Конспект лекций соответствует требованиям Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования РФ и предназначен для освоения студентами вузов специальной дисциплины «Информатика и информационные технологии». Лаконичное и четкое изложение материала, продуманный отбор необходимых тем позволяют быстро и качественно подготовиться к семинарам, зачетам и экзаменам по данному предмету.
ЛЕКЦИЯ № 1. Введение в информатику
1. Информатика. Информация. Представление и обработка информации
Информатика занимается формализованным представлением объектов и структур их взаимосвязей в различных областях науки, техники, производства. Для моделирования объектов и явлений используются различные формальные средства, например логические формулы, структуры данных, языки программирования и др.
В информатике такое фундаментальное понятие, как информация имеет различные значения:
1) формальное представление внешних форм информации;
2) абстрактное значение информации, ее внутреннее содержание, семантика;
3) отношение информации к реальному миру.
2. Системы счисления
Под системой счисления подразумевается набор правил наименования и записи чисел. Различают позиционные и непозиционные системы счисления.
Система счисления называется
позиционной,
если значение цифры числа зависит от местоположения цифры в числе. В противном случае она называется
непозиционной.
Значение числа определяется по положению этих цифр в числе.
3. Представление чисел в ЭВМ
32-разрядные процессоры могут работать с оперативной памятью емкостью до 232-1, а адреса могут записываться в диапазоне 00000000 – FFFFFFFF. Однако в реальном режиме процессор работает с памятью до 220-1, а адреса попадают в диапазон 00000 – FFFFF. Байты памяти могут объединяться в поля как фиксированной, так и переменной длины. Словом называется поле фиксированной длины, состоящее из 2 байтов, двойным словом – поле из 4 байтов. Адреса полей бывают
четные
и
нечетные,
при этом для четных адресов операции выполняются быстрее.
Числа с фиксированной точкой в ЭВМ представляются как целые двоичные числа, и занимаемый ими объем может составлять 1, 2 или 4 байта.
Целые двоичные числа представляются в дополнительном коде, соответственно числа с фиксированной точкой представляются в дополнительном коде. При этом если число занимает 2 байта, то структура числа записывается по следующему правилу: старший разряд отводится под знак числа, а остальные – под двоичные цифры числа. Дополнительный код положительного числа равен самому числу, а дополнительный код отрицательного числа может быть получен по такой формуле:
х =
10и –
\х\,
где
n –
разрядность числа.
В двоичной системе счисления дополнительный код получается путем инверсии разрядов, т. е., заменой единиц нулями и наоборот, и прибавлением единицы к младшему разряду.
Количество битов мантиссы определяет точность представления чисел, количество битов машинного порядка определяет диапазон представления чисел с плавающей точкой.
4. Формализованное понятие алгоритма
Алгоритм может существовать только тогда, когда в то же самое время существует некоторый математический объект. Формализованное понятие алгоритма связано с понятием рекурсивных функций, нормальных алгоритмов Маркова, машин Тьюринга.
В математике функция называется однозначной, если для любого набора аргументов существует закон, по которому определяется единственное значение функции. В качестве такого закона может выступать алгоритм; в этом случае функция называется
вычислимой.
Рекурсивные функции – это подкласс вычислимых функций, а алгоритмы, определяющие вычисления, называются
сопутствующими алгоритмами
рекурсивных функций. Сначала фиксируются базовые рекурсивные функции, для которых сопутствующий алгоритм тривиален, однозначен; затем вводятся три правила – операторы
подстановки, рекурсии
и
минимизации,
при помощи которых на основе базовых функций получаются более сложные рекурсивные функции.
Базовыми функциями и их сопутствующими алгоритмами могут выступать:
1) функция n независимых переменных, тождественно равная нулю. Тогда, если знаком функции является φn, то независимо от количества аргументов значение функции следует положить равным нулю;
ЛЕКЦИЯ № 2. Язык Pascal
1. Введение в язык Pascal
Основные символы языка – буквы, цифры и специальные символы – составляют его алфавит. Язык Pascal включает следующий набор основных символов:
1) 26 латинских строчных и 26 латинских прописных букв:
ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ
abcdefghijklmnopqrstuvwxyz;
2) _ (знак подчеркивания);
2. Стандартные процедуры и функции
1. Function Abs(X);
Возвращает абсолютное значение параметра.
X – выражение вещественного или целочисленного типа.
3. Операторы языка Pascal
Формат полного условного оператора определяется следующим образом: If В then SI else S2; где В – условие разветвления (принятия решения), логическое выражение или отношение; SI, S2 – один выполняемый оператор, простой или составной.
При выполнении условного оператора сначала вычисляется выражение В, затем анализируется его результат: если В – истинно, то выполняется оператор S1 – ветвь then, а оператор S2 пропускается; если В – ложно, то выполняется оператор S2 – ветвь else, а оператор S1 – пропускается.
Также существует сокращенная форма условного оператора. Она записывается в виде:
If В then S.
