Участие в методической работе: КМО уроков
план-конспект урока по информатике и икт по теме

Конспект

Тема «Основные алгоритмические конструкции»

1. Структура следование. Образуется последовательностью действий, следующих одно за другим:

Пример. Определить значение переменной c после выполнения фрагмента алгоритма.

2. Структура ветвление. В зависимости от результата проверки условия («да» или «нет») осуществляет выбор одного из альтернативных путей работы алгоритма. Каждый из путей ведёт к общему выходу, поэтому работа алгоритма будет продолжаться независимо от того, какой путь будет выбран. Структура «ветвление» бывает четырёх видов: «если-то»; «если-то-иначе»; «выбор»; «выбор-иначе».

Структура «если-то»

Пример 1. Определить значение переменной a после выполнения фрагмента алгоритма при a=5 и a=10.

Структура «если-то-иначе»

Пример 2. Определить значение переменной a после выполнения фрагмента алгоритма при a=5 и a=10.

Структура «выбор»

Пример 3. Дано целое число в диапазоне 1–7. Составить строку — название дня недели, соответствующее данному числу (1 — «понедельник», 2 — «вторник» и т. д.).

Структура «выбор-иначе».

Пример 4. Дано целое число n. Составить строку-описание оценки, соответствующей числу n (1 — «плохо», 2 — «двойка», 3 — «тройка», 4 — «хорошо», 5 — «отлично»). Если n не лежит в диапазоне 1–5, то вывести строку «ошибка»

3. Структура цикл. Обеспечивает многократное выполнение некоторой совокупности действий, которая называется телом цикла. Циклы бывают трёх видов: с предусловием «пока-делай», с постусловием «делай-пока», со счётчиком «для».

Цикл со счетчиком («для»). Предписывает выполнять тело цикла для всех значений переменной (параметр цикла) в заданном диапазоне.

Пример 3. Даны два целых числа A и B (A < B). Найти сумму S всех целых чисел от A до B включительно.

Конспект

Тема «Архитектура ПК»

Компьютер (англ. computer — вычислитель) представляет собой программируемое электронное устройство, способное обрабатывать данные и производить вычисления, а также выполнять другие задачи манипулирования символами.

Существует два основных класса компьютеров:

• цифровые компьютеры, обрабатывающие данные в виде двоичных кодов;
• аналоговые компьютеры, обрабатывающие непрерывно меняющиеся физические величины (электрическое напряжение, время и т.д.), которые являются аналогами вычисляемых величин.

Поскольку в настоящее время подавляющее большинство компьютеров являются цифровыми, далее будем рассматривать только этот класс компьютеров и слово "компьютер" употреблять в значении "цифровой компьютер".

Основу компьютеров образует аппаратура (HardWare), построенная, в основном, с использованием электронных и электромеханических элементов и устройств. Принцип действия компьютеров состоит в выполнении программ (SoftWare) — заранее заданных, четко определённых последовательностей арифметических, логических и других операций.

Любая компьютерная программа представляет собой последовательность отдельных команд.

Команда — это описание операции, которую должен выполнить компьютер. Как правило, у команды есть свой код (условное обозначение), исходные данные (операнды) и результат.

Например, у команды "сложить два числа" операндами являются слагаемые, а результатом — их сумма. А у команды "стоп" операндов нет, а результатом является прекращение работы программы.

Результат команды вырабатывается по точно определенным для данной команды правилам, заложенным в конструкцию компьютера.

Совокупность команд, выполняемых данным компьютером, называется системой команд этого компьютера.

Компьютеры работают с очень высокой скоростью, составляющей миллионы — сотни миллионов операций в секунду.

Как устроен компьютер?

Разнообразие современных компьютеров очень велико. Но их структуры основаны на общих логических принципах, позволяющих выделить в любом компьютере следующие главные устройства:

• память (запоминающее устройство, ЗУ), состоящую из перенумерованных ячеек;
• процессор, включающий в себя устройство управления (УУ) и арифметико-логическое устройство (АЛУ);
• устройство ввода;
• устройство вывода.

Эти устройства соединены каналами связи, по которым передается информация.

Основные устройства компьютера и связи между ними представлены на схеме (рис. 2.1). Жирными стрелками показаны пути и направления движения информации, а простыми стрелками — пути и направления передачи управляющих сигналов.

Рис.1. Общая схема компьютера

Функции памяти: 

• приём информации из других устройств;
• запоминание информации;
• выдача информации по запросу в другие устройства машины.

Функции процессора: 

• обработка данных по заданной программе путем выполнения арифметических и логических операций;
• программное управление работой устройств компьютера.

Та часть процессора, которая выполняет команды, называется арифметико-логическим устройством (АЛУ), а другая его часть, выполняющая функции управления устройствами, называется устройством управления (УУ).

Обычно эти два устройства выделяются чисто условно, конструктивно они не разделены. 

В составе процессора имеется ряд специализированных дополнительных ячеек памяти, называемых регистрами. 

Регистр выполняет функцию кратковременного хранения числа или команды. Над содержимым некоторых регистров специальные электронные схемы могут выполнять некоторые манипуляции. Например, "вырезать" отдельные части команды для последующего их использования или выполнять определенные арифметические операции над числами.

Регистр представляет собой совокупность триггеров, связанных друг с другом определённым образом общей системой управления.

Существует несколько типов регистров, отличающихся видом выполняемых операций. Некоторые важные регистры имеют свои названия, например:

• сумматор — регистр АЛУ, участвующий в выполнении каждой операции;
• счетчик команд — регистр УУ, содержимое которого соответствует адресу очередной выполняемой команды; служит для автоматической выборки программы из последовательных ячеек памяти;
• регистр команд — регистр УУ для хранения кода команды на период времени, необходимый для ее выполнения. Часть его разрядов используется для хранения кода операции, остальные — для хранения кодов адресов операндов. 

На каких принципах построены компьютеры?

В основу построения подавляющего большинства компьютеров положены следующие общие принципы, сформулированные в 1945 г. американским ученым Джоном фон Нейманом.

 
Рис. 2. Джон фон Нейман, 1945 г.

1. Принцип программного управления. Из него следует, что программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в определенной последовательности. 

Выборка программы из памяти осуществляется с помощью счетчика команд. Этот регистр процессора последовательно увеличивает хранимый в нем адрес очередной команды на длину команды.

А так как команды программы расположены в памяти друг за другом, то тем самым организуется выборка цепочки команд из последовательно расположенных ячеек памяти.

Если же нужно после выполнения команды перейти не к следующей, а к какой-то другой, используются команды условного или безусловного переходов, которые заносят в счетчик команд номер ячейки памяти, содержащей следующую команду. Выборка команд из памяти прекращается после достижения и выполнения команды "стоп".

Таким образом, процессор исполняет программу автоматически, без вмешательства человека.

2. Принцип однородности памяти. Программы и данные хранятся в одной и той же памяти. Поэтому компьютер не различает, что хранится в данной ячейке памяти — число, текст или команда. Над командами можно выполнять такие же действия, как и над данными. Это открывает целый ряд возможностей. Например, программа в процессе своего выполнения также может подвергаться переработке, что позволяет задавать в самой программе правила получения некоторых ее частей (так в программе организуется выполнение циклов и подпрограмм). Более того, команды одной программы могут быть получены как результаты исполнения другой программы. На этом принципе основаны методы трансляции — перевода текста программы с языка программирования высокого уровня на язык конкретной машины. 

3. Принцип адресности. Структурно основная память состоит из перенумерованных ячеек; процессору в произвольный момент времени доступна любая ячейка. Отсюда следует возможность давать имена областям памяти, так, чтобы к запомненным в них значениям можно было впоследствии обращаться или менять их в процессе выполнения программ с использованием присвоенных имен.

Компьютеры, построенные на этих принципах, относятся к типу фон-неймановских. Но существуют компьютеры, принципиально отличающиеся от фон-неймановских. Для них, например, может не выполняться принцип программного управления, т.е. они могут работать без "счетчика команд", указывающего текущую выполняемую команду программы. Для обращения к какой-либо переменной, хранящейся в памяти, этим компьютерам не обязательно давать ей имя. Такие компьютеры называются не-фон-неймановскими.

Что такое архитектура и структура компьютера?

Архитектурой компьютера называется его описание на некотором общем уровне, включающее описание пользовательских возможностей программирования, системы команд, системы адресации, организации памяти и т.д. Архитектура определяет принципы действия, информационные связи и взаимное соединение основных логических узлов компьютера: процессора, оперативного ЗУ, внешних ЗУ и периферийных устройств. Общность архитектуры разных компьютеров обеспечивает их совместимость с точки зрения пользователя.

Структура компьютера — это совокупность его функциональных элементов и связей между ними. Элементами могут быть самые различные устройства — от основных логических узлов компьютера до простейших схем. Структура компьютера графически представляется в виде структурных схем, с помощью которых можно дать описание компьютера на любом уровне детализации.

Наиболее распространены следующие архитектурные решения.

 Классическая архитектура (архитектура фон Неймана) — одно арифметико-логическое устройство (АЛУ), через которое проходит поток данных, и одно устройство управления (УУ), через которое проходит поток команд — программа. Это однопроцессорный компьютер.   К этому типу архитектуры относится и архитектура персонального компьютера с общей шиной, подробно рассмотренная в разделе 2.18 (рис. 2.26). Все функциональные блоки здесь связаны между собой общей шиной, называемой также системной магистралью. 

 Многопроцессорная архитектура. Наличие в компьютере нескольких процессоров означает, что параллельно может быть организовано много потоков данных и много потоков команд. Таким образом, параллельно могут выполняться несколько фрагментов одной задачи. Структура такой машины, имеющей общую оперативную память и несколько процессоров, представлена на рис. 2.3.

 
Рис. 3. Архитектура многопроцессорного компьютера

 Многомашинная вычислительная система. Здесь несколько процессоров, входящих в вычислительную систему, не имеют общей оперативной памяти, а имеют каждый свою (локальную). Каждый компьютер в многомашинной системе имеет классическую архитектуру, и такая система применяется достаточно широко. Однако эффект от применения такой вычислительной системы может быть получен только при решении задач, имеющих очень специальную структуру: она должна разбиваться на столько слабо связанных подзадач, сколько компьютеров в системе. 

Преимущество в быстродействии многопроцессорных и многомашинных вычислительных систем перед однопроцессорными очевидно.

 Архитектура с параллельными процессорами. Здесь несколько АЛУ работают под управлением одного УУ. Это означает, что множество данных может обрабатываться по одной программе — то есть по одному потоку команд. Высокое быстродействие такой архитектуры можно получить только на задачах, в которых одинаковые вычислительные операции выполняются одновременно на различных однотипных наборах данных. Структура таких компьютеров представлена на рис. 2.4.

 
Рис. 4. Архитектура с параллельным процессором

В современных машинах часто присутствуют элементы различных типов архитектурных решений. Существуют и такие архитектурные решения, которые радикально отличаются от рассмотренных выше.

Конспект

Тема «Базы данных»

База данных (БД) — это информационная модель, позволяющая хранить в упорядоченном виде данные о группе объектов, обладающих одинаковым набором свойств.

Структура базы данных (поля и записи)

Поля — основные элементы структуры БД

Пример. В таблице представлен фрагмент базы данных о клиентах некоторой фирмы.        

Сколько полей и сколько записей в данной базе?

Решение. Поля — это столбцы базы данных, а записи — это строки. Следовательно, в данной базе 5 полей (Код_Клиента, Фамилия, Адрес, Телефон, E-mail) и 2 записи (о клиентах Карпове и Маслове).

Системы управления базами данных (СУБД)

Система управления базами данных (СУБД) — это приложение для создания баз данных с целью хранения и поиска необходимой информации.

Основные функции СУБД

• Ввод  информации  в  базу данных;
• Возможность     редактирования информации;
• Удаление    ненужной    информации;
• Защита данных от разрушения;
• Поиск информации по заданным критериям;
• Автоматическое   упорядочение информации в соответствии с определенными требованиями;
• Обеспечение доступа к данным нескольких пользователей одновременно;
• Защита от несанкционированного доступа к данным.

Основные области использования СУБД

• Библиотечное дело
• Гостиничный бизнес
• Бухгалтерский учет
• Маркетинговые исследования
• Документооборот
• Управление предприятием
• Поддержка web-сайтов Электронные справочники

Инструменты системы управления базой данных

• Инструменты для создания таблиц
• Инструменты для управления видом представления данных
• Инструменты для обработки данных
• Инструменты для вывода данных

Работа с базой данных начинается с создания таблицы. Для создания структуры таблицы используется режим конструктора. В этом режиме открывается бланк структуры таблицы, в котором необходимо:

1. ввести имена полей в графе Имя поля;

1. выбрать из списка типы данных полей в графе Тип данных;

1. задать ключевое поле;

1. описать дополнительные свойства полей на вкладке Общие.

Для наполнения таблицы данными нужно перейти в режим таблицы.

Поля

Записи

Работа в программной среде СУБД предполагает реализацию двух этапов

Создание базы данных

Управление базой данных