Обчислювальна математика та програмування Кафедра комп ютерних мереж і

Обчислювальна математика та програмування Кафедра комп'ютерних мереж і телекомунікацій Автори курсу: доцент, к. т. н. Гаріна Світлана Михайлівна старший викладач Осипова Тетяна Юріївна

Структура курсу І семестр Лекцій – 18 годин ¡ Лабораторних занять – 36 години ¡ Самостійна робота – 26 годин ¡ Форма контролю: залік ¡

СТРУКТУРА КУРСУ І семестр ¡ МОДУЛЬ І. Технічне та програмне забезпечення обчислювальних комп’ютерних систем ¡ МОДУЛЬ ІІ. Проведення обчислень в середовищі табличного процесора MS Excel

СТРУКТУРА КУРСУ І семестр ¡ МОДУЛЬ ІІІ. Проведення обчислень в середовищі MATHCAD

Принципи функціонування обчислювальних комп’ютерних систем ¡ ¡ ¡ ¡ Предмет і завдання курсу Зв’язок з іншими дисциплінами Поняття і визначення обчислювальної математики і обчислювальної інформатики Історія і напрямки розвитку засобів обчислень. Методи обчислень. Системи числення. Способи кодування інформації. Технічні засоби одержання, зберігання, обробки та передачі інформації. Принципи взаємодії технічних засобів як єдиної обчислювальної комп’ютерної системи.

ІНФОРМАЦІЯ Відображення предметів світу у вигляді сигналів та знаків АБО Сукупність знань, фактів, відомостей, які є необхідними і підлягають збереженню та обробці. . . ТОЩО Властивості інформації об'єктивність повнота достовірність адекватність доступність актуальність

Структура інформації – взаємозв'язки між окремими її елементами. Системність І. Форми представлення інформації: Символьний; Графічна; Звукова.

Одиниці вимірювання інформації ¡ ¡ ¡ Біт (англ. bit – binary digit ) – основна, найменша одиниця вимірювання інформації. Одна комірка пам'яті, в яку можна записати число 0 або 1 Цифри 1 і 0 є символами найпростішої знакової системи — бінарної (двійкової) системи Байт – вісім підряд записаних бітів ¡ 1 байт=8 біт (28) Ш 1 кілобайт (Кбайт)=210 байт=1024 байт Ш 1 мегабайт (Мбайт)=220 байт=1024 кілобайт Ш 1 гігабайт (Гбайт)=230 байт=1024 мегабайт Ш 1 Терабайт (Тбайт)=240 байт=1024 гігабайт

Основні поняття Код; ¡ Система умовних знаків або символів; ¡ Алфавіт – набір знаків коду; ¡ Текст – послідовність знаків даного повідомлення; ¡ Імовірність – частота появи деякого коду у повідомленні. ¡

Обчислювальна математика ¡ розділ теорію математики, чисельних що вивчає методів розв'язання типових математичних задач.

Завдання обчислювальної математики ¡ ¡ ¡ розв'язання систем лінійних рівнянь; знаходження власних значень і векторів матриці; знаходження сингулярних значень і векторів матриці; розв'язання нелінійних алгебраїчних рівнянь; розв'язання систем нелінійних алгебраїчних рівнянь; розв'язання диференціальних рівнянь (як звичайних диференціальних рівнянь, так і рівнянь з частинними похідними); розв'язання систем диференціальних рівнянь; розв'язання інтегральних рівнянь; завдання апроксимації; задачі інтерполяції; задачі екстраполяції; задачі чисельної оптимізації.

ІНФОРМАТИКА дисципліна, яка вивчає структуру, загальні властивості наукової інформації, закономірності її створення, передачі і використання у різних галузях діяльності людини

Основні категорії та поняття інформатики Інформаційні процеси ¡ Інформаційні системи ¡ Інформаційно-пошукові системи ¡ Автоматизовані системи управління ¡ Вхідна, вихідна інформація ¡ Інформаційна місткість ¡

Предмет інформатики Апаратне забезпечення засобів обчислювальної техніки; ¡ Програмне забезпечення засобів обчислювальної техніки; ¡ Засоби взаємодії програмного і апаратного забезпечення; ¡ Засоби взаємодії людини з програмними і апаратними засобами; ¡

Нульове покоління

Еволюція засобів обчислювальної техніки 1642 рік Блез Паскаль 1674 (1694) р. Готфрід Лейбніц 1820 1880 1931 Чарльз Калмар Вільгодт Однер “Фелікс”

Початок ери комп'ютерів 30 -ті роки XIX ст. Чарльз Бебідж Пристрої Пристрій введення/виведення інформації Блок керування Арифметичний пристрій Запам'ятовуючий пристрій Аналітична обчислювальна машина

1815 -1864 рр. 1889 р. 1896 р. 1924 р. Джордж Буль Герман Холлеріт Виробництво пристроїв для перфорації IBM 1930 р. В. Буш 1936 р. Алан Тьюринг 1940 р. Джон Атанасов Кліффорд Беррі

Покоління сучасних комп'ютерів. Перше покоління (1945 -1956) ¡ ¡ ¡ 1941 р. – машина Конрада Цузе Z 2 1944 р. – машина Говарда Ейкена “Марк -1” 1946 р. – комп'ютер ЕНІАК Джона Моучлі і Дж. Преснера Еккерта 1950 р. – “МЭСМ” ¡ 1951 р. – УНІВАК ¡ 1965 р. –“БЭСМ-6” В основу покладено архітектуру комп'ютера, запропоновану Джоном фон Нейманом ¡

Архітектура комп'ютера, запропонована Джоном фон Нейманом ¡ ¡ Арифметично-логічний пристрій; Пристрій керування; Запам’ятовуючий пристрій; Пристрої для введення-виведення інформації. Пам'ять на феритових сердечниках. Кожен сердечник – 1 біт інформації

Друге покоління (1956 -1963) ¡ ¡ ¡ 1947 р. винайдення транзистора Застосування феритових сердечників для організації пам'яті 1954 р. – серійне виробництво транзисторів 1956 р. –І-ий комп'ютер на транзисторах ТХ-0 Поява мов ПРГ – Фортран, Кобол, Асемблер

Третє покоління (1964 -1971) ¡ ¡ 1964 р. -комп'ютер ІВМ System 360 1968 р. – Дуглас Енгельбарт 1964 р. – мова ПРГ Бейсік 1970 р. – мова Паскаль

Четверте покоління (від 1971 року) Випуск І-ого к-ра на інтегральних мікросхемах компанією Burroughs ¡ «Інтел» 1969 р. – 1970 Інтел-4004 ¡ ¡ ¡ 1975 р. – Бейсик 1977 р. – Возняк) 1979 р. – 1981 р. – 1984 р. – 1973 Інтел-8008 1974 Інтел-8080 “Альтаїр 8800”+інтерпритатор мови ПК компанії Apple (Стів Джобс, Стів процесор ел-их таблиць Visi. Calc IBM PC “Макінтош”

Системи числення ¡ ¡ Двійкова→ 0; 1. Вісімкова → 0; 1; 2; 3; 4; 5; 6; 7. Десяткова → 0; 1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9. Шістнадцяткова - 0; 1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; A; B; C; D; E; F Переведення числа з двійкової системи у десяткову

Співвідношення між системами 10 2 8 16 0 0 13 1101 15 D 1 1 14 1110 16 E 2 10 2 2 15 1111 17 F 3 11 3 3 16 10000 20 10 4 100 4 4 17 10001 21 11 5 101 5 5 18 10010 22 12 6 110 6 6 19 10011 23 13 7 111 7 7 20 10100 24 14 8 1000 10 8 21 10101 25 15 9 1001 11 9 22 10110 26 16 10 1010 12 A 23 10111 27 17 11 1011 13 B 24 11000 30 18 12 1100 14 C 25 11001 31 19

Приклад переведення числа 40 з десяткової в двійкову систему і навпаки 101000