Введение 3
§ 1. Информация 3
Вещество, энергия, информация — важнейшие сущности нашего мира 3
Информация и информационные процессы 4
Информация в истории общества 4
Двоичное кодирование информации. Бит. Байт 6
Единицы измерения информации 8
Информация — первичное, неопределяемое понятие информатики 10
Обработка информации 10
Упражнения 11
§ 2. Электронные вычислительные машины 13
Краткая история вычислительной техники 13
Основные компоненты ЭВМ 14
Встроенные ЭВМ 15
Персональные ЭВМ 15
Потоки информации при работе школьной ЭВМ 16
Упражнения 17
§ 3. Обработка информации на ЭВМ 19
Программирование как вид человеческой деятельности 19
Обработка информации на ЭВМ 19
Язык программирования 20
Отделение информационного производства от материального 21
Программирование— вторая грамотность 22
Упражнения 22
ГЛАВА 1. АЛГОРИТМИЧЕСКИЙ ЯЗЫК 25
§ 4. Исполнитель «Робот». Понятие алгоритма 25
Школьный алгоритмический язык 25
Исполнитель «Робот» 25
Простейший пример алгоритма 26
Общий вид алгоритма 26
Комментарии в алгоритмическом языке 27
Вызов команды исполнителя 27
Ошибки в алгоритмах 27
Запись нескольких команд в одной строке 28
Упражнения 29
§ 5. Исполнитель «Чертежник» и работа с ним 32
Особенности записи чисел в информатике 32
Исполнитель «Чертежник» 32
Работа команды «сместиться на вектор» 33
Пример алгоритма управления Чертежником 33
Рисование букв 35
Последовательное выполнение алгоритмов 36
Упражнения 36
§ 6. Вспомогательные алгоритмы. Алгоритмы с аргументами 40
Алгоритм рисования слова МИР 40
Понятия основного и вспомогательного алгоритмов 41
Вызов вспомогательного алгоритма 41
Один и тот же алгоритм может выступать и в роли вспомогательного, и в роли основного 41
Пример использования вспомогательных алгоритмов 42
Метод последовательного уточнения 42
Разделение труда между ЭВМ и исполнителями 43
Алгоритмы с аргументами 43
Выполнение вспомогательного алгоритма с аргументами 44
Модель памяти ЭВМ 44
Упражнения 45
§ 7. Арифметические выражения и правила их записи 54
Выражения в алгоритмическом языке 54
Выражения вычисляет ЭВМ 55
Правила записи арифметических выражений в алгоритмическом языке 55
Таблица знаков операций и стандартных функций алгоритмического языка 56
Примеры записи арифметических выражений на алгоритмическом языке 56
Упражнения 57
§ 8. Команды алгоритмического языка. Цикл п раз 58
Цикл п раз 58
Общий вид цикла п раз 59
Простые и составные команды 59
Пример использования цикла п раз 59
Что значит повторить команду «—10 раз»? 60
Серия команд в цикле может состоять из нескольких команд 60
Короткие алгоритмы могут описывать длинные последовательности действий 60
Внутри цикла можно вызывать вспомогательные алгоритмы 61
Упражнения 61
§ 9. Алгоритмы с «обратной связью». Команда пока 63
Команды «обратной связи» 63
Использование команд «обратной связи» при управлении Роботом «вручную» 63
Цикл пока 64
Диалог ЭВМ — Робот при выполнении цикла пока 64
Общий вид цикла пока 65
Графическая схема выполнения цикла пока 65
Тело цикла может не выполниться ни разу 65
Зацикливание 66
Условие цикла не проверяется в процессе выполнения тела цикла 66
Закрашивание ряда 67
Составление алгоритмов с циклом пока 68
Закрашивание коридора произвольной длины 68
Вход в радиоактивную зону 69
Выход в левый верхний угол в лабиринте 70
Упражнения 71
§ 10. Условия в алгоритмическом языке. Команды если и выбор. Команды контроля 76
Пример алгоритма с командой если 76
Общий вид команды если 77
Графическая схема выполнения команды если 78
Второй пример использования команды если 78
Третий пример использования команды если — разметка опасных клеток коридора 78
Условия в алгоритмическом языке 79
Команда выбор 80
Графическая схема выполнения команды выбор 80
Пример алгоритма с командой выбор 80
Команды контроля 81
Пример алгоритма с командой утв 81
Упражнения 82
§11. Величины в алгоритмическом языке. Команда присваивания 84
Необходимость работы с величинами в процессе выполнения алгоритма 84
Имя, значение и тип величины 85
Модель памяти ЭВМ 85
Описание величин 85
Как ЭВМ отводит величине место в памяти 86
Команда присваивания 86
Примеры использования команды присваивания 87
Пример алгоритма, работающего с величинами 87
Еще один пример использования величин для запоминания информации 88
Рисование параболы 88
Упражнения 91
§ 12. Результаты алгоритмов и алгоритмы-функции .93
Виды величин в алгоритмическом языке 93
Простейший пример алгоритма с результатами 93
Выполнение алгоритма с результатами 94
Общие правила выполнения команды вызова вспомогательного алгоритма 95
Решение квадратного уравнения 95
Информационные алгоритмы 96
Алгоритм с результатами при управлении Роботом 97
Алгоритмы-функции 97
Пример алгоритма-функции 97
Выполнение алгоритма-функции 98
Построение графика произвольной функции 99
Упражнения 100
§ 13. Команды ввода/вывода информации. Цикл для 102
Команды ввода и вывода информации 102
Простейший пример алгоритма с командами ввода/вывода 103
Работа команд ввод и вывод 104
Еще один пример 104
Диалоговые системы 105
Пример алгоритма с циклом для 105
Общий вид цикла для 106
Два примера алгоритмов с циклом для 106
Упражнения 106
§ 14. Табличные величины и работа с ними .108
Табличные величины позволяют работать с большими объемами информации 108
Линейные таблицы 109
Работа с элементами таблиц 109
Использование таблиц при решении задач 110
Алгоритм сбора информации об уровнях радиации 110
Анализ табличной информации 110
Число положительных элементов 111
Сумма элементов 111
Максимум 111
Радиационная разведка коридора 112
Поиск элемента в таблице 112
Индекс максимального элемента 113
Прямоугольные таблицы 113
Упражнения 114
§ 15. Логические, символьные и литерные величины 116
Тип величины 116
Логические величины, выражения и присваивания 116
Пример алгоритма с логическими величинами 117
Пример логического алгоритма-функции 117
Использование логического алгоритма-функции в методе последовательного уточнения 118
Символьные величины 119
Литерные величины 120
Длина литерной величины 120
Сколько раз в строке встречается символ х 121
Доля пробелов в строке 121
Замена одного символа на другой 121
Операция соединения 122
Вырезки 122
Команда присваивания вырезке 123
Пример алгоритма, использующего вырезки 123
Упражнения 123
§ 16. Составление циклических алгоритмов 125
Рекуррентные соотношения 125
Рекуррентные вычисления с использованием таблиц 125
Рекуррентные вычисления без использования таблиц и «исчезновение» индексов 126
Метод рекуррентных соотношений 127
Рекуррентные вычисления с использованием нескольких промежуточных величин 128
Продолжение последовательности «влево» 129
Однопроходные алгоритмы 130
Однопроходный алгоритм подсчета числа максимумов 131
Однопроходный алгоритм подсчета количества слов в строке 131
Инвариант цикла 132
Рекурсия 134
Упражнения 136
Упражнения на повторение 142
ГЛАВА 2. УСТРОЙСТВО ЭВМ 146
§ 17. Физические основы вычислительной техники 146
Кодирование информации электрическими сигналами 146
Электронный ключ 146
Вентиль «не» 147
Вентиль «или — не» 148
Обозначения вентилей 149
Процессор 149
Элемент памяти триггер 150
Память 151
Взаимодействие процессора и памяти 151
Поколения ЭВМ 151
Изготовление микросхем 153
Упражнения 153
§ 18. Команды и основной алгоритм работы процессора 154
Память, процессор, программа 155
Основной алгоритм работы процессора 155
Примеры команд процессора 156
Пример простейшей машинной программы 156
Команды условного и безусловного перехода 158
Машинная реализация цикла пока 158
Упражнения 159
§ 19. Устройства ввода/вывода информации 160
Клавиатура 160
Монитор 160
Дисковод 161
Принтер 161
Взаимодействие основных частей ЭВМ. Магистраль 162
Устройства и исполнители 163
Исполнитель монитор экран 163
Исполнитель клавиатура 163
Упражнения 164
§ 20. Работа ЭВМ в целом 165
Алгоритмический язык и машинные коды 165
Компиляция 165
Интерпретация 166
Компиляция и интерпретация 166
Программа начальной загрузки 166
Операционная система ОС 167
Упражнения 168
ГЛАВА 3 ПРИМЕНЕНИЯ ЭВМ 169
§21. Кодирование информации величинами алгоритмического языка 169
Информационные модели 169
Понятие информационной модели 169
Простейший пример информационной модели 170
Информационная модель транспортной сети 170
Кодирование геометрической информации 171
Модель обстановки на поле Робота 173
Кодирование алгоритмов управления исполнителями 175
Упражнения 176
§ 22. Информационное моделирование исполнителей на ЭВМ исполнители в алгоритмическом языке 179
Информационная модель исполнителя Робот 179
Исполнители в алгоритмическом языке 181
Использование исполнителей при составлении алгоритмов 181
Задание исполнителя И1 на алгоритмическом языке 182
Как ЭВМ работает с общими величинами в информационной модели исполнителя 183
Использование исполнителей при решении чисто информационных задач 185
Метод последовательного уточнения с использованием исполнителей 185
Упражнения 186
§ 23. Информационные системы 188
Система продажи железнодорожных билетов ЭКСПРЕСС 188
Информационно-управляющая система Волжского автозавода 189
Информационно-учетная система междугородной телефонной связи 189
Базы данных 189
Учебная информационная система «Вагон» 190
Учебная информационная система «Телефонная книжка» 191
Упражнения 193
§ 24. Обработка текстовой информации 194
Системы обработки текстов 194
Текст, курсор и окно 194
Учебная модель редактора текстов 195
Упражнения 198
§ 25. Научно-технические расчеты на ЭВМ 199
ЭВМ — вычислительная машина 199
Томография 199
Приближенные вычисления 200
Вычисление корня функции методом деления отрезка пополам 201
Приближенное вычисление интеграла методом трапеций 202
Метод Монте-Карло 203
Вычисление л методом Мон-те-Карло 204
Упражнения 205
§ 26. Моделирование и вычислительный эксперимент на ЭВМ 206
Вычислительный эксперимент 206
Метод дискретизации непрерывных процессов 207
Падение с учетом сопротивления воздуха 208
Сравнение приближенного и точного решений 209
Выбор шага по времени 210
Упражнения 211
§ 27. Компьютерное проектирование и производство 212
Черчение на ЭВМ 212
Вычислительный эксперимент 212
Станки с числовым программным управлением ЧПУ 212
Проектирование и производство — единый цикл 213
Простейший пример информационной модели в компьютерном проектировании 213
Упражнения 213
§ 28. От индустриального общества к информационному. Заключение 214
Электронный магазин, штриховой код и электронные деньги 214
Проникновение ЭВМ во все сферы жизни 215
Ошибки в применениях ЭВМ 215
Предметный указатель 218