Шпаргалка по "Информатике"

37. Понятия и функции логики. Логика – это наука о формах и способах мышления.

Понятие – это форма мышления, фиксирующая основные признаки объекта.

Высказывание – это форма  мышления, в которой что-либо утверждается или отрицается о свойствах реальных предметов и отношениях между ними («истина» – (1) или «ложь» - (0)).

Умозаключение – это форма мышления, с помощью которой из одного или  нескольких суждений может быть получено новое суждение.

1. Логическое умножение  (конъюнкция): Объединение двух (или нескольких) высказываний в одно с помощью союза «и» называется операцией логического умножения или конъюнкцией. Составное высказывание, образованное в результате операции логического умножения, истинно тогда и только тогда, когда истины все входящие в него простые высказывания. 2. Логическое сложение (дизъюнкция): Объединение двух или нескольких высказываний с помощью союза «или» называется операцией логического сложения или дизъюнкцией. Составное высказывание, образованное в результате логического сложения, истинно тогда, когда истинно хотя бы одно из

входящих в него простых высказываний. 3. Логическое отрицание (инверсия): Присоединение частицы «не» к высказыванию называется операцией логического отрицания или инверсией. Операцию логического отрицания принято обозначать: F = Ā.

4. Логическое следование (импликация): Логическое следование образуется соединением двух высказываний в одно с помощью оборота речи «если…, то…». Логическая операция импликации обозначается: A → B. Составное высказывание, образованное с помощью операции логического следования, ложно тогда, когда из истинной предпосылки следует ложный вывод.

5. Логическое равенство  (эквивалентность): Логическое равенство образуется соединением двух высказываний в одно с помощью оборота речи «…тогда и только тогда, когда …». Логическая операция эквивалентности обозначается: A ~ B. Составное высказывание, образованное с помощью логической операции эквивалентности истинно тогда, когда оба высказывания одновременно либо ложны, либо истинны.

38. Законы логики. 1.Закон тождества. Всякое высказывание тождественно самому себе: A = A. 2. Закон непротиворечия. Высказывание не может быть одновременно истинным и ложным:  A & Ā = 0. 3. Закон двойного отрицания. Если дважды отрицать некоторое высказывание, то в результате получится исходное высказывание: A = A. 4. Закон исключения третьего. Высказывание может быть либо истинным, либо ложным: A или Ā = 1. 5. Законы де Моргана: A или B = A & B; A & B = A или B. 6. Закон коммутативности: Логическое умножение: A & B = B & A; Логическое сложение: A или B = B или A. 7. Закон ассоциативности: Логическое умножение:  (A & B) & C = A & (B & C); Логическое сложение: (A или В) или С = А или (В или С). 8. Закон дистрибутивности: Умножения относительно сложения: (A & B) или (A & C) = A & (B или C); Сложения относительно умножения: (A или B) & (A или C) = A или (B & C).

39. Базовые логические элементы. При всей сложности устройства электронных блоков современные ЭВМ выполняемые ими действия осуществляются с помощью комбинаций относительно небольшого числа типовых логических узлов: 1) регистры; 2) шифратор, дешифратор; 3) арифметико-логические узлы.

Из этих узлов строятся интегральные микросхемы очень высокого уровня: 1) микропроцессоры; 2) модули ОЗУ; 3) контроллеры  внешних устройств и т.д. Указанные  узлы собираются из основных базовых логических элементов (логические функции И, ИЛИ, НЕ, И-НЕ, ИЛИ-НЕ.

(+нарисовать схемки)

40. Логическая структура гибких  дисков. Для того чтобы на диске можно было хранить информацию, диск должен быть отформатирован. Форматирование дисков – это создание физической и логической структуры диска. Форматирование физической структуры диска состоит в создании на диске концентрических дорожек, которые делятся на сектора. Сектор – это минимальный адресуемый элемент на гибком диске. В процессе форматирования магнитная головка дисковода расставляет в определенных местах диска метки дорожек и секторов. Например, после форматирования гибкого диска 3,5” его параметры будут следующими: Информационная емкость сектора – 512 байтов; Количество секторов на дорожке – 18; Дорожек на одной стороне – 80; Сторон – 2. Таким образом, логическая структура магнитного диска представляет собой совокупность секторов (емкостью 512 байтов). Каждый сектор имеет свой порядковый номер. Сектора нумеруются в линейной последовательности от первого сектора нулевой дорожки до последнего сектора последней дорожки. При записи файла на диск будет занято всегда целое количество секторов, соответственно минимальный размер

файла – это размер одного сектора, а максимальный – общее количество секторов на диске. Файл записывается в произвольные свободные сектора, которые могут находится на различных дорожках.

Для нахождения файла по имени, на диске имеется каталог, который представляет собой базу данных. Запись о файле содержит: имя файла, адрес первого сектора, с которого начинается файл, объем файла, дату и время создания. Полная информация о секторах, которые занимают файлы, содержится в таблице размещения файлов (FAT). Количество ячеек FAT соответствует количеству секторов на диске. Значениями ячеек являются цепочки размещения файлов, т.е. последовательность адресов секторов, в которых хранятся файлы.

Для размещения каталога – базы данных и таблицы FAT на гибком диске отводятся сектора со 2 по 33. Первый сектор отводится для размещения загрузочной записи операционной системы. Сами файлы могут быть записаны, начиная с 34 сектора.

41. Логическая структура жестких  дисков. Логическая структура жестких дисков отличается от логической структуры гибких дисков.

Минимальным адресуемым элементом жесткого диска является кластер, который может включать в себя несколько секторов. Размер кластера зависит от типа используемой таблицы FAT и от емкости жесткого диска. Таблица FAT16 может адресовать 216=65 536 кластеров. Файловая система для операционной системы Windows. Объем кластера не может быть более 128 секторов (64 Кбайт), и поэтому FAT16 не может использоваться для носителей информации объемом более: 64 Кбайт х 65 536 = 4 194 304 Кбайт = 4096 Мбайт = 4 Гбайт.

Для дисков большой емкости размер кластера оказывается слишком большим, так как информационная емкость жестких дисков может достигать 150 Гбайт и более.

Например, для диска объемом 40 Гбайт  размер кластера будет равен: 40 Гбайт / 65 536 = 655 360 байт = 640 Кбайт.

Файлу всегда выделяется целое число кластеров. Например, текстовый файл, содержащий слово«информатика», составляет всего 11 байтов, но на диске этот файл будет занимать целиком кластер, т.е. 640 Кбайт. Таким образом,  размещение на жестком диске большого количества небольших

по размеру файлов приведет к  потерям свободного дискового пространства. Эта проблема частично решается с  помощью использования таблицы  FAT32, в которой объем кластера принят равным 8 секторам или 4 Кбайтам для диска любого объема. FAT32 может использоваться для носителей информации объемом: 4 Кбайт х 4 294 967 296 = 17 179 869 184 Кбайт = 16 777 216 Мбайт = 16 384 Гбайт. Таким образом, FAT32 может использоваться для жестких дисков самого большого объема.

NTFS. Файловая система для операционной системы Windows. Позволяет устанавливать различный объем кластера (от 512 байтов до 64 Кбайт, по умолчанию 4 Кбайт). NTFS по сравнению с FAT32 увеличивает надежность и эффективность использования дискового пространства. NTFS использует систему журналирования для повышения надежности файловой системы. Журналируемая файловая система сохраняет список изменений, которые она будет проводить с файловой системой, перед фактической записью изменений. Эти записи хранятся в отдельной части файловой системы, называемой «журналом» или «логом». Как только изменения файловой системы будут внесены в журнал, журналируемая файловая система применит эти изменения к файлам.

В целях более надежного сохранения информации о размещении файлов на диске хранятся две идентичные копии  таблицы FAT. Преобразование FAT16 в FAT32 можно осуществить с помощью служебной программы Преобразования диска в FAT32, которая входит в состав Windows.

Дефрагментация дисков: Замедление скорости обмена данными может происходить  в результате фрагментации файлов. Фрагментация файлов – фрагменты файлов хранятся в различных, удаленных друг от друга кластерах. Фрагментация файлов возрастает с течением времени, в процессе удаления одних файлов и записи других.

Так как на диске могут храниться  сотни и тысячи файлов в сотнях тысяч кластеров, то фрагментированность файлов будет существенно замедлять доступ к ним и в конечном итоге приведет к преждевременному износу жесткого диска. Рекомендуется периодически проводить дефрагментацию диска. Дефрагментация диска – процесс в котором файлы записываются в кластеры, последовательно идущие друг за другом.

42. Растровые и векторные.  Все компьютерные изображения разделяются на два типа: растровые и векторные.

Растровая графика. Растровые графические изображения формируются в процессе преобразования графической информации из аналоговой формы в цифровую (сканирование, ТВ-тюнер и т.п.). Растровое изображение хранится с помощью точек различного цвета (пикселей), которые образуют строки и столбцы. Каждый пиксель имеет определенное положение и цвет. Хранение каждого пикселя требует определенного количества битов информации, которое зависит от количества цветов в изображении.

Пиксель – минимальный участок изображения, цвет которого можно задать независимым образом. Качество растрового изображения зависит от размера изображения (количество пикселей по горизонтали и вертикали) и количества цветов, которые можно задать для каждого пикселя.

Растровые графические изображения  многоцветных фотографий и иллюстраций  обычно имеют большой размер и  большую глубину цвета (24 или 32 битов на точку). В результате файлы, хранящие растровые изображения, имеют большой

информационный объем. Растровые изображения очень чувствительны к масштабированию При уменьшении растрового изображения несколько соседних точек преобразуются в одну, поэтому теряется различимость мелких деталей изображения. При увеличении изображения увеличивается размер каждой точки и появляется ступенчатый эффект.

Векторная графика: Векторные графические изображения являются оптимальным средством хранения высокоточных графических объектов (чертежи, схемы и т.п.), для которых имеет значение сохранение четких и ясных контуров. К векторной графики относятся – системы компьютерного черчения и автоматизированного проектирования (САПР), программы обработки трехмерной графики и т.п. Векторные изображения формируются из объектов – точка, линия, окружность, прямоугольник и т.п. Все эти объекты хранятся в памяти компьютера в виде графических примитивов и описывающих их математических формул. Достоинством векторной графики является то, что файлы, хранящие векторные графические изображения, имеют небольшой объем. Векторные графические изображения могут быть увеличены или уменьшены без потери качества. Это возможно, т.к. масштабирование изображений производится с помощью простых математических операций (умножения параметров графических примитивов на коэффициент масштабирования).

43. Форматы графических файлов. Форматы графических файлов определяют способ хранения информации в файле (растровый или векторный), а также форму хранения информации (используемый алгоритм сжатия). Сжатие применяется для растровых графических файлов, т.к. они имеют достаточно большой объем. Сжатие графических файлов отличается от их архивации с помощью программ-архиваторов тем, что алгоритм сжатия включается в формат графического файла.

Существуют различные алгоритмы  сжатия для разных типов изображения:

1. Для сжатия рисунков типа  аппликация, которые содержат большие  области однотонной закраски, наиболее  эффективно применение алгоритма замены последовательности повторяющихся величин (пикселей одинакового цвета) на две величины (пиксель и количество его повторений). Такой алгоритм сжатия используется в графических файлах форматов BMP.

2. Для рисунков типа диаграммы  целесообразно применение другого метода сжатия – поиск повторяющихся в рисунке «узоров». Такой алгоритм используется в графических файлах форматов TIFF и GIF и позволяет сжать файл в несколько раз.

3. Для сжатия отсканированных  фотографий и иллюстраций используется алгоритм сжатия JPEG. Этот алгоритм использует тот факт, что человеческий глаз очень чувствителен к изменению яркости отдельных точек изображения, но гораздо хуже замечает изменение цвета. Применение этого метода позволяет сжимать файлы в десятки раз, однако может приводить к необратимой потери информации.

Некоторые форматы графических  файлов являются универсальными, т.к. могут быть обработаны большинством графических редакторов. Некоторые программы обработки изображений используют оригинальные форматы, которые распознаются самой создающей программой. Преимущество оригинальных форматов файлов состоит в том, что они позволяют сохранять изображения при меньшем размере файла.

Форматы растровых графических  файлов:

1. BMP - Универсальный формат, используется в операционной системе Windows. Рекомендуется для хранения и обмена данными с другими приложениями. 2. TIFF - Поддерживается всеми основными графическими редакторами и компьютерными платформами. Рекомендуется для использования в издательских системах.

3. GIF - Поддерживается приложениями для различных операционных систем. Алгоритм сжатия без потери информации. Рекомендуется для хранения изображений, создаваемых программным путем, и рисунков с ограниченным количеством цветов (до 256). Используется для размещения графики на Web-страницах. 4. PNG - Аналогичный формату GIF. 5. JPEG - Поддерживается приложениями для различных операционных систем. Используется для размещения графических изображений на Web-страницах в Интернете.

Форматы векторных графических  файлов:

1. WMF (Windows MetaFile) - Универсальный формат векторных графических файлов для Windows-приложений. Используется для хранения коллекции графических изображений Microsoft Clip Gallery. 2. EPS (PostScript) - Поддерживается программами для различных операционных систем. Рекомендуется для печати и создания иллюстраций в настольных издательских системах. 3. CDR (CorelDRaw) - Оригинальный формат векторных графических файлов, используемый в системе обработки векторной графики CorelDraw.

44. Кодирование графической информация. В процессе кодирования изображения происходит пространственная дискретизация. Пространственную дискретизацию изображения можно сравнить с построением изображения из мозаики. Изображение разбивается на отдельные маленькие фрагменты (точки) и каждому фрагменту присваивается значение его цвета, т.е. код. Дискретизация – это преобразование непрерывных изображений и звука в набор дискретных значений в форме кодов.

Качество кодирования изображения  зависит от двух параметров: 1. Качество кодирования изображения тем выше, чем меньше размер точки (т.е. большее количество точек составляет изображение). 2. Количество цветов, т.е. чем больше количество цветов, тем больше количество возможных состояний точки изображения. Следовательно более качественно кодируется изображение (каждая точка несет большее количество информации).

Графическое изображение на экране монитора представляется в виде растрового изображения. Качество изображения  определяется разрешающей способностью, т.е. количество точек, из которых оно  складывается. Чем

больше разрешающая способность, тем выше качество изображения. Часто  встречающиеся разрешающие способности  экрана: 800Х600, 1024 Х 768, 1280 Х 1024 точек. Рассмотрим формирование на экране монитора растрового изображения, состоящего из 600 строк по 800 точек (всего 480 000 точек). В простейшем случае (черно-белое изображение) каждая точка экрана может иметь одно из двух состояний, т.е. для хранения ее состояния необходим 1 бит. Цветные изображения формируются в соответствии с двоичным кодом цвета каждой точки, хранящимся в видеопамяти. Цветные изображения могут иметь различную глубину цвета, которая задается количеством битов, используемым для кодирования цвета точки. Наиболее распространенными значениями глубины цвета являются 8, 16, 24 или 32 бита. Каждый цвет можно рассматривать как возможное состояние точки, тогда количество цветов, отображаемых на экране монитора, может быть вычислено по формуле: N = 2I , где I – глубина цвета.

Цветное изображение на экране монитора формируется за счет смешивания трех базовых цветов: красного, зеленого и синего. Такая цветовая модель называется RGB-моделью по первым буквам английских названий цветов.

45. Графические редакторы. Определение: Графический редактор – это программа создания, редактирования и просмотра графических изображений.

Растровый графический редактор —  специализированная программа, предназначенная  для создания и обработки изображений. Подобные программные продукты нашли  широкое применение в работе художников-иллюстраторов, при подготовке изображений к печати типографским способом или на фотобумаге, публикации в интернете. Растровые графические редакторы позволяют пользователю рисовать и редактировать изображения на экране компьютера, а также сохранять их в различных растровых форматах, таких как, например, JPEG и TIFF, позволяющих сохранять растровую графику с незначительным снижением качества за счёт использования алгоритмов сжатия с потерями, PNG и GIF, поддерживающими хорошее сжатие без потерь, и BMP, также поддерживающем сжатие (RLE), но в общем случае представляющем собой несжатое «попиксельное» описание изображения. В противоположность векторным редакторам, растровые используют для представления изображений матрицу точек (bitmap). Однако, большинство

современных растровых редакторов содержат векторные инструменты редактирования в качестве вспомогательных. Наиболее популярны: Adobe Photoshop для операционных систем Microsoft Windows и Mac OS X, GIMP для GNU/Linux и других POSIX-совместимых. GIMP распространяется под лицензией GNU GPL. Векторные графические редакторы позволяют пользователю создавать и редактировать векторные изображения непосредственно на экране компьютера, а также сохранять их в различных векторных форматах, например, CDR, EPS, WMF или SVG. Наиболее популярны: Adobe Illustrator, Corel Draw, Macromedia Free Hand — для операционных систем Microsoft Windows и Mac OS X, Inkscape — для всех ОС.

46. История развития интернета.  24 октября 1995 года Федеральный сетевой совет (FNC) принял резолюцию, в которой дал определение ИНТЕРНЕТА. Интернет – это глобальная информационная система, которая: 1) логически взаимосвязана пространством глобальных уникальных адресов, основанных на интернет-протоколе (IP) или на последующих расширениях или преемниках IP; 2) способна поддерживать коммуникации с использованием семейства Протокола управления передачей/интернет-протокола (TCP/IP) или его последующих расширений других IP-совместимых протоколов; 3) обеспечивает, использует или делает доступной, на общественной или частной основе, высокоуровневые сервисы, надстроенные над коммуникационной и иной связанной инфраструктурой. 1969 г. Объединение нескольких компьютеров американских университетов и средств массовой информации в сеть ArpaNet. Создание сети Национального научного фонда США (NSF). 1971 Сервис – электронная почта. 1974 г. Возможность управлять чужим компьютером со своего (TelNet). 1976 г.  Принципы локальных сетей. 1979 г.Бесплатная любительская сеть (UseNet). Загрузка файлов, электронная почта, телеконференции.

1981 г. Развитие сети BitNet – научно-исследовательских институтов. 1982 г. Сформулированы правила передачи информации (TCP/IP протокол) 1984 г. Разработана система имен DNS. 1991 г. Разработан протокол FTP – протокол передачи файлов. 1992 г. Появление первого Internet – браузера – средства просмотра информации в сети Internet. 1997 г. Первый вирус.