Ответы на билеты по информатике

Referats

Билет є 2

1. Информационные процессы и управление. Обратная связь

Жизнедеятельность любого организма или нормальное функционирование технического устройства связаны с процессами управления. Процессы управления включают в себя получение, хранение, преобразование и передачу информации. В любом процессе управления всегда происходит взаимодействие двух объектов — управляющего и управляемого, которые соединены каналами прямой и обратной связи. По каналу прямой связи передаются управляющие сигналы, а по каналу обратной связи — информация о состоянии управляемого объекта. Модели, описывающие информационные процессы управления в сложных системах, называются информационными моделями процессов управления. В компьютере информация хранится во внешней памяти (на гибких или жестких магнитных дисках). В процессе записи информации дисковод обеспечивает запись информации на дискету, т. е. объект Дисковод (управляющий объект) изменяет состояние другого объекта Дискеты (управляемого объекта).

Сначала рассмотрим процесс записи информации на гибкую дискету. Чтобы информация могла быть записана, необходимо установить магнитную головку дисковода над определенной концентрической дорожкой дискеты. При записи информации на гибкие дискеты не требуется особой точности установки (имеется всего 80 дорожек) и можно не учитывать возможные механические деформации носителя. Управляющий объект (дисковод) просто перемещает магнитную головку на определенное расстояние вдоль радиуса управляемого объекта (дискеты).

Такой процесс не учитывает состояние управляемого объекта и обеспечивает управление по прямому каналу (от управляющего объекта к управляемому). Подобные системы управления называются разомкнутыми. Информационную модель разомкнутой системы управления можно наглядно представить с помощью схемы

Управл.объект а Управляемый объект

При записи информации на жесткие диски требуется особая точность установки (на рабочей поверхности носителя имеются тысячи дорожек) и необходимо учитывать механические деформации носителя (например, в результате изменения температуры).

В этом случае управляющий объект (система управления магнитными головками винчестера) получает информацию о реальном положении магнитной головки по каналу обратной связи и производит необходимые перемещения по прямому каналу управления. Такие системы управления называются замкнутыми. Информационная модель замкнутой системы управления наглядно представлена на схеме

Управляющий а Управляемый

Объект Я объект

2. Строковые переменные. Строковые выражения и функции

Строковые переменные. Строковые (символьные) переменные предназначены для хранения и обработки в программах последовательностей символов. Строковые переменные задаются именами, определяющими области памяти, в которых хранятся их значения (последовательности символов). Для хранения строковых переменных требуется одна ячейка на каждый символ. Имя строковой переменной может состоять из различных символов (латинские и русские буквы, цифры и т. д.), но должно обязательно начинаться с буквы и не включать знак У. Ф (точка) (например, А или Строка). Рекомендуется для ясности текстов программ включать в имена переменных особую приставку, которая обозначает тип переменных — для строковых переменных приставку str (например, strA и strCTpoKa). Простейший способ задания типа переменной (ее объявления) состоит в приписывании к имени переменной определенного суффикса. Для строковой переменной это суффикс $ (например, А$, Строка$). Чтобы объявить в программе на языке Visual Basic строковую переменную, можно воспользоваться оператором определения переменной. Например: Dim strA, strCTpoKa As String

Строковые выражения. В состав строковых выражений могут входить кроме строковых переменных также и строки. Строками являются любые последовательности символов, заключенные в кавычки. Например: «информатика», «2000», «2*2»

Над переменными и строками может производиться операция конкатенации, которая состоит в объединении строки или значения строковых переменных в единую строку. Операция конкатенации обозначается знаком У+Ф, который не следует путать со знаком сложения чисел в арифметических выражениях. Пусть, например, строковое выражение будет включать в себя строку «ин», строковую переменную strA, значением которой является строка «форма», и строку «тика»: «ин» + strA + «тика»

Тогда значением этого строкового выражения будет: «информатика» Значение функции Mid — это подстрока, которая начинается от позиции символа, заданной числовым аргументом Позиция% и длиной, равной значению числового аргумента Длина %. Если аргументом функции Mid является строка «информатика», то значение строковой переменной зЬгПодстрока = Mid («информатика», 3, 5) — строка «форма».

Билет є 3

1. Язык и информация. Естественные и формальные языки

Для обмена информацией с другими людьми человек использует естественные языки (русский, английский, китайский и др.). Основу языка составляет алфавит, или набор символов (знаков), которые человек различает по их начертанию. В основе русского языка лежит кириллица, содержащая 33 знака, в английском языке применяется латиница (26 знаков), в китайском языке — алфавит из десятков тысяч знаков (иероглифов). Последовательности символов алфавита образуют в соответствии с правилами грамматики основные объекты языка — слова. Правила, согласно которым строятся предложения из слов данного языка, называются синтаксисом. Необходимо отметить, что в естественных языках грамматика и синтаксис языка формулируются с помощью большого количества правил, из которых существуют исключения, поскольку такие правила складывались исторически. Наряду с естественными языками были разработаны формальные языки (нотная запись, языки программирования и др.). Основное отличие формальных языков от естественных состоит в наличии не только жестко зафиксированного алфавита, но и строгих правил грамматики и синтаксиса. Так, правила записи математических выражений можно рассматривать как формальный язык, имеющий алфавит (цифры) и позволяющий не только именовать и записывать объекты (числа), но и выполнять над ними арифметические операции по строго определенным правилам. В некоторых языках знаками являются не буквы и цифры, а другие символы — например, знаки химических элементов, музыкальные ноты, изображения элементов электрических или логических схем, дорожные знаки, точки и тире (код азбуки морзе) и др. Таким образом, представление информации посредством естественных и формальных языков производится с помощью алфавита — определенного набора знаков. Знаки могут иметь различную физическую природу. Например, для письма служат знаки, которые являются изображениями на бумаге, в устной речи в качестве знаков выступают различные звуки (фонемы), а при обработке текста на компьютере знаки представляются в форме последовательностей электрических импульсов.

2. Алгоритмическое. программирование. Основные способы организации действий в алгоритмах

Одним из первых алгоритмических языков программирования был известный всем Бейсик (Basic), созданный в 1964 г. В настоящее время кроме Бейсика существует достаточно много языков программирования алгоритмического типа: Pascal, С и др. Язык программирования формируется на основе определенного алфавита и строгих правил построения предложений (синтаксиса). В алфавит языка могут входить буквы, цифры, математические символы, а также операторы, например Print (печать). Input (ввод) и др. С помощью алгоритмических языков программирования (их еще называют структурными языками программирования) любой алгоритм можно представить в виде последовательности основных алгоритмических структур: линейной, ветвления, цикла. Линейные алгоритмы. Линейные алгоритмы состоят из нескольких команд (операторов), которые должны быть выполнены последовательно одна за другой. Такие последовательности команд будем называть сериями.

Чтобы сделать алгоритм более наглядным, часто используют блок-схемы. Различные элементы алгоритма изображаются с помощью различных геометрических фигур: начало и конец алгоритма обозначаются прямоугольниками с закругленными углами, а последовательности команд — прямоугольниками (рис. 3).

Ветвление. В отличие от линейных алгоритмов, где команды выполняются последовательно одна за другой, в алгоритмические структуры ветвление входит условие, в зависимости от выполнения или невыполнения которого реализуется та или иная последовательность команд (серий) (рис. 4).

Цикл. В алгоритмические структуры цикл входит серия команд, выполняемая многократно. Такая последовательность команд называется телом цикла.

Циклические алгоритмические структуры бывают

двух типов:

— циклы со счетчиком, в которых тело цикла выполняется определенное количество раз (рис. 5);

— циклы с условием, в которых тело цикла выполняется до тех пор, пока выполняется условие.

Цикл с условием Когда заранее известно, какое число повторений тела цикла необходимо выполнить, можно воспользоваться циклом со счетчиком.

Однако часто бывает необходимо повторить тело цикла, но заранее неизвестно, какое количество раз это надо сделать. В таких случаях количество повторений зависит от выполнения некоторого условия.

Условие выхода из цикла можно поставить в начале, перед телом цикла (рис. 6, а), или в конце, после тела цикла

Билет є 4

1. Двоичная система счисления. Запись чисел в двоичной системе счисления

Система счисления — это знаковая система, в которой числа записываются по определенным правилам с помощью цифр — символов некоторого алфавита. Например, в десятичной системе для записи числа существует десять всем хорошо известных цифр: 0, 1, 2 и т. д.

Все системы счисления делятся на позиционные и непозиционные. В позиционных системах счисления значение цифры зависит от ее положения в записи числа, а в непозиционных — не зависит. Позиция цифры в числе называется разрядом. Разряд числа возрастает справа налево, от младших разрядов к старшим.

Каждая позиционная система использует определенный алфавит цифр и основание. В позиционных системах счисления основание системы равно количеству цифр (знаков в ее алфавите) и определяет, во сколько раз различаются значения цифр соседних разрядов числа,

Наиболее распространенными в настоящее время позиционными системами счисления являются десятичная и двоичная:

Система счисления Основание Алфавит цифр

Десятичная 10 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9

Двоичная 2 0,1

Рассмотрим в качестве примера десятичное число 555. Цифра 5 встречается трижды, причем самая правая обозначает пять единиц, вторая справа — пять десятков и, наконец, третья — пять сотен.

Число 555 записано в привычной для нас свернутой форме. Мы настолько привыкли к такой форме запи си, что уже не замечаем, как в уме умножаем цифры числа на различные степени числа 10. В развернутой форме запись числа 555 в десятичной системе выглядит следующим образом: 55 510 = 5 Х 102 + 5 Х 101 4- 5 Х 10°.

Как видно из примера, число в позиционных системах счисления записывается в виде суммы степеней основания (в данном случае 10), коэффициентами при этом являются цифры данного числа. В двоичной системе основание равно 2, а алфавит состоит из двух цифр (0 и 1). В развернутой форме двоичные числа записываются в виде суммы степеней основания 2 с коэффициентами, в качестве которых выступают цифры 0 или 1. Например, развернутая запись двоичного числа 101 а будет иметь вид: 1Х22+0Х21+1Х20.

2. Магистрально-модульный принцип построения компьютера

В основу архитектуры современных персональных компьютеров положен магистрально-модульный принцип Модульный принцип позволяет потребителю самому комплектовать нужную ему конфигурацию компьютера и производить при необходимости ее модернизацию. Модульная организация компьютера опирается на магистральный (шинный) принцип обмена информацией между устройствами. Магистраль включает в себя три многоразрядные шины: шину данных, шину адреса и шину управления.

Шина данных. По этой шине данные передаются между различными устройствами. Разрядность шины данных определяется разрядностью процессора, т. е. количеством двоичных разрядов, которые процессор обрабатывает за один такт. За 25 лет, со времени создания первого персонального компьютера (1975 г.), разрядность шины данных увеличилась с 8 до 64 бит. Шина адреса. Каждая ячейка оперативной памяти имеет свой адрес. Адрес передается по адресной шине. Разрядность шины адреса определяет адресное пространство процессора, т. е. количество ячеек оперативной памяти, которые могут иметь уникальные адреса. Количество адресуемых ячеек памяти можно рассчитать по формуле:

N = 21, где I — разрядность шины адреса.

В первых персональных компьютерах разрядность шины адреса составляла 16 бит, а количество адресуемых ячеек памяти — N = 2 ==65 536.

В современных персональных компьютерах разрядность шины адреса составляет 32 бита, а максимально возможное количество адресуемых ячеек памяти равно ЛГ = 232 = 4 294 967 296.

Шина управления. По шине управления передаются сигналы, определяющие характер обмена информацией по магистрали. Сигналы управления определяют, какую операцию — считывание или запись информации из памяти — нужно производить, синхронизируют обмен информацией между устройствами и т. д

Билет є 5

1. Кодирование информации. Способы кодирования

Кодирование информации. В процессе преобразования информации из одной формы представления (знаковой системы) в другую осуществляется кодирование. Средством кодирования служит таблица соответствия, которая устанавливает взаимно однозначное соответствие между знаками или группами знаков двух различных знаковых систем.

В процессе обмена информацией часто приходится производить операции кодирования и декодирования информации. При вводе знака алфавита в компьютер путем нажатия соответствующей клавиши на клавиатуре выполняется его кодирование, т. е. преобразование в компьютерный код. При выводе знака на экран монитора или принтер происходит обратный процесс — декодирование, когда из компьютерного кода знак преобразуется в графическое изображение.

Кодирование изображений и звука. Информация, в том числе графическая и звуковая, может быть представлена в аналоговой или дискретной форме. При аналоговом представлении физическая величина принимает бесконечное множество значений, причем ее значения изменяются непрерывно. При дискретном представлении физическая величина принимает конечное множество значений, причем ее величина изменяется скачкообразно.

Примером аналогового представления графической информации может служить, скажем, живописное полотно, цвет которого изменяется непрерывно, а дискретного — изображение, напечатанное с помощью струйного принтера и состоящее из отдельных точек разного цвета.

Примером аналогового хранения звуковой информации является виниловая пластинка (звуковая дорожка изменяет свою форму непрерывно), а дискретного — аудиокомпакт-диск (звуковая дорожка кото рого содержит участки с различной отражающей способностью).

Графическая и звуковая информация из аналоговой формы в дискретную преобразуется путем дискретизации, т. е. разбиения непрерывного графического изображения и непрерывного (аналогового) звукового сигнала на отдельные элементы. В процессе дискретизации производится кодирование, т. е. присвоение каждому элементу конкретного значения в форме кода.

Дискретизация — это преобразование непрерывных изображений и звука в набор дискретных значений, каждому из которых присваивается значение его кода.

Кодирование информации в живых организмах. Генетическая информация определяет строение и развитие живых организмов и передается по наследству. Хранится генетическая информация в клетках организмов в структуре молекул ДНК (дезоксирибонукле-иновой кислоты). Молекулы ДНК состоят из четырех различных составляющих (нуклеотидов), которые образуют генетический алфавит.

Молекула ДНК человека включает в себя около трех миллиардов пар нуклеотидов, и в ней закодирована вся информация об организме человека: его внешность, здоровье или предрасположенность к болезням, способности и т. д.

2. Основные характеристики компьютера (разряд-.ность, тактовая частота, объем оперативной и внешней памяти, производительность и др.)

Процессор. Важнейшей характеристикой процессора, определяющей его быстродействие, является его частота, т. е. количество базовых операций (например, операций сложения двух двоичных чисел), которые производит процессор за 1 секунду. За двадцать с небольшим лет тактовая частота процессора увеличилась в 500 раз, от 4 МГц (процессор 8086, 1978 г.) до 2 ГГц (процессор Pentium 4, 2001 г.).

Другой характеристикой процессора, влияющей на его производительность, является разрядность процессора. Разрядность процессора определяется количеством двоичных разрядов, которые процессор обрабатывает за один такт. Разрядность процессора увеличилась за 20 лет в 8 раз. В первом отечественном школьном компьютере УАгатФ (1985 г.) был установлен процессор, имевший разрядность 8 бит, у современного процессора Pentium 4 разрядность равна 64 бит.

Оперативная (внутренняя) память. Оперативная память представляет собой множество ячеек, причем каждая ячейка имеет свой уникальный двоичный адрес. Каждая ячейка памяти имеет объем 1 байт.

В персональных компьютерах величина адресного пространства процессора и величина фактически установленной оперативной памяти практически всегда различаются. Например, объем адресуемой памяти может достигать 4 Гбайт, а величина фактически установленной оперативной памяти будет значительно меньше — скажем, УвсегоФ 64 Мбайт.

Оперативная память аппаратно реализуется в виде модулей памяти различных типов (SIMM, DIMM) и разного объема (от 1 до 256 Мбайт). Модули различаются по своим геометрическим размерам: устаревшие модули SIMM имеют 30 или 72 контакта, а современные модули DIMM — 168 контактов.

Долговременная (внешняя) память. В качестве внешней памяти используются носители информации различной информационной емкости: гибкие диски (1,44 Мбайт), жесткие диски (до 50 Гбайт), оптические диски CD-ROM (650 Мбайт) и DVD (до 10 Гбайт). Самыми медленными из них по скорости обмена данными являются гибкие диски (0,05 Мбайт/с), а самыми быстрыми — жесткие диски (до 100 Мбайт/с).

Производительность компьютера. Производительность компьютера является его интегральной характеристикой, которая зависит от частоты и разрядности процессора, объема оперативной (внутренней) и долговременной (внешней) памяти и скорости обмена данными. Производительность компьютера нельзя вычис лить, она определяется в процессе тестирования по скорости выполнения определенных операций в стандартной программной среде.

Билетє 6

1. Качественные и количественные характеристики информации. Свойства информации (новизна, актуальность, достоверность и др.). Единицы измерения количества информации

Информация в биологии. В биологии понятие информация связывается с целесообразным поведением живых организмов. Понятие информация в биологии применяется также в связи с исследованиями механизмов наследственности. Генетическая информация передается по наследству и хранится во всех клетках живых организмов. Информация в кибернетике. В кибернетике (науке об управлении) понятие информация используется для описания процессов управления в сложных системах (живых организмах или технических устройствах). Информация и знания. Человек получает информацию из окружающего мира с помощью органов чувств, анализирует ее и выявляет существенные закономерности посредством мышления, хранит полученную информацию в памяти. Процесс систематического научного познания окружающего мира приводит к накоплению информации в форме знаний (фактов, научных теорий и т. д.). Таким образом, с точки зрения процес са познания информация может рассматриваться как знания.

Свойства информации. Участники дискуссии должны владеть тем языком, на котором ведется общение, тогда информация будет понятной. Только при условии, что информация полезна, дискуссия приобретает практическую ценность. Примерами передачи и получения бесполезной информации могут служить некоторые конференции и чаты в Интернете.

Широко известен термин Усредства массовой информацииФ (газеты, радио, телевидение), которые доводят информацию до каждого члена общества. Обязательно, чтобы такая информация была достоверной и актуальной. Недостоверная информация вводит членов общества в заблуждение и может стать причиной возникновения социальных потрясений. Неактуальная информация бесполезна, и поэтому никто, кроме историков, не читает прошлогодних газет.

Чтобы человек мог правильно ориентироваться в окружающем мире, ему нужна полная и точная информация. Задача получения полной и точной информации стоит перед наукой. Человек получает полную и точную информацию о природе, обществе и технике в процессе обучения.

Единицы измерения количества информации. За единицу количества информации принимается такое количество информации, которое содержит сообщение, уменьшающее неопределенность знаний в два раза. Такая единица названа бит.

Следующей по величине единицей измерения количества информации является байт, причем

1 байт = 23 бит = 8 бит.

Кратные байту единицы измерения количества информации вводятся следующим образом:

1 Кбайт = 210 байт = 1024 байт;

1 Мбайт = 210 Кбайт = 1024 Кбайт;

1 Гбайт = 210 Мбайт = 1024 Мбайт.

2. Внешняя память компьютера. Различные виды носителей информации, их характеристики (информационная емкость, быстродействие и др.)

Основной функцией внешней памяти компьютера является способность долговременно хранить большой объем информации (программы, документы, аудио-и видеоклипы и т. д.). Устройство, которое обеспечивает запись/считывание информации, называется накопителем или дисководом, а хранится информация на носителях (например, дискетах).

В накопителях на гибких магнитных дисках (НГМД или дискетах) и накопителях на жестких магнитных дисках (НЖМД или винчестерах}, в основу записи, хранения и считывания информации положен магнитный принцип, а в лазерных дисководах — оптический принцип.

Гибкие магнитные диски. Гибкие магнитные диски помещаются в пластмассовый корпус. Такой носитель информации называется дискетой. Дискета вставляется в дисковод, вращающий диск с постоянной угловой скоростью. Магнитная головка дисковода устанавливается на определенную концентрическую дорожку диска, на которую и записывается (или считывается) информация.

В целях сохранения информации гибкие магнитные диски следует предохранять от воздействия сильных магнитных полей и нагревания, так как это может привести к размагничиванию носителя и потере информации.

Жесткие магнитные диски. Жесткие магнитные диски представляют собой несколько десятков дисков, размещенных на одной оси, заключенных в металлический корпус и вращающихся с высокой угловой скоростью. За счет множества дорожек на каждой стороне дисков и большого количества дисков информационная емкость жестких дисков может в десятки тысяч раз превышать информационную емкость дискет и достигать 50 Гбайт.

Чтобы сохранить информацию и работоспособность жестких дисков, необходимо оберегать их от ударов и резких изменений пространственной ориентации в процессе работы.

Лазерные дисководы и диски. Лазерные дисководы используют оптический принцип чтения информации. На лазерных дисках CD (CD — Compact Disk, компакт диск) и DVD (DVD — Digital Video Disk, цифровой видеодиск) информация записана на одну спиралевидную дорожку (как на грампластинке), содержащую чередующиеся участки с различной отражающей способностью. Лазерный луч падает на поверхность вращающегося диска, а интенсивность отраженного луча зависит от отражающей способности участка дорожки и приобретает значения 0 или 1.

Для сохранности информации лазерные диски надо предохранять от механических повреждений (царапин), а также от загрязнения.

Для пользователя имеют существенное значение некоторые технические характеристики различных устройств хранения информации: информационная емкость, скорость обмена информацией, надежность ее хранения (табл. 2).

Накопители и носители информации

Тип Емкость Скорость (Мб/c) Опасность

НГМД 1,44 Мб 0,05 Магн. поля

НЖМД до 50Гб до 100 Удары

CD-ROM 650Мб до 7,8 Царапины и

DVD-ROM до 17Гб до 6,8 |загрязнение

Билет є 1

1. Информация и информационные процессы в природе, обществе, технике. Информационная деятельность человека

I К концу XX в. стала складываться, сначала в рамках кибернетики, а затёминформатики, информационная картина мира. Строение и функционирование сложных систем различной природы (биологических, социальных, технических) оказалось невозможным объяснить, не рассматривая общих закономерностей информационных процессов.

Получение и преобразование информации является условием жизнедеятельности любого организма. Даже простейшие одноклеточные организмы постоянно воспринимают и используют информацию, например, о температуре и химическом составе среды для выбора наиболее благоприятных условий существования.

Любой живой организм, в том числе человек, является носителем генетической информации, которая передается по наследству. Генетическая информация хранится во всех клетках организма в молекулах ДНК, |

Человек воспринимает окружающий мир (получает информацию) с помощью органов чувств (зрения, слуха, обоняния, осязания, вкуса). Чтобы правильно ориентироваться в мире, он запоминает полученные сведения (хранит информацию). В процессе достижения каких-либо целей человек принимает решения (обрабатывает информацию), а в процессе общения с другими людьми — передает и принимает информацию. Человек живет в мире информации.

Процессы, связанные с получением, хранением, обработкой и передачей информации, называются информационными процессами.

Информационные процессы характерны не только для живой природы, человека и общества, но и для техники Человеком разработаны технические устройства в часнрсти компьютеры, которые специально предназначены для автоматической обработки информации.

2. Объектно-ориентированное программирование. Объекты: свойства и методы. Классы объектов

объектно-ориентированное программирование является в настоящее

время наиболее популярной технологией программирования. Объектно-ориентированными языками программирования являются Visual Basic, Visual Basic for Application (VBA), Delphi и др.