ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ ЗАДАНИЯ

 

Информатика – область научного знания, объектом которого являются информация, ее свойства, общие закономерности преобразования, техноло-

 

гия	обработки	с	использованием	прогрессивных
средств.	Эта	наука	включает в	себя множество
математических,		инженерных и даже философских
аспектов, через которые	она становится	фундаментальной

наукой, занимающейся схематичным, "формализованным" представлением информации, вопросами ее обработки, а также различными средствами, с

 

помощью которых можно производить необходимую обработку информа-

 

ции. Это включает в себя вопросы анализа и моделирования взаимосвязей и структур в самых различных областях применения.

 

Информатика – область научного знания, объектом которого являются информация, ее свойства, общие закономерности преобразования, технология обработки с использованием прогрессивных средств. Эта наука включает в себя множество математических, инженерных и даже философских аспектов, через которые она становится фундаментальной наукой, занимающейся схематичным, "формализованным" представлением информации, вопросами ее обработки, а также различными средствами, с помощью которых можно производить необходимую обработку информации. Это включает в себя вопросы анализа и моделирования взаимосвязей и структур в самых различных областях применения.

И н ф о р м а т и к а – о б л а с т ь н а у ч н о г о з н а н и я , о б ъ е к т о м к о т о р о г о я в л я ю т с я и н ф о р м а ц и я , е е с в о й с т в а , о б щ и е

з а к о н о м е р н о с т и п р е о б р а з о в а н и я , т е х н о л о г и я о б р а б о т к и с и с п о л ь з о в а н и е м п р о г р е с с и в н ы х с р е д с т в . Э т а н а у к а

 

в к л ю ч а е т в с е б я м н о ж е с т в о м а т е м а т и ч е с к и х , и н ж е н е р н ы х и д а ж е ф и л о с о ф с к и х а с п е к т о в , ч е р е з к о т о р ы е о н а

 

с т а н о в и т с я ф у н д а м е н т а л ь н о й н а у к о й , з а н и м а ю щ е й с я с х е м а т и ч н ы м , " ф о р м а л и з о в а н н ы м " п р е д с т а в л е н и е м и н ф о р м а ц и и , в о п р о с а м и е е о б р а б о т к и , а т а к ж е

 

р а з л и ч н ы м и с р е д с т в а м и , с п о м о щ ь ю к о т о р ы х м о ж н о п р о и з в о д и т ь н е о б х о д и м у ю о б р а б о т к у и н ф о р м а ц и и . Э т о

 

в к л ю ч а е т в с е б я в о п р о с ы а н а л и з а и м о д е л и р о в а н и я в з а и м о с в я з е й и с т р у к т у р в с а м ы х р а з л и ч н ы х о б л а с т я х

 

п р и м е н е н и я .

Приложение 3.

 

ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ

 

Вариант 1

 

В 1642 г. Блез Паскаль изобрел устройство, механически выполняющее сложение чисел, которому было дано название "Паскалево колесо". Это было устройство с ручным управлением, работающее на основе зубчатых колес.

 

Оно позволяло суммировать десятичные числа. Иными словами, это была счетная машина. Несколько образцов такой машины сохранилось до наших дней. В 1673 г. Готфрид Лейбниц сконструировал арифмометр,

 

позволяющий механически выполнять четыре арифметических действия.

 

Начиная с XIX в. арифмометры получили очень широкое распространение.

 

Вариант 2

 

Работы над проектами цифровых вычислительных машин велись одновременно в нескольких странах. Но первым свою разработку представил в 1941 году в Германии инженер Конрад Цузе. Это был автоматический универсальный цифровой компьютер, имеющий название Z3. В качестве переключательных устройств, обеспечивающих возможность работы с двоичной системой счисления, были применены электромеханические реле.

 

Для работы этой компьютера требовалось приблизительно 2600 реле. Они были установлены в трех стойках, каждая из которых имела высоту два метра и ширину один метр.

 

Вариант 3

 

Так, в 1943 году в Англии силами Почтового департамента был создан программируемый электронный цифровой компьютер Colossus. В качестве переключательных элементов этот компьютер имел около 2000

 

электровакуумных ламп (рис.). Во время второй мировой войны эта машина применялась для декодирования сообщений немецкого командования.

 

Недостатками первых компьютеров являлись: небольшой объем памяти,

позволявшей хранить только данные; необходимость вводить команды извне,

 

выполнять операции последовательно одну за другой.

 

Вариант 4

 

В 1946 году усилиями группы американских ученых был создан большой универсальный электронный цифровой компьютер ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer), что в переводе означает

 

"Электронный числовой интегратор и компьютер". Он был построен на электровакуумных лампах, имел сравнительно большую скорость сложения и умножения и ряд других положительных характеристик. Но, вместе с этим,

 

были и отрицательные моменты, такие как его стоимость - 750 000 долларов и занимаемое пространство - около 300 кв. м.

 

Вариант 5

 

Изобретение в середине пятидесятых годов транзистора (рис.) позволило построить вычислительные машины, в которых вместо электронных ламп работали транзисторы. Это позволило уменьшить габариты, увеличить скорость обработки информации, а также сделать более приемлемой стоимость машины. То есть, поставленная задача была решена. Появилась возможность серийного производства. Диалог человека с ЭВМ заметно упростился. Это стало возможным благодаря появлению алгоритмических языков высокого уровня, таких, как Фортран, Бейсик, Алгол и других.

 

Вариант 6

 

Изобретение в конце шестидесятых годов интегральных микросхем (рис. 5.4), содержащих на одной полупроводниковой пластине сотни транзисторов,

 

позволило перейти к построению электронно-вычислительных машин третьего поколения. Основу таких машин составляли интегральные микросхемы. Помимо этого, в состав ЭВМ были включены дисплеи,

 

накопители на магнитных дисках и некоторые другие устройства, заметно облегчающие работу человека. К тому времени количество таких

компьютеров измерялось многими тысячами, а круг специалистов,

 

работающих с ними, постоянно увеличивался.

 

Вариант 7

 

В семидесятых годах появились большие интегральные схемы (БИС).

 

Эти интегральные схемы были названы большими, поскольку на одной полупроводниковой пластине находились уже сотни тысяч транзисторов.

 

Такая высокая степень интеграции позволила создать микропроцессор -

 

программируемое логическое устройство. Впервые микропроцессор был представлен в 1971 году фирмой "Intel". Это изобретение явилось важным этапом в развитии вычислительной техники. На основе микропроцессоров были созданы персональные компьютеры.

 

Вариант 8

 

СуперЭВМ - многопроцессорный вычислительный комплекс, умеющий колоссальную производительность. Первый суперкомпьютер был произведен в 1976 году американской компанией "Cray research". Его производительность составляла до 100 млн. арифметических операций в секунду. Идея построения суперкомпьютера базировалась на стремлении уменьшить расстояние между всеми электронными компонентами, а также организовать работу не на одном процессоре, а сразу на нескольких – параллельно.

 

Вариант 9

 

Микропроцессор, иначе, центральный процессор - Central Processing Unit (CPU) - функционально законченное программно-управляемое устройство обработки информации, выполненное в виде одной или нескольких больших (БИС) или сверхбольших (СБИС) интегральных схем.

 

Разрядность шины данных микропроцессора определяет разрядность ПК в целом; разрядность шины адреса МП - его адресное пространство. Адресное пространство - это максимальное количество ячеек основной памяти, которое может быть непосредственно адресовано микропроцессором.

Вариант 10

 

Устройство управления (УУ) - формирует и подает во все блоки машины

 

в нужные моменты времени определенные сигналы управления

 

(управляющие импульсы). Сигнал обусловлен спецификой выполняемой операции и результатами предыдущих операций. Он формирует адреса ячеек памяти, используемых выполняемой операцией, и передает эти адреса в соответствующие блоки ЭВМ; опорную последовательность импульсов устройство управления получает от генератора тактовых импульсов.

 

Вариант 11

 

Интерфейсная система микропроцессора - реализует сопряжение и связь с другими устройствами ПК; включает в себя внутренний интерфейс МП,

 

буферные запоминающие регистры и схемы управления портами ввода-

 

вывода (ПВВ) и системной шиной. Интерфейс (interface) - совокупность средств сопряжения и связи устройств компьютера, обеспечивающая их эффективное взаимодействие. Порт ввода-вывода (I/O ≈ Input/Output port) -

 

аппаратура сопряжения, позволяющая подключить к микропроцессору другое устройство ПК.

 

Вариант 12

 

Генератор тактовых импульсов. Он генерирует последовательность электрических импульсов; частота генерируемых импульсов определяет тактовую частоту машины. Промежуток времени между соседними импульсами определяет время одного такта работы машины или просто такт работы машины. Частота генератора тактовых импульсов является одной из основных характеристик персонального компьютера и во многом определяет скорость его работы, ибо каждая операция в машине выполняется за определенное количество тактов.

 

Вариант 13

 

Микропроцессоры типа RISC содержат набор только простых, чаше всего встречающихся в программах команд. При необходимости выполнения

более сложных команд в микропроцессоре производится их автоматическая сборка из простых. В этих МП на выполнение каждой простой команды за счет их наложения и параллельного выполнения тратится 1 машинный такт

 

(на выполнение даже самой короткой команды из системы CISC обычно тратится 4 такта).

 

Вариант 14

 

Оперативная память содержит два вида запоминающих устройств:

 

постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) и оперативное запоминающее устройство (ОЗУ). ПЗУ - электронное устройство, в котором хранится информация о самом компьютере, а также небольшие по объему, но часто выполняемые программы, например, базовая система ввода-вывода (BIOS).

 

Данные, расположенные в ПЗУ, хранятся постоянно и не пропадают, в

 

отличие от оперативной памяти, при выключении компьютера. Этот тип памяти называют ROM (Read Only Memory)

 

Вариант 15

 

ОЗУпредназначено для хранения переменой информации,т.к.онодопускает изменение своего содержимого в ходе выполнения микропроцессором соответствующих операций. Поскольку в любой момент времени доступ может осуществляться к произвольно выбранной ячейке,

 

этот вид памяти называется памятью с произвольной выборкой – RAM (Random Access Memory).

 

Вариант 16

 

Для того, чтобы информация была доступна микропроцессору, каждой из ячеек присваивается адрес, представляющий собой комбинацию из нулей и единиц. Размер адреса определяет максимальное количество ячеек памяти,

 

к которым может обращаться микропроцессор. Например, если размер адреса составляет 16 бит, то микропроцессор может обращаться непосредственно к

 

2¹⁶ =65536 байтам (или 64 Кбайтам) оперативной памяти. Современные

микропроцессоры, такие как Pentium, позволяют задавать адрес ячейки оперативной памяти, состоящей из 32 бит.

 

Вариант 17

 

Внешняя память. Она относится к внешним устройствам ПК и используется для долговременного хранения любой информации. В

 

частности, во внешней памяти хранится все программное обеспечение компьютера. Внешняя память содержит разнообразные виды запоминающих устройств, но наиболее распространенными, имеющимися практически на любом компьютере, являются накопители на жестких (НЖМД) и гибких

 

(НГМД) магнитных дисках или накопители на оптических дисках (CD-ROM - Compact Disk Read Only Memory).

 

Вариант 18

 

Важнейшую роль играет в ПК контроллер прерываний. Прерывание -

 

временный останов выполнения одной программы в целях оперативного выполнения другой, в данный момент более важной (приоритетной)

 

программы. Прерывания возникают при работе компьютера постоянно.

 

Достаточно сказать, что все процедуры ввода-вывода информации выполняются по прерываниям, например, прерывания от таймера возникают и обслуживаются контроллером прерываний 18 раз в секунду (естественно,

 

пользователь их не замечает).

 

Вариант 19

 

Контроллер прерываний обслуживает процедуры прерывания,

 

принимает запрос на прерывание от внешних устройств, определяет уровень приоритета этого запроса и выдает сигнал прерывания в МП. МП, получив этот сигнал, приостанавливает выполнение текущей программы и переходит к выполнению специальной программы обслуживания того прерывания,

 

которое запросило внешнее устройство. После завершения программы обслуживания восстанавливается выполнение прерванной программы.

 

Контроллер прерываний является программируемым.

Вариант 20

 

Система реального времени - это система, которая должна ответить на внешнее воздействие в пределах конечного и указанного периода времени.

 

Различают системы жесткого и мягкого реального времени. Системы жесткого реального времени – это такие, где абсолютно обязательно, чтобы система ответила в пределах указанного крайнего срока. Системы мягкого реального времени – это такие, где времена ответа важны, но система будет все еще функционировать правильно, если крайние сроки иногда нарушаются.