2018-01-21
1555Наименование терминов, используемых в качестве единиц измерения объемов информации, обрабатываемой на компьютере.
Для удобства работы введены следующие термины, обозначающие совокупности двоичных разрядов. Эти термины обычно используются в качестве единиц измерения объемов информации, обрабатываемых на компьютере
| Кол-во двоичных разрядов в группе | Наименование единицы измерения |
| Бит | |
| байт | |
| Параграф | |
| 8*1024 | Килобайт |
| 8*10242 | Мегабайт |
| 8*10243 | гигабайт |
13. Дайте определение понятиям: процессор, центральный процессор (микропроцессор), регистр, внешние устройства, контроллер (адаптер), код ASCII.
Процессор – устройство, осуществляющее запрограммированную обработку данных.
Центральный процессор (cental processing unit, cpu) – программно управляемое устройство обработки информации на базе больших и сверхбольших интегральных схем, это Центральный блок ЭВМ, управляющий работой всех компонентов ЭВМ и выполняющий операции над информацией. Операции производятся в регистрах, составляющих микропроцессорную память.
Внешнее устройство-устройство ввода-вывода информации.
Контроллер (адаптер)-устройство управления внешними устройствами.
Код ASCII (American National Standart Code for Information Interchange) – национальный американский стандарт для стандартизации в микропроцессорах. Он также используется как стандартный код для обмена данными между различными устройствами компьютера. Именно поэтому комбинация содержимого в битах следующего байта 01000001 обозначает латинскую букву «А»
14. Принципы программного управления Джона фон Неймана
В основе архитектуры современного ЭВМ лежат принципы, предложенные американским ученым и теоретиком вычислительной техники Джоном фон Нейманом. Номенклатура устройств компьютера вытекает из Неймановского принципа программного управления (1954г):
- вся информация копируется в двоичном виде и разделяется на единицы информации, называемые словами
-слова информации разделяются по способу использования, а не по способу кодирования
-слова информации размещаются по ячейкам памяти, которые идентифицируются своими адресами. 15. Функции ядра операционной системы
- управление и распределение памяти ОЗУ и ВЗУ;
- управление процессами ввода-вывода;
- поддержка файловой системы – упорядоченной совокупности объектов различного типа (файлов), хранящихся в ВЗУ;
- управление устройствами через специальные программы – драйверы;
- организация взаимодействия и диспетчеризации процессов – выполняемых в данный момент программ и задач;
- предоставление интерфейса пользователю для управления перечисленными функциями – системы окон, меню, панелей инструментов для вызова соответствующих функций.
Структурные подходы, обеспечивающие высокую производительность микропроцессоров
Структурные подходы, обеспечивающие высокую производительность микропроцессоров (МП):
a) Конвейеризация – одновременное выполнение нескольких команд, находящихся на различных фазах их обработки.
b) Параллелизм – одновременная работа нескольких функциональных блоков, если это не приводит к конфликту регистров
c) Кэширование – применение небольшой быстродействующей памяти для некоторой части используемой или ожидаемой информации.
17. Структурная схема ПК-концепция единого интерфейса
| Математический процессор | Основная память (Main Storage) | Внешняя память | ||
| Интегральная схема | Устройство ПЗУ ROM | Устройство ОЗУ ROM | HOД CDROM | НЖНД |
| НГМД | ||||
| Динамическая память DRAM |
| УУ |
| Статистическая шина (физ.исполнитель передачи данных) |
| Видеоадаптер (контроллер) |
| Адаптер принтера (контроллер) |
| Сетевой адаптер |
| Источник питания |
| видеомонитор |
| принтер |
| Генератор тактовых импульсов |
| Адаптер НОД |
| Адаптер НЖМД |
| Адаптер НГМД |
| КЭШ память |
| Микропроцессор Микропроцессорная память |
| АЛУ |
| Статистическая память |
16. Дайте определение понятиям и укажите назначение комплектующих системного блока персональной ЭВМ: УУ, АЛУ, МПП, системная шина.
УУ-устройство управления. Формирует и подает во все блоки машин в нужные моменты определенные сигналы (ипульсы), а также формирует адреса ячеек и передает эти адреса. УУ выполняет команды, поступающие в микропроцессор в следующей последовательности:
a) Выборка из регистра счетчика адреса ячейки ОЗУ, где хранится очередная команда программы
b) Выполняет расшифровку кодов команды дешифратором команды
c) Формирует полные адреса операндов и выполняет выборку операндов из ОЗУ или МПП и выполняет заданную команду обработки этих операндов
d) Затем, записывает результаты команды в память
e) После чего формирует адреса следующей команды программы
Для ускорения работы перечисленные действия выполняются параллельно: 1 блок выбирает команду, 2 дешифрует, 3 – выполняет, образуя тем самым конвейер программ
Команды, поступающие в УУ, хранятся в КЭШ-памяти 1-го уровня, освобождая шину для выполнения других операций. Размер КЭШ-памяти 1-го уровня от 8 до 22кбайт. Набор импульсов УУ получает от генератора тактовых ипульсов.
АЛУ - арифметико-логическое устройство. Оно выполняет все арифметические и логические операции над целыми двоичными числами и символьные операции. математический сопроцессор служит для ускорения некоторых операций.
МПП-микропроцессорная память. Служит для кратковременного хранения, записи и выдачи информации, используемой в вычислениях. Включает в себя 14 основных двухбайтовых запоминающих регисторов и множество (до 256) дополнительных регистров. Регистры-быстродействующие ячейки памяти различного размера, предназначенные для кратковременного хранения чисел, команд и выполнения над ними некоторых операций.
Системная шина - совокупность линий передачи всех видов сигналов (в том числе данных, адресов и управления) между микропроцессором и остальными электронными устройствами компьютера. Осуществляет связь и выполняет сопровождение всех устройств и состоит из кодовой шины данных, адреса и шин инструкции. Характеристика шин: разрядность в битах, рабочая частота Мгц, пропускная способность Мгц/с, число подключения устройств в штуках.
17. Дайте определение понятиям и укажите назначение комплектующих системного блока персональной ЭВМ: Кэш-память, генератор тактовых импульсов, ОЗУ, ПЗУ, BIOS
КЭШ-память - память ЭВМ с быстрым доступом. Служит для ускорения выполнения операций и позволяет сэкономить время по переносу данных.
Генератор тактовых импульсов - устройство для выработки через равные отрезки времени последовательности импульсов. Частота этих импульсов определяет тактовую частоту машины.
ОЗУ – оперативно-запоминающее устройство. Хранит исходные данные и результаты обработки информации во время функционирования ЭВМ.
ПЗУ - постоянное запоминающее устройство. Хранит программы, выполняемые во время запуска ЭВМ.
BIOS – (basic input/output system) реализованная в виде микропрограмм часть ПО, которая предназначена для предоставления ОС доступа к аппаратуре компьютера и подключения к нему устройств.
18. Понятие прерываний, их классификация, взаимодействие внешних устройств и программ с микропроцессором во время прерываний
Прерывания –временная остановка 1 программы с целью оперативного выполнения другой. В некоторых случаях выполнение программы необходимо прерывать. Например, в случае ошибки вычисления. Такие случаи называются прерываниями. Существует контроллер прерываний. Он обслуживает процедуры прерываний, т.е.принимает запрос от ВУ и выдает сигнал в МП. Когда внешнее устройство или программа требуют внимания со стороны МП, они посылают сигнальную команду, называемую прерыванием. В этом случае МП приостанавливает свою деятельность и передает управление программе – обработчику прерываний
Прерывания
| внутрипроцессорные (возникают из-за непреодолимого препятствия в выполнении программы) Пример:1)в результате переполнения результатов при вычислении. 2) запись данных в запрещенной области ОЗУ |
| Прерывания от внешних устройств (они не являются фатальными или ошибочными, возникают, когда требуется обмен данными с внешними устройствами) пример с приводом св |
Прерывания
Прерывания
| Немаскируемые (их нельзя отменить и могут привести к катастрофе) |
| Маскируемые (Можно отменить) |
| аппаратные |
| программные |
19. Структура системной шины и ее характеристика
Состоит из: шина данных, кодовая шина адреса, шина инструкций
Характеристики шин: разрядность в битах, рабочая частота Мгц, пропускная способность Мгц/с, место подключения устройств. Системная шина осуществляет связь и выполняет сопровождение всех устройств.
| Характеристика | PCI | AGP |
| Разрядность шины данных/адресы, бит | 32/32 | 32/32 |
| Тактовая частота, МГц | ||
| Пропускная способность, Мбит/с | ||
| Число подкл устройств |
20. Функции центрального процессора (микропроцессора)
a) Чтение и дешифрация команд из основной памяти
b) Выполнение команд программы, расположенной в ОЗУ. Команда состоит из кода, определяющего, что именно эта команда делает, и операндов, над которыми эта команда осуществляется
c) Чтение данных из основной памяти и из регисторов адаптеров внешних устройств
d) Управление пересылкой информации между микропроцессорной памятью, ОЗУ и периферийными устройствами
e) Прием и обработка запросов и команд от адаптеров на обслуживание внешних устройств
f) Выработка управления сигналов для всех прочих узлов и блоков компьютера
g) Обработка прерываний
21. Характеристики центральных процессоров (микропроцессоров)
| модель | Тактовая частота Мгц | Разрядность, бит | Число транзисторов (тыс) | Год выпуска | |
| Шины данных | Шины адреса | ||||
| 4,77 | 2,3 | ||||
| Pentium | 50..150 | ||||
| Pentium 4 | |||||
| Pentium D |
22. Раскройте понятие разрядности процессора
Разрядность процессора показывает, сколько бит данных МП может принять и обработать в своих регистрах за один такт. Разрядность процессора определяется разрядностью внутренней шины. Современные МП Intel имеют 64 разряда. Каждый процессор имеет набор операций (команд). Например, операция сложения двоичных чисел. Часто уточняют разрядность процессора и пишут 16/20. Это означает, что процессор имеет 16-ти разрядную систему данных и 20-ти разрядную шину адреса. Разрядность адресной шины определяет адресное пространство процессора, то есть макс V оперативной памяти, который может быть восстановлен на данном компьютере.
23. Функции устройства управления (УУ) и выполняемые им команды
УУ формирует и подает во все блоки машины в нужные моменты времени определенные сигналы
a) Выборка из регистора – счетчика адреса ячейки ОЗУ, где хранится очередная команда программы
b) Выборка из ячеек ОЗУ кода очередной команды
c) Расшифровка кода команды
d) Формирование полных адресов операндов
e) Выборка операндов из ОЗУ или МПП и выполнение заданной команды
f) Запись результатов команды в память
g) Формирование адреса определенной команды
24. Общие принципы работы ПК и микропроцессора
· На шину адреса выдается адрес определенной команды
· Считанная по этому адресу команда поступает по шине данных в процессор
· УУ определяет адрес следующей команды
· После выполнения команды на шину адреса выводится адрес ячейки памяти, где будет храниться следующая команда.
То есть работа МП состоит в выборке очередной команды и ее выполнении.
25. Классификация ЭВМ по принципу действия и назначению
По принципу действия. В этом случае критерием является форма представления информации, с которой они работают.Различают:
Цифровые и аналоговые
V
t
t
. ЦВМ- вычислительные машины дискретного действия, работающие с информацией, представленной в дискретное и цифровой форме.
АНВМ - вычислительные машины непрерывного действия, работают с информацией, представленной в непрерывной аналоговой форме (чаще всего электрического напряжения).
По назначению. 1) универсальные; 2) проблемно-ориентированные; 3) специализированные
26. Классификация ЭВМ по этапам создания
· 1-ое поколение: 50-е годы прошлого века (лампа)
· 2-ое поколение: начало 60-х (дискретные полупроводники)
· 3-е поколение: 65-68 гг (на интегральных схемах, интегральная схема представляет собой эл.схему, которая размещается на кремниевой основе)
· 4-ое поколение: 80-е годы прошлого века (строилось, создавалось на больших и сверхбольших интегральных схемах, микропроцессорах (миллионы транзисторов в 1 экране))
· 5-ое поколение: поколение оптико-электронных ЭВМ с массовым параллелизмом и неровной структурой с распределяющей сетью большого числа несложных микропроцессоров
27. Охарактеризуйте ЭВМ различных поколений
| поколения | Элементарная база процессора | Макс емкость ОЗУ, байт | Макс быстродействие процессора оп\с | Основные языки прогр. | Управление ЭВМ пользователем |
| Первое (1951-1954) | Электронные лампы | 102 | 104 | Машинный код | Пульт управления перфокарты |
| Второе (1958-1960) | транзисторы | 103 | 106 | ассемблер | Перфокарта, перфолента |
| Третье (1965-1968) | ИС | 104 | 107 | Процедурные языки высокого уровня (ЯВУ) | Алфавитно-цифровой терминал |
| Четвертое (1976-1979) | БИС | 105 | 108 | Процедурные ЯВУ | Монохромный графический дисплей, клавиатура |
| Пятое (с 1985) | СБИС | 107 | 109 | Процедурный ЯВУ | Цветной графический дисплей, клавиатура,мышь.. |
Первое поколение ЭВМ (1951-1954) строилось на электронных лампах, которые могли быстро переключаться из одного состояния в другое. Лампы имели большие размеры, поэтому ЭВМ первого поколения, состоящие из десятков тысяч ламп, занимали целые этажи и были энергоемки. Программы записывались в ЭВМ с помощью установки перемычек на особом машинном коде.
Второе поколение ЭВМ (1958-1960) строилось на транзисторах – полупроводниковых приборах, которые могли находиться в одном из двух состояний. По сравнению с лампами транзисторы имели малые размеры и потребляемую мощность. Увеличение производительности обеспечивалось за счет более высокой скорости переключения и использованием обрабатывающих устройств, работающих параллельно. Площадь, требующаяся для размещения ЭВМ, уменьшилась до нескольких квадратных метров. Программы записывались на перфокарты – картонные карточки, на которых были выбиты или не выбиты дырочки, кодирующие 0 и 1. Программирование осуществлялось на языке Ассемблер, команды которого затем переводились в машинный код.
Третье поколение ЭВМ (1965-1968) строилось на интегральных схемах (ИС). ИС представляет собой электрическую цепь определенного функционального назначения, которая размещается на кремниевой основе. ИС содержит сотни и тысячи транзисторных элементов, что позволило уменьшить размеры, потребляемую мощность, стоимость и увеличить надежность системы. Помимо Ассемблера, программирование осуществлялось на языках высокого уровня (ЯВУ), имевших большое количество операторов. Каждый оператор объединял несколько команд языка Ассемблер.
Четвертое поколение ЭВМ (1976-по сегодняшний день) строилось на больших интегральных схемах (БИС). БИС содержат не набор нескольких логических элементов, из которых строились затем функциональные узлы компьютера, а целиком функциональные узлы. Примером БИС является микропроцессор. БИС способствовали появлению персональных компьютеров. Увеличение количества транзисторов до миллионов привело к появлению сверхбольших ИС (СБИС).
Пятое поколение ЭВМ существует в теории. Основное требование к ЭВМ – машина должна сама по поставленной цели составить план действий и выполнить его. Такой способ решения задачи называется логическим программированием. Элементная база процессора – СБИС с использованием опто- и криоэлектроники. Оптоэлектроника – раздел электроники, связанный с эффектами взаимодействия оптического излучения с электронами в веществах (главным образом в твердых телах) и использованием этих эффектов для генерации, передачи, хранения, обработки и отображения информации. Криоэлектроника (криогенная электроника) – область науки и техники, занимающаяся применением явлений, имеющих место в твердых телах при температуре ниже 120 К (криогенных температурах) в присутствии электрических, магнитных или электромагнитных полей (явление сверхпроводимости), для создания электронных приборов и устройств.
28. Базовый уровень программного обеспечения: название, расположение, и функции
отвечает за взаимодействие с аппаратными средствами и хранится в базовой системе ввода-вывода BIOS
Функции:
· Тестирование оборудования после каждого включения ЭВМ, которое состоит из специализации системных ресурсов и регистров микросхем, а также тестирование ОЗУ, специализация контроллеров, определение и подключение к ВЗУ
· Передача управления загрузчику ОС
· Управление электропитанием при включенном ЭВМ
29. Уровни программного обеспечения
a) Прикладной
b) Служебный
c) Системный
d)
| пользователь |
| ПО |
| Программы пользователя |
| Служебные программы |
| Операционная система |
| Драйверы устройств |
| BIOS |
| Контроллеры устройств |
| Устройства |
| Прикладной уровень |
| Служебный уровень |
| Базовый уровень |
| Аппаратное обеспечение |
30. Расположение и функции операционной системы
ОС-совокупность программных средств, обеспечивающих управление аппаратной частью компьютера и прикладными программами. ОС образует автономную среду. Для работы с ОС необходимо овладеть языком этой среды, т.е.совокупностью команд, структура которых определяется синтаксисом этого языка. Таким образом, ОС выполняет следующие функции:
1) Управление каждым блоком ПК и их взаимодействиями
2) Управление выполнением программ
3) Организация, хранение информации во внешней памяти
4) Взаимодействие пользователя с ПК
ОС хранится на жестком диске, называемом системным. При включении ПК, ОС автоматически загружается с диска в оперативную память и занимает в ней определенное место.
31. Классификация операционных систем
a) По количеству одновременно работающих программ:
-однопользовательские
-многопользовательские
b) По числу задач, одновременно выполняемых:
-однозадачные
-многозадачные
c) По количеству используемых процессов:
-однопроцессорные
-многопроцессорные
d) По разрядности процессоров:
- 8-ми разрядные
-16-ти разрядные
-32-ух разрядные
-64-х разрядные
e) По типу пользовательского интерфейса:
-командные (текстовые)
-объектно-ориентированные (графические)
f) По способу использования аппаратных и программных ресурсов:
-сетевые
-локальные
32. Служебный уровень программного обеспечения: назначение и типы служебных программ
Служебный уровень автоматизирует работы по проверке и настройке компьютерных систем. Задачи, решаемые на служебном уровне, аналогичны задачам системного уровня, однако ПО служебного уровня решает их эффективнее, т.е. служебный уровень дополняет системный.
Типы служебных программ:
a) Диспетчеры файлов (файловые менеджеры, Total commander)
Они предоставляют удобные средства для выполнения операций по обслуживанию файловой системы: копирование, перемещение, переименование файлов с созданием каталогов, папок, уничтожение объектов, поиск файлов и навигация файловой системы.
b) Средства сжатия данных (архиватор)
Создают, обновляют и обслуживают архивные файлы. Архиваторы предназначены для компактного хранения и передачи файлов
c) Средства диагностики
(предназначены для автоматизации процесса проверки правильности работы программного и аппаратного обеспечения и оптимизации работы компьютерной системы)
d) Средства просмотра и воспроизведения
Служат для просмотра текстовых файлов, графических изображений, воспроизведения звуковых и видео файлов.
e) Средства обеспечения компьютерной безопасности
Служат для предотвращения несанкционированного доступа к файлам (чтение, изменение, повреждение)
33. Классификация прикладного программного обеспечения
Это комплекс прикладных программ, с помощью которых на данном рабочем месте выполняются
конкретные задания Это программы конечного пользователя, общего и специализированного
назначения. Они предназначены для решения задач в конкретной предметной области
Классификация прикладных программных средств
ü Офисные пакеты
Они представляют собой коммерческое решение возникающих при документальном обороте задач в учреждениях и домашних условиях. Они включают в себя текстовый редактор (Word)для создания и обработки текстов, а также табличный процессор (Exel) для подсчета и анализа числовых данных, а также систему управления базами данных (СУБД Exes) для хранения и обработки данных, а также редактор презентаций (Power Point) для подготовки материалов лекций и презентаций программных продуктов.
ü Системы автоматизированного проектирования конструкторских работ в машиностроении, архитектуре.
Они позволяют производить математические расчеты надежных конструкций и обеспечивать поддержку производства этих конструкций с помощью станков с числовым программным управлением.
ü Графические редакторы
Предназначены для создания и обработки графических изображений и делятся на 3 вида:
· Редакторы растровой графики
· Векторной графики
· Трехмерной графики
Растровая графика состоит из массива точек разных цветов
Векторная – представляет собой изображение в виде набора геометрических примитивов: точек, линий, прямоугольников, окружностей и т.д.
Трехмерная – строится на основе векторной, но к ней добавляются новые элементы, имитирующие 3-е измерение
ü Текстовые процессоры
ü Системы управления базами данных
ü Электронные таблицы
ü Текстовые редакторы
ü Настольные издательские системы
ü Экспертные системы
ü WEB-редакторы
ü Браузеры
ü Бухгалтерские системы
ü Геоинформационные системы
ü Интегрированные системы делопроизводства
ü Финансовые аналитические системы
ü Системы видеомонтажа
34. Дайте определение следующим понятиям: база данных, система баз данных, система управления базами данных (СУБД)
БД-совокупность связанных данных, организация по определенным правилам, предусматривающая общие принципы описания, хранения и манипуляции независимо от прикладных программ.
СУБД-приложение, обеспечивающее создание, хранение, обновление и поиск информации в БД. СУБД осуществляет взаимодействие между БД и пользователями системы, а также между БД и прикладными программами, реализующими определенные функции обработки данных.
Система БД-совокупность одной или нескольких БД и комплекса информации, программных и технических средств, обеспечивающих накопление, обновление, корректировку и многоаспектное использование данных в интересах пользователей.
35. Изложите и раскройте подробно каждое свойство базы данных: изолированность, самодокументированность, независимость данных, целостность данных, целостность транзакций
Изолированность:
создание такого режима,когда каждому пользователю кажется, что БД доступна только ему. Такую задачу называют параллелизмом транзакций СУБД Самодокументированность:
БД должна иметь словари данных в специально отведенном месте, которое используется для хранения информации о самой БД. Словарь содержит информацию об архитектуре БД, о хранимых процедурах, о пользовательских привилегиях и т.д..
независимость данных:
Структура данных должна быть независима от программ, использующих эти данные, так чтобы данные можно было добавлять или перестраивать без изменения этих программ.
целостность данных:
В общем случае целостность данных означает корректность данных и их непротиворечивость. Для обеспечения целостности накладывают ограничение целостности. Эти ограничения могут иметь вид логических выражений, значения которых всегда должны быть «истина». Если хотя бы одно из выражений принимает значение «ложь» - то целостность нарушена. (Например, вес детали должен быть положителен, а возраст родителей не может быть меньше возраста ребенка).
целостность транзакций:
Транзакцией можно назвать банковскую операцию (перевод денег). В БД под транзакцией понимают неделимую с точки зрения воздействия на базу данных последовательность операторов манипулирования данными (чтение, вставка, модификация), приводящая к одному из двух возможных результатов: либо последовательность выполняется, все операторы правильные, либо транзакция откатывается, в случае если хотя бы один оператор не выполнен успешно. Обработка транзакций гарантирует целостность БД.
36. Основные компоненты и функции СУБД
К основным функциям СУБД относятся:
- непосредственность управления данными во внешней и оперативной памяти;
- поддержание целостности данных и управление транзакциями;
- обеспечение безопасности данных;
- обеспечение параллельного доступа к данным нескольких пользователей.
Состав СУБД:
- ядро, которое отвечает за управление данными во внешней и оперативной
памяти;
- процессор языка базы данных, обеспечивающий оптимизацию запросов и
создания машинно-независимого внутреннего кода;
- подсистему поддержки времени исполнения, которая интерпретирует
программы манипуляции данными, создающие пользовательский интерфейс;
- сервисные программы (внешние утилиты), обеспечивающие дополнительные
возможности по обслуживанию информационной системы.
37. Классификация СУБД по типу модели данных
Классификация СУБД по типу модели данных:
· Дореляционные
Инвертированные списки (файлы)
Иерархические
Сетевые
· Реляционные
· Постреляционные
Объектно-реляционные
Объектно-ориентированные
Многомерные
Прочие (NoSQL)
38. Основные понятия для СУБД: тип данных, домен, атрибут, схема отношения
Тип данных - Понятие тип данных в реляционной модели данных полностью адекватно понятию типа данных в языках программирования. Обычно в современных реляционных БД допускается хранение символьных, числовых данных, битовых строк, специализированных числовых данных (таких как "деньги"), а также специальных "темпоральных" данных (дата, время, временной интервал).
Домен -уточнение типа данных,т.е.подмножество значений некоторых типов данных.
Домен характеризуется св-ами:
-Уникальное имя
-несет опорную смысловую нагрузку
-может иметь некоторое логическое условие, позволяющее описать подмножество допустимых данных для этого домена
-доопределен на некотором типе данных
Атрибут отношения -пара следующего вида <имя атрибута, имя домена>
Схема отношения- это именованное множество пар {имя атрибута, имя домена (или типа, если понятие домена не поддерживается)}
39. Схема базы данных, кортеж, реляционная база данных
Схема базы данных - множество именованных схем отношений. Понятие схем отношения близко к понятию структурного типа в языках программирования (record)
Кортеж- это множество пар {имя атрибута, значение}, которое содержит одно вхождение каждого имени атрибута, принадлежащего схеме отношения. Попросту говоря, кортеж - это набор именованных значений заданного типа.
реляционная база данных - набор отношений, имена которых совпадают с именами схем отношений в схеме БД. Простой объект реализации мира представлен в реляционной модели как кортеж некоторого отношения.
40. Структура реляционной базы данных и свойства ее элементов
Реляционные БД ориентированы на организацию данных в виде двумерных таблиц отношения. Каждая таблица представляет собой двумерный массив и обладает следующими свойствами:
1) Каждый элемент таблицы- это первый элемент данных.
2) Все столбцы в таблице однородные, то есть все элементы в столбце имеют одинаковую длину и тип (числовой, символьный и т.д.)
3) Каждый столбец имеет уникальное имя.
4) Одинаковые строки в таблице отсутствуют
5) Порядок следования строк и столбцов таблицы может быть произвольным.
41. Сформулируйте основные понятия, свойственные для реляционной СУБД: таблица, поле, запись, первичный, вторичный и уникальные ключи
Таблица-набор данных по конкретной теме, т.е.предметной области, например, данные о студентах. Данные в таблице располагаются в столбцах (полях) и строках (записях).
Поле- элементарная единица логической организации данных, которая соответствует отдельной неделимой единице информации-атрибуту. Каждому полю дается имя (идентификатор поля внутри записи), например, фамилия.
Запись-совокупность логически связанных полей
Столбец таблицы со значением соответствующего атрибута называют доменом, а строки со значениями разных атрибутов-кортежи.
Каждая запись должна идентифитироваться уникальным ключом записи. В общем случае ключи бывают 2ух видов:первичной (уникальной) и вторичной.
Первичный ключ-это одно или несколько полей, однозначно квалифицирующих запись.
Ключ из одного поля является простым, из нескольких полей-составным.
Первичный ключ должен обладать следующими свойствами:
- уникальность: не должно существовать двух или более записей, имеющих одинаковые значения полей, входящих в первичный ключ;
- не избыточность: первичный ключ не должен содержать поля, удаление которых из ключа не нарушит его уникальность.
Вторичный ключ-это такое поле, значение которого может повторяться в нескольких записях. То есть по вторичному ключу можно найти несколько записей
42. Пример реализации реляционной БД (электронный университет – успеваемость студентов), запрос-выборка, запрос-изменение, подчиненный запрос, перекрестный запрос
| Зачетка | Фамилии | Имя | Отчество | Пол | Группа |
| Петров | Юрий | Александрович | М | БМТ-61 | |
| Галкина | Ангелина | Юрьевна | Ж | БМТ-61 | |
| Иванов | Андрей | Сергеевич | м | БМТ-62 |
| Зачетка | Математика | Физика | Информ | Проф | Результат |
| 4,5 | |||||
| 4,25 | |||||
Запрос- выборка - запрос для отбора данных из таблиц, не изменяя их. (показать оценки по мат. у студентов БМТ-61)
Запрос- изменение служит для перемещения, изменения и модификации данных (добавить, удалить).
Подчиненный запрос включает в себя инструкцию, находящуюся внутри другого запроса на выборку или изменение.
Перекрестный запрос служит для отображения результатов, статистических расчетов (суммы, кол-во записей).
43. Дайте определение следующим понятиям: компьютерная сеть, сегмент сети, сетевой адаптер, передающая среда сети, сетевой протокол
Компьютерная сеть- совокупность линий связи, сетевого оборудования, компьютеров и программного обеспечения, используемая для передачи цифровой информации между программами, запущенными на удаленных друг от друга компьютерах.
Сегмент сети- совокупность машин для передачи данных, для которой достаточно протокола канального уровня.
Сетевой адаптер- устройство, которое используется для подсоединения ПК к среде передачи данных.
Передающая среда сети (канал связи)- определяет как будет передаваться сообщение по сети. Пример: кабельные, радио- и спутниковые каналы.
Сетевой протокол - соглашение о формате и правилах передачи данных по сети.
44. Уровни протоколов передачи данных TCP/IP
При разработке стеков протокола TCP/IP выделяют 4 уровня передачи информации между процессами:
Канальный уровень на котором выполняется передача данных между сетевыми адаптерами в одном сегменте сети. На этом уровне канал физический преобразовывается в ненадежную линию связи. Для этого формируется логический канал между двумя узлами, соединенных физическим каналом, данные передаются по канальному уровню в виде кадров, которые включают в себя помимо данных и служебную информацию. Проверочная информация позволяет установить, был ли передан кадр без искажений (ошибок) и если нужно, частично восстановить информацию.
Сетевой уровень на этом уровне выполняется передача данных между компьютерами разных сегментов сети. Этот уровень отвечает за адресацию сообщений и перевод логических адресов в физические. Сетевой уровень решает проблемы, связанные с разными способами адресациями и разными протоколами при переходе пакетов из одной сети в другую, позволяя объединять разнородные сети.
Транспортный уровень выполняется передача данных между процессами на разных компьютерах. На этом уровне данные разбиваются на сегменты- пакеты. Гарантируется, что пакеты будут по назначению в правильном порядке. Для этого осуществляется поиск оптимального маршрута передачи пакетов с точки зрения загруженности сегментов сети и времени передачи данных между узлами. Этот уровень управляет созданием и удалением сетевых соединений и управляет одновременно потоком сообщений.
Прикладной уровень- «полезные» протоколы, ради которых сеть и создавалась например протокол HTTP. Этот уровень предоставляет доступ к прикладным процессам и в свою очередь прикладным процессам к сетевым службам. Управляет общим доступом к сети.
Сетевой и транспортный уровни обычно реализованы программно на уровне ОС, а канальный на уровне сетевого оборудования, прикладной – прикладными программами.
45. Дайте обобщенное понятие Интернета. Раскройте понятие: сегмент проводной и беспроводной сети, сетевой адаптер, коммутатор (англ.switch).
Интернет- совокупность связанных компьютерных сетей, использующих протоколы стека TCP/IP.
Сеть Интернет- глобальная сеть, соединяющая различные сети по всему миру. Сеть Интернет- информационное пространство, содержащее огромное кол-во информации, хранилище информационных ресурсов.
Сегмент проводной сети- логически или физически обособленная часть сети.
Для доступа ЭВМ к локальной сети используется специальная плата – сетевой адаптер, которая выступает в качестве физического соединения ЭВМ и канала связи. Сетевой адаптер выполняет следующие функции:
- подготовку данных, поступающих от ЭВМ, к передаче по каналу связи;
- передачу данных по каналу связи;
- прием данных из канала связи и перевод их в форму, понятную ЭВМ.
Каждый сетевой адаптер имеет уникальный физический адрес, записанный в него на стадии производства.
Коммутатор (Switch)- это сетевое устройство для объединения нескольких машин с проводными сетевыми адаптерами в один сегмент сети. Коммутаторы могут быть соединены между собой как показано на рисунке, где сегмент сети состоит из трех машин с адаптерами и двух коммутаторов.
Коммутатор выполняет следующие функции:
1) подготовка данных;
2) передача данных по каналу связи;
3) прием данных и перевод их в форму, непонятную для ЭВМ
| Коммутатор (Ethernet) |
| компьютер |
| компьютер |
| компьютер |
| Коммутатор (Ethernet) |
| Сетевой Ethernet |
46. Объединение в один сегмент проводной и беспроводной сети, понятие моста
В случае беспроводных сетей базовым оборудованием является точка доступа к беспроводной сети. В этом случае в один сегмент сети могут быть соединены различные адаптеры и устройства канального уровня. Для этого необходимо иметь устройство, называемое мостом.
| Беспроводной сетевой адаптер |
| компьютер |
| Мост: точка доступа+коммутатор |
| компьютер |
| компьютер |
| Сетевой адаптер Ethernet |
| Рис2.Сегмент беспроводной сети |
| компьютер |
Типичная точка доступа беспроводных устройств является мостом, т.е. она имеет как адаптер Интернет, так и беспроводной адаптер Wi-fi. Таким образом, объединенный сегмент сети состоит из кабельного элемента, беспроводного фрагмента и и соединяющего их моста. Формальное описание решения каждой подзадачи передачи данных оформляется в виде описания сетевого протокола. Сетевой протокол-совокупность соглашений о формате сообщений и правилах обмена сообщениями. Сообщения сетевого протокола - минимальная единица обмена информацией для данного протокола.
47. Характеристики вычисления сетей
1) Производительность (среднее количество запросов пользователей сети составляемых в единицу времени). Зависит от времени реакции системы на запрос пользователя. Это время складывается из трех составляющих:
А) Время передачи запроса от пользователя к узлу сети, ответственному за его исполнение.
Б) Время выполнения запроса в этом узле.
В) Время передачи ответа на запрос пользователя.
2) Надежность (среднее время наработки на отказ).
3) Пропускная способность сети.(Объем данных передаваемых через сеть за единицу времени (трафик))
4) Безопасность (способность сети обеспечивать защиту информации от несанкционированного доступа).
5) Масштабируемость (возможность расширения сети без заметного снижения её производительности).
6) Универсальность сети (возможность подключения к сети разнообразного технического оборудования и программного обеспечения от разных производителей).
48. Стек протоколов. Стек TCP/IP и его структура: канальный, сетевой, транспортный и прикладной уровень
Стек протоколов- совокупность связанных сетевых протоколов, обеспечивающих решение задачи передачи информации компьютерной сети. В настоящее время основным стеком протоколов является стек TCP/IP.
Протоколы стека TCP/IP можно разделить на 2 группы:
1) Протоколы передачи данных, передающие данные между двумя сторонами
2) Служебные протоколы, необходимые для корректной работы сети
При разработке стеков протокола TCP/IP выделяют 4 уровня передачи информации между процессами:
Канальный уровень на котором выполняется передача данных между сетевыми адаптерами в одном сегменте сети. На этом уровне канал физический преобразовывается в ненадежную линию связи. Для этого формируется логический канал между двумя узлами, соединенных физическим каналом, данные передаются по канальному уровню, включает в себя и служебную информацию.
Сетевой уровень на этом уровне выполняется передача данных между компьютерами разных сегментов сети. Этот уровень отвечает за адресацию сообщений и перевод логических адресов в физические. Сетевой уровень решает проблемы, связанные с разными способами адресациями и разными протоколами при переходе пакетов из одной сети в другую, позволяя объединять разнородные сети.
Транспортный уровень выполняется передача данных между процессами на разных компьютерах. На этом уровне данные разбиваются на сегменты- пакеты. Гарантируется, что пакеты будут по назначению в правильном порядке. Для этого осуществляется поиск оптимального маршрута передачи пакетов с точки зрения загруженности сегментов сети и времени передачи данных между узлами. Этот уровень управляет созданием и удалением сетевых соединений и управляет одновременно потоком сообщений.
Прикладной уровень- «полезные» протоколы, ради которых сеть и создавалась например протокол HTTP. Этот уровень предоставляет доступ к прикладным процессам и в свою очередь прикладным процессам к сетевым службам. Управляет общим доступом к сети
| Протокол передачи данных | Служебные протоколы | ||||||
Прикладной уровень
|
| ||||||
Транспортный уровень
| |||||||
Сетевой уровень
|
| ||||||
Канальный уровень
|
|
Разумно разделить весь процесс передачи данных на несколько уровней: самый «Верхний» реализуется прикладной программой, осуществляющей обмен данными и самый «нижний», который связан с физической средой передачи данных. В этом случае протокол текущего уровня будет использовать протокол нижележащих уровней, каждый уровень используют для передачи низший уровень. Взаимодействие между уровнями 1 типа осуществляется по протоколу, а между низшим и высшим с помощью интерфейса. Перед отправкой по сети данные разбиваются на пакеты, т.е. на группы байт фиксируемой длины. Пакет последовательно проходит все уровни от прикладного до канального. При этом на каждом уровне кроме прикладного пакета (содержания) добавляется служебная информация, называемая заголовком. Заголовок содержит информацию для адресации сообщений и для безошибочной передачи данных по сети. На принимающей стороне пакет проходит все уровни в обратном порядке. Каждый уровень анализирует пакет, отделяет заголовок своего уровня и передает пакет на следующий уровень. На прикладном уровне данные примут свой первоначальный вид.
49. Глобальная сеть интернет: история создания и способы подключения
Сеть Интернет- глобальная сеть, соединяющая различные сети по всему миру. Сеть Интернет- информационное пространство, содержащее огромное кол-во информации, хранилище информационных ресурсов. В 1974 г. в США начаты разработки протоколов, способных обеспечить передачу данных по сетям различного типа, - TCP/IP протокол Transmission Control Protocol/Internet Protocol- протокол управлением передачи/интернет протокол. В 1983 г. сеть ARPAnet переведена на протокол TCP/IP. После этого министерство обороны США передало контроль над сетью Национальному Научному фонду США. После этого началось расширение сети ARPAnet в том числе и за пределы США при этом нац. фонд осуществлял борьбу с коммерциализацией сети штрафуя тех, кто имел побочный доход от использования. К 1995 г. ARPAnet разрослась, что ННФ США не успевал отслеживать деятельность каждого узла. Произошла передача рег. провайдерам оплаты за присоединение частных сетей к Нац. магистралям.
Подключение пользователей к сети Интернет может осуществляться двумя способами:
1) по модему(телефонному, ADSL или другого типа).
2) Прямым подключением к сети провайдера.
50. Этапы разработки алгоритмов
Алгоритмизация- процесс разработки и описание алгоритма решения какой-либо задачи. Процесс разработки конкретного алгоритма заключается в последовательном выполнении следующих пунктов:
1) Разложение всего вычислительного процесса на отдельные шаги- возможные составные части алгоритма, что определяется внутренней логикой самого процесса и системой команд исполнителя
2) Установление связей между отдельными шагами алгоритма и порядка их следования, от известных исходных данных к искомому результату.
3) Полное и точное описание содержания каждого шага алгоритма, на языке выбранной алгоритмической системы.
4) Проверка составленного алгоритма на предмет действительно ли он реализует выбранный метод и приводит к искомому результату.
Существует структурный подход к конструированию и разработки алгоритмов, который позволяет уменьшить кол-во ошибок, упрощает контроль и его модификацию. Теоретическим фундаментом этого подхода является теорема о структурировании, из которой следует,что алгоритм решения любой задачи может быть представлен с помощью трех элементарных базисных управляющих структур:А)структуры следования (последовательности)
Б)структуры ветвления
В)структуры цикла с постусловием
51. Теорема о структурировании. Базисные управляющие структуры. Дополнительные управляющие структуры
| Р |
| S |
| Р |
| S1 |
| S2 |
| S1 |
| S2 |
а) б) в)
Базисный набор управляющих структур является функционально полным, то есть с его помощью можно создать сколь угодно сложный алгоритм.
Однако с целью создания более компактных и наглядных алгоритмов дополнительно используются следующие управляющие структуры: а)структура сокращенного ветвления; б)структура выбора; в)структура цикла с параметром; г)структура цикла с постусловием. В разных языках программирования реализация базовых управляющих структур может быть различной, в языке Pascal реализованы все рассмотренные структуры.
А) б)
В)
Г)
Любой алгоритм может быть построен посредством композиции базисных и дополнительных структур:- их последовательным соединением, то есть образованием последовательных конструкций, их вложением друг в друга, то есть образованием вложенных конструкций (вложенный цикл).
52.
| Подготовка цикла |
| Тело цикла |
| Изменение переменных цикла |
| Условия окончания цикла |
| Подготовка цикла |
| Условие продолжения цикла |
| Тело цикла |
| Изменение переменных |
С пред
В зависимости от того, где осуществляется проверка условия продолжения или окончания цикла, последний цикл относят к виду: цикл с предусловием, когда цикл начинается с проверки условия продолжения цикла; цикл с постусловием, когда условие проверяется после выполнения тела цикла.
53. Разработка алгоритмов по нисходящей схеме «сверху вниз»
Начинается с разбиения сложной исходной задачи на простые подзадачи, решение которых может быть представлено в общей структуре алгоритма функционально- независимыми блоками, при этом разработку логической структуры каждого такого блока и его модификацию можно осуществлять независимо от остальных блоков. На первом этапе проекта раскрываются наиболее важные и существенные связи в исследуемой задачи, составляется укрупненная схема алгоритма, определяется функциональное назначение каждого блока, его входные и выходные данные, на последующих этапах уточняется логическая структура отдельных функциональных блоков и строятся логические схемы ранее выделенных подзадач. Разработка алгоритма каждой подзадачи так же выполняется в несколько этапов детализации, на каждом этапе проекта выполняются многократные проверки и исправления алгоритма. Подобный подход является рациональным, позволяет ускорить процесс разработки сложных алгоритмов и избежать ошибочных решений.
