Вопрос 2-7. Решение задач с использованием типовых алгоритмов обработки данных

Для решения многих задач удобно сначала упорядочить их исходные данные по заранее заданному признаку, а затем осуществлять поиск необходимой информации. В рамках этой темы ознакомимся с несколькими простыми методами сортировки и методами поиска, а также покажем их важность при решении различных задач на компьютере.

Вначале следует рассмотреть задачи, при решении которых используется последовательное выполнение шагов алгоритма и ветвления. Такой задачей является, например, хорошо знакомая студентам задача о нахождении корней квадратного уравнения. В качестве примера, решение которого сводится к решению подобной задачи, можно рассмотреть следующую экономическую задачу.

Фонд заработной платы на предприятии, численностью не менее Р человек, составляет S рублей. В результате увеличения персонала на Р1 человек и роста средней заработной платы на S1, рублей фонд заработной платы вырос на S2 рублей. Найти первоначальные численность персонала предприятия и среднюю заработную плату.

При решении этой задачи следует обратить внимание на использование всех входных данных.

Затем можно перейти к задачам, при решении которых необходимо использовать циклы. Простейшими примерами задач такого типа являются задачи на обработку числовых последовательностей и матриц: нахождение суммы элементов, нахождение значения и индексов максимальных и минимальных элементов.

Изложение лекционного материала сопровождается демонстрацией следующих слайдов и плакатов.

♦ Законы алгебры высказываний.

♦ Основные понятия теории графов.

♦ Основные типы организации баз данных.

♦ Элементы блок-схем и пример описания алгоритма в виде блок-схемы.

Тема 3. Технические средства реализации информационных процессов

При изложении темы рассматриваются следующие вопросы:

3-1.Понятие, принципы построения, архитектура и классификация ЭВМ.

3-2.Технические средства для сбора, регистрации, хранения, отображения и передачи информации.

3-3.Понятие, назначение, классификация персональных компьютеров (ПК). Критерии выбора ПК. Перспективы и направления развития ПК

Вопрос 3-1. Понятие, принципы построения, архитектура и классификация ЭВМ

Изложение темы следует начать с определения ЭВМ, рассмотрения общей схемы ЭВМ, принципов построения и классификации ЭВМ.

Далее следует изложить следующие принципы построения ЭВМ: хранение данных и программы в основной памяти, модульность построения ЭВМ, стандартизация основных технических устройств ЭВМ и их программного обеспечения.

При раскрытии понятия «архитектура ЭВМ» следует объяснить назначение и выполняемые функции основных устройств ЭВМ (центральный процессор, устройства управления, оперативная и внешняя память, внутренние каналы связи, внешние устройства, порты ввода/вывода) с указанием по каждому из них их места в общей структуре ЭВМ и связей с другими устройствами.

Следует рассмотреть классификацию ЭВМ по этапам создания и развития элементной базы (по поколениям ЭВМ). Каждый из этих этапов характеризуется революционными изменениями в технологии производства электронных элементов.

Классификация ЭВМ по назначению предполагает выделение двух групп ЭВМ: специализированные и универсальные.

Специализированные ЭВМ предназначены для решения только узкого круга специальных задач, например по управлению конкретными техническими устройствами, технологическими процессами.

Универсальные ЭВМ используются в различных сферах человеческой деятельности для решения самых разнообразных задач: инженерно-технических, экономических, математических, информационных и др. По этой причине универсальные ЭВМ обладают более развитыми аппаратными и программными ресурсами, а класс универсальных ЭВМ более обширен и распространен, чем класс специализированных ЭВМ.

Классификация универсальных ЭВМ по производительности, функциональному назначению и размерам выделяет три класса ЭВМ: большие ЭВМ (мэйнфреймы), мини-ЭВМ и персональные компьютеры (ПК).

Современные большие ЭВМ называются мэйнфреймами, или суперкомпьютерами. Это ЭВМ наивысшего уровня производительности и надежности, рассчитанные на практически любые уровни нагрузки, обладающие высокой устойчивостью к сбоям и авариям. Суперкомпьютеры обеспечивают решение задач, требующих больших вычислительных ресурсов.

Следует уделить внимание техническим и технологическим решениям, которые реализуются в архитектурах мэйнфреймов. Основное место здесь занимает обеспечение параллельного (одновременного) выполнения двух или более процессов (программ). Оно может быть реализовано путем следующих решений: многомашинности, мультипроцессорности, однопроцессорности с несколькими исполнительными устройствами, конвейеризации обработки данных.

При конвейерной обработке выполнение машинной команды разбивается на ряд этапов. Первым мэйнфреймом, использующим параллельно-векторную архитектуру с 12 конвейерами, стал разработанный в 1976 г. фирмой Cray

Research компьютер Сгау-1.

Технические и технологические решения, заложенные в мэйнфреймах, в настоящее время находят свое применение и в малых ЭВМ.

В качестве машинных носителей информации следует рассмотреть жесткие и гибкие магнитные диски, оптические диски, магнитные ленты, флэш-карты. По каждому из них необходимо знать назначение носителя, принципы записи и чтения данных, привести технические характеристики устройств.

Вопрос 2-2. Технические средства для сбора, регистрации,