Информация, ее количественная мера

Кафедра мехатроники

И гидропневмоавтоматики

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

 

 

к лабораторным работам

по дисциплине

«ИНФОРМАТИКА»

 

Новочеркасск 2014

 

 

Данные лабораторные работы выполняются студентами 1 курса дневной формы обучения по направлению подготовки: 221000 «Мехатроника и робототехника» и 141100 «Энергетическое машиностроение» с целью закрепления теоретических знаний и получения практических навыков по информатике и программированию на языке Паскаль.

 

Составитель:

Бондаренко М.Д., к.т.н., доцент кафедры мехатроники и гидропневмоавтоматики.

 

Тираж: 20 экз.

Объем: стр.

 

 

Утверждено на заседании кафедры

Протокол № ___

«____» ________________ 20____ г.

 

Зав. кафедрой Шошиашвили М.Э.

НАУКА ИНФОРМАТИКА

Стремительное развитие и широкое распространение вычислительной техники послужили предпосылками к появлению нового раздела науки, названного информатикой. Основные направления информатики связаны с разработкой спе­циальных компьютерных методов решения сложных исследователь­ских и практических задач.

Информатика долгое время рассматривалась как часть матема­тики и развивалась усилиями математиков. И хотя специфичность компьютерных методов дает основание говорить об информатике как об особой науке, все же следует подчеркнуть, что эта наука существенно, опирается на достижения математики. Последнее объ­ясняется тем, что явления и процессы, которые изучаются естест­венными и техническими науками, экономические процессы и т. д. часто удается описать с помощью понятий математики - функций, систем уравнений, неравенств и др., и для получения конкретных сведений об изучаемых явлениях и процессах надо произвести не­которые действия (например, прибегая к помощи компьютера) над математическими объектами.

Название «информатика» происходит от слова «информация», которое, в свою очередь, означает сведения о чем-либо. Ком­пьютер фактически предназначен для переработки информации. Исходная информация о некотором процессе, имеющая вид чисел, таблиц, графиков, текстов и т. д., может быть преобразована в другую информацию об этом же процессе. Например, информация о взаимном расположении планет может быть с помощью компью­тера довольно быстро преобразована в информацию о расположении, которое будет наблюдаться через интересующее нас время. Информация о производственных возможностях предприятия мо­жет быть преобразована в информацию о таком распределении работы, которое обеспечивает эффективное использование всех имеющихся возможностей и т.д. Но для того, чтобы решение по­добной задачи стало возможным, надо сначала разработать алго­ритм и написать соответствующую программу для компьютера.

Алгоритмы и программы

Понятие алгоритма является одним из центральных понятий информатики. Слово алгоритм, в сущ­ности, является синонимом слов способ, рецепт, и т. д. Можно говорить, в этом смысле, об алгоритме нахождения корней квад­ратного уравнения, заданного своими коэффициентами, или об алгоритме разложения натурального числа на простые множители. В основе этих алгоритмов лежат простейшие математические опе­рации над числами. Такие алгоритмы называются численными. Довольно часто рассматриваются и нечисленные алгоритмы. На­пример, в роли исходных данных и результатов могут выступать последовательности символов - тексты, формулы и т. д., в роли операций - не операции сложения, умножения и подобные им, а операции приписывания одной последовательности к другой, опе­рация замены по некоторой таблице одних символов на другие и т. д. Примером алгоритма, основывающегося на подобных опера­циях, являются алгоритмы преобразования текста в его код Морзе.

Итак, алгоритм - это описанный со всеми подробно­стями способ получения удовлетворяющих поставленному условию результатов по исходным данным.

Поиски различных алгоритмов входили в круг важных задач во все время существования науки. Уже в древнейшие времена были получены способы нахождения площадей и объемов геомет­рических фигур и тел по их размерам. Одним из достижений ан­тичной науки было изобретение Евклидом (III век до н.э.) не­обычно остроумного способа быстрого нахождения наибольшего общего делителя двух натуральных чисел. Математики Древнего Востока изобрели десятичную систему и дали правила вычисле­ний в этой системе. Сам термин «алгоритм» тоже имеет древнее происхождение, являясь латинизированной транскрипцией имени великого среднеазиатского ученого IX века Мухаммеда аль-Хорезми (буквально: Мухаммеда из Хорезма или Мухаммеда Хорезмского; Хорезм - название древнего государства на территории Узбекиста­на). В математическом трактате Мухаммеда аль-Хорезми форму­лировались, в частности, правила разнообразных вычислений.

Ряд важных для вычислительной практики алгоритмов был разработан в XVII-XIX веках И. Ньютоном, Л. Эйлером, К. Ф. Гауссом - крупнейшими математиками своего времени. Эти алгоритмы не утратили своего значения по сегодняшний день.

В настоящее время интерес к алгоритмам особенно велик бла­годаря упомянутой возможности использования компьютеров в технике, экономике, научных исследованиях и т. д. Дело здесь в том, что компьютер во время работы выполняет заданную програм­му, а программа является некоторым алгоритмом, записанным в специальных обозначениях. Соответствующую систему обозначений называют языком программирования. Точнее, язык программиро­вания - это совокупность средств и правил представления алго­ритма в виде, приемлемом для компьютера.

Число используемых языков программирования сейчас доста­точно велико. Среди наиболее распространенных следует в первую очередь назвать такие языки, как Фортран, Бейсик, Лисп, Паскаль, Си. Язык программирования Паскаль, созданный в 70-х годах швейцарским ученым Н. Виртом, приобрел в последнее время значительную популярность. В Паскале скон­центрированы многие лучшие черты языков-предшественников. В нашем курсе информатики в качестве рабочего языка програм­мирования будет использоваться именно Паскаль.

И принципы кодирования

В самом широком смысле слова информация представляет собой отражение реального мира в виде сигналов разной природы, воспринимаемых человеком. В узком (практическом) умысле - это любые сведения, являющиеся объектом хранения, передачи и преобразования.

За тысячелетия своего существования человечество накопило огромное количество информации. Мозг человека не в состоянии хранить такой объем информации и без искажения передавать её другим людям. Поэтому для хранения и передачи информации использовались различные средства - от рисунков на скалах до магнитных и оптических носителей информации в современных вычислительных машинах.

Информация характеризуется качественными показателями и имеет количественную меру. К качественным характеристикам информации относятся такие ее свойства, как достоверность, полнота, актуальность, полезность, понятность. Одним из важных качественных показателей является также тип данных, определяющий характер смыслового содержания информации. Так, числовая информация может относиться к целочисленному или вещественному типу данных. С помощью символьных данных записывается различная текстовая информация. Используются также другие типы данных, с которыми мы познакомимся подробно позже.

Текстовая информация хранится и передается в форме слов, образованных символами того или иного алфавита. Для кодирования и обработки информации с помощью компьютера используется двоичный алфавит (двоичная система счисления), буквами которого являются две цифры - 0 и 1. Количество информации, кодируемое одной буквой этого алфавита, называют 1 бит (binary digit). Очевидно, что такое же количество информации содержится в двоичном слове минимальной длины (состоящем из одного символа), и именно это количество информации логично принять за единицу. Таким образом, единицей количества информации считается один бит.

Информация, хранящаяся в компьютере, представляет собой набор символов, к которым относятся прописные и строчные буквы латинского (52 символа) и русского (66 символов) алфавитов, арабские цифры от 0 до 9, ряд специальных и служебных знаков. Общее количество этих символов около 150-160, и каждый из них должен быть закодирован двоичным словом.

Количество информации, содержащееся в слове, длиной 8 бит называется байтом и широко используется как более крупная единица измерения количества информации. Таким образом,

1 байт = 2³ бит = 8 бит.

На основе этой единицы образованы еще более крупные единицы количества информации по следующему правилу:

1 килобайт (1 кбайт) = 2¹⁰ байт = 1024 байт;

1 мегабайт (1 Мбайт) = 2¹⁰ кбайт = 1024 кбайт;

1 гигабайт (1 Гбайт) = 2¹⁰ Мбайт = 1024 Мбайт;

1 терабайт (1 Тбайт) = 2¹⁰ Гбайт = 1024 Гбайт.

Таким образом, информация, хранящаяся и обрабатываемая в ком­пьютере, представляет собой двоичные коды символов - букв латинского и русского алфавитов, чисел, знаков математических операций и служебных символов. Кодирование информации выполняет сам компьютер с помо­щью устройств и программ. Закодированная информация поступает в память для хранения и дальнейшей обработки.

Рис. 1.2. Структура персонального компьютера

 

Внешний вид персонального компьютера в стандартной комплекта­ции показан на рис. 1.3.

Рис. 1.3. Внешний вид персонального компьютера

 

Характеристики устройств ПК

Основные устройства

Центральный процессор (микропроцессор) - главный элемент компьютера. Он осуществляет вычисления по хранящейся в оперативной памяти программе и обеспечивает общее управление компьютером. Микропроцессор, как минимум, содержит арифметико-логическое устройство, предназначенное для выполнения арифметических и логических операций, и устройство управления, обеспечивающее общее управление вычислительным процессом и координацию работы всех устройств компьютера.

Реальная архитектура современных процессоров достаточно сложна, т.к. в их состав входит много дополнительных устройств, обеспечивающих более эффективное управление и, в конечном итоге, большую производительность.

Микропроцессор выполняет практически всю обработку данных, по­этому от его характеристик в значительной мере зависит общая произво­дительность компьютера.

Основным производителем процессоров для персональных компьютеров является фирма Intel, но существуют и другие, не менее известные фирмы. Прежде всего, это Advanced Micro Devices (AMD), Cyrix и IBM.

Основной параметр процессора, сильнее всего влияющий на его про­изводительность (кроме разрядности), - так называемая тактовая частота. Она измеряется в мегагерцах (8, 16, 66, 100, 166, 200, 233, 300 и более МГц), и чем она выше, тем выше производительность процессора. Однако, благо­даря различиям в архитектуре, процессоры даже с одинаковой тактовой частотой, но изготовленные разными фирмами, могут обладать различной производительностью.

Для ускорения арифметических вычислений в ПК часто использует­ся специальный арифметический сопроцессор. Это еще один процессор, который устанавливается на основной плате рядом с центральным процессором или входит в состав центрального процессора.

Для хранения выполняемых программ и данных, непосредственно участвующих в операциях, служит запоминающее устройство, напрямую связанное с процессором - т.н. основная память (ОП). Оно имеет достаточно высокое быстродействие, но ограниченный объем. Основная память включает в себя различные устройства, основными из которых являются оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) и постоянное запоминающее устройство (ПЗУ). Кроме того, в состав основной памяти современных компьютеров входит т.н. кэш-память, ускоряющая обмен данными между процессором и ОЗУ.

ОЗУ является основным типом внутренней памяти компьютера, размещается на системной плате и реализовано в виде съемных модулей. В нем содержатся программы и данные, доступные для использования процессором, а также промежуточные и окончательные результаты вычислений. ОЗУ является энергозависимым устройством, что означает исчезновение информации при отключении питания. Однако может использоваться и энергонезависимая память на новых физических принципах.

Объем оперативной памяти сильно влияет на производительность компьютера. Обычно память устанавливается в компьютер модулями, собранными из определенного количества микросхем. Существующие сегодня модули оперативной памяти имеют емкость 4 Мбайт, 8 Мбайт, 16 Мбайт, 32 Мбайта, 64 Мбайта, 128 Мбайт, 256 Мбайт, 512 Мбайт.

ПЗУ является особым типом внутренней памяти, содержимое кото­рого не изменяется на протяжении эксплуатации компьютера. В микро­схемах ПЗУ хранятся системные программы и данные, связанные с «жиз­необеспечением» компьютера: программы самотестирования, обработчики прерываний BIOS, драйверы периферийных устройств, таблица образов символов ASCII и др.

Кэш-память имеет намного меньший объем, чем ОЗУ, но обладает лучшим быстродействием. Она используется в качестве быстрого проме­жуточного буфера для согласования скоростей работы процессора и оперативной памяти. Согласование состоит в том, что кэш заполняется данными до того, как эти данные потребуются процессору. При этом кэш-память освобождает процессор от прямого общения с более медленной оперативной памятью. Кэш размещается на системной плате в виде микросхем статической памяти, обладающих гораздо лучшим быстродей­ствием, чем микросхемы динамической памяти ОЗУ.

Еще раз подчеркнем, что микропроцессор в своей работе использует только информацию, хранящуюся в основной памяти. Если же программы и/или данные находятся в другом устройстве, то они должны быть предвари­тельно размещены в основной памяти.

Периферийные устройства

Любое устройство, отделенное от микропроцессора и основной памяти и имеющее собственное управление, называется периферийным. По функцио­нальному признаку периферийные устройства делятся на две основные группы:

• внешние запоминающие устройства (ВЗУ), служащие дополни­тельным энергонезависимым, более медленным, но и более емким полем памяти машины для долговременного хранения программ и данных;

• устройства ввода - вывода (УВВ), обеспечивающие общение поль­зователя с компьютером.

В качестве ВЗУ обычно используются накопители на магнитных дисках (НМД) - как гибких, так и жестких, накопители на магнитных лентах (НМЛ), а также накопители на оптических дисках (НОД).

Набор УВВ существенно богаче: дисплеи, клавиатуры, манипулято­ры (типа "мышь", типа "шар" и джойстики), печатающие устройства (принтеры), устройства ввода и вывода графической информации и др. Этот список можно продолжить вплоть до синтезаторов речи и даже устройств ввода речевой информации.

В зависимости от назначения периферийные устройства относят к основным или дополнительным. Без основных периферийных устройств работа, как правило, становится невозможной. К основным периферийным устройствам относятся монитор, клавиатура и, как минимум, один накопи­тель информации. Основные периферийные устройства подключаются к системной шине не непосредственно, а через адаптеры или контроллеры соответствующих устройств. Адаптер выполняет две основные функции:

1) осуществляет непосредственное управление периферийным уст­ройством по запросам от микропроцессора, освобождая тем са­мым микропроцессор от выполнения рутинных операций;

2) обеспечивает согласование интерфейса периферийного устройст­ва с системной шиной.

Внешняя память используется для долговременного хранения про­грамм и данных с помощью дополнительных устройств памяти. Наиболь­шее распространение получили устройства, называемые накопителями на магнитных дисках (НМД). Любой ПК содержит, как минимум, один накопитель на гибких магнитных дисках (НГМД) и накопитель на жестких магнитных дисках (НЖМД). НГМД является устройством со сменным носителем информации, разработанным фирмой IBM. Первый гибкий диск (дискета) имел диаметр 8 дюймов (203 мм). Позже появились дискеты диаметром 5,25 дюйма и 3,5 дюйма. Фирма Sony уже выпустила дискеты диаметром 51 мм для портативных ПК. Независимо от формата конструк­тивно дискета представляет собой пластмассовый диск с магнитным покрытием, помещенный в специальный футляр. Информация на магнит­ном диске размещается вдоль концентрических окружностей, называемых дорожками. Участок дорожки, хранящий минимальную порцию информа­ции, которая может быть считана с диска или записана на него, называют сектором. Для гибких магнитных дисков емкость сектора обычно состав­ляет 512 байт. Количество информации, которое можно хранить на диске­тах (емкость дискеты), изменяется в зависимости от параметров дискеты и плотности записи информации. Наиболее распространенные сегодня дискеты диаметром 3,5 дюйма имеют емкость 1,44 Мбайт.

Для работы с дискетами необходимо специальное устройство, назы­ваемое дисководом (Floppy Disk Drive, FDD).

НЖМД (Hard Disk Drive, HDD) впервые применены фирмой IBM в 1973 г. и существенно превосходят НГМД, как по емкости, так и по быстродействию. Магнитный диск, система позиционирования и блок магнитных головок помещены в герметично закрытый корпус. В отличие от дискет, диск сделан из жесткого материала (чаще всего - алюминия). Диаметр дисков обычно составляет 133 или 89 мм, причем в один НЖМД устанавливаются от 2 до 8 дисков. НЖМД с несъемным носителем инфор­мации часто называют винчестером. Емкость современных винчестеров на протяжении последних нескольких лет увеличивалась ежегодно более чем в полтора раза и сегодня колеблется в пределах от 10 до 120 Гбайт.

Все накопители подключаются к ПК с помощью специальных устройств, называемых дисковыми контролерами. Они могут быть разных типов. Чаще всего используются контроллеры в стандартах IDE и SCSI. Эти стандарты отличаются способом подключения к НМД, системой команд и пропускной способностью.

К периферийным устройствам относятся также устройства ввода и вывода информации.

Часто ПК поставляется с единственным устройством ввода - клавиатурой, относящейся к основным периферийным устройствам. Она представляет собой матрицу клавиш, объединенных в единое целое, и электронный блок для преобразования нажатия клавиши в двоичный код.

Любая клавиатура имеет четыре группы клавиш:

1) пишущей машинки для ввода прописных и строчных букв, цифр и специальных знаков;

2) служебные, изменяющие результат нажатия остальных клавиш;

3) функциональные (программируемые), результат нажатия, которых зависит от используемого программного продукта;

4) двухрежимной малой цифровой клавиатуры, обеспечивающие быстрый и удобный ввод цифровой информации, а также управление курсором и переключение режимов работы клавиатуры.

Кроме клавиатуры может быть использован манипулятор типа «мышь» (mouse), который представляет собой приспособ­ление для указания нужных точек на экране путем перемещения его вручную по плоской поверхности.

Монитором называют устройство отображения текстовой и графи­ческой информации без ее долговременной фиксации. Монитор является основным периферийным устройством ПК и служит как для отображения информации, вводимой посредством устройств ввода, так и для выдачи пользователю сообщений, а также для вывода полученных в ходе выпол­нения программ результатов. Монитор состоит из двух основных частей -экрана и электронного блока, размещенных в одном корпусе. Подключает­ся монитор к ПК через видеоадаптер (видеоконтроллер).

Часто вместо термина «монитор» употребляют термины «дисплей». В дальнейшем мы будем употреблять еще один термин – «консоль». В ПК стандартной консолью является совокупность монитора и клавиатуры.

Одна из основных характеристик видеомонитора - его разрешающая способность. Цветное изображение на экране видеомонитора состоит из отдельных цветных точек. Каждая цветная точка, в свою очередь, состоит из трех маленьких точек, имеющих основные цвета. Чем меньше расстоя­ние между цветными точками, тем выше качество изображения и стои­мость видеомонитора. Иногда это расстояние называют «зерном». Для современных моделей видеомониторов размеры «зерна» обычно составляют от 0,28 до 0,24 мм.

Используется несколько режимов работы с разной разрешающей способностью, т.е. с разным количеством точек в изображении. Обычно в современных ПК, работающих под управлением операционной системы Microsoft Windows, используется три режима. В первом режиме изображе­ние на экране видеомонитора состоит из 640 точек по горизонтали и 480 точек по вертикали, т.е. в режиме 640 х 480 точек (все точки цветные). Этот режим соответствует разработанному фирмой IBM стандарту VGA. Режим с более высокой разрешающей способностью - 800х600 точек - соответствует стандарту SVGA, который является дальнейшим развитием стандарта VGA. Для дорогих видеомониторов с большим размером экрана и высокой четкостью изображения иногда используются режимы с еще большим разрешением - 1024 х 768, 1200 х 1024 и т.д. Чем выше разрешающая способность, тем больше информации может поместиться на экране. Для простых задач подготовки текстовых документов можно использовать экран с разрешением 640 х 480. Если же работа более серьез­ная, требуется более высокое разрешение.

Еще одна характеристика видеомонитора, на которую следует обратить внимание - частота смены кадров, или частота кадровой развертки. Чем она выше, тем меньше утомляемость глаз. Для хороших мониторов эта частота должна быть порядка 85 Гц или выше.

Печатающие устройства (принтеры) предназначены для вывода алфавитно-цифровой (текстовой) и графической информации на бумагу или подобный ей носитель.

 

Клавиатура

Клавиатура IBM PC (рис. 1.4.) предназначена для ввода в компьютер инфор­мации от пользователя. На рисунке показана модель клавиатуры для IBM PC AT, для других моделей компьютера расположение и число клавиш на клавиатуре может несколько отличаться, но назначение одинаковых клавиш на разных клавиатурах, разумеется, совпадает. На компьютерах типа IBM PC XT, например, функциональных клавиш не 12, а 10 ([F1]-[F10]), и расположены они не в верхнем ряду клавиатуры, а слева. На персональных компьютерах советского производства надписи на клавишах могут быть сделаны по-русски. Кроме того, у персональных компьютеров советского производства на клавиатуре иногда имеются клавиши [рус] и [лат] для переключения с русского шрифта на латинский и обратно.

Расположение латинских букв на клавиатуре IBM PC, как правило, такое же, как на английской пишущей машинке, а букв кириллицы — как на русской пишущей машинке.

В дальнейшем изложении мы будем для обозначения клавиш употреблять надпись на клавише стандартной клавиатуры, заключенную в рамку. Например, [Shift] обозначает клавишу с надписью «Shift».

Ввод прописных и строчных букв. Для ввода прописных букв и других символов, располагающихся на верхнем регистре клавиатуры, имеется клавиша [Shift]. Например, чтобы ввести строчную букву «d», надо нажать клавишу, на которой изображено «D», а чтобы ввести прописную букву «D», надо нажать клавишу [Shift] и, не отпуская ее, нажать на клавишу «D».

Клавиша [Caps Lock] служит для фиксации режима прописных букв. Это удобно при вводе текста, состоящего из таких букв. Повторное нажатие клавиши [Caps Lock] отменяет режим прописных букв. В режиме [Caps Lock] нажатие клавиши [Shift] дает возможность ввода строчных букв. Иногда клавиша [Caps Lock] используется для других целей, на­пример для переключения на русский алфавит.

Рис. 1.4. Внешний вид клавиатуры персонального компьютера

 

Переключение на другой алфавит. Переключение клавиатуры с режима ввода латинских букв на режим ввода русских букв на не­которых персональных компьютерах советского производства осущест­вляется с помощью клавиш [РУС] и [ЛАТ] На компьютерах зарубежного производства это переключение выполняется специальной программой — драйвером клавиатуры. Эта программа, как правило, запускается в начале работы с компьютером и затем она постоянно находится в опе­ративной памяти компьютера. Функции этой программы — восприни­мать нажатия клавиш на клавиатуре и передавать соответствующие символы операционной системе DOS. После нажатия определенной комбинации клавиш драйвер клавиатуры начинает передавать в компь­ютер символы другого алфавита. Одни драйверы используют для пере­ключения на другой алфавит клавишу [Caps Lock], другие — нажатие клавиши [Ctrl], бывают и другие способы переключения.

Специальные клавиши клавиатуры. Кроме алфавитно-цифровых клавиш и клавиш со знаками пунктуации, на клавиатуре имеется боль­шое число специальных клавиш.

Клавиша [Enter] (на некоторых клавиатурах — [Return] или [CR], предназначена для окончания ввода строки. Например, при вводе ко­манд DOS ввод каждой команды должен оканчиваться нажатием кла­виши [Enter].

Клавиша [Backspace] или «Забой» (стрелка влево над клавишей [Enter]) удаляет символ, находящийся слева от курсора (курсор обычно изображается мигающим символом, похожим на знак подчеркивания).

Клавиша [Del] (Delete — удаление) используется для удаления символа, находящегося над курсором.

Клавиша [Ins] (Insert — вставка) предназначена для переключения между двумя режимами ввода символов, ввода с раздвижкой символов (вставка) и ввода с замещением ранее набранных символов (замена).

Клавиши [ Ü ], [ Þ ], [ Ý ], [ ß ], [Home], [End], [PgUp], [PgDn] называют кла­вишами управления курсором. Как правило, нажатие на них приводит к перемещению курсора в соответствующем направлении или к «пере­листыванию» изображаемого на экране текста.

Клавиша [NumLock] (блокировка цифр) включает и выключает ре­жим, в котором при нажатии на клавиши [Ü], [Þ], [Ý], [ß], [Home], [End], [PgUp], [PgDn], [Ins] и [Del], расположенные в правой части клавиа­туры, в компьютер вводятся цифры 1-9, 0 и точка. Этот режим удобен для ввода чисел.

Клавиша [Esc] (escape — убегать, спасаться), как правило, используется для отмены какого-либо действия, выхода из режима программы и т д.

Клавиша [Tab] (табуляция) при редактировании текстов обычно используется для перехода к следующей позиции табуляции. В других программах ее значение может быть иным переключение между «окошками» на экране, полями запроса и т.д.

Функциональные клавиши [F1]-[F12] (на некоторых клавиатурах [F1]-[F10]) предназначены для различных специальных действий. Их действие определяется выполняемой программой.

Клавиши [Ctrl] и [Alt]. На клавиатуре имеются специальные клавиши [Ctrl] и [Alt]. Как и клавиша [Shift], они предназначены для из­менения значений других клавиш. Клавиши [Ctrl] и [Alt] вводятся в комбинации с другими клавишами, и выполняющаяся программа мо­жет особым образом реагировать на такие комбинации клавиш.

Например, в описании программы может быть записано, что для вы­полнения определенного действия следует ввести (или нажать) [Alt] [T]. Это означает, что пользователь должен нажать клавишу [Alt] и, не отпуская ее, нажать на клавишу [T].

Особые комбинации клавиш. Имеются комбинации клавиш, об­рабатываемые специальным образом

[Ctrl] [Break] — завершение работы выполняемой программы или команды.

[Сrtl] [Alt] [Del] (одновременное нажатие клавиш [Ctrl], [Alt] и [Del]) — перезагрузка DOS.

[PrtScr] — печать на принтере копии содержимого экрана.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1

 

И ФАЙЛОВЫМИ МЕНЕДЖЕРАМИ

ЦЕЛЬ РАБОТЫ:

1. Получение навыков работы в операционной системе DOS, файловом менеджере DN, изучение функциональных клавиш DN.

ЗАДАНИЕ:

1. Создать каталог, в подкаталоге Students\Student1, именем которого является фамилия.

2. Скопировать в свой каталог 2-3 файла.

3. Экспериментируя со скопированными файлами изучить функциональные клавиши DN.

Начальная загрузка DOS

Начальная загрузка DOS выполняется автоматически в следующих случаях:

• при включении электропитания компьютера;

• при нажатии на клавишу «RESET» на корпусе компьютера;

• при одновременном нажатии клавиш Ctrl, Alt и Del на клавиатуре.

После того как с диска, с которого загружается операционная система (т.е. дискеты или винчестера), прочитана программа-загрузчик операционной системы, эта программа считывает в память компьютера модули операционной системы и передает им управление.

Далее с того же диска читается файл конфигурации системы Config.sys и в соответствии с указаниями, содержащимися в этом файле, загружаются драйверы устройств и устанавливаются параметры операционной системы. Если файл Config.sys отсутствует, все параметры устанавливаются по умолчанию.

После этого с диска, с которого загружается операционная система, читается командный процессор (файл Command.com) и ему передается управление. Командный процессор выполняет командный фай Autoexec.bat, если этот файл имеется в корневом каталоге диска, с которого загружается операционная система. В файле Autoexec.bat указывают команды и программы, выполняемые при каждом запуске компьютера.

Если файл Autoexec.bat не найден в корневом каталоге диска, с которого загружается операционная система, то DOS запрашивает у пользователя текущую дату и время.

После выполнения файла Autoexec.bat процесс загрузки операционной системы заканчивается. DOS выдает приглашение, показывающее, что она готова к приему команд.

Файлы и каталоги на дисках

Что такое файл

Информация на магнитных дисках хранится в файлах. Файл - это поименованная область на диске или другом машинном носителе. В файлах могут храниться тексты программ, документы, готовые к выполнению программы и т.д.

Часто файлы разделяют на две категории - текстовые и двоичные. Текстовые файлы предназначены для чтения человеком. Они состоят из строк символов, причем каждая строка оканчивается двумя специальными символами «возврат каретки» (CR) и «новая строка» (LF). При редактировании и просмотре текстовых файлов эти специальные символы, как правило, не видны. В текстовых файлах хранятся тексты программ, командных файлов DOS и т.д. Файлы, не являющиеся текстовыми, называются двоичными.

Текстовый файл, содержащий только символы с кодами до 127 (т.е., не содержащий русских букв и псевдографических символов), называется ASCII-файлом.

Имена файлов

Каждый файл на диске имеет обозначение, которое состоит из двух частей: имени и расширения (часто имя и расширение вместе также называются именем, как правило, это не приводит к путанице). В имени файла может быть от 1 до 8 символов. Расширение начинается с точки, за которой следуют от 1 до 3 символов. Например,

command.com

paper.doc

autoexec.bat

имя расширение

 

Имя и расширение могут состоять из прописных и строчных латинских букв, цифр и символов

- _ $ # & @! % () { } ‘ ^

Расширение имени файла является необязательным. Оно, как правило, описывает содержание файла, поэтому использование расширения весьма удобно. Многие программы устанавливают расширение, имени файла и по нему Вы можете узнать, какая программа создала файл.

Примеры:

.com,.ехе - готовые к выполнению программы;

.bat - командные (batch) файлы;

.pas - программы на Паскале;

.for - программы на Фортране;

.с - программы на Си;

.asm - программы на Ассемблере;

.bak - копия файла, делаемая перед его изменением.

В имени и расширении имени файла прописные и строчные латинские буквы являются эквивалентными, так как DOS переводит все строчные буквы в соответствующие прописные буквы.

Замечания:

1. Многие программы используют расширение.bak для копий файла, делаемых перед его изменением. Наличие такой копии позволяет восстановить содержимое файла в случае его ошибочного изменения или удаления. После окончания работы с файлом, когда пользователь правильно внес все изменения в файл, он может уничтожить созданные файлы расширением.bak.

2. Некоторые «русифицированные» версии DOS позволяют употреблять в именах файлов русские буквы. Однако лучше эту возможность не использовать - многие программы не «понимают» таких имен.

Каталоги

Имена файлов регистрируются на магнитных дисках в каталогах, (или директориях). Каталог - это специальное место на диске, в котором хранятся имена файлов, сведения о размере файлов, времени их последнего обновления, атрибуты (свойства) файлов и т.д. Если в каталоге хранится имя файла, то говорят, что этот файл находится в данном каталоге. На каждом магнитном диске может быть несколько каталогов. В каждом каталоге может быть много файлов, но каждый файл всегда регистрируется только в одном каталоге.

Подкаталоги и надкаталоги. Все каталоги (кроме корневого) на самом деле являются файлами специального вида. Каждый каталог имеет имя, и он может быть зарегистрирован в другом каталоге. Если каталог Х зарегистрирован в каталоге Y, то говорят, что Х - подкаталог Y, а Y - надкаталог или родительский каталог для X.

Имена каталогов. Требования к именам каталогов те же, что к именам файлов. Как правило, расширение имени для каталогов не используется.

Корневой каталог. На каждом магнитном диске имеется один главный, или корневой, каталог. В нем регистрируются файлы и подкаталоги (каталоги 1-го уровня). В каталогах 1-го уровня регистрируются файлы и каталоги 2-го уровня и т.д. Получается иерархическая древообразная структура каталогов на магнитном диске.

РАБОТА С ПРОГРАММОЙ Dos Navigator

Возможности Dos Navigator

DN позволяет выполнять большое количество различных функций, в частности:

• наглядно изображать содержание каталогов на дисках;

• изображать дерево каталогов на диске с возможностью перехода в нужный каталог с помощью указания его на этом дереве, а также создание, переименование и удаление каталогов;

• удобно копировать, переименовывать, пересылать и удалять файлы;

• просматривать текстовые файлы, документы, сделанные с помощью различных редакторов текстов, архивные файлы, графические файлы, базы данных и таблицы табличных процессоров;

• редактировать текстовые файлы;

• выполнять любые команды DOS;

• изменять атрибуты файлов;

• с помощью одного нажатия клавиши выполнять стандартные действия для каждого типа файлов;

• и многое другое.

КРАТКАЯ СПРАВКА ПО Dos Navigator

(Norton Commander, Volkov Commander, и т.п.)

НАЗНАЧЕНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ КЛАВИШ:

F1 – получение справки;

F2 – вызов меню команд пользователя;

F3 – просмотр файла;

F4 – редактирование файла;

F5 – копирование файла (ов);

F6 – переименование файла или каталога;

F7 – создание нового каталога;

F8 – удаление файла (ов) или каталога;

F9 – верхнее меню DN;

F10 – выход из DN;

Shift + F4 – редактирование файла, имя файла запрашивается;

Alt + F7 – поиск файлов на диске;

УПРАВЛЕНИЕ ПАНЕЛЯМИ:

Перейти в другую панель – TAB

Ctrl + О – убрать панели с экрана;

Ctrl + F1 – убрать/вывести левую панель;

Ctrl + F2 – убрать/вывести правую панель;

Alt + F1 – вывести в левой панели оглавление дисков;

Alt + F2 – вывести в правой панели оглавление дисков;

ВЫБОР ГРУППЫ ФАЙЛОВ:

Включить файл в группу – Ins

Исключить файл из группы – Ins.

 

Контрольные вопросы:

1. Что такое операционная система, функции операционных систем?

2. Что такое файлы, категории файлов?

3. Способы организации имен файлов.

4. Что называется каталогом, структура каталогов на магнитном диске?

5. Функции программ-оболочек.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2

 

Прогон и отладка программы