Существуют форматы с другим размещением мантиссы и порядка в разрядной сетке.
Для каждого числа существует множество нормальных форм:
0,25 = 0,25·100= 0,025·101 = 0,0025·102
При увеличении порядка происходит сдвиг мантиссы вправо, младшие разряды могут выйти за пределы разрядной сетки, что уменьшит точность представления чисел. Поэтому для представления чисел с ПЛЗ используется нормализованная форма записи, когда первая цифра мантиссы должна быть обязательно значащей. (двоичная единица):
В большинстве языков программирования существуют следующие базовые типы данных: целый, вещественный, строковый, логический.
Тип | Описание | Диапазон значений |
нат | натуральные числа | от 1 ДО — ∞ |
цел | целые числа | от — ∞ до + ∞ |
действ | действительные числа, десятичные дроби | от — ∞ до + ∞ |
лит | литерный (строковый) | любые символы или группы символов |
лог | логический | истина, ложь |
При решении задачи на ЭВМ практически невозможно получить точное решение. Получаемое численное решение почти всегда содержит погрешность, т. е. является приближенным. Погрешности решения задач на ЭВМ объясняются следующими причинами:
1) математическая модель задачи является приближенным описанием реального объекта или процесса. Поэтому получаемые результаты также всегда будут приближенными, а их погрешности зависят от степени адекватности моделей реальному объекту или процессу;
2) исходные данные при решении вычислительной задачи, как правило, содержат погрешности. Это объясняется тем, что исходные данные получают в результате экспериментов, наблюдений, измерений или в результате решения вспомогательных задач;
3) применяемые для решения вычислительных задач методы в большинстве случаев являются приближенными, так как получить аналитическое решение задачи обычно не удается;
4) использование ЭВМ вносит ошибки, которые появляются при вводе-выводе данных в процессе вычислений.
6.Операционные системы.
Операционная система — это комплекс взаимосвязанных системных программ, назначение которого — организовать взаимодействие пользователя с компьютером и выполнение всех других программ.
Операционная система выполняет роль связующего звена между аппаратурой компьютера, с одной стороны, и выполняемыми программами, а также пользователем, с другой стороны.
Операционная система обычно хранится во внешней памяти компьютера — на диске. При включении компьютера она считывается с дисковой памяти и размещается в ОЗУ.
Этот процесс называется загрузкой операционной системы.
В функции операционной системы входит:
- осуществление диалога с пользователем; ввод-вывод и управление данными; планирование и организация процесса обработки программ; распределение ресурсов (оперативной памяти и кэша, процессора, внешних устройств); запуск программ на выполнение; всевозможные вспомогательные операции обслуживания; передача информации между различными внутренними устройствами; программная поддержка работы периферийных устройств (дисплея, клавиатуры, дисковых накопителей, принтера и др.).
Операционную систему можно назвать программным продолжением устройства управления компьютера. Операционная система скрывает от пользователя сложные ненужные подробности взаимодействия с аппаратурой, образуя прослойку между ними. В результате этого люди освобождаются от очень трудоёмкой работы по организации взаимодействия с аппаратурой компьютера.
В зависимости от количества одновременно обрабатываемых задач и числа пользователей, которых могут обслуживать ОС, различают четыре основных класса операционных систем:
однопользовательские однозадачные, которые поддерживают одну клавиатуру и могут работать только с одной (в данный момент) задачей; однопользовательские однозадачные с фоновой печатью, которые позволяют помимо основной задачи запускать одну дополнительную задачу, ориентированную, как правило, на вывод информации на печать. Это ускоряет работу при выдаче больших объёмов информации на печать; однопользовательские многозадачные, которые обеспечивают одному пользователю параллельную обработку нескольких задач. Например, к одному компьютеру можно подключить несколько принтеров, каждый из которых будет работать на "свою" задачу; многопользовательские многозадачные, позволяющие на одном компьютере запускать несколько задач нескольким пользователям. Эти ОС очень сложны и требуют значительных машинных ресурсов.В различных моделях компьютеров используют операционные системы с разной архитектурой и возможностями. Для их работы требуются разные ресурсы. Они предоставляют разную степень сервиса для программирования и работы с готовыми программами.
Операционная система для персонального компьютера, ориентированного на профессиональное применение, должна содержать следующие основные компоненты:
- программы управления вводом/выводом; программы, управляющие файловой системой и планирующие задания для компьютера; процессор командного языка, который принимает, анализирует и выполняет команды, адресованные операционной системе.
Каждая операционная система имеет свой командный язык, который позволяет пользователю выполнять те или иные действия:
- обращаться к каталогу; выполнять разметку внешних носителей; запускать программы; ... другие действия.
Анализ и исполнение команд пользователя, включая загрузку готовых программ из файлов в оперативную память и их запуск, осуществляет командный процессор операционной системы.
Для управления внешними устройствами компьютера используются специальные системные программы — драйверы. Драйверы стандартных устройств образуют в совокупности базовую систему ввода-вывода (BIOS), которая обычно заносится в постоянное ЗУ компьютера.
7. Решение задач на ЭВМ. Погрешности решения задач в ЭВМ.
Основные этапы решения задач на ЭВМ:
1. Постановка задачи
2. Определение методов решения
3. Составление алгоритмов
4. Написание программ для ЭВМ
5. Отладка программ на ЭВМ
6. Получение результатов на ЭВМ
Постановка задач
Постановка задач - точное и четкое определение требуемых результатов и исходных условий в задачах.
Результаты - правильные, если они отвечают требованиям поставленных задач.
Результаты - неправильные, если они противоречат поставленным требованиям.
Задачи могут быть частными (конкретными) и обобщенными (массовыми).
Определение методов решения
Метод решения - это общий способ решения некоторого класса задач.
Способ решения - правильный, если он дает правильные результаты.
Способ решения - неправильный, если он дает неправильные результаты.
Способ - последовательность действий, ведущая к получению результатов.
Метод решения - правильный, если он дает правильные результаты для любых исходных данных поставленной задачи.
Составление алгоритмов
Алгоритмизация - это составление алгоритмов для решения задач на ЭВМ. Исходным для решения задач на ЭВМ является точная постановка задач с четким выделение требуемого и исходного.
Алгоритм - результативный, если его выполнение приводит к получению результатов.
Алгоритм - правильный, если он дает правильные результаты для любых допустимых исходных данных.
Алгоритм содержит ошибки, если для он дает неправильные результаты либо не дает результатов вообще для некоторых допустимых исходных данных.
Написание и отладка программ на ЭВМ
Программирование - написание программ для ЭВМ может производится тремя способами:
1. написание программы исходя из условий задачи. (традиционный способ)
2. кодирование программ по детальным алгоритмам решения задач на ЭВМ
3. совестная разработка алгоритмов и программ (структурное проектирование)
Программа содержит ошибки, если ее выполнение на ЭВМ приводит к получению сбоев, отказов или получению не правильных результатов.
Ошибки в алгоритмах программах - одна из самых серьезных проблем в информатике и профессиональном программировании.
Отладка программ - поиск и исправление ошибок в программах на ЭВМ. Поскольку число ошибок неизвестно, то неизвестна и продолжительность отладки программ на ЭВМ.
Отсутствие ошибок в программах проверяется их тестированием на ЭВМ. Тестирование может выявить ошибки, но не может гарантировать отсутствие ошибок в программах. (Дейкстра)
Тестирование программ на ЭВМ
Тестирование программ - это процесс проверки программ на ЭВМ с помощью тестов. Тесты - это наборы тестовых исходных данных с перечнем правильных результатам.
Получение неправильных результатов, сбоев или отказов говорит о наличии ошибок в программах. Тестирование может показать наличие ошибок в программах на ЭВМ
Набор тестов - структурно полный, если на этом наборе тестов выполняется каждая альтернатива, каждая последовательность и каждый цикл один или несколько раз.
Тестирование не может гарантировать отсутствие ошибок в программах. Гарантии отсутствия ошибок может дать только исчерпывающий анализ правильности алгоритмов и программ.
Анализ и доказательства правильности алгоритмов и программ можно и нужно проводить после структурно полного тестирования программ на ЭВМ.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 |
