Числовая информация в ЭВМ, программы-утилиты и архивирование файлов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Московский государственный открытый университет

Факультет экономики и управления в добывающих отраслях металлургии

Контрольная работа

по дисциплине: "Информатика"

Вариант № 47

Студента Синенко Дениса Сергеевича

Специальности 080200

Шифр зачетной книжки 2413097

2014 г.

Содержание

1. Представления числовой информации в ЭВМ

2. Архивирования файлов

3. Программы-утилиты

Список литературы

1. Представления числовой информации в ЭВМ

Системой счисления принято называть совокупность приёмов наименования и обозначения чисел, т.е. способ записи чисел с помощью заданного набора специальных знаков (цифр).

Существуют позиционные и непозиционные системы счисления.

В непозиционных системах вес цифры (т.е. тот вклад, который она вносит в значение числа) не зависит от ее позиции в записи числа. Так, в римской системе счисления в числе ХХХII (тридцать два) вес цифры Х в любой позиции равен просто десяти.

В позиционных системах счисления вес каждой цифры изменяется в зависимости от ее положения (позиции) в последовательности цифр, изображающих число. Например, в числе 757,7 первая семерка означает 7 сотен, вторая - 7 единиц, а третья - 7 десятых долей единицы.

Любая позиционная система счисления характеризуется своим основанием. Основание позиционной системы счисления - это количество различных знаков или символов, используемых для изображения цифр в данной системе.

При переводе чисел из десятичной системы счисления в систему с основанием P > 1 обычно используют следующий алгоритм:

1) если переводится целая часть числа, то она делится на P, после чего запоминается остаток от деления. Полученное частное вновь делится на P, остаток запоминается. Процедура продолжается до тех пор, пока частное не станет равным нулю. Остатки от деления на P выписываются в порядке, обратном их получению;

2) если переводится дробная часть числа, то она умножается на P, после чего целая часть запоминается и отбрасывается. Вновь полученная дробная часть умножается на P и т.д. Процедура продолжается до тех пор, пока дробная часть не станет равной нулю. Целые части выписываются после двоичной запятой в порядке их получения. Результатом может быть либо конечная, либо периодическая двоичная дробь. Поэтому, когда дробь является периодической, приходится обрывать умножение на каком-либо шаге и довольствоваться приближенной записью исходного числа в системе с основанием P.

С развитием электронно-вычислительной техники большое применение получили двоичная, восьмеричная и шестнадцатеричная системы счисления.

Несмотря на то, что десятичная СС имеет широкое распространение, ЭВМ строятся на двоичных (цифровых) элементах, так как реализовать элементы с десятью четко различными состояниями сложно.

В двоичной системе счисления используются только две цифры 0 и 1. И значит, имеется только два однозначных числа.

Из всех систем счисления особенно проста и поэтому интересна для технической реализации в компьютерах двоичная система счисления. Компьютеры используют двоичную систему потому, что она имеет ряд преимуществ перед другими системами:

1. Для её реализации нужны технические устройства с двумя устойчивыми состояниями (есть ток - нет тока, намагничен - не намагничен и т.п.), а не с десятью, - как в десятичной;

2. Представление информации посредством только двух состояний надёжно и помехоустойчиво;

3. Возможно применение аппарата булевой алгебры для выполнения логических преобразований информации;

4. Двоичная арифметика намного проще десятичной.

Недостаток двоичной системы - запись числа будет, как правило, длиннее, чем в десятичной.

Шестнадцатеричная и восьмеричная СС используются при составлении программ на языке машинных кодов для более короткой и удобной записи двоичных кодов - команд, данных, адресов и операндов.

Если необходимо перевести число из двоичной системы счисления в систему счисления, основанием которой является степень двойки, достаточно объединить цифры двоичного числа в группы по столько цифр, каков показатель степени.

Задача перевода из одной системы счисления в другую часто встречается при программировании и особенно часто - при программировании на языке Ассемблера.

В ВТ, с целью упрощения реализации арифметических операций, применяют специальные коды. За счет этого облегчается определение знака результата операции, а операция вычитания чисел сводится к арифметическому сложению. В результате упрощаются устройства, выполняющие арифметические операции. В ВТ применяют прямой, обратный и дополнительный коды. Прямой двоичный код - это такое представление двоичного числа X, при котором знак "плюс" кодируется нулем в старшем разряде числа, а знак "минус" - единицей. При этом старший разряд называется знаковым.

Обратный код для положительных чисел совпадает с прямым кодом. Чтобы представить отрицательное двоичное число в обратном коде, нужно оставить в знаковом разряде 1, а во всех значащих разрядах заменить 1 на 0 и 0 на 1. Такая операция называется инвертированием и обозначается горизонтальной чертой над инвертируемым выражением.

Дополнительный код положительного числа совпадает с прямым кодом, а для отрицательного числа получается инверсией всех значащих разрядов и прибавлением единицы к младшему разряду результата. Дополнительный код отрицательного числа может быть получен из обратного кода путем прибавления 1 к младшему разряду обратного кода с учетом переносов между разрядами.

При алгебраическом сложении двоичных чисел с использованием дополнительного кода положительные слагаемые представляют в прямом коде, отрицательные - в дополнительном коде и производят арифметическое суммирование этих кодов, включая разряды знаков, которые при этом рассматриваются как старшие разряды. При возникновении переноса из разряда знака единицу переноса отбрасывают, в результате получают алгебраическую сумму в прямом коде, если эта сумма положительна, и в дополнительном коде, если сумма отрицательна.

В ЭВМ применяются две формы представления чисел: с фиксированной (ффт) и плавающей (фпт) точкой. В случае ффт положение точки фиксируется в определенном месте относительно разрядов числа, как правило, перед старшим или после младшего; в первом случае представляются числа N<1, во втором - только целые числа.

По традиции нумерация бинарных разрядов (битов) в ЭВМ общего назначения ведется слева направо. Знаковый разряд является, как правило, крайним слева. В случае использования прямого кода диапазон представления чисел составляет 1N 2 -1; дополнительный код позволяет использовать числа в диапазоне -2 N2 -1, что при n=32 примерно соответствует диапазону десятичных целых чисел 1N 10. Для других рассмотренных кодов установление диапазонов представимости чисел оставляем читателю. В настоящее время форма фиксации точки перед старшим разрядом используется для представления целых чисел с фиксацией точки после младшего разряда. Если точка фиксируется справа от младшего разряда, то регистром целых чисел со знаком можно представлять нуль, положительные и отрицательные целые бинарные числа. В зависимости от модели ЭВМ используются два формата ффт представления целых чисел: со знаком и без; в последнем случае все разряды регистра служат для представления модуля числа. Форматы чисел с ффт используются в качестве основных только в ограниченных по возможностям ЭВМ, ориентированных на работу в системах передачи данных, управлении технологическими процессами и работы в режиме реального времени. Остальные типы ЭВМ используют эти форматы, главным образом, для работы с целыми числами.

В ЭВМ общего (универсального) назначения основной является форма представления чисел с плавающей точкой (фпт), не требующая масштабирования данных. Но и в таких ЭВМ часто используется рассмотренная выше ффт, ибо операции с целыми числами в таких форматах выполняются быстрее; сюда же относятся и операции индексной арифметики над кодами адресов (обеспечение адресации). В общем случае представление N-числа в фпт имеет следующий вид:

архиватор утилита двоичный

N=AM,

где M - мантисса; А - основание характеристики и р - ее порядок. Как правило, величина Ар представляет целую степень двух. Мантисса (М; является дробью со знаком) и порядок (р; целое со знаком) представляются в А-с. с. в соответствующей бинарно-кодированной форме. Знак N-числа совпадает со знаком М-мантиссы; р-порядок определяет положение точки в представлении N-числа.

В таком формате, как правило, крайний левый бит определяет знак мантиссы, следующая за ним группа битов - порядок со знаком и остальные биты - модуль мантиссы. Действия над числами в фпт требуют выполнения операций как над мантиссой, так и над порядком (вычитание, сложение, сравнение и др). Для упрощения операций над порядками их представляют в смещенном коде, что позволяет работать с порядками, как с целыми без знака. Это достигается представлением р-порядка в виде р =р+2 , где к - число битов, отводимых под р; смещенный порядок (р всегда положителен).

Так как под мантиссу отводится фиксированное число битов, то для получения максимальной точности используются нормализованные числа, для которых выполняется условие А М<1. В некоторых ЭВМ используется другое условие нормализации - 1М<A, т.е. старший бит мантиссы в А-с. с. отличен от нуля. Если в процессе вычислений получается ненормализованное число, оно, как правило, автоматически нормализуется: если d старших битов мантиссы нулевые, то производится ее сдвиг на d битов влево (младшие биты обнуляются) с одновременным уменьшением порядка числа на d единиц (при нулевой мантиссе нормализации не производится). В различных ЭВМ используются фпт при А=2 (m=1,3,4,...); при этом, р-порядок представляется целым числом, а М-мантисса - бинарным числом, состоящим из групп по m битов, изображающих цифры мантиссы в А-с. с. Наиболее распространенными являются основания A{2,8,16}. Использование небинарного А-основания несколько уменьшает точность вычислений, но позволяет увеличивать диапазон представимых чисел и скорость выполнения ряда операций, уменьшая вероятность появления ненормализованных чисел. Диапазон представимых чисел в фпт зависит от А-с. с. и числа битов, отведенных под р-порядок; тогда как точность вычислений определяется числом битов М-мантиссы. С увеличением разрядности мантиссы растет точность вычислений, но уменьшается скорость выполнения арифметических операций. Ввиду различных требований, предъявляемых к точности вычислений, многие ЭВМ используют несколько форматов для представления чисел в фпт (разные разрядности мантиссы). В первую очередь, это относится к сопроцессорам ПК и микро-ЭВМ. Такое архитектурное решение позволяет более гибко организовывать вычислительный ход.

2. Архивирования файлов

Программы архивации являются обязательным инструментом в работе с компьютером. Хранение и передача данных немыслимы без их использования.

Основным преимуществом архиваторов является значительное уменьшение требуемого для хранения информации места на диске. В некоторых случаях экономия дискового пространства может достигать 90%. Это достигается путем использования специальных алгоритмов сжатия данных. Как следствие уменьшается количество сетевого трафика, необходимого для передачи заархивированных файлов. Как правило, программы архивации предоставляют возможность настраивать алгоритм сжатия, выбирая компромисс между степенью сжатия и скоростью архивации. Чем сильнее сжатие, тем медленнее происходит процесс архивации.

Жесткие диски хранят данные секторами по 512 байт, файловая система хранит данные «кусочками» - кластерами размером от 512 байт и до 64 Кбайт (размер всегда кратен 512 байтам). Чем больше размер кластера - тем больше производительность файловой системы, но возрастают и потери места на диске.

Потеря происходит из-за того, что маленькие файлы в любом случае занимают не менее 1 кластера. Например, файл в 2 Кбайта при размере кластера в 32 Кбайта приведет к потере 30 Кбайт места на диске.

Файловый архив может содержать сколько угодно много различных файлов. Если маленькие файлы помещают в архив, эти потери от округления занимаемого файлом места на диске до кластера исчезают.

Кроме того, архиваторы предоставляют средства проверки целостности архива. Благодаря этому всегда можно удостовериться, не нарушен ли архив при хранении или передаче по сети.

Архив может быть самораспаковывающимся. Самораспаковывающийся (SFX, от англ. SelF-eXtracting) архив - это архив, к которому присоединен исполняемый модуль. Этот модуль позволяет извлекать файлы простым запуском архива как обычной программы. Таким образом, для извлечения содержимого SFX-архива не требуется дополнительных внешних программ. SFX-архивы, как и любые другие исполняемые файлы, обычно имеют расширение .EXE.

SFX-архивы удобны в тех случаях, когда нужно передать кому-то архив, но вы не уверены, что у адресата есть соответствующий архиватор для его распаковки. Возможно также использовать SFX-архивы для распространения своих собственных программ.

Архив может быть многотомным - состоять из нескольких файлов (томов), размер которых не превышает заданного количества байт (например емкости дискеты). Для того чтобы работать с таким архивом, нужно открыть в архиваторе первый файл многотомного архива, и программа-архиватор будет обращаться к другим томам по мере необходимости.

Непрерывный архив - это архив RAR, упакованный специальным способом, при котором все сжимаемые файлы рассматриваются как один последовательный поток данных. Непрерывная архивация поддерживается только в формате RAR, для формата ZIP такого типа архива не существует.

Непрерывная архивация значительно увеличивает степень сжатия, особенно при добавлении в архив значительного количества небольших файлов с похожим содержимым. Однако следует иметь в виду, что у непрерывной архивации есть и некоторые недостатки:

· обновление непрерывных архивов (т.е. добавление файлов в уже существующий архив или их удаление) происходит медленнее, чем обычных;

· чтобы извлечь один файл из непрерывного архива, приходится анализировать все предыдущие заархивированные файлы, поэтому извлечение отдельных файлов из середины непрерывного архива происходит медленнее, чем извлечение из обычного архива. Однако если из непрерывного архива извлекаются все или несколько первых файлов, то в этом случае скорость распаковки практически равна скорости распаковки обычного архива;

· если в непрерывном архиве какой-либо файл окажется поврежденным, то не удастся извлечь и все файлы, следующие после него. Поэтому при сохранении непрерывного архива на ненадежном носителе (например, на дискете) рекомендуется добавлять информацию для восстановления.

Непрерывные архивы предпочтительнее использовать в тех случаях, когда:

· архив предполагается редко обновлять;

· планируется чаще распаковывать весь архив, нежели извлекать из него один или несколько файлов;

· нужно достичь более плотной степени сжатия, даже в ущерб скорости упаковки.

Многотомные и самораспаковывающиеся архивы также могут быть непрерывными.

3. Программы-утилиты

Утилиты - необходимая компонента инструментария программиста любого уровня и, в первую очередь, прикладного.

В настоящее время очень распространены утилиты, позволяющие проверять ПК на вирусы. Например, утилита Disinfect разработанная в Эстонии. Она позволяет обнаруживать и устранять различные типы вирусов. Она анализирует только файлы на дисках, не затрагивая оперативную память.

Широко используется в наше время утилита Microsoft Antivirus. В состав современных версий MS-DOS (например 6.22) входит антивирусная программа Microsoft Antivirus (MSAV). Этот антивирус может работать в режимах детектора-доктора и ревизора. MSAV имеет дружественный интерфейс в стиле MS-Windows, естественно, поддерживается мышь. Хорошо реализована контекстная помощь: подсказка есть практически к любому пункту меню, к любой ситуации.

Серьёзным неудобством при использовании программы является то, что она сохраняет таблицы с данными о файлах не в одном файле, а разбрасывает их по всем директориям. Вот и кочуют файлики chklist.ms при обмене программами от пользователя к пользователю, захламляя каталог и место на диске.

При запуске проверки диска (как в режиме удаления, так и без него) программа сначала сканирует память на наличие известных ей вирусов. При этом выводится индикация проделанной работы в виде цветной полоски и процента выполненной работы. После сканирования памяти msav принимается за проверку непосредственно диска.

Утилита ADinf

ADinf относится к классу программ-ревизоров. Антивирус имеет высокую скорость работы, способен с успехом противостоять вирусам, находящимся в памяти. Он позволяет контролировать диск, читая его по секторам через BIOS и не используя системные прерывания DOS, которые может перехватить вирус.

Программа ADinf получила первый приз на Втором Всесоюзном конкурсе антивирусных программ в 1990 году, а также второй приз на конкурсе

Borland Contest'93.

В отличие от AVSP, в котором пользователю приходится самому анализировать, заражена ли машина Stealth-вирусом, загружаясь сначала с винчестера, а потом с эталонной дискеты, в ADinf эта операция происходит автоматически. Это происходит благодаря оригинальному алгоритму противодействия этим вирусам-"невидимкам", суть которого заключается в том, что сначала диск читается непосредственно через BIOS, а потом - с помощью DOS. Если информация будет отличаться, то в системе Стелз-вирус. ADinf был единственным антивирусом, который летом 1991 года обнаружил вирус DIR, построенный на принципиально новом способе заражения и маскировки.

Утилита Aidstest

Особую популярность приобрели антивирусные программы, совмещающие в себе функции детекторов и докторов. Самой известной из них является программа Aidstest Д.Н. Лозинского. Практически на каждом IBM совместимом персональном компьютере есть одна из версий этой программы. Одна из последняя версия обнаруживает более 1100 вирусов. Aidstest для своего нормального функционирования требует, чтобы в памяти не было резидентных антивирусов, блокирующих запись в программные файлы, поэтому их следует выгрузить, либо, указав опцию выгрузки самой резидентной программе, либо воспользоваться соответствующей утилитой. При запуске Aidstest проверяет себя оперативную память на наличие известных ему вирусов и обезвреживает их. При этом парализуются только функции вируса, связанные с размножением, а другие побочные эффекты могут оставаться. Поэтому программа после окончания обезвреживания вируса в памяти выдает запрос о перезагрузке.

Следует обязательно последовать этому совету, если оператор ПЭВМ не является системным программистом, занимающимся изучением свойств вирусов.

Причем следует перезагрузиться кнопкой Reset, так как при "теплой перезагрузке" некоторые вирусы могут сохраняться. Вдобавок, лучше запустить машину и Aidstest с защищённой от записи дискеты, так как при запуске с зараженного диска вирус может записаться в память резидентом и препятствовать лечению.

Информация о конфигурации ПК и его программном обеспечении всегда важна, особенно в начальный период работы на неизвестном компьютере. Такую информацию можно получить с помощью ПС, из которых наиболее известным у нас является утилита System Information из пакета Norton Utilities.

Она выводит на печать некоторые важные характеристики ПК и его системного программного обеспечения.

Утилита msdiagnos фирмы Microsoft Inc. Предназначена для детальной диагностики ПК и предоставления по нему обширной справочной информации.

С учётом характера использования ПК пользователю могут оказаться полезны средства тестирования и диагностирования компонентов вычислительной системы. Для этих целей с ПК поставляются диагностические средства и тесты, которые в основном ориентированы на персонал.

Утилита CHECKIT представляет собой средство детального диагностического тестирования всех основных узлов, элементов и внешних устройств ПК.

Утилита позволяет получать в виде отчёта весьма достоверную информацию о текущей конфигурации ПК и используемых ресурсах, тестировать элементы, узлы и устройства ПК, а также отображать на экране характеристики производительности основных узлов ПК.

Утилита vmarkbad фирмы Golden Bow Systems предназначена для диагностирования указанного тома на предмет обнаружения и индетификации дефектных кластеров.

Утилита Crosh-Chex фирмы Award SoftWare служит для тестирования узлов ПК с выводом результатов тестирования на экран.

Список литературы

1. Алексеева И.В. Сборник задач и упражнений по курсу «Информатика». - Обнинск: Обнинский институт атомной энергетики, 2007.

2. Власов В.К., Королев Л.Н. Элементы информатики./ Под. Ред. Л.Н. Королева.- М.: Наука, 2008 г.

3. Информатика.- / Под ред. Н.В. Макаровой. - М.: Финансы и статистика, 2007. - 768 с.

4. Информатика: Учебник для вузов.- / Под ред. С.В. Симоновича. - СПб.: Питер, 2008.

5. Кураков Л.П., Лебедев Е.К. Информатика. - М.: Вуз и школа, 2009. - 636с.

6. Могилев и др. Информатика: Учебное пособие для вузов / А.В. Могилев, Н.И. Пак, Е.К. Хеннер; Под ред. Е.К. Хеннера. - М.: Изд. центр "Академия", 2008

7. Острейковский В.А. Информатика. - М.: Высшая школа, 2007.- 512с.

8. Першиков В.И., Савинков В.М. Толковый словарь по информатике. - 2-е изд. Доп. - М.: Финансы и статистика, 2008.

9. Фигурнов В.Э. IBM PC для пользователей. - М.: 2007.

10. Якубайтис Э.А. Информационные сети и системы: Справочная книга.- М.: Финансы и статистика, 2008

Размещено на Allbest.ru