ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный
технический университет»
С.А. Слинчук Ю.Э. Корчагин
РЕШЕНИЕ РАДИОТЕХНИЧЕСКИХ
ЗАДАЧ С ПОМОЩЬЮ ЭВМ
Издание второе,
переработанное и дополненное
Утверждено Редакционно-издательским
cсоветом университета в качестве учебного пособия
Воронеж 2013
УДК 621.396
Слинчук С.А. Решение радиотехнических задач с помощью ЭВМ: учеб. пособие / С.А. Слинчук, Ю.Э. Корчагин. Изд. 2-е, перераб. и доп. Воронеж: ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет», 2013. Ч. 1. 94 с.
В учебном пособии приведены конспекты лекций по курсу «Информатика». В первой части пособия большое внимание уделяется описанию теоретических основ информатики, а также истории развития дисциплины «Информатика». Изложены принципы построения современных электронно-вычислительных машин, их классификация. Рассмотрены виды программного обеспечения.
Издание соответствует требованиям Федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по направлению подготовки бакалавров 210400 «Радиотехника» (профиль «Радиотехнические средства передачи, приема и обработки сигналов») и по специальности 210400.65 «Радиотехника», дисциплине «Информатика».
Учебное пособие подготовлено в электронном виде в текстовом редакторе MS Word и содержится в файле Пособие 2013.doc.
Табл. 8. Ил. 10. Библиогр.: 7 назв.
Рецензенты: кафедра технической кибернетики и автоматического регулирования Воронежского государственного университета (зав. кафедрой д-р техн. наук, проф.
Г.И. Лозгачев);
канд. техн. наук, доц. М.И. Бочаров
© Слинчук С.А., Корчагин Ю.Э., 2013
© Оформление. ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический
университет», 2013
Цель дисциплины «Информатика» заключается в приобретении студентами знаний об основных понятиях информатики; фазах информационного процесса и их моделях; технических и программных средствах реализации информационных процессов; основных видах обработки данных; устройствах обработки данных и их характеристиках; сетевых технологиях обработки данных; основах алгоритмизации и программирования; практических навыков работы на персональном компьютере в среде распространенных операционных систем с наиболее популярными прикладными программами; практических навыков разработки пакетов прикладных программ.
Информатика состоит из двух пересекающихся частей.
Первая часть курса — основы вычислительной техники (ВТ). Здесь изучаются основные вопросы построения ЭВМ и использования общеизвестных программ.
Вторая часть — информатика изучает методы представления, накопления, передачи и обработки информации с помощью ЭВМ. Информация тесно связана с применением ЭВМ, так как ЭВМ позволяет быстро обрабатывать большие объемы информации. Поскольку работа ЭВМ заключается в выполнении программ, в курсе информатики изучаются также основы алгоритмирования и программирования.
В результате изучения дисциплины студенты должны:
- иметь представление о структурах вычислительных систем; о видах информации, ее измерении, передачи, обработки и накоплении информации; формах представления и преобразования информации;
- ознакомиться с архитектурой ПЭВМ, назначением и взаимодействием отдельных компонент;
- иметь представление об организации файловых систем современных операционных систем;
- получить знания о принципах и основных функциях операционных систем, навыки практической работы в среде распространенных операционных систем для ЭВМ типа IBM PC AT (MS DOS, Windows 95);
Каждый из нас слышал, что информацию можно собирать, хранить, передавать, обрабатывать и использовать. Наглядный пример информационной системы — зрение. Глаз собирает информацию. В нервной ткани глаза информация сложным образом преобразуется и передается в зрительные отделы головного мозга. Здесь она подвергается дальнейшей обработке и результат обработки немедленно используется: к нашим мышца поступают сигналы. Аналогичным примером может служить система терморегуляции человека.
Процесс конспектирования лекции также состоит из нескольких этапов.
Кодирование. Лектор выражает хранящуюся в памяти информацию с помощью слов.
Передача. С помощью колебаний воздуха и световых волн он передает сообщение.
Накопление. Студенты записывают в тетрадь.
Обработка. Расставили необходимые знаки препинания.
При этом информация не может существовать без физического носителя (мозг, звуковые волны, бумага).
Кодирование — это представление информации в виде какой-либо последовательности сигналов. Любая работа с информацией требует ее кодирования. Одну и ту же информацию можно кодировать по-разному. Кодирование сигнала СОС может быть таким SOS, или таким — · —. Один из наиболее простых и надежных способов — двоичное кодирование. При этом используются всего два сигнала. Пример — азбука Морзе.
Передача информации осуществляется по каналам связи с помощью каких-либо носителей. Например, человеческая речь распространяется в воздухе с помощью звуковых волн, информация от телецентра распространяется тоже в воздухе (хотя может распространяться и в вакууме) с помощью электромагнитных волн и д.т. В любом реальном канале связи обязательно присутствует шум — мешающее воздействие.
Для накопления информации используют долговременные носители: скалы (наскальные рисунки — хоть и примитивное, но накопление информации), книги (и бумага вообще), виниловые пластинки для накопления звуковой информации, магнитная лента, магнитные диски (гибкие и жёсткие), CD диски.
Обработка — это внесение изменений в имеющуюся информацию (выполнение арифметических действий, исправление ошибок в сочинении, оформление результатов лабораторного опыта и т.д.)
С позиции каждого отдельного человека количество информации, содержащееся в каком-либо сообщении, — субъективная величина.
Объективная количественная мера информации может быть введена на основе вероятностной трактовки информационного обмена.
Этот способ измерения количества информации впервые предложил в 1948 г. К. Шеннон. По К. Шеннону, информация— это сведения, уменьшающие неопределенность (энтропию), существовавшую до их получения.
Количественное описание информации базируется на вероятностном подходе. За единицу информации принимается один бит. Это такое количество информации, получаем в результате реализации одного из двух равновероятных событий, например, при бросании монеты. Термин "бит" произошел от выражения binary digit, что означает "двоичная цифра", то есть принимающая значение 0 или 1.
Один бит информации получает человек, когда он узнает, опаздывает с прибытием нужный ему поезд или нет, был ночью мороз или нет, присутствует на лекции студент Иванов или нет и т. д.
Таким образом, применительно к ЭВМ на одном проводе можно реализовать два взаимоисключающих события: есть напряжение и нет напряжения.
Более крупная единица информации — байт — равна 8 бит. Проверка присутствия или отсутствия на лекции 24 студентов дает лектору три байта информации. Еще более крупная единица информации — 1 Кбайт — равна 1024 байтам. Далее— 1 Мбайт равен 1024 Кбайтам, 1 Гбайт равен 1024 Мбайтам, а 1 Тбайт равен 1024 Гбайтам.
Для измерения больших объемов информации применяют кратные единицы информации:
Название дисциплины «информатика» происходит от слова «информация», которое в свою очередь берет начало от латинского слова «informatiо»- разъяснение, изложение, осведомленность.
Термин информация стал с середины ХХ века одним из самых популярных в нашем лексиконе. В него вкладывается весьма широкий смысл. Информация поступает по телефону, ее переносят телеграф и радио, телевидение. Она записывается на магнитных лентах и фоточувствительной бумаге, распространяется в виде документов, газет, журналов, книг. Информацию хранят в библиотеках, архивах, базах данных, ее сообщают нам измерительные приборы, вкус пищи, запахи, звуки музыки. Следовательно, информация — это совокупность сведений, данных, существующих в форме речи, в виде текста, таблиц, рисунков, чертежей, схем, условных обозначений, либо в каком-нибудь другом известном или неизвестном человеку виде (например, с помощью звуковых или световых сигналов, электрических и нервных импульсов, перепадов давления или температуры и т. д.).
Человечество в течение всего своего развития ощущало острую потребность в обмене накопленной информацией. Сначала это был языковой обмен и наскальные зарубки и рисунки. С появлением письменности механизм передачи, исследования и отбора знаний изменился. Возник аппарат фиксирования и распространения информации в пространстве и времени. Появилась документированная информация и накопительно-информационные центры в виде частных и общественных библиотек и архивов. Изобретение книгопечатания позволило резко расширить передачу и распространение информации за счет ее тиражирования. Но переработка информации по-прежнему зависела от возможности человека.
До тех пор, пока сумма человеческих знаний изменялась достаточно медленно, человек справлялся с потоком информации сам. Затем процесс получения новых знаний получил заметное ускорение. Считается, что общая сумма человеческих знаний к 1800 г. удваивалась каждые 50 лет, к 1950 г. — каждые 10 лет, а к 1970 г. — каждые 5 лет, с 1990 г. —ежегодно Появилось противоречие между возрастающим объемом информации и ограниченными возможностями ее переработки. Поэтому развитие средств вычислительной техники и автоматической связи являлось и является актуальной задачей, начиная с середины прошлого столетия.
Закономерным стало развитие информатики — дисциплины, изучающей свойства информации, а также вопросы, связанные с ее сбором, хранением, поиском, передачей, преобразованием, распространением и использованием в различных сферах человеческой деятельности.
На современном этапе процессы сбора, хранения, обработки, передачи информации осуществляются преимущественно на базе вычислительной и коммуникационной техники и широкого применения математических методов. Поэтому изучение информатики тесно связано с изучением вычислительной техники, новых информационных технологий. С обыденной точки зрения многие отождествляют информатику с дисциплиной, изучающей приемы и методы работы с ЭВМ.
- получить знания о методах построения программного обеспечения ЭВМ, структуре и составе программного обеспечения, базовых средствах разработки программ на ЭВМ типа IBM PC AT;
- получить знания по основам построения алгоритмов различного типа;
- получить знания по основам программирования на языках высокого уровня (Turbo Pascal).
Дисциплина "Информатика" изучается студентами в первом и втором семестрах.
В связи с разнообразием и обширностью материала курса качественное изучение дисциплины возможно только при глубокой самостоятельной проработке основной и дополнительной литературы. Работать над дисциплиной следует систематически, изучая тему за темой в указанном порядке, не допуская пропусков.
Материал каждой части курса может быть изучен по одному из основных литературных источников.
1 байт = 8 бит;
1 килобайт (Кб) = 1024 байт;
1 Мегабайт (Мб) = 1024 Кб = 1048576 байт;
1 Гигабайт (Гб) = 1024 Мб = 1048576 Кб.