Автор работы: Пользователь скрыл имя, 18 Июля 2014 в 00:23, курсовая работа
Претворение в жизнь данной работы преследует две основные цели, которые перекликаются с ее названием.
Во-первых, освоить способы построения алгоритмов для решения конкретных задач. Многие, начинающие изучать языки высокого уровня, недооценивают значимость алгоритмизации. Кажется – нет ничего проще, чем сразу приступить к программированию. На самом деле, только со временем и усложнением программируемых задач начинаешь понимать необходимость навыков алгоритмизации. Решению любой задачи обязательно должен предшествовать этап создания математического аппарата, и алгоритма, его реализующего.
Введение 2
1.1 Теоретическая часть 3
1.2 Операторы ввода-вывода 10
Экспериментальная часть 12
2.1 Задание на курсовое проектирование 12
2.2 Математический метод решения задачи 13 2.3 Алгоритм программы 14
2.4 Анализ результатов 17
Заключение 18
Библиография
Министерство образования и науки Российской Федерации
ПЕНЗЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
по дисциплине: «Информатика»
на тему:
Выполнил: студент гр. 03МХ1
Пурдышев Е.П.
Проверила: Ракова А.Н.
стр.
Введение
1.1 Теоретическая часть 3
1.2 Операторы ввода-вывода
2.1 Задание на курсовое
проектирование
2.2 Математический метод
решения задачи
2.4 Анализ результатов
Заключение
Библиография
Приложение I Листинг программы
Претворение в жизнь данной работы преследует две основные цели, которые перекликаются с ее названием.
Во-первых, освоить способы построения алгоритмов для решения конкретных задач. Многие, начинающие изучать языки высокого уровня, недооценивают значимость алгоритмизации. Кажется – нет ничего проще, чем сразу приступить к программированию. На самом деле, только со временем и усложнением программируемых задач начинаешь понимать необходимость навыков алгоритмизации. Решению любой задачи обязательно должен предшествовать этап создания математического аппарата, и алгоритма, его реализующего.
Алгоритмом называют описание последовательности действий, необходимых для решения определенной задачи. Основными характеристиками алгоритма являются вычислительная сложность и емкостная сложность. Вычислительная или, иначе, временная сложность алгоритма - это количество элементарных операций в процессе его выполнения. Различают вычислительную сложность в среднем и в худшем случае. Емкостная сложность алгоритма - это объем используемых данных, а также объем кода самой программы. При создании алгоритма целью является сокращение как его вычислительной, так и емкостной сложности.
Алгоритмы могут записываться различными способами, например, в виде блок-схем или в виде программ. Программа это набор указаний исполнителю, т.е. в нашем случае – компьютеру.
Вторая, более «прозрачная» цель – научиться программировать с помощью базовых операторов языка Turbo Pascal. Решение задачи определения площади и объема трехмерных фигур как нельзя лучше подходит для программирования. Одновременно, приобретаются навыки математического моделирования геометрических тел (описание формулами).
ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ
1. РЕФЕРАТ
Сам по себе вопрос «логического устройства ПК» можно поделить на две части. Во-первых, каким образом ПК производит логические операции. Во-вторых – собственно логические устройства ПК. Рассмотрения требуют оба вопроса.
Поскольку любая логическая операция может быть представлена в виде комбинации трех базовых операций (И, ИЛИ, НЕ), любые устройства компьютера, производящие обработку или хранение информации, могут быть собраны из базовых логических элементов как из кирпичиков.
Логический элемент И. На входы А и В логического элемента последовательно подаются четыре пары сигналов различных значений, на выходе получается последовательность из четырех сигналов, значения которых определяются в соответствии с таблицей истинности операции логического умножения (рис. 1).
Логический элемент ИЛИ. На входы А и В логического элемента последовательно подаются четыре пары сигналов различных значений, на выходе получается последовательность из четырех сигналов, значения которых определяются в соответствии с таблицей истинности операции логического сложения.
Логический элемент НЕ. На вход А логического элемента последовательно подаются два сигнала, на выходе получается последовательность из двух сигналов, значения которых определяются в соответствии с таблицей истинности логического отрицания (рис. 1).
Рис. 1. Логические элементы.
Сумматор. В целях максимального упрощения работы компьютера все многообразие математических операций в процессоре сводится к сложению двоичных чисел. Поэтому главной частью процессора является сумматор, который обеспечивает такое сложение. При сложении двоичных чисел образуется сумма в данном разряде, при этом возможен перенос в старший разряд. Обозначим слагаемые (А, В), перенос (Р) и сумму (S). Построим таблицу сложения одноразрядных двоичных чисел с учетом переноса в старший разряд (табл. 1).
Теперь, на основе полученного логического выражения, можно построить из базовых логических элементов схему полусумматора (рис. 2). Данная схема называется полусумматором, так как выполняет суммирование одноразрядных двоичных чисел без учета переноса из младшего разряда. Многоразрядный сумматор процессора состоит из полных одноразрядных сумматоров. На каждый разряд ставится одноразрядный сумматор, причем выход (перенос) сумматора младшего разряда подключен ко входу сумматора старшего разряда.
Таблица 1.
Рис.2. Одноразрядный двоичный полусумматор.
Триггер. Важнейшей структурной единицей оперативной памяти компьютера, а также внутренних регистров процессора является триггер (рис. 3). Это устройство позволяет запоминать, хранить и считывать информацию (каждый триггер может хранить 1 бит информации). Для построения триггера достаточно двух логических элементов «ИЛИ» и двух элементов «НЕ».
Рис.3.Триггер.
В обычном состоянии на входы триггера подан сигнал «О», и триггер хранит «О». Для записи «1» на вход S (установочный) подается сигнал «1». При последовательном рассмотрении прохождения сигнала по схеме видно, что триггер переходит в это состояние и будет устойчиво находиться в нем и после того, как сигнал на входе S исчезнет. Триггер запомнил «1», т. е. с выхода триггера Q можно считать «1».
Чтобы сбросить информацию и подготовиться к приему новой, на вход R (сброс) подается сигнал «1», после чего триггер возвратится к исходному «нулевому» состоянию.
Теперь рассмотрим составные части компьютера с точки зрения их логической структуры.
1) МИКРОПРОЦЕССОР
Самым главным элементом в компьютере, его "мозгом", является микропроцессор - небольшая (в несколько сантиметров) электронная схема, выполняющая все вычисления и обработку информации. Микропроцессор умеет производить сотни различных операций и делает это со скоростью в несколько десятков или даже сотен миллионов операций в секунду. В компьютерах типа IBM PC используются микропроцессоры фирмы Intel, а также совместимые с ними микропроцессоры других фирм (AMD, Cyrix, IBM и др.).
2) СОПРОЦЕССОР
В тех случаях, когда на компьютере приходится выполнять много математических вычислений (например, в инженерных расчетах), к основному микропроцессору добавляют математический сопроцессор. Он помогает основному микропроцессору выполнять математические операции над вещественными числами. Новейшие микропроцессоры фирмы Intel (80486 и Pentium) сами умеют выполнять операции над вещественными числами, так что для них сопроцессоры не требуются.
3) ОПЕРАТИВНАЯ ПАМЯТЬ
Следующим очень важным элементом компьютера является оперативная память. Именно из неё процессор и сопроцессор берут программы и исходные данные для обработки, в неё они записывают полученные результаты. Название "оперативная" эта память получила потому, что она работает очень быстро, так что процессору не приходится ждать при чтении данных из памяти или записи в память. Однако содержащиеся в ней данные сохраняются только пока компьютер включен, при выключении компьютера содержимое оперативной памяти стирается (за исключениями, о которых говорится ниже).
4) КОНТРОЛЛЕРЫ И ШИНА
Чтобы компьютер мог работать, необходимо, чтобы в его оперативной памяти находились программа и данные. А попадают они туда из различных устройств компьютера - клавиатуры, дисководов для магнитных дисков и т.д. Обычно эти устройства называют внешними, хотя некоторые из них могут находиться не снаружи компьютера, а встраиваться внутрь системного блока, как это описывалось выше. Результаты выполнения программ выводятся на внешние устройства - монитор, диски, принтер и т.д.
Таким образом, для работы компьютера необходим обмен информацией между оперативной памятью и внешними устройствами. Такой обмен называется вводом-выводом. Но этот обмен не происходит непосредственно: между любым внешним устройством и оперативной памятью в компьютере имеются целых два промежуточных звена:
1. Для каждого внешнего
2. Все контроллеры и адаптеры
взаимодействуют с микропроцесс
5) ЭЛЕКТРОННЫЕ ПЛАТЫ
Для упрощения подключения устройств электронные схемы IBM PC состоят из нескольких модулей - электронных плат. На основной плате компьютера - системной, или материнской, плате - обычно располагаются основной микропроцессор, сопроцессор, оперативная память и шина. Схемы, управляющие внешними устройствами компьютера (контроллеры или адаптеры), находятся на отдельных платах, вставляющихся в унифицированные разъёмы (слоты) на материнской плате. Через эти разъёмы контроллеры устройств подключаются непосредственно к системной магистрали передачи данных в компьютере - шине. Таким образом, наличие свободных разъёмов шины обеспечивает возможность добавления к компьютеру новых устройств. Чтобы заменить одно устройство другим (например, устаревший адаптер монитора на новый), надо просто вынуть соответствующую плату из разъёма и вставить вместо неё другую. Несколько сложнее осуществляется замена самой материнской платы.
6) БЛОК – СХЕМА
На блок-схеме контроллер клавиатуры обычно находится на системной плате, поскольку это упрощает изготовление компьютера. Иногда на системной плате размещаются и контроллеры других устройств.
7) КОНТРОЛЛЕРЫ ПОРТОВ ВВОДА
Некоторые устройства могут подключаться и к параллельным, и к последовательным портам. Параллельные порты выполняют ввод и вывод с большей скоростью, чем последовательные (за счет использования большего числа проводов в кабеле).
1.2. Операторы ввода-вывода
На первых шагах изучения языка программирования очень важно освоить получение информации и передача ее во внешний по отношению к компьютеру мир. Взаимодействие устройств обработки и хранения информации с внешней средой (хотя бы с пользователем) является совершенно необходимым. За такой интерфейс в языке Паскаль отвечают операторы ввода-вывода информации. Эти инструкции позволяют ввести аргументы, параметры расчетов во время выполнения программы (а не на этапе ее написания), осуществить вывод рассчитанных данных в понятном человеку виде.
Сначала операторы ввода (форматы операторов):
Read(<Список ввода>);
Readln(<Список ввода>);
В таком формате эти команды позволяют вводить данные в переменные во время выполнения программы с клавиатуры. Выполнение операторов ввода происходит так: ход программы приостанавливается, на экран выводится курсор, компьютер ожидает от пользователя набора данных для переменных, имена которых указаны в списке ввода. Пользователь с клавиатуры вводит необходимые значения в том порядке, в котором они требуются списком ввода, нажимает Enter. После этого набранные данные попадают в соответствующие им переменные и выполнение программы продолжается. Причем данные при вводе разделяются пробелами.
Разница между работой процедур Read и Readln (от Read line) состоит в следующем: после выполнения Read значение следующего данного считывается с этой же строчки, а после выполнения Readln - с новой строки.