Вычислительная техника

Размещено на http://www.allbest.ru/

Теоретические вопросы:

1. Этапы развития вычислительной техники

2. Свойства и формы описания алгоритма.

3. Электронная таблица, как электронный документ: понятие, области применения и цели создания.

Практические задания:

1. Перевести из десятичной системы счисления

· в двоичную числа: 156; 497;

· в восьмеричную числа: 357; 684;

· в шестнадцатеричную числа: 693; 249.

2. Создать базу данных в программе Access

Создайте базу данных Магазин

Создайте таблицу Товар по приведенному ниже примеру.

Типы данных соответственно: счетчик, текстовый, числовой.

Создайте таблицу Продажа товара по дате по приведенному ниже примеру

Примечание 2: после задания типа данных для поля дата переведите текстовый курсор в поле Формат поля и с помощью кнопки выпадающего списка выберите режим Краткий формат даты.

Типы данных соответственно: числовой, числовой, числовой, дата/время.

Создайте таблицу Курс доллара по приведенному ниже примеру

Типы данных соответственно: дата/время, денежный.

Используя команду Схема данных из меню Сервис свяжите таблицы Товар и Продажа товара по дате по полю код товара

Создайте в режиме Конструктора запрос прибыль по дате за вид товара с полями товар из таблицы Товар и дата из таблицы Курс доллара.

Ответы

Теоретические вопросы:

Этапы развития вычислительной техники

Рассматривая основные этапы развития вычислительной техники, можно наметить следующие временные рамки:

1.Домеханический этап - с 30-40-го тысячелетия до н.э.

2.Механический - с середины ХVII в.

3.Электромеханический - с 90-х годов XIX в.

4.Электронный - со второй половины 40-х годов XX в.

На домеханическом этапе счет велся на пальцах, с помощью перекладывания предметов, а также нанесением зарубок на бирках, в качестве которых использовались кости или деревянные бруски. Память о тех временах сохранилась в некоторых словах, например слово "карбованец" происходит от слова "карб", что означает "зарубки на палке". Параллельно с использованием бирок использовался счет с помощью узелков на веревках.

Развитие торговли, промышленности и мореплавания еще в древности потребовало совершенствования процессов обработки числовых данных. Приблизительно в V в. до н.э. в Древней Греции и Египте появилась счетная доска - "абак". Абак представляет собой счетный прибор, на котором имеются строчки для хранения отдельных разрядов чисел - единиц, десятков, сотен и т.д. Носителями разрядов в абаке были камешки, косточки, металлические жетоны и т.п.. Итогом эволюции абака стали конторские счеты, просуществовавшие до наших дней.

Механический этап вычислительной техники отсчитывается от 1642 г., когда была изобретена суммирующая машина Паскаля. Механическое вычислительное устройство использует механические конструкции (например, зубчатые передачи), обеспечивающие передачу десятков из низшего разряда в высший. Суммирующая машина, созданная французским учёным Блезом Паскалем, могла выполнять только два действия - сложение и вычитание. Первый арифмометр, т.е. устройство, предназначенное для выполнения не только сложения и вычитания, но и умножения и деления, был создан немецким философом и математиком Готфридом Лейбницем в 1673 году. За несколько столетий арифмометры претерпели многочисленные усовершенствования и изменения. Наиболее совершенный арифмометр был изобретен в России в 1873 г. Его автор - Вильгодт Теофил Однер - шведский инженер, переселившийся в нашу страну. Арифмометр Однера стал самым массовым вычислительным устройством, которое изготавливалось во многих странах: В нашей стране этот арифмометр выпускался под названием "Феликс" до начала 70-х годов в количестве несколько сот тысяч экземпляров ежегодно. Только распространение электронных калькуляторов вытеснило арифмометры Однера из всеобщего употребления.

Скорость и точность вычислений, выполняемых на арифмометре, во многом зависят от работающего на нём человека, держащего последовательность расчета (т.е. программу) в своей памяти. Идея создания полностью автоматической вычислительной машины принадлежит английскому ученому Чарльзу Бэббиджу, который много лет, начиная с 1834 года, разрабатывал проект и пытался построить "Аналитическую машину" (Analytical Engine).

Рис. 1.1. Чарльз Бэббидж

вычислительный механический алгоритм электронный

По своей архитектуре эта машина была механическим прототипом современного компьютера, она имела свыше 50000 деталей и состояла из двух основных частей: mill("мельницы", процессора в современной терминологии), где выполнялись четыре основных действия арифметики над поступающими данными, и store ("амбара", оперативной памяти), в котором хранились исходные данные и промежуточные результаты. Числа можно было передавать на "мельницу", обрабатывать там и возвращать в тот или иной регистр "амбара". Ввод-вывод данных и хранение программы осуществлялось с помощью перфокарт, к тому времени хорошо известным и широко использовавшихся с 1801 г. на ткацких станках Жаккара. Устройство ввода предусматривало тасование колоды перфокарт вперёд-назад на определенное число позиций, что обеспечивало условные переходы в программах. К сожалению, Аналитическую машину не удалось создать из-за финансовых трудностей и низкого уровня развития техники тех лет.

Идеи Чарльза Бэббиджа впервые были реализованы в 1941г. в Германии, где инженер Конрад Цузе (Konrad Zuse) построил вычислительную машину "Z-3" с программным управлением и хранением программы в запоминающем устройстве. Z-3 была построена на 2000 телефонных электромеханических реле, управление вычислениями осуществлялось по программе, записанной на перфоленту, в качестве которой использовалась обычная кинолента. Исходные данные вводились с помощью клавиш, результаты выводились на световое табло. Рабочая частота машины составляла 5- 10 Гц, операции умножения и деления выполнялись за 3 секунды, сложение- за 0,7 секунды. В машине Z-3, однако, не были реализованы условные переходы, поэтому машина не могла решать сложные задачи с разветвлёнными алгоритмами. Примерно в то же время, в 1944 году, в США в Гарвардском университете под руководством американского ученого Говарда Айкена (Howard H. Aiken) и при поддержке фирмы IBMбыла построена электромеханическая програмно-управляемая вычислительная машина МАРК-1 (Harvard Mark 1). Управление ею осуществлялось с помощью бумажной перфоленты, исходные данные вводились с перфокарт. Машина МАРК-1 имела высоту 2.5 м, длину- 17м, 760 000 деталей (таких, как зубчатые счетные колеса, реле и т.п.), общая длина проводов составляла 800 км, вес всей машины достигал 5 т. В отличие от Z-3, Марк-1 могла использовать условные переходы.

Электромеханическая вычислительная машина была примерно в 100 раз производительнее самых быстрых арифмометров, снабженных электроприводом, и все же применявшиеся в ней механические и электромеханические элементы не могли конкурировать по скорости работы с электронными вакуумными лампами, ставшими основой первых Электронных Вычислительных Машин.

Электронная вакуумная трубка была изобретена в 1906 году американским инженером-электротехником Ли де Форестом, который обнаружил, что потоком электронов можно управлять, если разместить на пути электронов заряженную сетку. В частности, таким обрезом может быть усилен электрической ток. На основе электронных ламп были созданы первые радиоприемники, телевизоры, электронно-вычислительные машины.

В 1945 году в высшем техническом училище Пенсильванского университета (США), физик Джон Моучли и инженер Проспер Эккерт построили первую полностью электронную вычислительную машину ENIAC, так же, как и МАРК-1 предназначенную для расчета артиллерийских таблиц.

Благодаря переходу от электромеханических реле к электронно-вакуумным лампам, ENIAC работала а 1000 раз быстрее, чем МАРК-1. ENIAC была громоздким сооружением - весила более 30 тонн, занимала площадь в 150 м², состояла из 18000 электронных ламп, 1500 электромеханических реле. Другим недостатком этой машины было то, что она не хранила программу в электронной памяти, как это обычно принято на ЭВМ. Для создания и хранения программы надо было на широкой длинной панели вручную устанавливать тысячи переключателей и втыкать сотни штекеров в гнезда. Таким образом, программа набиралась несколько часов и даже дней. Первая в мире программа, полностью хранимая в электронной памяти машины, была выполнена в июне 1948 года в Манчестерском университете (Великобритания) на компьютере SSEM (Small-Scale Experimental Machine). Этот небольшой экспериментальный компьютер (получивший прозвище "The Baby") стал прототипом полномасштабной модели "Manchester Mark 1" (1949), а затем первого в мире коммерческого компьютера "Ferranti Mark 1", поставки которого начались в феврале 1951 года.

В СССР первая ЭВМ была создана в 1951-м году в Киеве в Институте Математики АН УССР, под руководством академика Сергея Алексеевича Лебедева (в конце XXв. Лебедев был посмертно награжден медалью "Компьютерный пионер", которую вручают только тем, кто внес исключительно важный вклад в мировое развитие вычислительной техники). Первая советская ЭВМ называлась "МЭСМ" - Малая Электронная Счетная Машина. МЭСМ размещалась на площади 60 м², имела 6 тыс. электронных ламп. Её быстродействие составляло 3 000 операций в секунду, внешняя память отсутствовала.

В 1952-54 годах была создана Быстродействующая Электронная Счетная Машина "БЭСМ", выполнявшая 8000 оп/сек. и являвшаяся в то время одной из самых производительных в мире.

Свойства и формы описания алгоритма.

Алгоритмом называется точное и понятное предписаниe исполнителю совершить последовательность действий, направленных на решение поставленной задачи. Слово «алгоритм» происходит от имени математика Аль Хорезми, который сформулировал правила выполнения арифметических действий. Первоначально под алгоритмом понимали только правила выполнения четырех арифметических действий над числами. В дальнейшем это понятие стали использовать вообще для обозначения последовательности действий, приводящих к решению любой поставленной задачи. Говоря об алгоритме вычислительного процесса, необходимо понимать, что объектами, к которым применялся алгоритм, являются данные. Алгоритм решения вычислительной задачи представляет собой совокупность правил преобразования исходных данных в результатные.

Основными свойствами алгоритма являются:

1. детерминированность (определенность). Предполагает получение однозначного результата вычислительного процecca при заданных исходных данных. Благодаря этому свойству процесс выполнения алгоритма носит механический характер;

2. результативность. Указывает на наличие таких исходных данных, для которых реализуемый по заданному алгоритму вычислительный процесс должен через конечное число шагов остановиться и выдать искомый результат;

3. массовость. Это свойство предполагает, что алгоритм должен быть пригоден для решения всех задач данного типа;

4. дискретность. Означает расчлененность определяемого алгоритмом вычислительного процесса на отдельные этапы, возможность выполнения которых исполнителем (компьютером) не вызывает сомнений.

Алгоритм должен быть формализован по некоторым правилам посредством конкретных изобразительных средств. К ним относятся следующие способы записи алгоритмов: словесный, формульно-словесный, графический, язык операторных схем, алгоритмический язык.

Наибольшее распространение благодаря своей наглядности получил графический (блок-схемный) способ записи алгоритмов.

Блок-схемой называется графическое изображение логической структуры алгоритма, в котором каждый этап процесса обработки информации представляется в виде геометрических символов (блоков), имеющих определенную конфигурацию в зависимости от характера выполняемых операций. Перечень символов, их наименование, отображаемые ими функции, форма и размеры определяются ГОСТами.

При всем многообразии алгоритмов решения задач в них можно выделить три основных вида вычислительных процессов:

· линейный;

· ветвящийся;

· циклический.

Линейным называется такой вычислительный процесс, при котором все этапы решения задачи выполняются в естественном порядке следования записи этих этапов.

Ветвящимся называется такой вычислительный процесс, в котором выбор направления обработки информации зависит от исходных или промежуточных данных (от результатов проверки выполнения какого-либо логического условия).

Циклом называется многократно повторяемый участок вычислений. Вычислительный процесс, содержащий один или несколько циклов, называется циклическим. По количеству выполнения циклы делятся на циклы с определенным (заранее заданным) числом повторений и циклы с неопределенным числом повторений. Количество повторений последних зависит от соблюдения некоторого условия, задающего необходимость выполнения цикла. При этом условие может проверяться в начале цикла -- тогда речь идет о цикле с предусловием, или в конце -- тогда это цикл с постусловием.

1. электронная таблица, как электронный документ: понятие, области применения и цели создания.

Электронная таблица - самая распространенная форма и мощная технология для профессиональной работы с данными. Вычислительные возможности электронных таблиц позволяют создавать любые документы, содержащие текстовые и числовые данные, рисунки и графики, формулы и функции и др.

Табличный процессор используют для:

1. составления численных экспериментов и подбора оптимальных параметров,

2. решения задач математического моделирования,

3. решения математических задач,

4. наглядного представления данных в виде таблиц и функций,

5. построения диаграмм и графиков различного типа,

6. форматирования и красочного оформления таблиц,

7. печати итоговые документов.

Такое многообразие возможностей позволяет использовать электронные таблицы не только для решения финансовых и бухгалтерских задач. Область ее применения сейчас намного шире: в научных и инженерных расчетах, в учебном процессе, в административной и управленческой сферах деятельности, в повседневной жизни.

Внешний вид электронных таблиц:

Элементы электронной таблицы

1. Рабочее поле электронной таблицы состоит из строк и столбцов. Максимальное количество строк равно 65536, столбцов - 256. Каждое пересечение строки и столбца образует ячейку, в которую можно вводить данные (текст, число или формулы).

2. Номер строки - определяет ряд в электронной таблице. Он обозначен на левой границе рабочего поля (1,2 ,3 и т.д.).

3. Буква столбца - определяет колонку в электронной таблице. Буквы находятся на верхней границе рабочего поля. Колонки нумеруются в следующем порядке: A - Z, затем AA - AZ, затем BA - BZ и т.д.

4. Ячейка - первичный элемент таблицы, содержащий данные; место пересечения столбца и строки.

5. Каждая ячейка имеет свой собственный уникальный адрес, состоящий из буквы столбца и номера строки. Например, адрес В3 определяет ячейку на пересечении столбца В и строки номер 3.

6. Активная (текущая) ячейка помечена указателем. Ввод данных и некоторые другие действия по умолчанию относятся к текущей ячейке. Адрес текущей ячейки указывается в строке формул.

7. Диапазон представляет собой прямоугольную область смежных ячеек. Блок может состоять из одной или нескольких ячеек, строк или столбцов. Блок можно задать при выполнении различных команд или вводе посредством выделения на экране.

Адрес диапазона состоит из координат противоположных углов, разделенных двоеточием. Например: В13:С19, А12:D27 или D5:F5.

Работа с данными

Ввод текста

Текст - последовательность символов, состоящая из букв, цифр и пробелов (например, запись “32 Мбайт” - является текстовой). Если ширина текста больше ширины ячейки и ячейка справа пуста, то текст на экране займет и ее место. При вводе данных в соседнюю ячейку предыдущий текст будет обрезан (но при этом в ячейке он будет сохранен полностью).

По умолчанию после фиксации текста в ячейке он будет прижат к левому краю. Это объясняется традиционным способом письма (слева направо).

Ввод чисел

Числа в ячейку можно вводить со знаков =, +, - или без них. Если ширина введенного числа больше, чем ширина ячейки на экране, то вместо числа ставит символы #### (при этом число в ячейке будет сохранено полностью).

Для ввода дробных чисел используется десятичная запятая или точка в зависимости от настройки. По умолчанию - запятая.

По умолчанию числа выравниваются в ячейке по правому краю. Это объясняется тем, что при размещении чисел друг под другом (в столбце таблицы) удобно иметь выравнивание по разрядам (единицы под единицами, десятки под десятками и т.д.).

Типы данных

Формат/Ячейки/Числа

· Числовой;

· Процентный;

· Денежный;

· Дата;

· Время; и другие

Ввод формул. В электронных таблицах можно оформлять и выполнять как простые, так и сложные расчеты.

Для более сложных расчетов в электронных таблицах в формулах используются ссылки на адреса ячеек:относительные и абсолютные. Различия между относительными и абсолютными ссылками проявляются при копировании формулы из активной ячейки в другую ячейку.

Относительная ссылка в формуле используется для указания адреса ячейки, вычисляемого относительно ячейки, в которой находится формула. При перемещении или копировании формулы из активной ячейки относительные ссылки автоматически обновляются в зависимости от нового положения формулы. Относительные ссылки имеют вид: А1, В3 и т.д.

Абсолютная ссылка в формуле используется для указания фиксированного адреса ячейки. При перемещении или копировании формулы абсолютные ссылки не изменяются. В абсолютных ссылках перед неизменяемым значением адреса ставится знак доллара: $А$1.

Функция Автозаполнения позволяет заполнять (копировать) данными область ячеек по введенным данным или формулам.

Также в электронных таблицах есть еще одна широкая возможность - использование встроенных функций - одна из самых распространенных математическая функция Автосуммирование, которая используется для автоматического суммирования чисел с помощью функции СУММ.

Применение таблиц в различных отраслях деятельности

Технология обработки числовых данных с помощью электронных таблиц является одним из разделов базового курса информатики. Данный материал позволяет сделать акцент на практической составляющей информационных технологий, организовать межпредметные связи в рамках изучения отдельных тем алгебры, геометрии, физики и других предметов.

Межпредметные связи, являются как одна из форм интеграции, которую можно успешно использовать для дополнения, подтверждения или восполнения знаний.

Пример применения электронных таблиц в следующих предметах:

· Математика

o в математике - расчет таблицы умножения (простой пример - указать ссылки смешанные) и таблица график функции синус и косинус.

· Экология

o в экологии - расчет кислорода.

· Механика

o в механике - расчет реакции опор.

Таким образом, распространённость и широкая область применения электронных таблиц придаёт особое значение изучению данной системы. Данная программа может использоваться как универсальное средство для решения широкого круга экономических и технических задач, позволяет автоматизировать процесс проведения сложных расчётов, имеет большой арсенал средств для анализа и представления данных. Электронные таблицы можно использовать как самостоятельный продукт, так и совместно с другими приложениями.

Практические задания

3. Перевести из десятичной системы счисления

· в двоичную числа: 156; 497;

· в восьмеричную числа: 357; 684;

· в шестнадцатеричную числа: 693; 249.

Двоичная

156=1011100

497=111110001

357=545

680=1254

Шестнадцатиричная

693=2B5

9

249=F9

Размещено на Allbest.ru