Конспект лекций: Информатика и программирование

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра информатики и методики преподавания математики
Комплект учебно-методических материалов к учебной дисциплине
«Информатика и программирование»
КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ
Для направления 080800 Прикладная информатика
Ведущий лектор:
ст. препод. Ревенко М.А.
Воронеж
200__
СТРУКТУРА
конспекта лекций по учебному курсу
Лекция № 1-2
ТЕМА: Информация. Информатика
Основные вопросы, рассматриваемые на лекции:
1. Понятие информации.
2. Информационные процессы.
3. Роль информации в формировании НКМ.
4. Качественные характеристики (свойства) информации.
5. Количественные характеристики информации.
6. Информация и данные.
7. Предмет и задачи информатики.
Вопросы для самопроверки:
1.
2.
3.
4.
Можно ли дать корректное определение термина «информация»?
Какие информационные процессы выполняются при подготовке реферата?
Разъясните связь между категориями «вещество», «энергия», «информация».
Какой из рассмотренных на лекции терминов, по Вашему мнению, наиболее точно
выражает Ваше представление о науке, являющейся объектом изучения данной
дисциплины?
Лекция № 3-4
ТЕМА: Представление информации
Основные вопросы, рассматриваемые на лекции:
1. Язык как система кодирования сообщений.
2. Универсальность дискретного (цифрового) представления информации.
3. Системы счисления, используемые для представления данных в компьютере.
Вопросы для самопроверки:
1.
2.
3.
4.
Разъясните связь между информацией и сообщением.
Что понимается под кодированием сообщений?
Назовите основные отличия естественных, формализованных, формальных языков.
Приведите примеры аналогового и дискретного представления информации.
Лекция № 5-6
ТЕМА: Кодирование данных в памяти компьютера
Основные вопросы, рассматриваемые на лекции:
1. Кодирование текстовых данных.
2. Кодирование числовых данных.
3. Кодирование графических данных.
4. Кодирование звуковых данных.
Вопросы для самопроверки:
1. Чем вызвана и в чем заключается идея дополнительного кода?
2. Привести примеры экспоненциального представления вещественных чисел в
нормализованной форме.
3. Допустимо ли сравнение на равенство значений данных вещественного типа?
4. Что понимается под дискретизацией сигналов?
5. Цветовые модели, используемые для представления изображений на мониторе
компьютера и в полиграфии.
6. Какие параметры звукового сигнала определяют громкость и тон звука?
7. Достоинства и недостатки кодирования данных двоичным кодом.
Лекция № 7-8
ТЕМА: Устройство компьютера
Основные вопросы, рассматриваемые на лекции:
1. Принципы Дж. фон Неймана
2. Основные функциональные части ПК.
3. Алгоритм работы процессора.
Вопросы для самопроверки
1. В чем заключаются принципы Дж. фон Неймана? Применяются ли они при разработке современных компьютеров?
2. Объясните принцип программного управления работой компьютера.
3. Что понимается под тактовой частотой процессора?
4. От чего зависит производительность компьютера?
5. Отличия основной и долговременной памяти.
Лекция № 9-10
ТЕМА: Современные компьютеры
Основные вопросы, рассматриваемые на лекции:
1. Классификация ЭВМ.
2. Архитектура и технические характеристики современных компьютеров.
Вопросы для самопроверки:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Как узнать об аппаратной конфигурации конкретного компьютера?
Что понимается под «открытой архитектурой» компьютера?
Назначение, основные характеристики, типы периферийных устройств.
Что входит в состав мультимедийной системы?
Что понимается под программной и аппаратной совместимостью компьютеров?
Критерии выбора компьютера.
Лекции № 11-14
ТЕМА: Программные средства реализации информационных процессов
Основные вопросы, рассматриваемые на лекции:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Классификация программного обеспечения (ПО) ЭВМ.
Системное ПО.
Операционные системы (ОС) как средство распределения и управления ресурсами.
Служебное ПО.
Прикладное ПО.
Технологии мультимедиа.
Вопросы для самопроверки:
1. Что понимается под программной конфигурацией компьютера?
2. Классификации ПО ЭВМ
- по уровням взаимодействия с аппаратным обеспечением;
- по функциональному назначению;
- по характеру использования.
3. Какое ПО относится к системному?
4. Классификация ОС.
5. Какая система отвечает за организацию данных в долговременной памяти компьютера?
6. Типы файловых систем.
7. Зачем разбивать физический диск на логические разделы?
8. Что происходит при форматировании диска?
9. Роль BIOS в повышении эффективности работы компьютера.
10. Что происходит при загрузке компьютера?
11. Какое ПО относится к служебному?
12. Классификация прикладного ПО.
13. Программные средства для создания мультимедиа-ресурсов.
14. От чего зависит универсальность вычислительной системы?
Лекции № 15-18
ТЕМА: Моделирование как основной метод познания
Основные вопросы, рассматриваемые на лекции:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Понятие модели.
Моделирование как основной метод научного познания.
Виды и свойства моделей.
Информационное моделирование – этап решения реальной задачи.
Формы представления информационных моделей.
Основные этапы компьютерного моделирования.
Вопросы для самопроверки:
1. Что такое модель?
2. Что может быть объектом моделирования?
3. Классификация моделей.
4. Свойства модели.
5. С чего начинается процесс создания модели?
6. Основной методический принцип информационного моделирования.
7. Принципы формализации.
8. От чего зависит выбор формы представления модели?
9. Этапы информационного моделирования.
10. Основные направления современного компьютерного моделирования.
Лекция № 19-20
ТЕМА: Алгоритм – информация, управляющая информационными процессами
Основные вопросы, рассматриваемые на лекции:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Понятие алгоритма.
Свойства алгоритмов.
Исполнители алгоритмов.
Способы представления алгоритмов.
Базовые алгоритмические структуры.
Вспомогательные алгоритмы.
Алгоритмы обработки табличных данных.
Вопросы для самопроверки:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Понятие алгоритма и исполнителя.
Система команд исполнителя.
Среда исполнителя.
Виды и свойства алгоритмов.
Способы записи алгоритмов.
Принципы структурной алгоритмизации.
Лекция № 21-22
ТЕМА: Основы программирования
Основные вопросы, рассматриваемые на лекции:
1. Язык программирования (ЯП) как инструмент планирования поведения исполнителя.
2. Парадигмы программирования.
3. Классификация ЯП высокого уровня.
4. Этапы создания программ.
5. Основные понятия языков программирования.
Вопросы для самопроверки:
1. Основные отличия моделей программирования:
- структурного и императивного;
- императивного и функционального;
- императивного и декларативного.
2. Что входит в состав системы программирования?
3. Типы трансляторов.
Лекции № 23-28
ТЕМА: Представление базовых алгоритмических структур
на ЯП Turbo Pascal
Основные вопросы, рассматриваемые на лекциях:
1. Основы языка (алфавит, константы, переменные, структуры данных, модули).
2. Система программирования Turbo Pascal.
3. Операторы
- ввода-вывода;
- условный;
- цикла.
4. Обработка массивов.
5. Записи.
6. Процедуры и функции.
7. Множества.
8. Работа с файлами.
9. Модули CRT, GRAPH.
Вопросы для самопроверки:
1. Что входит в алфавит языка программирования?
2. Перечислите основные типы данных.
3. Совместимость типов данных.
4. Структура программы.
5. Отличие понятия переменной в математике и программировании.
6. Способы ввода данных.
7. Полная и сокращенная формы условного оператора.
8. Типы операторов цикла.
9. Когда в программе необходимо использовать составной оператор?
10. Основные операции с текстовыми данными.
11. Отличие способов организации данных в виде массивов и записей, массивов и файлов.
12. Формальные и фактические параметры подпрограмм.
13. Глобальные и локальные переменные.
14. Основные операции над множественным типом данных.
15. Что такое модули? Назначение модулей SYSTEM, CRT, GRAPH.
Лекция № 29-30
ТЕМА: Компьютерные сети
Основные вопросы, рассматриваемые на лекции:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Понятие телекоммуникационной системы.
Типы сетей.
Модель OSI.
Сетевые топологии.
Аппаратное и программное обеспечение компьютерных сетей.
Сетевые протоколы.
Вопросы для самопроверки:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Объясните понятия
- локальной сети;
- глобальной сети;
- браузера;
- протокола.
Назначение уровней модели OSI.
Топологии построения сети и их характеристики.
Основные отличия LAN, MAN и WAN.
Понятия расширяемости и масштабируемости сети.
От чего зависит надежность сети?
Отличия одноранговых сетей и сетей на основе сервера.
Лекция № 31-32
ТЕМА: Интернет
Основные вопросы, рассматриваемые на лекции:
1.
2.
Интернет как технология и информационный ресурс.
Сервисы Интернет.
Вопросы для самопроверки:
1.
2.
3.
4.
Основные протоколы, используемые в Интернет.
Адресация в Интернет.
Технологии подключения к Интернет.
Информационные службы интернет.
Лекции № 33-36
ТЕМА: Защита информации
Основные вопросы, рассматриваемые на лекциях:
1. Угрозы безопасности информации и их классификация
2. Защита от несанкционированного вмешательства в информационные процессы.
3. Антивирусная защита.
Вопросы для самопроверки:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Причины потери информации.
Что понимается под угрозой безопасности?
Виды несанкционированного доступа.
Требования к защите информации с позиций системного подхода.
Признаки заражения компьютерными вирусами.
Антивирусы.
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра информатики и методики преподавания математики
Комплект учебно-методических материалов к учебной дисциплине:
«Информатика и программирование»
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
К ЛАБОРАТОРНЫМ РАБОТАМ
Для направления 080800 Прикладная информатика
Воронеж
200__
СТРУКТУРА
Лабораторных работ по дисциплине «Информатика»
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1
Тема: ИЗМЕРЕНИЕ ИНФОРМАЦИИ
Продолжительность 12 часов
СОДЕРЖАТЕЛЬНЫЙ ПОДХОД
Равновероятные события
Теоретические сведения
1 бит – количество информации, уменьшающее неопределенность знаний вдвое. Решение задач по
теме основано на использовании формулы Р. Хартли:
i = log2N или 2i= N,
где i – количество информации, N – количество равновероятных исходов события.
Примеры решения задач
1.В соревновании участвуют 4 команды. Сколько информации в сообщении, что выиграла 3-я команда?
– Сообщение уменьшает первоначальную неопределенность ровно в четыре раза (дважды по два) и несет
два бита информации.
2. Шарик находится в одном из 64 ящичков. Сколько единиц информации будет содержать сообщение о
том, где находится шарик?
6 бит (64 = 26)
3. При угадывании целого числа в некотором диапазоне было получено 8 бит информации. Сколько чисел
содержал этот диапазон?
i=8 бит
N=28
N=256
Ответ: 256
5. Сколько бит информации несет сообщение о том, что из колоды в 32 карты достали даму пик?
Решение этой задачи следует описывать так: при случайном вытаскивании карт из перемешанной колоды ни одна из карт не имеет преимущества по сравнению с другими быть выбранной. Следовательно,
случайный выбор любой карты, в том числе и дамы пик, - события равновероятные. Отсюда следует, что
неопределенность знаний о результате вытаскивания карты равна 32 - числу карт в колоде. Если i - количество информации в сообщении о результате вытаскивания одной карты (дамы пик), то имеем уравнение
2 i =32
Поскольку 32= 25, следовательно, i = 5 бит.
6. Шарик находится в одной из трех урн: А, В или С. Определить, сколько бит информации содержит сообщение о том, что он находится в урне В.
Такое сообщение содержит I = log2 3 = 1,585 бита информации.
7. Вы бросаете два кубика с нанесенными на гранях цифрами от 1 до 6. Определите, сколько бит информации несет сообщение, что на одном кубике выпала тройка, а на другом - пятерка.
log26 + log26 = 2,585 + 2,585 = 5,17 (бит)
8. Проводятся две лотереи: "4 из 32" и "5 из 64". Сообщение о результатах какой из лотерей несет больше
информации?
Первый путь решения тривиальный: вытаскивание любого номера из лотерейного барабана – события
равновероятные. Поэтому в первой лотерее количество информации в сообщении об одном номере равно 5
бит (25 = 32), а во второй – 6 бит (26 = 64). Сообщение о четырех номерах в первой лотерее несет 5х4= 20
бит. Сообщение о пяти номерах второй лотереи несет 6х5= 30 бит. Следовательно, сообщение о результатах
второй лотереи несет больше информации, чем о первой.
Но возможен и такой путь рассуждения. Представьте себе, что вы наблюдаете за розыгрышем лотереи. Выбор первого шара производится из 32 шаров в барабане. Результат несет 5 бит информации. Но 2-й
шар будет выбираться уже из 31 номера, 3-й - из 30 номеров, 4-й - из 29. Значит, количество информации,
которое несет 2-й номер, находится из уравнения:
2i= 31, отсюда i= 4,95420 бита.
Для 3-го номера: 2'= 30; i = 4,90689 бита.
Для 4-го номера: 2'= 29; i= 4,85798 бита.
В сумме получаем: 5 + 4,95420 + 4,90689 + 4,85798 = 19,71907 бита.
Задания для СРС
«Вы выходите на следующей остановке?» — спросили человека в автобусе. «Нет», — ответил он.
Сколько информации содержит ответ?
2. Задано число из промежутка от 1 до 64. Какое количество информации необходимо для угадывания
числа из этого промежутка?
3. Какое количество информации получит второй игрок в игре «Угадай число» при правильной стратегии, если первый игрок загадал число из интервала от 1 до 128?
4. Какое количество информации получит первый игрок после первого хода второго игрока в игре в
«крестики-нолики» на поле 3 на 3?
5. Каково было количество возможных событий, если после реализации одного из них мы получили количество информации равное 3 бита? 7 бит?
6. Какой объем информации содержит сообщение, уменьшающее неопределенность знаний в 8 раз?
7. Вы подошли к светофору, когда горел желтый свет. После этого загорелся зеленый. Какое количество информации вы при этом получили?
8. Сколько бит информации несет сообщение о том, что на светофоре горит зеленый свет?
9. На железнодорожном вокзале 8 путей отправления поездов. Вам сообщили, что ваш поезд прибывает на четвертый путь. Сколько информации вы получили?
10. Была получена телеграмма: «Встречайте, вагон 7». Известно, что в составе поезда 16 вагонов.
Какое количество информации было получено?
11. При угадывании целого числа в диапазоне от 1 до N было получено 9 бит информации. Чему равно
N?
12. При угадывании целого числа в некотором диапазоне было получено 8 бит информации. Сколько
чисел содержит этот диапазон?
13. Сообщение о том, что ваш друг живет на 10 этаже, несет 4 бита информации. Сколько этажей в
доме?
14. Сколько информации несет сообщение о том, что из колоды карт достали
– карту черной масти?
– карту бубновой масти?
– одну карту?
15. В школьной библиотеке 16 стеллажей с книгами. На каждом стеллаже 8 полок. Какое количество
информации содержится в сообщениях
– «книга лежит на 2 полке»?
– «книга находится на 5-ом стеллаже на 3 полке»?
1.
16. Загадано слово из 10 букв. Вы просите открыть пятую букву. Вам ее открыли. Сколько информации
вы получили?
17. Какое количество информации несет сообщение: «Встреча назначена на май»?
18. Проводятся две лотереи: «5 из 30» и «3 из 42». Сообщение о результатах какой из лотерей несет
больше информации?
19. Проводится лотерея «6 из 42».
А) Сколько бит информации мы получаем при выпадении 1-го шара из 42?
Б) Сколько бит информации мы получаем при выпадении 3-го шара (из 41)?
В) Какое количество информации несет сообщение о результатах лотереи?
Разновероятные события
Теоретические сведения
p=K/N
i=log2(1/p)
N/K= 2i
i= log2(N/K)
p - вероятность события
N - общее число возможных исходов
K - число возможных исходов интересующего нас события
i – количество информации в сообщении о событии с вероятностью p
Примеры решения задач
1. В коробке 5 синих и 15 красных шаров. Какое количество информации несет сообщение, что из коробки достали синий шар?
N=15+5=20 всего шаров
K=5 – синих
N/K=20/5=4
2i=4
i=2 бита
Ответ: 2 бита.
2. В коробке находятся кубики трех цветов: красного, желтого и зеленого. Причем желтых в два раза
больше красных, а зеленых на 6 больше, чем желтых. Сообщение о том, что из коробки случайно
вытащили желтый кубик, содержало 2 бита информации. Сколько было зеленых кубиков?
Ж – желтые, К – красные, З - зеленые
Ж=2К
З=Ж+6=2К+6
N=К+Ж+З=К+2К+2К+6=5К+6
iж=2 бита
(5К+6)/2К=22
5К+6=4*2К
К=2
З=2*2+6=10
Ответ: было 10 зеленых кубиков
3. Студенты группы изучают один из трех языков: английский, немецкий или французский. Причем 12
студентов не учат английский. Сообщение, что случайно выбранный студент Петров изучает английский, несет log23 бит информации, а что Иванов изучает французский – 1 бит. Сколько студентов изучают немецкий язык?
Ф – учат французский, А – учат английский
12 не учат английский => N=12+А – общее количество студентов.
iA=log23 бит – количество информации о том, что студент изучает английский
(12+А)/А=3
12+А=3А, А=6 – 6 студентов изучают английский
N=12+6=18 – всего 18 студентов
Iф=1 бит – количество информации о том, что студент изучает французский
18/Ф=2
Ф=9
18-А-Ф=18-6-9=3 студента изучают немецкий.
4. В колоде содержится 32 карты. Из нее наугад взяли 2 карты. Какое количество информации несет
сообщение о том, что выбраны туз и король одной масти?
N1=32
K1=4 (4 туза в колоде)
N1/ K1=32/4=8
i1=log28=3 бита
После этого в колоде остается 31 карта.
N2=31
K2=1 (только один король той же масти, что и туз, вытянутый в первый раз)
N2/ K2=31/1=31
i1=log231 бит
i1+ i2=3+ log231 бит
Ответ: 3+ log231 бит
5. В составе 16 вагонов, среди которых К – купейные, П – плацкартные и СВ – спальные. Сообщение о
том, что ваш друг приезжает в СВ, несет 3 бита информации. Определите, сколько в поезде вагонов
СВ.
N=16
K=СВ
i=3 бита
i=log2(N / K)
3=log2(16/СВ)
16/СВ=8
СВ=2
Ответ: 2
6. Ученики класса, состоящего из 21 человека, изучают немецкий или французский языки. Сообщение
о том, что ученик A изучает немецкий язык, несет log23 бит информации. Сколько человек изучают
французский язык?
N=21
log23= log2 (21/K)
21/K=3
К=7
21-7=14 учеников изучают французский язык
Ответ: 14
7. Определить, какое количество информации несет буква «О», используя таблицу частот появления
букв в русском тексте.
Буква
Частота
Буква
Частота
Буква
Частота
Буква
Частота
пробел
0,175
o
0,090
е, ë
0,072
а
0,062
и
0,062
т
0,053
н
0,053
с
0,045
р
0,040
в
0,038
л
0,035
к
0,028
м
0,026
д
0,025
п
0,023
у
0,021
я
0,018
ы
0,016
з
0,016
ъ, ь
0,014
б
0,014
г
0,013
ч
0,012
й
0,010
х
0,009
ж
0,007
ю
0,006
ш
0,006
ц
0,004
щ
0,003
э
0,003
ф
0,002
I=log2(1/N)=-log2(N) , где N – вероятность появления буквы
N=0,09
I= - log2(0,09)
Задания для СРС
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
В корзине лежат 8 черных шаров и 24 белых. Сколько информации несет сообщение о том, что
достали черный шар?
В коробке лежат 64 цветных карандаша. Сообщение о том, что достали белый карандаш, несет 4 бита информации. Сколько белых карандашей было в коробке?
В классе 30 человек. За контрольную работу по математике получено 6 пятерок, 15 четверок, 8
троек и 1 двойка. Какое количество информации в сообщении о том, что Иванов получил четверку?
За четверть ученик получил 100 оценок. Сообщение о том, что он получил четверку, несет 2 бита информации. Сколько четверок ученик получил за четверть?
В ящике лежат перчатки (белые и черные). Среди них — 2 пары черных. Сообщение о том, что
из ящика достали пару черных перчаток, несет 4 бита информации. Сколько всего пар перчаток
было в ящике?
Для ремонта школы использовали белую, синюю и коричневую краски. Израсходовали одинаковое количество банок белой и синей краски. Сообщение о том, что закончилась банка белой краски, несет 2 бита информации. Синей краски израсходовали 8 банок. Сколько банок коричневой
краски израсходовали на ремонт школы?
В корзине лежат белые и черные шары. Среди них 18 черных шаров. Сообщение о том, что из
корзины достали белый шар, несет 2 бита информации. Сколько всего в корзине шаров?
На остановке останавливаются троллейбусы с разными номерами. Сообщение о том, что к остановке подошел троллейбус с номером N1 несет 4 бита информации. Вероятность появления на
остановке троллейбуса с номером N2 в два раза меньше, чем вероятность появления троллейбуса
с номером N1. Сколько информации несет сообщение о появлении на остановке троллейбуса с
номером N2?
АЛФАВИТНЫЙ ПОДХОД
Теоретические сведения
N = 2i
i = log2N
I = K*i
N - полное количество символов в алфавите
i - количество информации, которое несет каждый символ
K - размер текста
I - размер информации, содержащейся в тексте
Примеры решения задач
1. Для записи письма был использован алфавит мощностью в 16 символов. Письмо состояло из 25
строк. В каждой строке вместе с пробелами было 64 символа. Сколько байт информации содержало
письмо?
Решение:
N = 16
i = log216 = 4 (бит)
K = 25*64 = 1600
I = K*i = 1600 * 4 бит = 6400 бит = 800 байт
Ответ: 800 байт.
2. Письмо состояло из 30 строк. В каждой строке вместе с пробелами по 48 символов. Письмо содержало 900 байт информации. Какова мощность алфавита (количество символов), которым было
написано письмо?
Решение:
K = 30*48 = 1440
I = 900 байт = 7200 бит
i = I/K = 5 бит
N = 25 = 32 символа
Ответ: 32 символа.
3. Даны два текста, содержащих одинаковое количество символов. Первый текст состоит из алфавита
мощностью 16 символов, а второй текст – из 256 символов. Во сколько раз информации во втором
тексте больше, чем в первом?
Решение:
K1 = K2
N1 = 16,
N2 = 256
i1 = log216 = 4 (бита)
i2 = log2256 = 8(бит)
I1 = K1*i1, I2 = K2*i2
I2/I1 = (K2*i2)/(K1*i1) = (K2*8) / (K2*4) = 8/4 = 2
Ответ: в 2 раза
4. В доме 160 квартир. Сколько бит должно содержать двоичное слово, чтобы закодировать в это доме
двоичным кодом все квартиры?
Решение:
Количество символов в алфавите 27< N < 28. Значит, минимальная разрядность двоичного слова
равна 8.
Ответ: 8 бит.
6. Обычный дорожный светофор без дополнительных секций подает шесть видов сигналов (непрерывные красный, желтый и зеленый, мигающий желтый, мигающий зеленый, мигающие красный и
желтый одновременно). Электронное устройство управления светофором последовательно воспроизводит записанные сигналы. Подряд записано 100 сигналов светофора. В байтах данный информационный
объем составляет:
1) 37; 2) 38; 3) 50; 4) 100.
Решение.
i = log26 = 2,58 ≈ 3 (бита).
Для кодирования шести различных состояний достаточно 3-х битов (при этом две комбинации
даже остаются невостребованными). Таким образом, 100 сигналов кодируется 300 битами. Делим это число на 8 (1 байт = 8 бит) и округляем в большую сторону (дробных байтов не бывает). Получаем 38 байтов.
Ответ: №2.
Задания для СРС
1.
Какова минимальная мощность алфавита, с помощью которого можно передавать информацию?
2.
Какое максимально возможное число символов может содержать алфавит, у которого разрядность
двоичного кода равна 6?
3.
При составлении сообщения использовали 128-символьный алфавит. Каким будет информационный объем такого сообщения, если оно содержит 2048 символов?
4.
Сколько символов содержит сообщение, записанное с помощью 256-символьного алфавита, если
объем его составил 1/32 Мбайта?
5.
Информационное сообщение объемом 2,5 Кбайта содержит 2560 символов. Чему равна мощность
алфавита, при помощи которого было записано данное сообщение?
6.
Для записи сообщения использовался 128-символьный алфавит. Каждая страница содержит 25
строк. Все сообщение содержит 8750 байт и занимает 5 страниц. Сколько символов в строке?
7.
Два текста содержат одинаковое количество символов. Первый текст составлен в алфавите мощностью 4 символа, второй – 16 символов. Во сколько раз отличается количество информации в этих
текстах?
8.
Буквы латинского алфавита закодированы следующим образом:
A
B
C
D
E
000
01
100
10
011
Определите, какой набор букв закодирован двоичной строкой 0110100011000.
1) ЕВСЕА;
9.
2) BDDEA;
3) BDCEA;
4) EBAEA.
В кодировке Unicode каждый символ кодируется 16 битами. Каков информационный объем
следующего сообщения?
2+2=4, а 5+5=10.
1) 16 битов;
2) 256 битов;
3) 12 байтов;
г) 16 байтов.
10. Автоматическое устройство осуществило перекодировку информационного сообщения на русском языке, первоначально записанного в 16-битном коде Unicode, в 8-битную кодировку
КОИ-8. При этом информационное сообщение уменьшилось на 480 бит. Какова длина сообщения в символах?
1) 30;
2) 60;
3) 120;
4) 480.
11. Азбука Морзе позволяет кодировать символы для радиосвязи, задавая комбинацию из точек
и тире. Сколько различных символов (цифр, букв, знаков пунктуации и т.д.) можно закодировать, используя код Морзе длиной не менее пяти и не более шести сигналов (точек и тире)?
1) 80;
2) 120; 3) 112; 4) 58.
12. Световое табло состоит из лампочек, каждая из которых может находиться в двух состояниях
(«включено» или «выключено»). Какое наименьшее количество лампочек должно находиться на
табло, чтобы с его помощью можно было передать 120 различных сигналов?
1) 5;
2) 6;
3) 7;
4) 8.
13. Световое табло состоит из лампочек. Каждая лампочка может находиться в одном из трех состояний («включено», «выключено» или «мигает»). Какое наименьшее количество лампочек должно находиться на табло, чтобы с его помощью можно было передавать 18 различных сигналов?
1) 6;
2) 5;
3) 3;
4) 4.
14. В велокроссе участвуют 119 спортсменов. Специальное устройство регистрирует прохождение
каждым из участников промежуточного финиша, записывая его номер с использованием минимального возможного количества бит, одинакового для каждого спортсмена. Каков информационный объем сообщения, записанного устройством, после того, как промежуточный финиш
прошли 70 велосипедистов?
1) 70 бит;
2) 70 байт;
3) 490 бит;
4) 119 байт.
15. Дан текст размером 600 символов. Известно, что символы берутся из таблицы размером
16х32. Определить информационный объем текста в битах.
1) 1000;
2) 2400;
3) 3600;
4) 5400
16. Задания А11, В10 демоверсий ЕГЭ по информатике – http://kpolyakov.narod.ru/school/ege.htm
Методические указания:
Индивидуальное выполнение заданий. Публичное представление вариантов решения. Коллективное обсуждение.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2
Тема: СИСТЕМЫ СЧИСЛЕНИЯ
Продолжительность 6 часов
Теоретические сведения
Характеристики позиционной системы счисления:
Основание – количество знаков или символов, используемых для изображения числа в данной системе счисления.
Алфавит – система знаков для записи чисел.
Базис – последовательность чисел, каждое из которых задает количественное значение, или "вес"
каждого разряда.
Система счисления
Десятичная
Двоичная
Восьмеричная
Шестнадцатеричная
Основание
10
2
8
16
Алфавит
0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9
0, 1
0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7
0, 1, … 9, A,B,C,D,E,F
Базис
100, 101, 102, 103, 104, ...
20, 21, 22, 23, 24, …
80, 81, 82, 83, 84, ...
160, 161, 162, 163, 164, ...
Развернутая форма записи числа в позиционной системе счисления с основанием q:
Aq = an-1*qn-1 + an-2*qn-2 + ... + a0*q0 + a-1*q-1 + a-2*q-2+ ... +a-m*q-m
Примеры решения задач
Таблица степеней числа 2
0
2
1
1
2
2
2
3
2
4
24
16
2
8
25
32
26
64
27
128
28
256
29
512
210
1024
Перевод числа из двоичной системы счисления в десятичную
111,012 = 1*22 + 1*21 + 1*20 + 0*2-1 + 1*2-2 = 7,7510
Перевод числа из десятичной системы счисления в двоичную.
Перевод целой и дробной частей числа производится отдельно. Пусть требуется перевести число
22,562510 в систему счисления с основанием 2.
Перевод целой части числа
Перевод дробной части
0,
х
1
0
5625
2
1250
х
2
2500
х
0
1
2210 = 101102
2
5000
х
2
0000
0,562510 = 0,10012.
22,562510 = 10110,10012.
Запись чисел в разных системах счисления
Таблица представления чисел в различных системах счисления
Основание
10
2
8 16
0
0000 0
0
1
0001 1
1
2
0010 2
2
3
0011 3
3
4
0100 4
4
5
0101 5
5
6
0110 6
6
7
0111 7
7
8
1000 10 8
9
1001 11 9
10
1010 12 A
11
1011 13 B
12
1100 14 C
13
1101 15 D
14
1110 16 E
15
1111 17 F
Перевод чисел из двоичной системы в восьмеричную
8=23. Направо и налево от запятой откладываем триады – группы по три цифры, после чего записываем
их в восьмеричном представлении. Неполные триады дополняются нулями.
1011010.011012 = 001 011 010.011 0102 = 132.328
Перевод чисел из восьмеричной системы в двоичную
Обратный перевод: вместо восьмеричных цифр подставляются тройки двоичных цифр.
257.318 = 010 101 111. 011 0012 = 10101111.0110012
Перевод чисел из двоичной системы в шестнадцатеричную
8=24. Направо и налево от запятой откладываем тетрады – группы по четыре цифры, записываем их в
шестнадцатеричном представлении.
1011010110.0110012 = 0010 1101 0110.0110 01002 = 2D6.6416
Обратный перевод: вместо шестнадцатеричных цифр подставляются четверки двоичных цифр.
Арифметические действия в позиционных системах счисления
Таблицы сложения и умножения в двоичной системе счисления
Перевод дроби в систему счисления, кратную ее знаменателю.
5/1610 = ?2
510 = 1012,
16 = 24, 5/1610 = 0,0101
Задания
4
1. Запишите число 14 в
2.
3.
4.
5.
- двоичной,
- троичной,
- четверичной,
- 14-ричной системах счисления.
Какое из чисел больше: 510 или 105? 10002 или 108?
В каком отношении находятся числа a=10010012 и b=1118:
1) a<b
2) a>b
3) a=b
4) сравнение невозможно
Дано а = D716, b = 3318. Какое из чисел с, записанных в двоичной системе, отвечает условию a<c<b?
1) 11011001;
2) 11011100;
3) 11010111;
4) 11011000.
Три числа представлены в двоичной системе счисления:
А. 1001010
Б. 1100000
В. 1001111
Выберите вариант, в котором числа перечислены в порядке убывания:
1) А Б В;
2) А В Б;
3) В Б А;
4) Б В А.
6. Перевести числа в указанные системы счисления:
1) 27310 ?2?8?16
2) 70510 ?2?8?16
1101112?10
1011012?10
3028?2
4AC7D16?2
1101101,0112?10
100101,10012?8
3) 41210 ?2?8?16
11100112?10
A6D16?8
110111, 1012?16
327,2510?2
327,258?2
327,2516?2
7. Вычислить значение суммы 102+108+1016 в двоичной системе счисления.
1) 10100010;
2) 11110;
3) 11010;
4) 10100.
8. Вычислить сумму чисел А616 и 758. Результат представить в двоичной системе счисления.
1) 110110112;
2) 111100012; 3) 111000112; 4) 100100112.
9. Вычислить в шестнадцатеричной системе счисления: D + 9*Q – Z – B,
D = 32 33410, Z = 6BE116, Q = 66778, B = 101 1101 1011 11012
10. Выполнить арифметические действия и проверить результаты вычислений в десятичной системе
счисления:
1) 10110000012 – 1018
2) 1011012*10012
3) 1E25C16 / 3A16
11. В какой системе счисления выполнены действия: 213×3=1144?
12. Найти основание p системы счисления и цифру n, если верно равенство
33m5n+2n443 = 55424
(m – максимальная цифра в этой системе счисления)
13. «Загадочная автобиография». Биография одного чудака-математика начиналась словами:
«Я закончил курс университета 44 лет от роду. Спустя год, 100-летним молодым человеком, я
женился на 34-летней девушке. Незначительная разница в возрасте – всего 11 лет – способствовали тому, что мы жили общими интересами и мечтами. Спустя немного лет в моей небольшой семье было уже
10 детей. Жалованья я получал всего 200 рублей в месяц, из которых 1/10 приходилось отдавать сестре,
так что мы с семьей жили на 130 рублей» и т.д.
Чем можно объяснить странные противоречия в этом отрывке?
Задания для СРС
Выпишите алфавит 20-ричной системы счисления. Представьте число 1AG3H,J0420 в развернутом
виде.
2. Во сколько раз увеличится число 3256, если приписать к нему справа ноль?
3. Представить число
- 1/3 в троичной системе счисления,
- 5/18 в шестеричной системе счисления.
4. Запишите в системе счисления с основанием 538 число 539.
5. Какое число в 14-ричной системе счисления следует по порядку за числом 11114?
6. Какое число предшествует числу 1018 в 18-ричной системе счисления?
7. Выпишите в 5-ричной системе счисления все четные числа из диапазона от 1 до 20.
8. Найдите основание системы счисления Р, в которой цифры в записи десятичного числа 371 будут
расположены в обратном порядке: 37110 = 173р.
9. В какой системе счисления 3×3=10?
10. В каких системах счисления 10p является нечетным числом?
11. Укажите через запятую в порядке возрастания все основания систем счисления, в которых запись
числа 39 оканчивается на 3.
12. Укажите через запятую в порядке возрастания все десятичные натуральные числа, не превосходящие
17, запись которых в троичной системе счисления оканчивается на две одинаковые цифры.
13. Для каких систем счисления справедливо равенство 12p = 21q?
1) p=2, q=3;
2) p=3, q=2;
3) p=3, q=5;
4) p=5, q=3.
14. Определите число, если в десятичной системе счисления сумма его цифр равна 26, причем две цифры повторяются, а в восьмеричной системе счисления оно имеет вид 307:
1) 1799
2) 1889
3) 1979
4) 1997
15. Алфавит уравновешенной системы счисления состоит из цифр {-1, 0, 1}. Запишите в данной системе
счисления число 35.
1.
16. Задания А1, В4, В8 демоверсий ЕГЭ по информатике – http://kpolyakov.narod.ru/school/ege.htm
Методические указания:
Индивидуальное выполнение заданий. Публичное представление вариантов решения. Коллективное обсуждение.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3
Тема: КОДИРОВАНИЕ ТЕКСТОВОЙ ИНФОРМАЦИИ
Продолжительность 6 часов
Теоретические сведения
Присвоение символу конкретного кода – это вопрос соглашения, которое фиксируется кодовой таблицей. Международным стандартом для ПК стала таблица кодировки ASCII (American Standart Code for Information Interchange) – Американский стандартный код для информационного обмена.
Стандартной в этой таблице является только первая половина, т.е. символы с номерами от 0
(00000000) до 127 (0111111).
Остальные 128 кодов используются для кодировок национальных алфавитов. В русских кодировках
размещаются символы русского алфавита.
Другие таблицы кодировок русских букв
КОИ-8
Windows-1251
CP-866
ISO
В настоящее время получил распространение новый международный стандарт Unicode, который отводит на кодирование каждого символа два байта. С его помощью можно закодировать 216 различных символов.
Примеры решения задач
Пример 1. Представление слова «Диск» в разных кодировках.
КОИ-8
Windows-1251
CP-866
228 201 211 203
196 232 241 234
132 168 225 170
Пример 2. Буква “I”в таблице кодировки имеет десятичный код 105.Что зашифровано последовательностью
108 105 110 107? (link)
Пример 3. Последовательность двоичных кодов: 01110011 01110100 01101111 01110000 соответствует слову “stop”. Построить внутреннее 16-ричное представление этого слова.
(73 74 6F 70)
Задания
1. На основании чего можно утверждать, что для латинских букв применяется 7-битное кодирование?
2. В слове “информатика» содержится следующее количество битов (используется система кодировки
ASCII):
1) 1;
2) 11;
3) 44;
4) 88
2. Определите информационный объем слова из двадцати четырех символов в кодировке Unicode.
1) 384 бита;
2) 192 бита;
3) 256 бит;
4) 48 бит.
3.Во сколько раз уменьшится информационный объем страницы текста при его преобразовании из кодировки UNICODE в кодировку Windows-1251?
4. С клавиатуры вводится текст: «Зачет по информатике состоится 11 декабря». Как кодируется число «11»
при вводе с клавиатуры?
1)в десятичной системе счисления как число 1110
2) в двоичной системе счисления как число 1011 2
3) в шестнадцатеричной системе счисления как число В 16
4) по таблице ASCII как 313116
5. Определите вид кодировки и декодируйте сообщения:
a) 235 207 212 197 204 216 206 201 203 207 215;
b) 85 78 73 67 79 68 69
6. Найдите подходящую таблицу кодировки и расшифруйте сообщение, полученное по электронной почте:
кЧАЮЪ ХМТНПЛЮЖХЪ ЛНФЕР АШРЭ ОПЕДЯРЮБКЕМЮ Я ОНЛНЫЭЧ ВХЯЕК
7. Представьте фрагмент таблицы ASCII в формате, основанном на 16-ричной системе счисления:
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
A
B
C
D
E
…
2
!
3 0
4
K
5
[
\
]
^
6
k
7
{
|
}
8.Используя результат выполнения предыдущего задания, декодируйте сообщение:
10010101 01110000 00100000 00100110 00100000 01000100 01100000 01110111 01101110
F
Задания для СРС
Задания В1 демоверсий ЕГЭ по информатике – http://kpolyakov.narod.ru/school/ege.htm
Методические указания:
Индивидуальное выполнение заданий. Публичное представление вариантов решения. Коллективное обсуждение.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4
Тема: КОДИРОВАНИЕ ЧИСЛОВОЙ ИНФОРМАЦИИ
Продолжительность 6 часов
Теоретические сведения
Целые числа
Числа без знака
При представлении чисел без знака все разряды, отводимые под число, используются для хранения
величины этого числа. Следовательно, количество бит памяти и диапазон значений связаны соотношением:
0  x  2N ,
где N – количество бит памяти, отводимых под хранение числа. Такой способ используется для представления только целых положительных чисел.
В языке Паскаль среди целочисленных типов данных используются следующие:
Название типа
Объем памяти
Диапазон значений
Byte
1 байт (8 бит)
0..255
Word
2 байта (16 бит)
0..65535
Для получения компьютерного представления числа без знака достаточно перевести это число в
двоичную систему счисления и записать в необходимое количество разрядов (8 или 16), дополнив слева это
число незначащими нулями. Для получения числа по его компьютерному представлению достаточно перевести это представление в десятичную систему счисления.
Числа со знаком
При представлении чисел со знаком старший бит отводится под хранение знака числа. Следовательно, количество бит памяти и диапазон возможных значений связаны соотношением:
 2 N 1  x  2 N 1 ,
где N – количество бит памяти, отводимых под хранение числа.
В языке Паскаль среди целочисленных типов данных используются следующие:
Название типа
Объем памяти
Диапазон значений
ShortInt
1 байт (8 бит)
-128..127
Integer
2 байта (16 бит)
-32768..32767
LongInt
4 байта (32 бита)
-2 147 483 648..2 147 483 647
С целью увеличения скорости вычислений путем замены операции вычитания операцией сложения
для представления целых чисел со знаком применяются прямой, обратный и дополнительный коды.
Прямой код – это запись модуля числа в двоичной системе счисления в необходимое количество
разрядов.
Обратный код – это инверсия прямого кода (1 заменяются на 0 и наоборот).
Дополнительный код – прибавление к обратному коду числа величины 1.
Для обратного преобразования (из компьютерного представления определить число) необходимо
знать, какое это число по знаку (положительное или отрицательное). Признаком знака числа является старший бит. Если старший бит равен 1, то число отрицательное, в противном случае – число положительное. В
зависимости от знака числа в обратном порядке выполняются все действия, рассмотренные выше.
Вещественные числа
В настоящее время применяются два принципиально разных способа представления вещественных
чисел:
 с фиксированной точкой, когда хранится отдельно – целая и отдельно – дробная часть числа,
например, 175.12;
 с плавающей точкой, когда число разбивается на мантиссу и порядок:
. 17512Е-2, 1.7512Е2, 0.17512Е3.
Представление с фиксированной точкой удобно для восприятия человеком, но приводит к существенным ограничениям диапазонов хранимых чисел. В компьютере используется представление вещественного числа с плавающей точкой. Во избежание неоднозначности число представляется в нормализованной форме. При нормализованной записи мантисса представляется в виде правильной дроби. В приведенных примерах нормализованной записью является 0.17512Е3.
Представление вещественных чисел
на примере величины типа Double (двойная точность), используемой в языке Pascal
Алгоритм получения компьютерного представления величины типа Double
1. Перевести модуль числа в двоичную систему счисления и записать результат в нормализованной форме.
При этом под нормализованной формой будем понимать такую запись, при которой целая часть числа равна
1. В этом случае можно сэкономить один разряд (не хранить его явно, но подразумевать его существование).
2. К порядку числа, полученному на предыдущем шаге добавить величину 1023 и записать результат в виде
11-битного двоичного числа. Эта величина называется «смещенным порядком».
3. Записать результат по схеме, представленной на рисунке: знак числа (1 – если число отрицательное или 0
– если число положительное), затем «смещенный порядок» и мантиссу. Для удобства восприятия получившееся 64-битное двоичное число переводят в шестнадцатеричную систему.
63
62
52
…
смещенный порядок
51
0
…
мантисса
бит знака числа
Схематическое представление величины типа Double
Для рассматриваемого представления используется 64 бита (8 байт), разделенные на 3 логические группы:
 1 группа состоит из 1 старшего бита в представлении (63 бит). Эта группа отвечает за знак числа (1отрицательное, 0 – положительное)
 2 группа состоит из 11 разрядов (с 52 по 62 биты). Эта группа отвечает за «смещенный» порядок
числа
 3 группа состоит из 52 разрядов (с 0 по 51 биты). Группа отвечает за мантиссу числа.
Алгоритм получения величины числа по компьютерному представлению
1. При необходимости перевести число в двоичную систему и разбить на группы.
2. Группу, отвечающую за «смещенный порядок», перевести в десятичную систему счисления и вычесть
число 1023.
3. Записать мантиссу с учетом хранящейся дробной части и подразумеваемой 1 и умножить ее на 2 в степени, вычисленной в п.2. алгоритма (переместить запятую на указанное количество разрядов).
4. Перевести число из двоичной в десятичную систему и записать его с учетом знака.
Примеры решения задач
Пример 1: получить компьютерное представление числа 29 в виде целого числа без знака (8 бит).
Переводим число 29 в двоичную систему счисления: 11101, а затем дописываем слева незначащими
нулями до 8 разрядов: 00011101.
Пример 2: Дано компьютерное 8-битное представление целого числа без знака: 00101110. Определить, какое
это число.
Переведем число 00101110 из двоичной системы счисления в десятичную: 46.
Пример 3: Получить компьютерное представление в виде числа со знаком (8 бит): 90, -45.
Число 90 является положительным числом, поэтому достаточно просто перевести это число в двоичную систему счисления и записать в 8 разрядов: 01011010.
Число -45 является отрицательным, поэтому:
1) сначала необходимо перевести модуль числа в двоичную систему счисления и записать в 8 разрядов: 00101101;
2) затем инвертировать полученный на предыдущем шаге результат: 11010010;
3) добавить по математическим правилам к результату инверсии число 1: 11010011.
Пример 4: Определить, какие числа имеют представления: 10010010 и 00110011.
Т.к. старший бит в представлении числа 10010010 равен 1, значит, число является отрицательным.
Следовательно, для получения значения числа необходимо:
1) вычесть по математическим правилам из данного представления 1: 10010001;
2) инвертировать полученный на предыдущем шаге результат: 01101110;
3) перевести результат инверсии из двоичной системы в десятичную и записать со знаком «-»: -110.
Во втором представлении 00110011 старший бит равен 0, следовательно, число является положительным. Поэтому достаточно просто перевести это представление в десятичную систему счисления: 51.
Пример 5: Получить компьютерное представление числа 125,125 в виде величины типа Double.
В соответствии с алгоритмом переведем это число в двоичную систему счисления: 1111101,001 2.
Это же число в нормализованной форме будет записано как: 1,111101001∙26. Жирным курсивом выделены элементы результата, которые будут использоваться дальше.
Смещенный порядок равен 6+1023=1029, что в двоичной системе счисления будет записано как:
10000000101. Запишем результат по схеме.
Получим: 0 10000000101 1111010010000000000000000000000000000000000000000000
Для удобства восприятия запишем результат в 16-ричной системе счисления: 405F480000000000
Пример 6: Определить величину числа, если его компьютерное представление имеет вид:
C03774BC00000000.
Переведем это число в двоичную систему и запишем, разбив на группы:
1 10000000011 0111011101001011110000000000000000000000000000000000
В старшем бите хранится 1, следовательно, число отрицательное. В группе смещенного порядка
хранится число: 10000000011, что соответствует числу 1027. Соответственно, порядок числа равен: 10271023=4.
Теперь можно записать число в двоичной системе счисления:
1,011101110100101111∙24 = 10111,01110100101111 23,456. Следовательно, это число (-23,456).
Задания
1.
2.
3.
4.
Чему равно дополнение числа 6328 до 10 0008?
Число - 6 размещено в 1 байте. Представьте его в дополнительном коде.
Можно ли по виду дополнительного кода сказать, четное число или нечетное?
В 8-разрядной ячейке запишите дополнительные коды чисел
5.
Найдите десятичные эквиваленты отрицательных чисел, записанных в дополнительном коде:
6.
7.
Какие из чисел 4316, 1010102, 12910 и –13510 можно сохранить в одном байте памяти?
Получите 16-разрядное представление чисел 25, – 610.
8. В 4 байтах в формате с фиксированной точкой записано целое положительное число. Какому
16-ричному числу соответствует эта запись?
0
0
1
0
0
1) +40206098
2) +20103098
Какое двоичное число записано в 4 байтах:
3) -10081898
9.
0
0
1
0
0
0
0
1
0
1
0
0
0
0
1
1
1
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
1
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
1
1
0
0
0
0
0
0
0
0
4) +100818А8
0
0
1
0
0
0
1) +111000000,110
2) +111000,0001
3) +111000,0001100001
4) -101,110000001100001
10. Представьте число +1100111,00111 в 4-байтовом формате с плавающей точкой.
11. Запишите десятичные числа в нормализованном виде:
12. Приведите к нормализованному виду числа
13. Сравните диапазон представления чисел с плавающей запятой в 32-разрядном формате (24 разряда
для мантиссы и 6 разрядов для модуля порядка) с диапазоном представления чисел с фиксированной запятой в том же формате.
Методические указания:
Индивидуальное выполнение заданий. Публичное представление вариантов решения. Коллективное обсуждение.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5
Тема: КОДИРОВАНИЕ ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ
Продолжительность 3 часа
Теоретические сведения
Векторная и фрактальная графика кодируется как обычная буквенно-цифровая. В 3D-графике
комбинируются методы кодирования векторной и растровой графики.
В файлах растровых форматов содержится информация о

размере изображения – количестве пикселей по горизонтали и вертикали;

битовой глубине – числе битов, используемых для кодирования цвета одного пикселя;

двоичном коде цвета каждого пикселя.
Примеры решения задач
Пример 1. Цветное растровое изображение, палитра которого включает в себя 65 536 цветов, имеет размер
100×100 px. Какой объем видеопамяти (в Кб) занимает это изображение?
Битовая глубина b и количество цветов палитры К связаны соотношением К = 2b.
65 536 = 216, значит, битовая глубина b = 16 бит.
16 * 100 * 100 = 160 000 бит = 20 000 байт  19,5 Кбайт.
Пример 2. Подсчитать объем информации, передаваемой за 1 сек. от видеоадаптера к монитору в видеорежиме 1024×768 px с глубиной цвета 24 бита и частотой обновления экрана 85 Гц.
1024 * 768 * 24 * 85 = 1 604 321 280 бит = 200 540 160 байт = 195 840 Кбайт = 191,25 Мбайт.
Пример 3. Для хранения 256-цветного изображения размером 7,5 ×12,5 см требуется 432*10 5 бит памяти.
Каково разрешение изображения в точках на дюйм (1 дюйм = 2,5 см)?
Битовая глубина b равна 8 бит (256 = 28).
7,5см ×12,5 см = 3дюйма×5 дюймов = 15 дюймов2.
X – точек на дюйм; X2 – точек на дюйм2.
Количество точек N = X2*15; размер изображения в битах I = N*8 = X2*15*8 бит.
43 200 000 = 120X2; X2 = 360 000; X = 600 точек на дюйм.
Пример 4. Какую часть экрана займет изображение объемом 312,5 Кб при глубине цвета 16 бит, если разрешение экрана 800×600 точек, а качество цветопередачи 32 бита?
Информационный объем одного кадра экрана (800*600*16)/8 = 960 000 байт.
312,5*210
960 000
=
321,5*1024
960 000
=
1
3
Задания
1. Растровый газетный рисунок содержит черный, темно-серый, светло-серый и белый цвета. Сколько
бит понадобится для кодирования цвета?
2. Информационный объем одной точки 16-цветного растрового изображения равен
1) 1 биту
2) 2 битам
3) 3 битам
4) 4 битам
3. Как изменится информационный объем графического файла, если первоначально количество цветов
было равно 256, а в результате преобразования было установлено 16 цветов?
1) увеличится в 2 раза
2) увеличится в 4 раза
3) уменьшится в 2 раза
4. Как изменится информационный объем графического файла, если первоначально количество цветов
было равно 216, а в результате преобразования было установлено 2 32 цветов?
1) увеличится в 2 раза
2) увеличится в 4 раза
3) уменьшится в 2 раза
5. Цветное изображение, использующее 16 цветов, преобразовано в черно-белое. Информационный
объем графического файла
1) уменьшится в 2 раза
2) уменьшится в 4 раза
3) уменьшится в 8 раз
6. Во сколько раз увеличится информационная емкость файла, содержащего растровое изображение,
если повысить глубину его цвета со стандарта «черно-белое» до стандарта «65 536 цветов»?
1) 8
2) 16
3) 32
4) 64
7. Какой информационный объем файла требуется для хранения данного черно-белого изображения?
1) 4 бита
2) 4 байта
3) 16 бит
4) 16 байт
8. Посчитать размер файла, содержащего отсканированное изображение размером 1766×1527 px.
Глубина цвета – 24 бита.
9. Сколько места в памяти компьютера займет немой двухчасовой фильм, записанный с частотой 25
кадров/сек. и размером кадра 1024×768 px?
10. Черно-белое изображение размером 10×15 см имеет 8 градаций яркости. Разрешение 300 точек на
дюйм. Сколько Кбайт памяти требуется для хранения изображения?
11. Фотография размером 10×10 см была отсканирована с разрешением 400 dpi (точек на дюйм) при
глубине цвета 24 бита. Определить информационную емкость полученного растрового файла.
1) 7,3 Мб
2) 940 Кб
3) 150 Кб
4) 7,3 Кб
12. Декодируйте черно-белое изображение, представленное 16-ричным кодом (каждая строка закодирована четырехзначным числом):
a) 0070 00FC 00F7 00FF 8078 C060 C070 FFF8 FFB8 FF38 8E78 E0F0 7FE0
b) 0100 0180 01C0 01E0 01F0 01F8 01FC 01FE 0180 0180 7FFE 3FFC 1FF8 0FF0.
Задания для СРС
Задания А9 демоверсий ЕГЭ по информатике – http://kpolyakov.narod.ru/school/ege.htm
Методические указания:
Индивидуальное выполнение заданий. Публичное представление вариантов решения. Коллективное обсуждение.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 6
Тема: КОДИРОВАНИЕ ЗВУКОВОЙ ИНФОРМАЦИИ
Продолжительность 3 часа
Теоретические сведения
Дискретизация (сэмплирование, оцифровка) – процесс преобразования аналогового звукового сигнала в
последовательность цифровых кодов.
Отсчеты – моменты измерения сигнала.
Частота дискретизации – количество измерений сигнала за 1 секунду.
1 измерение – 1 Гц
1000 измерений – 1 кГц
Сэмпл (шаг дискретизации) – промежуток времени между двумя измерениями сигнала.
шаг дискретизации = 0,01 сек => частота дискретизации = 100 Гц
Глубина кодирования звука (разрядность дискретизации) – количество бит, используемых для кодирования
одного сигнала.
Пример. Вычислить объем минутного аудиофайла, записанного на автоответчик, если его разрядность 8 бит,
а частота дискретизации – 11 кГц.
V = 8*11 000*60 = 5 280 000 бит = 660 000 байт  644,5 Кбайт
Задания
1. Какой частоте дискретизации соответствует сэмпл 0,005 с.?
2. Какому шагу дискретизации соответствует частота 8 кГц?
3. Определить количество уровней звукового сигнала при использовании 16-битного аудиоадаптера.
4. Посчитать объем аудиофайла, содержащего
- пятиминутное поздравление с днем рождения, записанное с частотой 20,2 кГц и разрядностью 16
бит;
- часовой концерт стереозаписи любимой группы, записанный на CD с частотой 44,1 кГц и разрядностью 32 бита.
5. Какова разрядность аудиоадаптера, если в его регистр можно записывать 4096 различных сигналов?
6. Рассчитать время звучания моноаудиофайла, если при 16-битном кодировании и частоте дискретизации 32 кГц его размер – 700 Кбайт.
Задания для СРС
Задания А8 демоверсий ЕГЭ по информатике – http://kpolyakov.narod.ru/school/ege.htm
Методические указания:
Индивидуальное выполнение заданий. Публичное представление вариантов решения. Коллективное обсуждение.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 7
Тема: УСТРОЙСТВО КОМПЬЮТЕРА
Продолжительность 12 часов
Задания
1. Расшифровка прайс-листа компьютерной фирмы.
2. Составление схемы ПК из набора заданных устройств.
3. Сборка ПК.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 8
Тема: ОПЕРАЦИОННАЯ СИСТЕМА КОМПЬЮТЕРА
Продолжительность 12 часов
Задания
1. Установка операционной системы.
2. Разработка обучающих видеофильмов об основных функциях операционной системы.
Задания для СРС
Задания А4 демоверсий ЕГЭ по информатике – http://kpolyakov.narod.ru/school/ege.htm
Методические указания к заданию 2:
Индивидуальное выполнение заданий. Публичная защита проектов.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 9
Тема: ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ КОМПЬЮТЕРА
Продолжительность 20 часов
1. Инсталляция ПО.
2. Создание информационных объектов средствами офисных пакетов, редакторов графики.
Задания для СРС
1. Задания А6, А7, В5 демоверсий ЕГЭ по информатике – http://kpolyakov.narod.ru/school/ege.htm
2. Технология OLE.
1) Создайте документ Word. Сохраните файл в своей папке с именем OLE.doc.
2) Используя технологию OLE (внедрения и связывания объектов), свяжите данный документ с
файлами-источниками Парабола.doc, Гипербола.doc, Эллипс.doc:

ВставкаОбъект…;

перейдите на вкладку Создание из файла;

используя кнопку Обзор, выберите нужный файл;

установите флажок Связь с файлом.
3) Сохраните и закройте файл OLE.doc.
4) В приложении Mathcad постройте графики функций:
y  x2
парабола
гипербола
эллипс
y
2
x
y  1
x2
4
Технология построения графиков

из математической панели Math выведите в окно документа панели Calculator
(шаблоны цифр, математических операций и пр.), Graph (шаблоны графиков);



установите крестообразный курсор в место построения графика;
в панели Graph выберите шаблон плоского графика X-Y Plot;
в появившемся шаблоне графика на оси абсцисс введите имя аргумента (x), на оси
ординат – формулу функции (например, x2);

щелкните мышью вне шаблона графика.
Форматирование графика


двойным щелчком в области шаблона графика откройте окно его форматирования;
на вкладке X-Y Axes (форматирование осей координат) установите флажок Crossed
(провести ось абсцисс через ноль ординаты);

на вкладке Trace (форматирование графика функции) установите

вид линии – solid (сплошная),

цвет линии (Color) – red;

тип графика (Type) – Lines;

толщина линии (Weight) – 2;

на вкладке Labels (вписать в область графика заголовки) в окне Tytle запишите
название функции (например, «Парабола»). Выберите положение заголовка – вверху или
внизу графика;

для сохранения изменений нажмите кнопку Ok.

проанализируйте пропорции осей абсцисс и ординат. В случае несоответствия
измените ширину или высоту графика.
5) Отредактируйте файлы-источники Парабола.doc, Гипербола.doc – вставьте в документы соответствующие рисунки и формулы. Для этого:
o скопируйте и вставьте графики, созданные в приложении Mathcad. Используйте их как
заготовки для создания рисунков инструментами панели Рисование;
o для добавления формул используйте внедрение объектов Microsoft Equation:

ВставкаОбъект…;

перейдите на вкладку Создание;

выберите тип объекта – Microsoft Equation.
6) Перед закрытием сохраните файлы-источники.
7) Откройте файл OLE.doc. Двойным щелчком мыши по тексту перейдите в режим редактирования файла-источника Эллипс.doc. Отредактируйте, сохраните и закройте файл.
8) Просмотрите изменения в документе OLE.doc.
9) Если Вы не сохранили и не закрыли какой-либо файл-источник, для обновления связи используйте команду ПравкаСвязи…, выберите нужный файл и нажмите кнопку Обновить.
Сохраните файл OLE.doc.
Приложения
Парабола
В курсе алгебры параболой называется кривая линия, являющаяся графиком квадратичной функции
y=ax +bx+c. Оказывается, для любой параболы существуют прямая – директриса – и точка – фокус, такие,
что расстояние от любой точки параболы до директрисы равно расстоянию от этой точки до фокуса. Убе2
димся в этом на примере параболы, заданной уравнением y=ax2. К этому простому виду сводится и более
общее уравнение параболы y=ax2+bx+c, если ввести новую систему координат O'x'y' с началом в вершине
2
параболы – точке O  b ; c  b  и осями координат O'x' и O'y', сонаправленными с осями Ox и Oy (рис. 1).
 2a
4a 

РИСУНОК 1
В новой системе координат O'x'y' уравнение параболы принимает вид y'=ax'2.
Итак, рассмотри параболу, заданную уравнением y=ax2. Директрисой этой параболы является прямая d, заданная уравнением <формула 1>, а фокусом – точка F  0; 1  (рис. 2, на этом рисунке a>0).

4a 
РИСУНОК 2
В самом деле, для произвольной точки M(x;ax2), лежащей на параболе, расстояние MM' до директрисы равно <формула 2> (см. рис. 2), а расстояние MF до фокуса равно <формула 3>. Преобразуя подкоренное выражение, получаем, что <формула 4>.
Итак, MM'= MF.
Полученный нами результат позволяет сформулировать определение параболы, не связанное с выбором системы координат:
параболой называется линия, состоящая из всех таких точек, для каждой из которых расстояние
до данной прямой (директрисы параболы) равно расстоянию до данной точки (фокуса параболы), не лежащей на директрисе.
Гипербола
В курсе алгебры гиперболой называется линия, являющаяся графиком функции y 
k
. Гипербола
x
имеет две ветви (рис. 3).
РИСУНОК 3
Как и в случае с параболой, можно дать определение гиперболы, не связанное с выбором системы
координат:
гиперболой называется линия, состоящая из всех таких точек, для каждой из которых абсолютная
величина разности расстояний до двух данных точек – фокусов – имеет одно и то же значение, меньшее,
чем расстояние между ними.
Введем прямоугольную систему координат так, чтобы фокусы F1 и F2 лежали на оси абсцисс, а
начало координат совпало с серединой отрезка F1F2. Тогда фокусы F1 и F2 имеют, соответственно, координаты (-c; 0) и (c; 0) (рис. 4).
РИСУНОК 4
Выведем уравнение гиперболы в выбранной системе координат.
Расстояния от произвольной точки M(x;y) до фокусов F1 и F2 выражаются формулами < формула
5>, <формула 6>.
Если точка M(x;y) лежит на гиперболе, то <формула 7>, т.е. координаты точки M удовлетворяют
уравнению <формула 8>.
Если же точка M(x;y) не лежит на гиперболе, координаты точки не удовлетворяют этому уравнению. Следовательно, это и есть уравнение гиперболы в выбранной системе координат.
Эллипс
Эллипсом называется линия, состоящая из всех таких точек, для каждой из которых сумма расстояний до двух данных точек – фокусов – постоянна.
Обозначим расстояние между фокусами через 2c, а постоянную величину, равную сумме
расстояний от произвольной точки эллипса до его фокусов, через 2a. По определению эллипса 2c<2a, т. е.
c<a.
Для вывода уравнения эллипса введем прямоугольную систему координат так, как показано на рис.
5. Фокусы F1 и F2 имеют соответственно координаты (–c;0) и (c;0), а расстояния от произвольной точки
M(x;y) до фокусов F1 и F2 выражаются формулами <формула 9>, <формула 10>.
РИСУНОК 5
Если точка M(x;y) лежит на эллипсе, то MF1+ MF2=2a, т. е. координаты точки M удовлетворяют
уравнению <формула 11>.
Если же точка M(x;y) не лежит на эллипсе, то MF1+ MF2≠2a, т. е. координаты точки M не
удовлетворяют этому уравнению. Следовательно, оно и есть уравнение эллипса в выбранной системе
координат. Его можно привести к более простому виду, как и в случае гиперболы. В результате получается
каноническое уравнение эллипса: <формула 12>, где
соответственно большой и малой полуосями эллипса.
b  a 2  c 2 . Величины a
и b называются
Определение эллипса дает простой практический способ его построения. Нужно взять нить длиной
2a, закрепить ее концы в точках F1 и F2, расстояние между которыми равно 2с, а затем натянуть нить с
помощью карандаша и начертить кривую, поддерживая нить в натянутом состоянии (рис. 6).
РИСУНОК 6
Формулы и рисунки
формула 1: y   1
4a
формула 2: ax 2  1
4a
2
формула 4: MF   ax 2  1   ax 2  1
4a 
4a

формула 6: MF2 
 x  c 2  y 2
формула 8:
 x  c 2  y 2   x  c 2  y 2
формула 10:
MF2 
x  c 2  y 2
1 

x 2   ax 2  
4a 

формула 5: MF1 
2
 x  c 2  y 2
формула 7: MF1  MF2  2a
формула 9:
 2a
формула 11:
формула 12:
формула 3:
MF1 
x  c 2  y 2
x  c 2  y 2  x  c 2  y 2  2a
x2 y2

1
a2 b2
y
y'
y  ax 2  bx  c
y   ax  2
O
x
 b
b2 

O 
;c 
4a 
 2a
x'
Рис. 1
y
y  ax 2
F (0;
M ( x; ax 2 )
1
)
4a
M
O
x
d:y
1
4a
Рис. 2
y
y
k
x
x
O
k 0
Рис. 3
y
b
F1 (с;0)
F2 (с;0)
-a
a
O
x
-b
Рис. 5
y
M ( x; y)
F1 (с;0)
F2 (с;0)
O
Рис. 4
M
F2
F1
Рис. 6
x
Вербальная модель – описание проблемы на естественном языке
Определение цели моделирования
ИНФОРМАЦИОННАЯ
МОДЕЛЬ
Системный анализ. Выявление требований, предъявляемых к
решению
Формирование системы данных, существенных для цели
моделирования
Выбор программного обеспечения
Системы программирования
Формализация – описание входных
и выходных данных, связи между
ними на формализованном языке.
Математическая модель
Прикладное ПО
КОМПЬЮТЕРНАЯ
МОДЕЛЬ
Алгоритмизация
Информационные технологии
Программа – представление модели
на формальном языке компьютера
Тестирование
КОМПЬЮТЕРНЫЙ
ЭКСПЕРИМЕНТ
Отладка
Анализ результатов – проверка адекватности модели
Этапы построения компьютерной модели
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 10
Тема: МОДЕЛИРОВАНИЕ. ФОРМАЛИЗАЦИЯ
Продолжительность 12 часа
Теоретические сведения
Моделирование – создание и исследование моделей. Формализация – результат перехода от реальных свойств моделируемой системы к их формальному обозначению в
определенной знаковой системе.
Задания
1. Разгадайте кроссворд:
13
10
11
8
1
12
2
15
14
16
3
9
4
18
17
5
6
7
По горизонтали:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Объект моделирования.
Модель – физическое подобие объекта-оригинала.
Инструмент для компьютерного моделирования.
Описание модели с помощью формального языка.
Модель, представляющая информацию об объекте, процессе или явлении в виде наборов параметров и связей между ними.
Этап компьютерного эксперимента.
Соответствие модели объекту-оригиналу.
По вертикали:
1. Определенный порядок объединения элементов, составляющих систему.
2. Масштабная материальная модель.
3. Модель, представленная в мысленной или разговорной форме.
4. Одна из основных целей моделирования.
5. Средство наглядного представления состава и структуры системы.
6. Метод познания, процесс создания и исследования моделей.
7. Образно-знаковая форма представления информационной модели.
8. Целое, состоящее из множества взаимосвязанных частей.
9. Информационная модель, состоящая из строк и столбцов.
10. Объект, представляющий свойства объекта-оригинала, соответствующие целям моделирования.
11. Результат процесса обработки информации человеком.
2.
Ответьте на вопросы (устно):
1) К какому типу моделей относятся загадки?
2) Какие элементы списка можно считать информационными моделями? Что для них является объектом моделирования?

расписание уроков;

программа телевидения;

рецепт на получение лекарства.
3) К какому типу моделей относятся и какие свойства реальных объектов воспроизводят:
- муляжи продуктов в витрине магазина;
- модель поведения человека при переходе улицы;
- график изменения курса €;
- музыкальная тема, промелькнувшая в голове композитора?
4) Можно ли назвать выставление оценки за экзамен формализацией?
3.
Построить информационные модели для решения задач:

составить расписание уроков в школе;

купить подарок на день рождения друга.
4.
В компьютерной сети узловым является сервер, с которым непосредственно связаны все
остальные компьютеры сети. Информация о составе и структуре сети представлена в виде двоичной матрицы, где серверы сети обозначены С1, С2 и т.д.. Какой из серверов является узловым? Представить информационную модель в виде графа.
С1
С2
С3
С4
С5
С1
С2
С3
С4
С5
1
0
0
1
0
0
1
0
1
0
0
0
1
1
0
1
1
1
1
1
0
0
0
1
1
10. Какой тип модели с точки зрения временного фактора представляет график изменения температуры,
построенный учениками в дневниках наблюдения за погодой?
A.
Знаковая.
B.
Статистическая.
C.
Динамическая.
D.
Образно-знаковая.
11. В приведенном перечне примерами информационных моделей исторических событий являются:
A. Бородинская панорама.
B. Стихотворение М.Ю.Лермонтова «Бородино».
C. Экспонаты музея «Бородинское сражение».
D. Карта местности, отражающая расстановку сил к началу боя и направления ударов войск.
2) AB
3) AC
4) BD
1) AD
12. Установите соответствие между примерами моделей и их разновидностью по форме представления:
А – знаковая, Б – образная, В – образно-знаковая, Г – вербальная.
Модель
Форма представления
1.
Географическая карта
2.
Уравнение движения тела, брошенного под углом к горизонту
3.
Рассказ ветерана об участии в сражении
4.
Радиоспектакль по пьесе Н.В. Гоголя «Ревизор»
5.
Диаграмма, отражающая структуру бюджета России
6.
Партитура оперы «Пиковая дама»
5.
В таблице закрашенные клетки в расписании занятий соответствуют урокам физкультуры в 9 –
11 классах школы.
9А
9Б
10А
10Б 11А
11Б
УРОК 1
УРОК 2
УРОК 3
УРОК 4
УРОК 5
УРОК 6
 определите, какое минимальное количество учителей физкультуры требуется при таком расписании;
 распределите уроки между тремя учителями так, чтобы ни у кого не было «окон»;
 распределите уроки между тремя учителями так, чтобы у них была одинаковая нагрузка.
13. В таблице приведена стоимость перевозок между соседними железнодорожными станциями. Укажите
схему, соответствующую таблице.
A B C D
A
4
5
B 4
3 6
C
3
D 5 6
1)
2)
3)
4)
13. В таблицах приведена протяженность автомагистралей между соседними населенными пунктами.
Укажите номер таблицы, для которой выполняется условие «Максимальная протяженность маршрута от пункта А до пункта С не больше 5». Протяженность маршрута складывается из протяженности автомагистралей между соответствующими соседними населенными пунктами. При этом любой
населенный пункт должен встречаться на маршруте не более одного раза.
1)
2)
3)
4)
A B C D
A B C D
A B C D
A B C D
A
2
2
A
2 2
A
2 3 2
A
3 2 1
B 2
1 3
B 2
1 1
B 2
2 2
B
2
C
1
3
C 2 1
3
C 3 2
C 2 2
1
D 2 3 3
D
1 3
D 2 2
D 1
1
Задания для СРС
1. Приведите примеры моделей объектов, имеющих следующие структуры:
1)
2)
2. Постройте информационную модель в табличной форме по следующим данным:
Полярная звезда находится в созвездии Малая Медведица. Бетельгайзе находится в созвездии Ориона. Расстояние до Спики – 260 световых лет. Денеб находится в созвездии Лебедя.
Акрукс ярче Солнца в 2200 раз. Расстояние до Бетельгайзе – 650 световых лет. Ригель ярче
Солнца в 55000 раз. Канопус находится в созвездии Стрекоза. Расстояние до Капеллы – 46 световых лет. Спика находится в созвездии Дева. Антарес находится в созвездии Скорпион. Расстояние до Арктура – 36 световых лет. Альдебаран ярче Солнца в 165 раз. Бетельгайзе ярче
Солнца в 22000 раз. Расстояние до Акрукса – 260 световых лет. Денеб ярче Солнца в 72500 раз.
Расстояние до Антареса – 425 световых лет. Альдебаран находится в созвездии Телец. Антарес
ярче Солнца в 6600 раз. Расстояние до Канопуса – 181 световой год. Арктур находится в созвездии Волопас. Капелла ярче солнца в 150 раз. Расстояние до Полярной звезды – 780 световых лет.
Ригель находится в созвездии Орион. Спика ярче Солнца в 2200 раз. Акрукс находится в созвездии Южный Крест. Расстояние до Альдебарана – 70 световых лет. Арктур ярче Солнца в 105
раз. Расстояние до Денеба – 1600 световых лет. Канопус ярче Солнца в 6600 раз. Капелла находится в созвездии Возничий. Полярная звезда ярче Солнца в 6000 раз. Расстояние до Ригеля - 820
световых лет.
3. Создайте модель устройства компьютера в виде многоуровневого списка:
Процессор
Память
Оперативная память
Долговременная память
Жесткий магнитный диск
Флэш-память
Оптические диски
CD
DVD
Устройства ввода
Клавиатура
Мышь
Сканер
Графический планшет
Цифровая камера
Микрофон
Джойстик
Устройства вывода
Монитор
Жидкокристаллический монитор
Монитор на электронно-лучевой
трубке
Принтер
Матричный принтер
Струйный принтер
Лазерный принтер
1.
2.
3.
4.
Процессор
Память
1. Оперативная память
2. Долговременная память
1. Жесткий магнитный диск
2. Флэш-память
3. Оптические диски
4. CD
5. DVD
Устройства ввода
1. Клавиатура
2. Мышь
3. Сканер
4. Графический планшет
5. Цифровая камера
6. Микрофон
7. Джойстик
Устройства вывода
1. Монитор
1. Жидкокристаллический монитор
2. Монитор на электронно-лучевой трубке
2. Принтер
1. Матричный принтер
2. Струйный принтер
3. Лазерный принтер
7. Средствами электронного процессора создайте прайс-лист игрового компьютера:
курс $
31,33
ПРОЦЕССОР
Цена, $
Intel® Core™ i7-980X Processor Extreme Edition
1059,00
Цена, руб.
МАТЕРИНСКАЯ ПЛАТА
Gigabyte GA-X58A-UD7
350,00
ОПЕРАТИВНАЯ ПАМЯТЬ
Kingston KHX2000C8D3T1K3/6GX
308,26
ВИДЕОКАРТА
GeForce GTX 460 1024Mb GDDR5
180,00
ЖЕСТКИЙ ДИСК
WD WD2001FASS Caviar Black 2Tb
175,68
БЛОК ПИТАНИЯ
Enermax Revolution85+ ERV1250EGT
344,72
КОРПУС
ASUS CG6190
92,53
ИТОГО:
8.
Нарисуйте схему магистрально-модульной организации компьютера:
Задания для СРС
Задания А2, В9 демоверсий ЕГЭ по информатике – http://kpolyakov.narod.ru/school/ege.htm
Методические указания:
Индивидуальное выполнение заданий. Публичное представление вариантов решения. Коллективное обсуждение.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 11
Тема: АЛГОРИТМИЗАЦИЯ
Продолжительность 6 часов
Теоретические сведения
Величина – информационный объект, который имеет имя, тип, значение. Постоянная величина не
изменяет значения в ходе выполнения алгоритма. Значение переменной величины изменяется в результате
выполнения команды присваивания. Выражение – запись, определяющая порядок выполнения действий над
величинами.
Примеры типов величин: целый, вещественный, символьный, логический. Тип величины определяет:
- множество допустимых значений;
- множество допустимых действий.
Типы алгоритмов: линейный, ветвления, циклический.
Линейные алгоритмы – самые простые алгоритмические конструкции: команды выполняются последовательно друг за другом в том порядке, в котором они перечислены в программе.
Блок-схема линейного алгоритма
НАЧАЛО
Блоки ввода/вывода
данных
Блоки выполнения
действий
КОНЕЦ
Алгоритм ветвления позволяет выбирать разные команды в зависимости от значения некоторого
логического условия –– логического выражения, содержащего операции сравнения (отношения): ''<''
(меньше), ''>'' (больше), ''<='' (меньше или равно), ''>='' (больше или равно), ''='' (равно), ''<>'' (не равно).
Результат отношения равен true (истина), если отношение удовлетворяется для значений входящих в него
операндов и false (ложь) в противном случае.
Блок-схемы алгоритма ветвления
да
нет
условие
если <условие>
то <команды 1>
иначе <команды 2>
кв
Полная форма
да
условие
если <условие>
то <команды 1>
кв
Сокращенная форма
Алгоритм цикла применяется при выполнении повторяющихся действий. Возможны следующие
виды алгоритмов цикла: с фиксированным числом повторений действий – цикл с параметром и циклы, количество повторений которых заранее неизвестно, но зависит от выполнения определенных условий. Если
условие проверяется перед выполнением повторяющихся команд, используется цикл с предусловием, после
– с постусловием.
Блок-схемы циклических алгоритмов
i =n
i≤m
да
нет
i =n
нет
i =n, m
да
i =i+1
i =i+1
нет
i>m
да
для i от n до m
нц
< команды>
кц
Цикл с параметром
пока <условие выполнения> повторять
нц
< команды>
кц
Цикл с предусловием
повторять
< команды>
пока <условие останова>
Цикл с постусловием
Задания
1.
Сколько клеток приведенного лабиринта соответствуют требованию, что, выполнив предложенную
ниже программу, РОБОТ остановится в той же клетке, с которой он начал
движение?
НАЧАЛО
ПОКА <справа свободно> вправо
ПОКА <сверху свободно> вверх
ПОКА <слева свободно> влево
ПОКА <снизу свободно> вниз
КОНЕЦ
1) 1
2.
2) 0
3) 3
A
B
C
D
E
6
4
3
2
1
F
Некий исполнитель умеет строить лесенки. Каждая ступенька такой лесенки имеет одну единицу по
высоте и целое количество единиц в длину. Одна из возможных лесенок показана на рисунке.
B
A
Исполнитель умеет выполнять команды ВВЕРХ и ВПРАВО N, где N –
длина ступеньки, причем алгоритм всегда начинается командой ВВЕРХ и
заканчивается командой ВПРАВО. Необходимо, выполнив 8 команд, построить лесенку из четырех ступенек, ведущую из точки А в точку В. Точка
А имеет координаты (0,0) на координатной плоскости, а точка В – координаты (5,4). Сколько различных последовательностей команд могут привести
к требуемому результату?
1) 5
3.
4) 4
7
2) 6
3) 3
4) 4
Дан фрагмент алгоритма, сортирующего числа a, b, c в порядке возрастания. Выбрать условие продолжения цикла.
пока … повторять
нц
если a>b то temp:=a; a:=b; b:=temp; кв;
если b>c то temp:=b; b:=c; c=temp; кв;
кц;
A.
B.
C.
D.
E.
4.
(a>b) И (b>c)
НЕ ((a<b) ИЛИ (b<c))
(a<b) ИЛИ (b<c)
(a<b) И (b<c)
(a>b) ИЛИ (b>c)
Дана блок-схема алгоритма. U1, U2 обозначают некоторые условия, а S1, S2, S3 – операторы. Выбрать
логическое выражение, задающее условие, при котором будет выполняться оператор S3.
ДА
НЕТ
U1
ДА
НЕТ
S1
U1=ЛОЖЬ или U2=ЛОЖЬ
U1=ЛОЖЬ
U2=ЛОЖЬ или U2=ИСТИНА
U1=ЛОЖЬ или U2=ИСТИНА
U2=ИСТИНА и U2=ЛОЖЬ
A.
B.
C.
D.
E.
U1
S2
S3
5.
Составить алгоритмы решения задач:
1) Поменять местами значения двух переменных.
2) Найти наименьшее из двух чисел.
3) Найти расстояние от точки, расположенной на оси OX, до ближайшей точки отрезка [0, 1].
4) Найти решение системы линейных уравнений:
 ax  b

 x  cy  1
5) Найти количество различных из трех чисел.
6) Определить, попадет ли точка с координатами (X,Y) в заданную область D:
1)
2)
3)
D
D
D
-5
12


-12
25
1
7) Найти ошибки в алгоритме, определяющем попадание точки с координатами (x,y) в заданную
область:
алг ТОЧКА_ОБЛАСТЬ
арг вещ x,y
нач
ввод x,y
если y≤1
то если x≥0
то если y≥sin x
то вывод “принадлежит”
иначе вывод “не принадлежит”
кв
кон
Задания для СРС
Составить алгоритмы решения задач:
1. Найти наибольшее из трех чисел.
2. Посчитать значение функции для любого значения аргумента:

 x 2  4, x  2

f ( x)   0,
0 x2
 1
,x2
 2
 x 4
3. Посчитать, какое количество почтовых марок номиналом 1, 5 и 10 р. следует наклеить на бандероль
весом до 3 кг, если стоимость отправки бандероли определяется следующим образом: за бандероль
весом до 50 г – 10 р., за каждые следующие полные или неполные 50 г – 6 р.
4. Арифметический ребус: КТО + КОТ = ТОК.
5. Старинные задачи
- «Песочные часы». Эликсир бессмертия варят ровно 7 минут. Как отмерить это время, если
под рукой только песочные часы на 3 и 8 минут?
- «Фальшивая монета». Среди трех монет одна фальшивая. Как за минимальное число взвешиваний с помощью весов без гирь найти фальшивую монету?
6. Задания А13, В2, В13 демоверсий ЕГЭ по информатике – http://kpolyakov.narod.ru/school/ege.htm
Методические указания:
Индивидуальное выполнение заданий. Публичное представление вариантов решения. Коллективное обсуждение.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 12
Тема: ПРОГРАММИРОВАНИЕ
Продолжительность 16 часов
Для выполнения лабораторной работы рекомендуется использовать учебное пособие «Ревенко М.А.
Практикум по программированию на языке Turbo Pascal. – Воронеж: ВГПУ, 2012. – 65 с.: илл.»
Задания
1.
2.
3.
Изучите главы 1, 2 пособия.
Выполните лабораторные работы 3.1, 3.2.
Найдите и исправьте ошибки в программе, определяющей, разные или одинаковые знаки у чисел, вводимых с клавиатуры.
Program znaki;
var x,y:integer;
Begin
writeln(“Введите два числа”);
readln(x,y);
if x*y<0 then write(“Числа разных знаков”)
else write(“Числа одинаковых знаков”)
End.
4.
Найдите ошибки и оптимизируйте код программы, определяющей, к какой координатной четверти декартовой системы координат относится точка, координаты которой вводятся с клавиатуры.
var x,y:integer;
Begin
writeln(“Введите координаты точки x<>0, y<>0”);
readln(x,y);
if(x>0) and (y>0) then writeln (“1 четверти”)
else if(x<0) and (y>0) then writeln (“2 четверти”)
else if(x>0) and (y<0) then writeln (“3 четверти”)
else writeln (“4 четверти”);
End.
5. Выполните лабораторную работу 3.3.
6. Выполните задание 1 для СРС.
7. Выполните лабораторную работу 3.6.
8. Выполните задание 2 для СРС.
9. Выполните лабораторную работу 3.8.
10. Выполните задание 3 для СРС.
11. Выполните лабораторную работу 3.10.
12. Выполните задание 4 для СРС.
13. Даны длины сторон трех треугольников: Т1 – а1, b1, c1, Т2 – а2, b2, c2, Т3 – а3, b3, c3.
Определить треугольник, имеющий самую меньшую площадь, используя подпрограммы
- ввода длин сторон треугольника с клавиатуры (провести проверку существования
треугольника);
- вычисления площади треугольника по формуле Герона:
,
где a,b,c – стороны, p – полупериметр треугольника;
- поиска минимального из двух чисел.
Вывести результаты в центре экрана в виде:
Площадь треугольника Т1 равна …
Площадь треугольника Т2 равна …
Площадь треугольника Т3 равна …
Наименьшую площадь имеет треугольник Т…
Задания для СРС
1.
2.
3.
4.
5.
Выполните лабораторную работу 3.4, 3.5.
Выполните лабораторную работу 3.7.
Выполните лабораторную работу 3.9.
Выполните лабораторные работы 3.11, 3.12.
Задания А12, В3, В6, В7, В14, С1-С4 демоверсий ЕГЭ по информатике –
http://kpolyakov.narod.ru/school/ege.htm
Содержание отчета:
1.
2.
Тексты программ.
Протоколы выполнения программ.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 13
Тема: КОМПЬЮТЕРНЫЕ СЕТИ
Продолжительность 6 часов
Задание 1. Организация домашней группы с целью получения доступа к общим ресурсам локальной сети.
1.
Создание домашней группы
1)
2)
3)
4)
Выберите один из компьютеров, постоянно подключенных к сети.
В Панели управления выберите Центр управления сетями и общим доступом.
В области Просмотр активных сетей выберите Рабочая сеть.
В окне Настройка сетевого размещения выберите вариант Домашняя сеть.
5)
Укажите стандартные библиотеки, которые будут доступны всем пользователям
домашней группы. Нажмите кнопку Далее.
6)
Запишите или распечатайте и сохраните автоматически сгенерированный пароль,
необходимый для подключения к домашней группе.
Управление библиотеками общего доступа
2.
Удаление общих ресурсов
В Панели управления выберите Домашняя группа. Откроется окно Изменение
параметров домашней группы.
2)
Чтобы убрать из общего доступа ненужные стандартные библиотеки, снимите
соответствующие флажки и нажмите кнопку Сохранить изменения.
1)
Добавление общих ресурсов
1 способ
Запустите Проводник и выделите папку (папки), доступ к которой хотите сделать
общим.
2)
В горизонтальном меню окна выберите пункт Добавить в библиотеку.
3)
Выберите библиотеку, в которую хотите добавить ресурс.
1)
2 способ
1)
2)
3)
Откройте окно с нужной папкой (папками) и выделите ее (их).
В горизонтальном меню окна выберите пункт Общий доступ.
Выберите один из вариантов:
o Никто из пользователей. Выбор этого пункта запрещает доступ к ресурсу. Его удобно
применять, когда нужно отменить доступ к ресурсу сразу для всех пользователей
группы.
o Домашняя группа (чтение). Оптимальный вариант доступа, при котором вы
обезопасите себя от того, что кто-то случайно или нарочно может удалить какие-то
файлы.
o Домашняя группа (чтение и запись). Доступ к ресурсам в полном объеме. При этом вы
разрешаете не только читать содержимое ресурса, но и записывать в папку новые
файлы, а также удалять их.
o Конкретные пользователи. Наиболее гибкий способ раздачи прав на использование
ресурсов. В этом случае вы можете конкретно указать, кто может пользоваться
ресурсом и какие у него при этом будут права.
Просмотр общих ресурсов
1)
2)
3.
Запустите Проводник.
В левой части окна щелкните по ссылке Домашняя группа. При этом ниже появится
список всех компьютеров, которые подключены к домашней группе. Если выделить в этом
списке имя своего компьютера, в правой части окна вы увидите все библиотеки и папки,
которые доступны другим пользователям сети.
Подключение компьютеров к домашней группе
1)
2)
3)
4)
5)
Убедитесь в том, что компьютер, на котором создана домашняя группа, включен и не
находится в спящем режиме. В противном случае вы не сможете получить к нему доступ.
В окне Проводника пройдите по ссылке Домашняя группа.
В открывшемся окне нажмите кнопку Присоединиться.
Введите пароль, полученный при создании домашней группы.
Для настройки доступа к общим ресурсам см. п.1 – Создание домашней группы.
Примечание. Если на главном компьютере происходит смена пароля для доступа к домашней группе, то он
автоматически меняется на всех компьютерах домашней группы. Единственное условие – все компьютеры
должны быть включены и находиться в рабочем состоянии.
Задание 2. Регистрация электронной почты Google
Сервис Gmail — бесплатная услуга электронной почты от компании Google – предоставляет доступ
к почтовым ящикам через веб-интерфейс и по протоколам POP3, SMTP и IMAP. Также имеется доступ к
электронным почтовым ящикам на http://www.gmail.com через мобильные устройства.
1. Зайдите на сервер Google – в адресной строке браузера
наберите mail.google.com.
2. Перейдите по ссылке Создать аккаунт.
3. Заполните регистрационную форму.
4. Установите флажок Я принимаю Условия использования и
соглашаюсь с политикой конфиденциальности Google.
5. Нажмите кнопку Далее.
6. Подтвердите свой аккаунт, выбрав варианты: Текстовое
сообщение или Голосовой вызов.
После получения кода подтверждения у вас появится свой аккаунт на http://www.gmail.com. Этот аккаунт можно использовать как
для электронной почты, так и для других служб, представленных компанией Google.com (YouTube, Google Maps, Blogger…).
7. Отредактируйте свой профиль:
- добавьте фото;
- выберите оформление и т.п.
8. Ознакомьтесь с подробной информацией о настройке почты: перейдите на страницу справки Gmail «Настройка
электронной почты Google».
9. Для выхода из почты нажмите на фотографию в профиле
своего аккаунта или на адрес электронной почты в правом верхнем углу, а затем выберите Выйти.
Задания для СРС
1. Задания В11 демоверсий ЕГЭ по информатике – http://kpolyakov.narod.ru/school/ege.htm
2. Изучите назначение, интерфейс и возможности одного из поисковых серверов WWW (по выбору): http://www.aport.ru/, http://www.yandex.ru/, http://www.rambler.ru/, http://www.google.ru/.
3. Изучите язык запросов выбранного поискового сервера.
4. Потренируйтесь в использовании языка запросов для поиска информации об общих рекомендациях эффективной работы с поисковыми серверами.
5. Используя «точные» запросы и язык запросов поискового сервера, найдите информацию о выдающихся деятелях науки, культуры, искусства:
портрет;
краткая биография;
творческие достижения.
№ варианта
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Персоналии
Бах Ричард Дэвис
Вернадский Владимир Иванович
Вирт Никлаус
Волконский Андрей Михайлович
Достоевский Федор Михайлович
Ковалевская Софья Васильевна
Омар Хайям Гийяс Оддин Абольфатх Омар ибн Ибрагим Хайям Нишапури
Рахманинов Сергей Васильевич
Репин Илья Ефимович
Станиславский Константин Сергеевич
Содержание отчета:
Описание порядка поиска со «скриншотами» результатов.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 14
Тема: Создание web-сайта «Компьютерные сети» с помощью инструментов
Google
Продолжительность 6 часов
Задание 1. Разработайте планирование содержания и структуры сайта.
Пример структуры:
-
Понятие и назначение компьютерной сети.
Классификации сетей
История появления глобальных сетей
Топологии сетей
Сетевое оборудование
Сервисы Интернет (не менее трех)
Используемые интернет-источники
Задание 2. Подберите необходимые материалы: тексты, рисунки, схемы, фото, видеоролики и т.д. для размещения на сайте.
Задание 3. Войдите в свой аккаунт на gmail.com, выберите сервис «Создание сайта».
Содержание отчета:
Публичная защита проекта.
ВОПРОСЫ К ОБСУЖДЕНИЮ ТЕМЫ «ЗАЩИТА ИНФОРМАЦИИ»
Основные задачи защиты информации.
Классификация угроз безопасности.
Концептуальная модель информационной безопасности.
Методы защиты информации
- от потери и разрушения;
- от несанкционированного доступа;
- в компьютерных сетях.
5. Уровни обеспечения информационной безопасности:
- законодательный;
- административный;
- процедурный;
- программно-технический.
6. Классификации компьютерных вирусов
- по среде обитания;
- по способу заражения среды обитания;
- по степени воздействия;
- по особенностям алгоритма.
7. Типы и характеристики антивирусных программ.
1.
2.
3.
4.