Алгоритмические языки. Общие представления.
УДК 681.332
Введение в информатику
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ ДОНЕЦКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
ВВЕДЕНИЕ В ИНФОРМАТИКУ
ДОНЕЦКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ
Кафедра
«Вычислительная математика
и программирование»
(конспект лекций для студентов специальности 7.0922.03
«Электромеханические системы автоматизации и электропривод »)
доц. ИЗМАЙЛОВ Г.Г.
Донецк , 2009 г.
конспект лекций для студентов специальности 7.0922.03
«Электромеханические системы автоматизации и электропривод»
РАССМОТРЕНО:
на заседании кафедры
«Вычислительная математика и программирование»
Протокол №7 от 16.02.2009г.
УТВЕРЖДЕНО:
на заседании методического Совета ДонНТУ
Протокол № 1 от 11.03.2009г.
Донецк, ДонНТУ, 2009
Конспект лекций по дисциплине «Введение в информатику» (для студентов специальности 7.0922.03 «Электромеханические системы автоматизации и электропривод»)
/Сост.: Г.Г. Измайлов - Донецк: ДонНТУ, 2009. - 269с./
Приведены тексты 28 лекций, в которых изложены основные принципы устройства современных компьютеров, принципы аппаратной реализации и основные представления о программном обеспечении, приведены алгоритмы основных вычислительных процессов, изложены основы алгоритмического языка С++, основы работы с электронными таблицами, системой управления базами данных, принципами компьютерной презентации, устройством и принципами функционирования компьютерных сетей, основами функционирования и работы в сети Интернет.
Составители: Г.Г. Измайлов, доцент, к. т. н.
Рецензент: О. И. Толочко, проф., д.т.н.
Ответственный
за выпуск В.Н. Павлыш, проф., д.т.н.
Оглавление
Предисловие. 10
Лекция 1. 12
1. Научные основы информатики. 12
1.1. Цели и задачи дисциплины.. 12
1.2. Теоретические основы информатики. 12
1.3. Практические основы информатики. 13
1.3.1. Структура компьютера и принцип программного управления. 13
1.3.2. Архитектура современного компьютера. 14
1.4. Классификация компьютеров………………………………………………16
Лекция 2. 18
2. Назначение и основные представления о работе функциональных блоков компьютера. 18
2.1. Оперативная память ………………………………………………………..19
2.2. Кэш – память. 21
2.3. Внешняя память. 22
2.3.1. Магнитные диски. 22
2.3.2. Оптические диски. 26
2.3.3. Магнитооптические диски. 28
Лекция 3. 29
3.Центральный процессор. Адресация команд. Системы счисления………………………………………………………………….29
3.1. Центральный процессор. 29
3.1.1. Устройство управления. 29
3.1.2. Арифметическо – логическое устройство. 29
3.1.3. Разрядность процессора. 30
3.1.4. Принцип действия процессора. 30
3.1.5. Тактовая частота. 31
3.2. Адресация данных и команд в оперативной памяти компьютера. 31
3.2.1. Методы адресации. 31
3.2.2. Стековая организация памяти. 33
3.2.3. Магазинная организация памяти. 34
3.3. Системы счисления и кодирования информации. 35
3.3.1. Виды систем счисления. 35
3.3.2. Перевод чисел из восьмеричной и шестнадцатеричной системы счисления в десятичную.. 36
3.3.3. Перевод чисел из восьмеричной и шестнадцатеричной системы счисления в двоичную.. 36
3.3.4. Перевод чисел с двоичной системы счисления в восьмеричную и шестнадцатеричную.. 37
3.3.5. Перевод чисел с десятичной системы счисления в другие. 37
3.3.5.1. Перевод целых десятичных чисел в двоичные. 37
3.3.5.2. Перевод дробных чисел. 38
Лекция 4. 38
4. Формы представления чисел в ЭВМ... 38
4.1. Представление чисел в форме с фиксированной точкой. 38
4.2. Представление чисел в форме с плавающей точкой. 40
4.3. Арифметические операции с числами. 42
4.3.1. Операция алгебраического сложения чисел, представленных
в форме с фиксированной точкой. 47
4.3.2. Операция алгебраического сложения чисел, представленных
в форме с плавающей точкой. 47
4.3.3. Принципы аппаратной реализации операций умножения
и деления. 47
4.4. Кодирование алфавитно–цифровой информации……………………… 50
Лекция 5. 51
5. Физические основы представления информации в компьютере. 51
5.1. Аппаратная реализация логических функций. 51
5.2. Триггеры.. 53
Лекция 6. 59
6. Физические основы представления информации в компьютере. 59
6.1. Регистры.. 59
6.2. Дешифраторы.. 60
6.3. Счетчики. 61
6.4. Сумматоры.. 63
Лекция 7. 67
7. Алгоритм и программа. Виды вычислительных процессов. 67
7.1. Алгоритм. 68
7.1.2. Требования к алгоритму. 70
7.2. Программа. 70
7.3. Виды вычислительных процессов. 71
Лекция 8. 73
8. Типовые алгоритмы.. 73
8.1. Определение суммы чисел произвольного ряда. 74
8.2. Определение произведения чисел произвольного ряда. 75
8.3. Алгоритм определения наибольшего (наименьшего) числа
из заданного ряда чисел. 76
8.4. Алгоритм определения наибольшего (наименьшего)
значения вычисляемой функции. 77
8.5. Вычисление функции с одновременно изменяющимися
несколькими аргументами. 78
8.6. Итерационные циклы.. 79
Лекция 9. 81
9. Типовые алгоритмы.. 81
9.1. Сортировка ряда чисел. 81
9.1.1. Метод смежных пар. 81
9.1.2. Метод поиска наименьшего (наибольшего) 83
9.2. Типовые алгоритмы решения задач с использованием матриц. 85
Лекция 10. 88
Алгоритмический язык С++. 88
10.1. Алгоритмический язык С++. 89
10.2. Данные. 91
10.2.1. Собственные типы данных. 92
10.3. Идентификаторы.. 93
10.4. Операции. Выражения……………………………. ..93
10.4.1. Операции …………………………………………………………...93
10.4.2. Выражения. 96
Лекция 11. 99
11. Структура С++ программы. Оператор условия.
Безусловный оператор. 99
11.1. Структура программы.. 99
11.2. Оператор условия. 101
11.2.1. Альтернативный оператор условия................................................101
11.2.2. Безальтернативный оператор условия. 103
11.2.3. Составные операторы условия. 103
11.3. Безусловный оператор. ………………………………………………….107
11.4. Оператор множественного выбора. 107
Лекция 12. 111
12. Операторы циклов. Массивы.. 111
12.1. Операторы циклов. 111
12.1.1. Параметрический оператор цикла for 111
12.1.2. Оператор цикла while. 114
12.1.3. Оператор цикла do . . . while. 115
12.1.4. Операторы continue, break. 115
12.2. Массивы. Переменные типа массив. 117
12.2.1. Описание массивов. 117
12.2.2. Ввод массивов. 118
12.2.3. Вывод массивов. 119
12.2.4. Операции с массивами. 119
12.2.5. Многомерные массивы.. 121
12.2.6. Представление многомерных массивов как массив массивов. 123
Лекция 13. 124
13. Символьные массивы.. 124
13.1 Описание символьных массивов. 124
13.2. Ввод символьных массивов. 124
13.3. Операции со строками. 125
13.4. Строковые массивы.. 129
Лекция 14. 130
14. Внешние файлы. Переменные файлового типа. 130
14.1. Текстовые файлы. Файловый ввод и вывод данных. 131
14.1.1. Создание внешних файлов. 133
14.1.2. Операции с файловыми переменными. 134
14.2. Бинарные файлы.. 137
Лекция 15. 138
15. Функции. 138
15.1. Структура функций. 138
15.2. Локальные и глобальные данные. 139
15.3. Виды функций. 140
15.3.1. Функции, возвращающие результат по значению.. 140
15.3.2. Функции, возвращающие результат по ссылке. 143
15.3.3. Место расположения функций в программе. 145
Лекция 16. 151
16.Программное обеспечение компьютера. Основные представления. 151
16.1. Операционная система. 152
16.2. Прикладные программы.. 153
16.2.1. Текстовый редактор Microsoft Word. 153
16.3. Электронные таблицы. MS Excel.Основные представления. 157
Лекция 17…………………………………………………………......159
17. Электронная таблица MS Excel. Данные. 159
17.1. Запуск и завершение программы MS Excel 159
17.2. Данные. Ввод данных. 159
17.3. Редактирование данных. 163
17.4. Операции с данными. 165
17.5. Работа с формулами. 166
17.6. Использование в формулах адресов ячеек. 167
Лекция 18. 168
18. Электронная таблица MS Excel. Функции. 168
18.1. Операции и функции. 168
18.2. Относительная и абсолютная адресация ячеек. 172
18.3. Построение диаграмм. 173
Лекция 19. 175
19. Решение математических задач средствами MS Excel 175
19.1. Операции с матрицами. 175
19.1.1. Транспонирование матриц. 175
19.1.2. Вычисление определителя матрицы.. 176
19.1.3. Нахождение обратной матрицы.. 177
19.1.4. Сложение и вычитание матриц. 177
19.1.5. Умножение матрицы на число. 178
19.1.6. Умножение матриц. 178
19.2. Решение систем линейных уравнений. 179
19.3. Решение уравнения с одним неизвестным. 179
Лекция 20. 182
20. Электронные таблицы MS Excel. Форматирование данных. Операции с большими таблицами и листами. 182
20.1. Форматирование данных. 182
20.1.1. Форматирование текста. 182
20.1.2. Форматирование чисел. 183
20.1.3. Форматирование символов. 184
20.1.4. Автоформатирование. 184
20.1.5. Копирование форматирования. 184
20.2. Операции с большими таблицами. 185
20.3. Операции с рабочими листами. 187
20.4. Печать. 189
Лекция 21. 191
21. Базы данных. Основные понятия и определения. 191
21.1. Форма хранения информации. 193
21.2. Реляционная модель базы данных. 194
21.2.1. Структура таблиц базы данных. 194
21.2.2. Индексы базы данных. 195
21.2.3. Связи базы данных. 196
Лекция 22. 199
22. Система управления базой данных MS Access. 199
22.1. Назначение и возможности СУБД MS Access. 199
22.2. Запуск и завершение работы программы MS Access. 200
23.3. Типы данных. 200
22.4. Разработка и создание базы данных. 202
22.4.1. Разработка структуры базы данных. 203
22.4.2. Имена полей и объектов. 203
22.5. Создание новой базы данных средствами СУБД MS Access. 204
22.5.1. Создание таблиц базы данных с помощью мастера таблиц. 204
22.5.2. Создание таблиц в режиме конструктора. 207
22.5.3. Создание связей. 209
22.5.4. Редактирование, удаление связей. 209
Лекция 23. 210
23. Программа MS Access. Работа с объектами. 210
23.1. Формы. Работа с формами. 210
23.1.1. Создание формы в режиме автоформ. 211
23.1.2. Создание формы в режиме мастера форм. 212
23.1.3 Ввод и редактирование записей с помощью формы.. 213
23.1.4. Простейшие модификации формы с помощью конструктора. 213
23.2. Поиск и запросы.. 214
23.2.1. Поиск и фильтрация данных. 214
23.2.2. Применение фильтра. 215
23.3. Типы запросов. 217
23.3.1. Создание запроса на выборку. 218
23.3.1.1. Создание запроса с помощью мастера. 218
23.3.1.2. Создание запроса с помощью конструктора. 219
23.3.2. Выполнение запроса. 221
23.3.3. Модификация запроса. 221
Лекция 24. 221
24. Создание отчетов в MS Access. Презентация. 221
24.1. Создание отчетов. 221
24.1.1. Режим автоотчета. 222
24.1.2. Создание отчета с помощью мастера. 223
24.1.3. Модификация отчета в режиме конструктора. 225
24.2. Печать отчета. 225
24.3. Презентация. Основные представления. 226
24.3.1. Основные понятия и определения. 22526
24.3.2. Назначение и основные возможности MS Power Point 228
24.3.3. Интерфейс программы MS Power Point 228
24.3.4. Простейшие настройки программы MS Power Point 229
Лекция 25. 229
25. Компьютерные сети. Основные представления. 229
25.1. Линии связи. 229
25.2. Компьютерные сети. 230
25.3. Топология компьютерных сетей. 232
25.4. Пропускная способность сетей. 235
25.5. Функциональные структуры компьютерных сетей. 235
Лекция 26. 236
26. Интернет, общие представления. Основы работы в Интернете. 236
26.1. Основные понятия и определения. 236
26.1.1. Протоколы Интернет. 236
26.1.2. IP – адреса и классы сетей. 237
26.1.3. Доменные адреса. 238
26.1.4. Узел Интернета. 239
26.1.5. Получение доступа к Интернету. 240
26.1.6. Вход в Интернет. 241
26.2. Информационные ресурсы Интернет. 242
26.2.1. Web – страница. 243
26.2.2. Адрес ресурса. 244
26.3. Электронная почта. 244
26.3.1. Сообщения. 245
Лекция 27. 245
27. Электронная почта. Обозреватели сети Интернет. 245
27.1. Почтовый сервер. 245
27.2. Операции с исходящими сообщениями. 246
27.3. Операции с входящими сообщениями. 246
27.4. Электронные доски объявлений. 247
27.5. Телеконференции. 248
27.6. Пересылка файлов. 248
27.7. Интернет – пейджеры.. 249
27.8. Базы данных в Интернет. 249
27.9. Обозреватели сети Интернет. 249
27.9.1. Обозреватель Internet Explorer 250
Лекция 28. 255
28. Создание Web – страниц. Поисковые системы.. 255
28.1. создание Web – страниц. 255
28.2. Поиск Web – страниц в Паутине. 257
28.3. Загрузка файлов из сети Интернет. 260
28.4. Работа с почтовым сайтом. 260
28.5. Программа Outlook Express. 260
28.5.1. Запуск и интерфейс программы Outlook Express. 260
28.5.2. Создание учетной записи. 261
28.5.3. Чтение сообщений. 262
28.5.4 Создание и отправка сообщения. 262
28.5.5. Разметка и форматирование сообщений. 263
28.6. Работа с FTP – серверами с помощью встроенного FTP – клиента
Total Commander…………………………………………………………..........263
Литература……………………………………………………...267