- •Лабораторна робота № 1
- •Системний блок
- •Материнська (системна) плата
- •Системна магістраль даних (системна шина)
- •Мікросхема bios
- •Блок живлення
- •Накопичувачі
- •Адаптери
- •Клавіатура
- •Маніпулятори
- •Плати розширення
- •Зовнішні пристрої
- •Принтери
- •Стримери
- •Пристрої на компакт-дисках
- •Сканери
- •Джерела безперебійного живлення
- •Контрольні питання
- •Лабораторна робота №2
- •Алгоритм, його основні властивості та способи зображення
- •Мова програмування qbasic
- •Найпростіші оператори
- •Контрольні запитання
- •Варіанти завдань роботи
- •Лабораторна робота №3
- •Запуск qbasic
- •Індикатори натиснення спеціальних клавіш:
- •Індикатори натиснення клавіш-перемикачів:
- •Описання головного меню qbasic
- •Введення та редагування програм
- •Редактор qbasic
- •Запуск програми на виконання та перегляд результату
- •Збереження програми у вигляді файла на диску
- •Вихід з середовища qbasic
- •Контрольні запитання
- •Завдання
- •Лабораторна робота № 4
- •Розгалужена структура алгоритму
- •Умовний оператор if
- •Оператор goto
- •Оператор вибору on
- •Оператор select case
- •Циклічна структура алгоритму
- •Оператор for...Next
- •Зразок виконання завдання.
- •Контрольні запитання
- •Варіанти завдань
- •Лабораторна робота № 5
- •Змінні величини та функції, що їх визначають
- •Область визначення (існування) функції
- •Максимум та мінімум (екстремум) функції
- •Найбільше та найменше значення функції
- •Оператор-функція
- •Зразок виконання завдання
- •Контрольні запитання
- •Варіанти завдань
- •Лабораторна робота № 6
- •Умовні цикли
- •Оператор while...Wend
- •Оператор do...Loop
- •Метод половинного ділення
- •Зразок виконання завдання
- •Контрольні запитання
- •Варіанти завдань
- •Лабораторна робота № 7
- •Ітераційний цикл
- •Контрольні запитання
- •Варіанти завдань.
- •Лабораторна робота № 8
- •Контрольні запитання
- •Варіанти завдань
- •Лабораторна робота №9
- •Обмінне сортування
- •Інші методи сортування
- •Контрольні запитання
- •Варіанти завдань
- •Лабораторна робота № 10
- •Контрольні запитання
- •Варіанти завдань
- •Лабораторна робота № 11
- •Зразок виконання завдання
- •Контрольні питання
- •Лабораторна робота № 12
- •Контрольні запитання
- •Варіанти завдань.
- •Лабораторна робота № 13
- •Символьні функції
- •Що таке аscii?
- •Перетворення з аsсii в qbasic
- •Визначення довжини символьної величини
- •Виділення частини тексту
- •Кодування текстів
- •Пoшук підрядка
- •Різні варіанти написання тексту
- •Зразок виконання завдання.
- •Контрольні запитання
- •Варіанти завдань.
- •Лабораторна робота № 14
- •Оператор print using
- •Print using та числа
- •Print using та текстові значення
- •Масиви економічної інформації
- •Контрольні запитання
- •Варіанти завдань.
- •Лабораторна робота №15
- •Про функції
- •Контрольні запитання
- •Варіанти завдань
- •Лабораторна робота № 16
- •Зразок виконання завдання
- •Контрольні запитання
- •Варіанти завдань
- •Лабораторна робота № 17
- •Прямі лінії – відрізки
- •Оператор circle
- •Малювання прямокутників
- •Коло, дуга, еліпс і сектор
- •Використання кольору
- •Кольори малюнку і фону
- •Колір у текстовому режимі (оператор color)
- •Колір у графіці (оператор color)
- •Вибір значення для параметра фон
- •Зафарбовування областей
- •Ще один метод малювання
- •Відносний рух
- •Обертання
- •Масштабування зображення
- •Колір в операторі draw
- •Текстові змінні в операторі draw
- •Контрольні питання
- •Варіанти завдань
- •Лабораторна робота №18
- •Процедура
- •Використання підпpoгpaм типу SubRoutіne
- •Використання функцій типу def fn
- •Зразок виконання завдання:
- •Контрольні запитання.
- •Варіанти завдань
- •Лабораторна робота № 19
- •Контрольні запитання
- •Варіанти завдань
- •Лабораторна робота № 20
- •Різні способи дocтyпу до файлів
- •Відкриття фaйлa
- •Peжими pобoти з фaйлaми
- •Пpиклад відкриття фaйлa
- •Перегляд та peдaгувaння файла
- •Контрольні запитання
- •Варіанти завдань
ЗМІСТ
Зміст |
3 |
|
Передмова
|
5 |
|
Лабораторна робота № 1. |
Апаратне забезпечення персональних комп’ютерів |
7 |
Лабораторна робота № 2. |
Розробка та програмування алгоритмів найпростіших структур |
32 |
Лабораторна робота № 3. |
Системний інтерфейс середовища QBASIC |
54 |
Лабораторна робота № 4. |
Комбінування циклів та розгалужень |
70 |
Лабораторна робота № 5. |
Знаходження найбільшого і найменшого значень функції |
86 |
Лабораторна робота № 6.
|
Метод половинного ділення |
96 |
Лабораторна робота № 7. |
Програмування ітераційних циклічних процесів |
105 |
Лабораторна робота № 8. |
Обробка одновимірних масивів |
115 |
Лабораторна робота № 9. |
Сортування одновимірного масиву |
129 |
Лабораторна робота № 10. |
Двовимірні масиви. Знаходження кількісних характеристик матриці |
139 |
Лабораторна робота № 11. |
Обробка елементів рядків (стовпчиків) матриці |
149 |
Лабораторна робота № 12. |
Взаємозв’язок індексів у квадратній матриці |
161 |
Лабораторна робота № 13.
|
Обробка символьних даних |
171 |
Лабораторна робота № 14. |
Обробка масивів економічної інформації |
186 |
Лабораторна робота № 15. |
Побудова графіків функцій в декартових координатах |
204 |
Лабораторна робота № 16. |
Побудова графіків функцій в полярних координатах |
217 |
Лабораторна робота № 17. |
Графічні можливості мови QBASIC |
223 |
Лабораторна робота № 18.
|
Використання підпрограм |
243 |
Лабораторна робота № 19. |
Побудова багатовимірних зображень |
260 |
Лабораторна робота № 20.
|
Робота з файлами |
264 |
ПЕРЕДМОВА
Комп’ютерна техніка стрімко проникає практично у всі сфери людської діяльності, вона стала незамінним атрибутом робочого місця науковця і інженера, бібліотекаря і журналіста, банкіра і бухгалтера, менеджера і технолога, не кажучи вже про фахівців з комп’ютерних наук та систем управління.
Прагнучи якомога краще підготувати випускників шкіл до самостійного життя, в багатьох школах курс інформатики орієнтується на підготовку школярів як користувачів. Багаторічний аналіз знань студентів першого курсу з інформатики показує, що більшість з них, навіть знаючи основи комп’ютерних технологій на базі MS DOS чи Windows 95, слабо орієнтуються в основах алгоритмізації і програмування.
В той же час формування у майбутнього фахівця алгоритмічного мислення, вміння чітко формулювати задачу, здійснювати її декомпозицію та знаходити розв’язок, на нашу думку, абсолютно необхідне.
Автори навчального посібника ставили за мету розвинути у студентів практичні навички в підготовці задач для їх розв’язання з використанням засобів комп’ютерної техніки. Він є продовженням і методично пов’язаний з посібником “Основи інформатики і обчислювальної техніки” під ред. Ф. Б. Рогальського, Київ, ІЗМН, 1998 р.
Лабораторний практикум складається з 20 лабораторних робіт, що охоплюють задачі на оволодіння практичними навичками розробки та програмування алгоритмів найпростіших структур, програмування звичайних та ітераційних циклічних процесів. Значна кількість робіт присвячена задачам обробки одно- та двовимірних масивів. Окремо розглядаються задачі на обробку символьних даних, графічні побудови. Розглянуто також такі можливості програмування як використання підпрограм і файлів.
При написанні програм використовується мова програмування BASIC, вибір якої зумовлений її простотою і широким використанням.
При створенні практикуму використано досвід проведення лабораторних занять кафедрою інформатики і обчислювальної техніки Херсонського державного технічного університету.
Всі зауваження та пропозиції, направлені на покращення змісту практикуму, авторами будуть сприйняті з вдячністю.
Лабораторна робота № 1
Апаратне забезпечення персональних комп’ютерів
Мета роботи: вивчення апаратних засобів персонального комп'ютера
Теоретична частина
Склад персонального комп'ютера
П ерсональний комп'ютер (ПК) як промисловий виріб складається з декількох агрегатів (блоків), пов'язаних з'єднувальними кабелями. Номенклатура блоків може варіюватися, але в мінімальний комплект постачання входить: системний блок, клавіатура, монітор і, як правило, маніпулятор (рис. 1.1.). У числі додаткових пристроїв можуть бут: принтер, додатковий накопичувач тощо. Далі розглядаються апаратні засоби персонального комп'ютера архітектури IBM PC, включаючи і найбільш поширені зовнішні пристрої.
Системний блок
Системний блок стаціонарного ПК являє собою прямокутний каркас, в якому розміщені всі основні вузли комп'ютера: материнська плата, адаптери, блок живлення, 1-2 дисководи для гнучких магнітних дисків (НГМД), один (значно рідше два) дисковод на жорсткому магнітному диску (НЖМД), в просторіччі званий «вінчестер», динамік, органи управління (вимикач електроживлення, кнопка загального скидання, перемикач тактової частоти, індикатори живлення і режиму роботи), іноді — дисковод оптичних дисків і часто — дисковод для компакт-дисків. З тильної сторони системного блоку видно штепсельні роз’єми для підключення шнурів живлення і кабелів зв'язку із зовнішніми (тобто такими, що встановлюються поза системним блоком) пристроями. Всередину системного блоку встановлюються плати сполучення пристроїв з центральним процесором (адаптер, або контролери, про які сказано нижче) і плати розширення, тобто електронні пристрої, які відсутні в початковій комплектації машини і встановлюються пізніше для збільшення її потужності або розширення функціональних можливостей. Каркас закривається кришкою або кожухом.
Нині найбільш поширені три вигляду форм системного блоку: «вежа» (tower), «міні-вежа» (mini-tower) і «плоский» (desktop).
Габарити tower досить великі і дозволяють розмістити в каркасі більше число блоків і плат. Його часто встановлюють на підлогу. Mini-tower відрізняється тим, що системний блок встановлюється на меншу грань, так що материнська плата виявляється розміщеною вертикально, а вставлені в неї плати горизонтально. Системний блок у вигляді desktop встановлюється на стіл найбільшою гранню і служить підставкою для монітора; материнська плата розташована горизонтально, а вставлені в неї плати вертикально.
Материнська (системна) плата
Так називають велику друковану електронну плату одного з стандартних габаритів, яка несе на собі головні компоненти комп'ютерної системи: центральний мікропроцесор, оперативну пам'ять, мікросхеми підтримки, центральну магістраль, шину даних, контролер шини і декілька роз'ємів-гнізд. Останні (часто їх називають слотами, від англійського slot) служать для підключення до материнської плати інших плат (контролери, плати розширення і інші). Частина слотів в початковій комплектації ПК залишається вільними.
На системній платі розташовані також з'єднувачі, до яких за допомогою спеціальних кабелів підключаються додаткові пристрої. Крім того, на материнській платі знаходяться мініатюрні перемикачі, за допомогою яких проводиться настройка електричної схеми плати.
Мікропроцесор являє собою, по суті, мініатюрну обчислювальну машину, розміщену на зверхвеликій інтегральній схемі (ЗВІС). На одному кристалі чистого кремнію за допомогою складного, багатоступінчастого і високоточного технологічного процесу створюються більше мільйонів транзисторів і інших схемних елементів, з'єднувальні проводи і точки підключення зовнішніх виводів.
У сукупності вони створюють всі логічні блоки, тобто арифметичний пристрій, пристрій управління, регістри і т.д. Світовою промисловістю випускаються різноманітні типи центральних мікропроцесорів. Найбільш відомими є процесори фірми Intel, яка донедавна була безумовним лідером в цій області та компанії AMD, яка останній часом перегнала Intel по деяким показникам випуску процесорів.
Основними параметрами мікропроцесорів є: набір команд, що виконуються, розрядність, тактова частота. Тактова частота вказує, скільки елементарних операцій (тактів) мікропроцесор виконує в одну секунду. Тактова частота вимірюється в мегагерцах (1 МГц = 1000000 Гц). Нині вже є процесори із тактовими частотами, що перевищують 1ГГц (1ГГц = 1000 МГц). Розрядність показує, скільки двійкових розрядів (бітів) інформації обробляється (або передається) за один такт, а також, скільки двійкових розрядів може бути використано в процесі адресації оперативної пам'яті. Майже всі процесори розглянутої архітектури мають 32-х бітну архітектури. Незабаром їм на зміну прийде 64-х бітна. Потрібно пам'ятати, що тактова частота служить лише відносним показником продуктивності процесора, оскільки схемні відмінності процесорів приводять до того, що в деяких з них за один такт виконується робота, на яку інші витрачають декілька тактів.
Ззовні мікропроцесор виглядає як прямокутна пластмасова пластина розмірами ~5*5*0,5 см з численними виводами (до 240). На сучасні високошвидкісні мікропроцесори встановлюється вентилятор (розміром зі сірникову коробку), необхідний для охолоджування.
Оперативний запам'ятовуючий пристрій (ОЗУ), або оперативна пам'ять (англійською — RAM, Random Access Memory, пам'ять з довільним доступом, тобто можливі і читання, і запис) також реалізована на ЗВІС. Швидкість доступу, тобто час, необхідний для зчитування даних з ОЗУ або запису їх туди, у сучасних ОЗУ складає біля 7-8 нс (7-8*10^(-9)с). Існують два типи ЗВІС-пам'яті: статична і динамічна.
У першому типі елементарний осередок утворюють так звані тригерні схеми. Будучи встановлена вхідним імпульсом в один з двох можливих станів («0» або «1»), така схема зберігає його до чергового імпульсу або до вимкнення живлення. При зчитуванні записаного в осередок значення її стан також не змінюється. Інакше працює динамічна пам'ять: вона складається з мікроскопічних конденсаторів, кожний з яких може перебувати в стані «заряджений» (що символізує двійкову “1”) або «не заряджений» (двійковий “0”). Щоб зберігати дані в такій пам'яті, заряджені конденсатори необхідно періодично «підживлювати». Тому динамічне ОЗУ при інших рівних умовах істотно повільніше статичного. Але зате воно менш енергоємне. Потрібно підкреслити, що обидва види пам'яті зберігають дані лише при постійному енергоживленні. Про такий запам’ятовуючий пристрій кажуть, що він енергозалежний. Дані в ньому стираються після вимкнення або перезавантаження комп’ютера.
Конструктивно сучасна ЗВІС ОЗУ (наприклад, SIMM, single in-line memory module) являє собою невелику друковану плату з розміщеними на ній мікросхемами. Останнім часом в основному застосовуються 72-контактні (72-pin) 36-бітові модулі (32 біта — довжина слова з чотирьох байт плюс по біту контролю парності на кожний байт).
Крім ОЗУ, в сучасних ПК обов'язково присутня так звана зверхоперативна пам'ять (її називають кеш-пам'яттю, від англійського слова “cаche”). Вона призначена для узгодження швидкості роботи повільних пристроїв з більш швидкими, наприклад мікропроцесора і динамічної пам'яті.