Принципи Джона фон Неймана. Класифікація еом

1. Мета роботи

 

1.1. Закріплення теоретичних відомостей з історії розвитку обчислювальної техніки.

1.2. Закріплення теоретичних відомостей з принципів Джона фон Неймана.

1.3. Закріплення теоретичних відомостей з поколінь ЕОМ та класифікації ЕОМ.

1.4. Ознайомлення з правилами виконання лабораторних робіт і оформлення протоколів.

 

2. Домашнє завдання

 

2.1. Ознайомитись з основними етапами історії розвитку засобів обчислювальної техніки.

2.2. Ознайомитись з принципами Джона фон Неймана.

2.3. Ознайомитись з класифікацію ЕОМ.

 

3. Робота в лабораторії

 

3.1. Ознайомитися з інструкцією з техніки безпеки при роботі в лабораторії обчислювальної техніки.

3.2. Ознайомитися з структурою протоколу лабораторної роботи.

3.3. Скласти таблицю, в якій вказати основні етапи розвитку обчислювальної техніки, відповідні їм періоди часу та основні події, що їх характеризують.

3.4. Записати у протокол принципи Джона фон Неймана, привести структурну схему фоннеймановської ЕОМ та записати призначення її складових.

3.5. Скласти таблицю, в якій вказати покоління ЕОМ, відповідні їм періоди часу та привести стислу характеристику поколінь.

 

 

4. Зміст звіту

 

4.1. Титульний лист.

4.2. Мета лабораторної роботи.

4.3. Результати виконання п.п. 3.3-3.5.

4.4. Висновки.

 

5. Контрольні запитання

 

5.1. Як фізично представлялися числа в машині Паскаля і як здійснювалися арифметичні операції над ними?

5.2. Перелічіть складові аналітичної машини Беббіджа і вкажіть їх призначення.

5.3. В чому принципова різниця між релейними та ламповими обчислювальними машинами?

5.4. Сформулюйте принципи Джона фон Неймана та поясніть їх значення для розвитку обчислювальної техніки.

5.5. За якими ознаками можна проводити класифікацію ЕОМ?

5.6. Перелічіть істотні ознаки, характерні для кожного з поколінь ЕОМ.

 

6. Література

 

1. Алексеев А.П. Информатика 2001. – М.: Изд. Солон-Р, 2001

2. Информатика. Базовый курс. 2-е издание / Под. ред. Симоновича С.В. – СПб.: Питер, 2004, с.38-48.

 

 

Лабораторна робота № 2

Арифметичні основи ЕОМ. Форми представлення чисел

1. Мета роботи

 

1.1. Придбання навичок перекладу чисел з однієї системи числення в іншу.

1.2. Придбання навичок перекладу чисел у системах числення з кратними основами.

1.3. Придбання навичок представлення чисел у внутрішньому форматі ЕОМ.

 

2. Домашнє завдання

 

2.1. Вивчити правила перекладу чисел з однієї системи числення в іншу та записати їх у протокол (4 правила).

2.2. Вивчити форми представлення чисел в ЕОМ.

2.3. Підготувати таблицю для виконання п. 3.1 роботи в лабораторії.

 

 

3. Робота в лабораторії

 

3.1. Скласти і записати в зошит таблицю, у першому стовпчику якої представлені десяткові числа від 0 до 32, а в наступних - їхні еквіваленти відповідно в двійковій, вісімковій та шістнадцятковій системах числення.

3.2. Перевести ціле десяткове число, перші дві цифри якого збігаються з днем, а інші - з місяцем вашого народження, у двійкову, вісімкову та шістнадцяткову системи числення за правилом ділення.

3.3. Провести перевірку правильності результатів перекладу за п. 3.2 за допомогою зворотнього переводу з використанням поліноміального представлення числа.

3.4. Перевести ціле число, що дорівнює Вашому номеру в журналі групи, у двійкову форму. Перевести дробове десяткове число, що дорівнює частці від ділення Вашого номера в журналі групи на 50, у двійкову форму (з точністю до 12-ого розряду).

3.5. Отримані в п. 3.4 двійкові числа перевести у вісімкову та шістнадцяткову системи числення.

3.6. Представити отримані в п. 3.4 ціле та дробове двійкові числа у формі з фіксованою комою (розрядність представлення 1 байт зі знаком) та плаваючою комою (розрядність мантиси та порядку – 1 байт зі знаком). Зробити висновки.

3.7. Двійкове число, ціла частина якого збігається з місяцем Вашого народження, а дробова частина – з днем народження, перевести у двійкову систему числення та представити у форматі з плаваючою комою (розрядність мантиси – 2 байта зі знаком, розрядність порядку –1 байт зі знаком).

 

4. Зміст звіту

 

4.1. Титульний аркуш.

4.2. Мета лабораторної роботи.

4.3. Результати розрахунків по пп. 3.1. – 3.4.

4.4. Висновки.

5. Контрольні запитання

 

1. Що таке система числення? Що таке позиційна та непозиційна системи числення? Наведіть приклад непозиційної системи числення.

2. Запишіть загальне представлення числа в системі числення з довільною основою q.

3. Наведіть і поясніть способи перекладу цілого та дробового числа з однієї системи числення в іншу.

4. Наведіть і поясніть алгоритми перекладу чисел у системах числення з кратними основами.

5. Перелічіть форми представлення чисел в ЕОМ і дайте їх порівняльну характеристику.

 

6. Література

 

1. Алексеев А.П. Информатика 2001. – М.: Изд. Солон-Р, 2001, с. 31-38.

2. Цилькер Б.Я., Орлов С.А. Организация ЭВМ и систем:Учебник для вузов –СПб.: Питер, 2007, с.65-77.

 

 

Лабораторна робота № 3

Арифметичні та логічні основи ЕОМ.

Представлення текстової інформації в ЕОМ

Та перетворення двійкових кодів

 

1. Мета роботи

 

1.1. Ознайомлення з форматами представлення текстової інформації в ЕОМ.

1.2. Придбання навичок виконання арифметичних операцій над числами в двійковій системі числення.

1.3. Ознайомлення з логічними основами ЕОМ та придбання навичок виконання простих логічних перетворень.

 

2. Домашнє завдання

 

2.1. Ознайомитися з методами кодування алфавітно-цифрової інформації в ЕОМ. Вивчити способи кодування двійкових чисел в ЕОМ, правила виконання арифметичних операцій над машинними кодами. Ознайомитися з основними поняттями булевої алгебри.

2.2. Записати в протокол правила переводу від’ємних чисел в зворотний та додатковий коди, правила виконання алгебраїчного додавання двійкових чисел, а також таблиці істинності базових логічних операцій.

 

3. Робота в лабораторії

 

3.1. Користаючись таблицею кодировки ASCII, записати в шістнадцятковому та двійковому вигляді коди перших десяти букв латинської абетки.

3.2. Користуючись зворотним кодом, обчислити в двійковій системі числення 70₁₀ – N₁₀, де N₁₀ – номер студента у журналі групи.

Примітка. При виконанні п.п. 3.2-3.4 використати однобайтне (зі знаком) представлення чисел у формі з фіксованою комою.

3.3. Виконати п. 3.2. з використанням додаткового коду.

3.4. Користуючись зворотним кодом, обчислити в двійковій системі числення N₁₀ – 80₁₀, де N₁₀ – номер студента у журналі групи.

3.5. Виконати п.3.4. з використанням додаткового коду.

3.6. Обчислити в двійковій системі числення з використанням формату чисел з плаваючою комою (розрядність мантиси та порядку – 1 байт зі знаком) N₁₀ + 63₁₀, де N₁₀ – номер студента у журналі групи.

3.7. Обчислити булеву функцію

__ __

Y=(X0 \/ X1 /\ X2) /\ (X4 \/ X3),

де X_i – відповідні розряди в двійковому представленні N:

N₂ = X4 X3 X2 X1 X0. Накреслити схему цифрового пристрою, що реалізує надану булеву функцію за допомогою базових логічних елементів.

 

4. Вимоги до звіту

 

4.1. Титульний лист.

4.2. Мета лабораторної роботи.

4.3. Результати розрахунків за п.п. 3.1 – 3.4.

4.4. Висновки.

 

5. Контрольні запитання

 

5.1. Як кодуються в ЕОМ алфавітно-цифрові символи?

5.2. Як утворюються зворотний і додатковий машинні коди чисел?

5.3. Як виконуються арифметичні операції над різними машинними кодами чисел?

5.4. Що таке логічна змінна?

5.5. Назвіть базові операції булевої алгебри.

5.6. Яка послідовність виконання базових логічних операцій?

 

6. Література

 

1. Алексеев А.П. Информатика 2001. – М.: Изд. Солон-Р, 2001, с. 38-45.

2. Цилькер Б.Я., Орлов С.А. Организация ЭВМ и систем:Учебник для вузов –СПб.: Питер, 2007, с.80-83, 337-340.

 

 

Лабораторна робота № 4

Алгоритмічні основи інформатики.

Способи опису алгоритмів

 

1. Мета роботи

 

1.1 Ознайомлення з поняттям алгоритму.

1.2. Ознайомлення зі способами опису алгоритмів.

1.3. Вивчення символів, використовуваних у блок-схемах алгоритмів.

1.4. Придбання навичок словесного і графічного опису простих алгоритмів.

 

2. Домашнє завдання

 

2.1. Ознайомитися з визначенням алгоритму, його властивостями і способами його опису.

2.2. Навести в протоколі лабораторної роботи і вивчити графічне зображення символів, що використовуються у блок-схемах алгоритмів.

 

3. Робота в лабораторії

 

3.1. Скласти словесні описи алгоритмів вирішення двох завдань свого варіанту. Завдання наведені в [1] у табл.1.1. Варіанти з таблиці вибираються відповідно до номера студента у журналі групи.

3.2. Зобразити блок-схеми алгоритмів рішення завдань свого варіанту.

 

4. Вимоги до звіту

 

4.1. Титульний лист.

4.2. Домашнє завдання.

4.3. Словесні описи та блок-схеми алгоритмів вирішення двох завдань.

4.4. Висновки.

 

5. Контрольні запитання

 

5.1. Дайте визначення алгоритму Назвіть та поясніть його властивості.

5.2. Перелічіть способи опису алгоритмів.

5.3. Назвіть основні символи, що використовуються в блок-схемах алгоритмів, та наведіть їхні графічні зображення.

5.4. Яким чином нумеруються блоки на блок-схемах алгоритмів?

5.5. У яких випадках можна не показувати стрілки на лініях потоку у блок-схемах алгоритмів?

 

Література

 

1. Инструкции к выполнению лабораторных работ по курсу «Алгоритмические языки и программирование» /Сост. В.П.Гонтаренко, В.С.Токолов, Ю.Г.Косоротов.- Одесса: ОПИ, 1992.

2. Алексеев А.П. Информатика 2001. – М.: Изд. Солон-Р, 2001, с.184-188.

3. Основы современных компьютерных технологий:Учебное пособие / Под ред. проф. Хомоненко А.Д. –СПб.: КОРОНА принт, 1998, с.34-39.

Лабораторна робота № 5