Каждый символ кодируется 8 битами.

(ЕГЭ_2005, уровень А)

Решение:

34 символа в предложении. Переведем в биты: 34*16=544 бита.

Ответ: 544 бит

7. Каждый символ закодирован двухбайтным словом. Оцените информационный объем следующего предложения в этой кодировке:

В одном килограмме 100 грамм.

(ЕГЭ_2005, уровень А)

Решение:

19 символов в предложении. 19*2 =38 байт

Ответ: 38 байт

8. Текст занимает полных 10 секторов на односторонней дискете объемом 180 Кбайт. Дискета разбита на 40 дорожек по 9 секторов. Сколько символов содержит текст? ([1], c.133, №34)

Решение:

1. 40*9 = 360 -секторов на дискете.
2. 180 Кбайт : 360 * 10 =5 Кбайт – поместится на одном секторе.
3. 5*1024= 5120 символов содержит текст.

Ответ: 5120 символов

Сообщение передано в семибитном коде. Каков его информационный объем в байтах, если известно, что передано 2000 символов.

Решение:

Если код символа содержит 7 бит, а всего 2000 символов, узнаем сколько бит займет все сообщение. 2000 х 7=14000 бит.

Переведем результат в байты. 14000 : 8 =1750 байт

Ответ: 1750 байт.

10. Сколько секунд потребуется модему, передающему сообщение со скоростью 28800 бит/с, чтобы передать 100 страниц текста в 30 строк по 60 символов каждая, при условии, что каждый символ кодируется одним байтом? (ЕГЭ_2005, уровень В)

Решение:

1. Найдем объем сообщения. 30*60*8*100 =1440000 бит.
2. Найдем время передачи сообщения модемом. 1440000 : 28800 =50 секунд

Ответ: 50 секунд

11. Сколько секунд потребуется модему, передающему сообщения со скоростью 14400 бит/с, чтобы передать сообщение длиной 225 Кбайт? (ЕГЭ_2005, уровень В)

Решение:

1. Переведем 225 Кб в биты.225 Кб *1024*8 = 1843200 бит.
2. Найдем время передачи сообщения модемом. 1843200: 14400 =128 секунд.

Ответ: 128 секунд

16. Внутреннее представление информации: представление звуковой и графической информации

Существуют два подхода к решению проблемы представления изображения на компьютере: растровый и векторный.

Растровый подход предполагает разбиение изображения на маленькие одноцветные элементы – видеопиксели, которые, сливаясь, дают общую картину. Компьютер хранит в памяти числа, которые выражают цвет каждой точки.

Связь между разрядностью кода цвета – b и количеством цветов – K (размером палитры) выражается формулой: К = 2^b, величину b принято называть битовой глубиной цвета. Так называемая естественная палитра цветов получается при b = 24. Для такой битовой глубины палитра включает более 16 миллионов цветов.

связь между величинами битовой глубины, разрешающей способностью графической сетки (размером растра) и объемом видеопамяти. Если обозначить минимальный объем видеопамяти в битах через Vm, разрешающую способность дисплея – M ´ N (М точек по горизонтали и N точек по вертикали), то связь между ними выразится формулой:

V_m=b´M´N

Полученная величина – это объем видеопамяти, необходимый для хранения одного кадра, одной страницы изображения. Практически всегда в современных компьютерах в видеопамяти помещается одновременно несколько страниц изображения.

Векторный подход разбивает всякое изображение на геометрические элементы: отрезки прямой, эллиптические дуги, фрагменты прямоугольников, окружностей и т.д. Векторное представление более всего подходит для чертежей, схем, штриховых рисунков. Параметры геометрических элементов описываются математическими формулами. Компьютер хранит в памяти числа, которые выражают свойства линий (форма линии, ее толщина, цвет, стиль – сплошная или пунктирная и т.д.).

Растровый подход универсальный, т.е. он применим всегда, независимо от характера изображения.

Физический принцип получения разнообразных цветов на экране дисплея заключается в смешивании трех основных цветов: красного, зеленого и синего. Информация, заключенная в коде пикселя содержит сведения о том, какую интенсивность (яркость) имеет каждая составляющая в его свете

Для черно-белого изображения информационный объем одной точки равен 1 биту, т.к. точка может быть либо черной, либо белой, что можно закодировать двумя цифрами.

Для 8 цветов необходимо 3 бита; для 16 цветов – 4 бита; для 256 цветов – 8 битов (1 байт).

В таблице 1 представлено кодирование 8-цветной палитры

Таблица 1 Двоичный код восьмицветной палитры

к		с	Цвет
			Черный
			Синий
			Зеленый
			Голубой
			Красный
			Розовый
			Коричневый
			Белый

Биты в таком коде распределены по принципу «КЗС», т. е. первый бит отвечает за красную составляющую, второй — за зеленую, третий — за синюю. По этой теме ученики должны уметь отвечать на вопросы такого типа:

— Смешиванием каких цветов получается розовый цвет?

— Известно, что коричневый цвет получается смешиванием красного и зеленого цветов. Какой код у коричневого цвета?

При программировании цветных изображений принято каждому цвету ставить в соответствие десятичный номер. Получить номер цвета очень просто. Для этого его двоичный код, рассматривая как целое двоичное число, следует перевести в десятичную систему счисления. Тогда, согласно табл. 1, номер черного цвета — 0, синего — 1, зеленого — 2 и т.д. Белый цвет имеет номер 7. Полезными, с точки зрения закрепления знаний двоичной системы счисления, являются вопросы такого рода:

— Не глядя в таблицу, назвать десятичный номер красного цвета.

Только после того, как ученики разобрались с 8-цветной палитрой, можно переходить к рассмотрению кодирования большего числа цветов.

В таблице 2 представлено кодирование 16-ти цветной палитры. Каждая точка на экране кодируется с помощью 4 битов. Разные цвета и их оттенки получаются за счет наличия или отсутствия трех основных цветов (красного, синего, зеленого) и степени их яркости. Это те же восемь цветов, но имеющие два уровня яркости. Управляет яркостью дополнительный четвертый бит — бит интенсивности. В структуре 16-цветного кода «ИКЗС» И — бит интенсивности. Например, если в 8-цветной палитре код 100 обозначает красный цвет, то в 16-цветной палитре: 0100 — красный, 1100 — ярко-красный цвет; 0110 — коричневый, 1110 — ярко-коричневый (желтый).

Таблица 2 Двоичный код шестнадцатицветной палитры

Цвет	Яркость	Красный	Зеленый	Синий
Черный
Синий
Зеленый
Голубой
Красный
Фиолетовый
Коричневый
Белый
Серый
Светло-синий
Светло-зеленый
Светло-голубой
Светло-красный
Светло-фиолетовый
Желтый
Ярко-белый

Палитры большего размера получаются путем раздельного управления интенсивностью каждого из трех базовых цветов. Для этого в коде цвета под каждый базовый цвет выделяется более одного бита. Например, структура восьмибитового кода для палитры из 256 цветов такая: «КККЗЗЗСС», т.е. по 3 бита кодируют красную и зеленую составляющие и 2 бита — синюю. В результате полученная величина — это объем видеопамяти, необходимый для хранения одного кадра, одной страницы изображения. Практически всегда в современных компьютерах в видеопамяти помещается одновременно несколько страниц изображения.

Основной принцип кодирования звука, выражается словом дискретизация.

Физическая природа звука – это колебания в определенном диапазоне частот, передаваемые звуковой волной через воздух (или другую упругую среду). Процесс преобразования звуковых волн в двоичный код в памяти компьютера:

Звуковая волна → Микрофон → Переменный электрический ток

Аудиоадаптер → Двоичный код → Память ЭВМ.

Процесс воспроизведения звуковой информации, сохраненной в памяти ЭВМ:

Память ЭВМ → Двоичный код → Аудиоадаптер

Электрический сигнал → Акустическая система → Звуковая волна

Аудиоадаптер (звуковая плата) – специальное устройство, подключаемое к компьютеру, предназначенное для преобразования электрических колебаний звуковой частоты в числовой двоичный код при вводе звука и для обратного преобразования при воспроизведении звука.

В процессе записи звука аудиоадаптер с определенным периодом измеряет амплитуду электрического тока и заносит в регистр двоичный код полученной величины. Затем полученный код из регистра переписывается в оперативную память компьютера. Качество компьютерного звука определяется характеристиками аудиоадаптера: частотой дискретизации и разрядностью.

Частота дискретизации — это количество измерений входного сигнала за 1 секунду. Частота измеряется в герцах (Гц). Одно измерение за 1 секунду соответствует частоте 1 Гц. 1000 измерений за 1 секунду — 1 килогерц (кГц). Характерные частоты дискретизации аудиоадаптеров: 11 кГц, 22 кГц, 44,1 кГц и др.

Разрядность регистра — число бит в регистре аудиоадаптера. Разрядность определяет точность измерения входного сигнала. Чем больше разрядность, тем меньше погрешность каждого отдельного преобразования величины электрического сигнала в число и обратно. Если разрядность равна 8 (16), то при измерении входного сигнала может быть получено 2^s = 256 (2¹⁶ = 65536) различных значений. Очевидно, 16-разрядный аудиоадаптер точнее кодирует и воспроизводит звук, чем 8-разрядный.

Звуковой файл – файл, хранящий звуковую информацию в числовой двоичной форме.

17) Внешнее представление информации: файлы, каталоги, иерархическая система файлов и каталоговЛюбые данные, представленные в виде совокупности целых чисел, хранятся в памяти ЭВМ в виде файлов. Файл [file] – именованная целостная совокупность данных, причём не имеет значения, каких именно данных. Для файла данные – это лишь набор целых чисел в двоичной форме, поэтому файл – это просто последовательность байтов. Для пользователя имеют значение лишь два признака, которые характеризуют файл как таковой: имя файла и его размер. Размер файлов измеряется в байтах.

Как правило, файлы сортируются пользователем согласно определённым признакам по группам. Список такой группы называется каталогом [directory]. Таким образом, организуется особая иерархическая структура – дерево каталогов

17.

18. Обработка информации: понятие алгоритма, языка программирования и программы

Алгоритм – определённая совокупность действий, описывающих программу входного потока данных и получение результата за конечное число ходов.

Основные свойства алгоритма: детерминированность, массовость, ре-

зультативность, дискретность, а также наличие входных и выходных данных.

Язык программирования: Искусственный язык для представления про-

грамм.

Программа — это последовательность команд для ЭВМ, выполнение ко-

торых реализует алгоритм

19. Классификация ЭВМ, примеры

· по принципу действия. Критерием деления вычислительных машин здесь является форма представления информации, с которой они работают

1. аналоговые (АВМ) - вычислительные машины непрерывного действия, работают с информацией, представленной в непрерывной (аналоговой) форме, т.е. в виде непрерывного ряда значений какой-либо физической величины (чаще всего электрического напряжения).
Аналоговые вычислительные машины весьма просты и удобны в эксплуатации; программирование задач для решения на них, как правило, нетрудоемкое; скорость решения задач изменяется по желанию оператора и может быть сделана сколь угодно большой (больше ,чем у ЦВМ), но точность решения задач очень низкая (относительная погрешность 2-5%).На АВМ наиболее эффективно решать математические задачи, содержащие дифференциальные уравнения, не требующие сложной логики.

2.цифровые (ЦВМ) - вычислительные машины дискретного действия, работают с информацией, представленной в дискретной, а точнее, в цифровой форме.

3.гибридные(ГВМ) - вычислительные машины комбинированного действия, работают с информацией, представленной и в цифровой, и в аналоговой форме; они совмещают в себе достоинства АВМ и ЦВМ. ГВМ целесообразно использовать для решения задач управления сложными быстродействующими техническими комплексами.
Наиболее широкое применение получили ЦВМ с электрическим представлением дискретной информации - электронные цифровые вычислительные машины, обычно называемые просто электронными вычислительными машинами (ЭВМ), без упоминания об их цифровом характере.

·по назначению

1. универсальные (общего назначения) - предназначены для решения самых различных технических задач: экономических, математических, информационных и других задач, отличающихся сложностью алгоритмов и большим объемом обрабатываемых данных. Они широко используются в вычислительных центрах коллективного пользования и в других мощных вычислительных комплексах.

2.проблемно-ориентированные - служат для решения более узкого круга задач, связанных, как правило, с управлением технологическими объектами; регистрацией, накоплением и обработкой относительно небольших объемов данных; выполнением расчетов по относительно несложным алгоритмам; они обладают ограниченными по сравнению с универсальными ЭВМ аппаратными и программными ресурсами. К проблемно-ориентированным ЭВМ можно отнести, в частности, всевозможные управляющие вычислительные комплексы

3.специализированные - используются для решения узкого крута задач или реализации строго определенной группы функций. Такая узкая ориентация ЭВМ позволяет четко специализировать их структуру, существенно снизить их сложность и стоимость при сохранении высокой производительности и надежности их работы. К специализированным ЭВМ можно отнести, например, программируемые микропроцессоры специального назначения; адаптеры и контроллеры, выполняющие логические функции управления отдельными несложными техническими устройствами, агрегатами и процессами; устройства согласования и сопряжения работы узлов вычислительных систем.

· по размерам и функциональным возможностям

1. сверхбольшие (суперЭВМ)

2. большие

3. малые

4. мини

5. сверхмалые (микроЭВМ)

20. Архитектура ЭВМ: принципы фон Неймана

Способ обработки данных, которые реализуются аппаратурой ЭВМ.

Чтобы ЭВМ была универсальным и эффективным способом обработки данных, нужно чтобы было построено по след.принципу:

1) Информация кодируется в двоичной форме и разделяется на единицы, называемые словами (слово – последовательность нулей и единиц)

2) Разнотипные слова инф-ции хранятся в одной и той же памяти. Различаются по способу использования, но не по способу кодирования. Одни и те же оп-ции исп-ся для обработки слов разной природы

3) Слова размещаются в ячейке памяти и идентифицируются по номеру ячейки. Основная память состоит из нумерованных ячеек. Запись и чтение слов осуществляется по их адресу. Любое слово, записанное однажды можно читать бесконечное число раз

4) Алгоритм – последовательность команд. Команды определяются наименование операций и слова, участвующие в ней команды. алгоритм, записанный в машин.командами назыв.программой

5) При выполнение вычислений, предписанных алгоритмом сводится к выполнению последовательных команд:

a) АЛУ – выполн.арифм. и лог.оп-ций

b) УУ – выполн.программ

c) ЗУ – память

d) УВВ – устр-во ввода-вывода

21. Структура ЭВМ (аппаратные компоненты)устройства ЭВМ обмениваются информацией через системную шину. К системной шине подключён центральный процессор (или несколько процессоров), оперативная, постоянная и кеш-память, которые выполнены в виде микросхем. Упомянутые компоненты монтируются на материнской плате. К материнской плате присоединяются платы (карты) внешних устройств (ВУ): видеоадаптер, звуковая плата, сетевая плата и др. В зависимости от сложности устройств на этих платах могут располагаться другие специализированные процессоры: математический, графический и др. С помощью проводов к материнской плате подключены жёсткий диск, гибкий диск и устройство чтения оптических дисков. Все упомянутые компоненты располагаются в системном блоке. Остальные компоненты, которые находятся вне системного блока, именуются внешними устройствами: монитор, клавиатура, мышь и другие манипуляторы, устройства резервного копирования и архивации, сканеры, модемы и др.

21.

22. Центральный процессор, его характеристики и архитектура

центральный процессор (ЦП, ЦПУ или CPU) – устройство, отвечающее за все основные вычисления и выполняющее машинные инструкции (код программ). Недаром, именно процессор, считается мозгом компьютера и главной частью его аппаратного обеспечения.

Основными характеристиками процессоров, по которым их принято разделять на современном рынке, являются:

• фирма производитель
• серия
• количество вычислительных ядер
• тип установочного разъема (сокет)
• тактовая частота.

Серия – является одной из ключевых характеристик центрального процессора. Как правило, оба производителя разделяют свою продукцию на несколько групп по их быстродействию, ориентации на разные категории пользователей и различные сегменты рынка. Каждая из таких групп составляет семейство или серию со своим отличительным названием, по которому можно понять не только ценовую нишу продукта, но и в общем, его функциональные возможности.

Количество вычислительных ядер. Самыми распространёнными являются двух и четырехъядерные чипы. Несколько меньше распространены процессоры с тремя, шестью и восемью вычислительными ядрами.

Тактовая частота – характеристика определяющая производительность процессора, измеряющаяся в мегагерцах (МГц) или гигагерцах (ГГц) и показывающая то количество операций, которое он может проделать в секунду.

Архитектура

В основе каждого процессора лежит так называемая процессорная архитектура – набор качеств и свойств, присущий целому семейству микрочипов. Архитектура напрямую определяет внутреннюю конструкцию и организацию процессоров.

По сложившейся традиции, компании Intelи AMD дают своим различным процессорным архитектурам кодовые имена. Это более точно позволяет систематизировать современные процессорные решения. Например, процессоры одного семейства с одинаковой тактовой частотой и количеством ядер могут быть изготовлены с применением разного технологического процесса, а значит иметь разную архитектуру и производительность. Так же применение звучных имен в названиях архитектур дает возможность производителям более эффектно презентовать, нам пользователям, свои новые разработки.

Память, ее характеристики

Внутренняя память

Оперативная память

Оперативная память (ОЗУ, англ. RAM, Random Access Memory - память с произвольным доступом) — это быстрое запоминающее устройство не очень большого объёма, непосредственно связанное с процессором и предназначенное для записи, считывания и хранения выполняемых программ и данных, обрабатываемых этими программами.

Постоянная память

Постоянная память (ПЗУ, англ. ROM, Read Only Memory - память только для чтения) — энергонезависимая память, используется для хранения данных, которые никогда не потребуют изменения. Содержимое памяти специальным образом "зашивается" в устройство при его изготовлении для постоянного хранения. Из ПЗУ можно только читать.

Внешняя память

Внешняя память (ВЗУ) предназначена для длительного хранения программ и данных и целостность её содержимого не зависит от того, включён или выключен компьютер. В отличии от оперативной памяти, внешняя память не имеет прямой связи с процессором.

23.

24. Внешние устройства ЭВМ: запоминающие устройства, устройства ввода-вывода

Помимо оперативной памяти, компьютеру необходима дополнительная память для долговременного размещения данных. Такие устройства называются ВЗУ (внешние запоминающие устройства). Различные способы хранения и записи информации служат для разных целей. Примеры: Накопители на жёстких дисках (винчестеры), Дискеты, Флэш-память, Стримеры, CD-ROM, DVD-ROM.

Устройства ввода-вывода используются человеком (или другой системой) для взаимодействия с компьютером.

Интерфейс ввода-вывода требует управления процессором каждого устройства. Интерфейс должен иметь соответствующую логику для интерпретации адреса устройства, генерируемого процессором.

Установление контакта должно быть реализовано интерфейсом при помощи соответствующих команд типа (ЗАНЯТО, ГОТОВ, ЖДУ), чтобы процессор мог взаимодействовать с устройством ввода-вывода через интерфейс.

Если существует необходимость передачи различающихся форматов данных, то интерфейс должен уметь конвертировать последовательные (упорядоченные) данные в параллельную форму и наоборот.

Должна быть возможность для генерации прерываний и соответствующих типов чисел для дальнейшей обработки процессором (при необходимости).

Компьютер, использующий ввод-вывод с распределением памяти, обращается к аппаратному обеспечению при помощи чтения и записи в определенные ячейки памяти, используя те же самые инструкции языка ассемблера, которые компьютер обычно использует при обращении к памяти.

Устройства печати. Принтеры: Матричные принтеры, Струйные принтеры, Лазерные принтеры.

Устройства ввода данных: Сканеры, мыши, клавиатуры.

Модем — это устройство, предназначенное для подсоединения компьютера к обычной телефонной линии.

25. Классификация программных средств

Программное обеспечение – это совокупность программ и сопутствующей документации, которая предназначена для решения задач на ПК. Оно бывает двух видов: системный и прикладной.

Системное программное обеспечение предназначено для управления компьютером, создания и поддержки выполнения других программ пользователя, предоставления пользователю всевозможных услуг.

Прикладное программное обеспечение представляет собой комплекс программ, позволяющих выполнять специфические операции.

Программное обеспечение принято разделять на

а) Операционная система управляет работой всех устройств ПК и процессом выполнения прикладных программ и осуществляет контроль работоспособности оборудования ПК, процедуру начальной загрузки, управление файловой системой, взаимодействие пользователя с ПК, загрузку и выполнение прикладных программ, распределение ресурсов ПК, таких, как ОП, процессорное время и периферийные устройства между прикладными программами.

б) Сервисные системы предоставляют ОС более широкие возможности и обеспечивают пользователю набор разнообразных дополнительных услуг. К системам этого вида относятся

1)Оболочкой ОС называется программный продукт, который делает общение пользователя с компьютером более комфортным.

2)Утилиты – это служебные программы, предоставляющие пользователю некоторые дополнительные услуги,

-Программа проверки диска предназначается для проверки правильности информации, которая содержится в таблицах распределения файлов диска, и осуществления поиска сбойных блоков диска.

-Программа уплотнения диска (или дисковый дефрагматор) применяется для создания и обслуживания сжатых дисков. Уплотненным диском является файл на обычном физическом гибком или жестком диске, сжимающийся при записи и восстанавливающийся при чтении.

-Программа резервирования данных на диске призвана работать в трех режимах: резервирования, восстановления и сравнения исходных данных с их резервными копиями.

-К архиваторам относят программы, которые позволяют существенно уменьшить «объем», занимаемый тем или иным документом. Архиваторы применяют с целью экономии объема памяти.

-Программа «Системный монитор» применяется для анализа пиковой загрузки процессора и других ресурсов.

-Антивирусные программы являются интегрированными средствами для выявления и устранения компьютерных вирусов.

в)Программно-инструментальные средства являются программными продуктами, применяемыми для разработки программного обеспечения.

г)Программы технического обслуживания используются для управления работой различных систем компьютера, позволяют проследить за правильностью его функционирования, а также производить диагностику.

26. Системное программное обеспечение, его классификация, примеры

СПО сервисное ПО

Базовое ПО антивирусы архиваторы ПО дисков

BIOS OC

27. Операционная система: структура и общая характеристика, классификация ОС, примеры

ОС – связующее звено между аппаратной частью, программами и пользователями.

Классификация ОС

1) По числу задач (однозначные (MS DOS) и многозначные (Linux, Windows))

2) По числу пользователей одновременно работающих систем (однопользовательская и многопользовательские)

3) Возможность работы в локальной сети (сетевые (MS DOS) и несетевые (WIN NT))

Структура ОС

В состав операционной системы входят следующие подсистемы:

1. Управление процессами.

2. Управление основной памятью.

3. Управление внешней памятью.

4. Управление устройствами ввода/вывода.

5. Управление файлами.

6. Защита системы.

7. Сетевая поддержка.

8. Командный интерфейс системы.

Управление процессами

Процесс - это программа в стадии выполнения. Процессу необходимы определенные ресурсы, включая процессорное время, память, файлы и устройства ввода/вывода для выполнения своих задач. ОС отвечает за следующие действия в связи с управлением процессами:

- создание и удаление процессов;

- приостановку и возобновление процессов;

- обеспечение механизмов для синхронизации процессов;

- обеспечение механизмов для взаимодействия процессов.

Управление основной памятью

Память представляет собой большой массив слов или байт, каждый из которых имеет собственный адрес. Это хранилище данных, к которым обеспечивается быстрый доступ, распределенный между процессором и устройствами ввода/вывода. Основная память - энергозависимое устройство, которое теряет содержимое в случае выключения системы. ОС отвечает за следующие действия в связи с управлением памятью:

- ведет учет того, какая часть памяти в настоящий момент занята;

- принимает решение о загрузке процессов при освобождении пространства ОП;

- распределяет и освобождает пространство ОП в соответствии с действующими стратегиями.

Управление внешней памятью

Поскольку основная память (первичная память) энергозависима и слишком мала для размещения всех данных и программ постоянно, ВС должна обеспечить вторичную память для сохранения основной памяти. Большинство современных ВС используют диски как средство оперативного хранения как программ, так и данных. ОС отвечает за следующие действия в связи с управлением внешней памятью:

- управление свободным пространством;

- распределение памяти;

- управление диском.