правовых справочных систем и т. д.).
К прикладному программному обеспечению относятся сервисные программные средства, которые служат для организации удобной рабочей среды пользователя, а также для выполнениявспомогательных функций (информационные менеджеры, переводчики и т. д.).
Источник: studopedia.info