Содержание
Авторы: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
Рецензенты: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
Предисловие редактора . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
Часть 1. Основы и аппаратное обеспечение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
ВВЕДЕНИЕ К ЧАСТИ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Глава 1. Основы информатики . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1.1. Информация и данные . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1.1.1. Информация и ее роль в человеческом обществе . . . . . . . . . . . . 8
1.1.2. Информация и живая природа . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.1.3. Информационные революции . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.1.4. Виды информации . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
1.1.5. Понятие о данных и базах данных . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
1.1.6. Размножение и накопление информации . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
1.1.7. Знания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
1.2. Понятия о передаче и обработке информации . . . . . . . . . . . . . . . . 12
1.2.1. Передача информации и сообщения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
1.2.2. Понятие о сигналах . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
1.2.3. Синусоидальный сигнал и его свойства . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
1.2.4. Электромагнитные волны и антенны . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
1.2.5. Понятие о модуляции синусоидального сигнала . . . . . . . . . . . . 16
1.2.6. Преобразования аналогового сигнала и шумы . . . . . . . . . . . . . 16
1.2.7. Понятие о гармониках сложного сигнала . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
1.2.8. Дискретные и цифровые сигналы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
1.2.9. Типичный пример цифровой системы записи информации . . . 19
1.2.10. Понятие о теореме КотельниковаД . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
1.3. Информатика и информационное общество . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
1.3.1. Что такое информатика? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
1.3.2. Информатизация и этапы развития общества . . . . . . . . . . . . . . 22
1.3.3. Информационный взрыв . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
1.3.4. Интернет-экономика и цифровая вселенная . . . . . . . . . . . . . . . 23
1.4. Формы адекватности и объем информации . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
1.4.1. Формы адекватности информации . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
1.4.2. Синтаксическая мера информации — бит и байт . . . . . . . . . . . 24
1.4.3. Числа десятичные и шестнадцатеричные . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
1.4.4. Мера информации по ШеннонуД . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
1.4.5. Семантическая и прагматическая меры информации . . . . . . . . 27
1.5. Кодирование и декодирование информации . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
1.5.1. Кодирование текстовой информации . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
1.5.2. ASCII и таблицы кодировки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
625
1.5.3. Цифровое кодирование графики и видео . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
1.5.4. Специальные виды кодирования и криптография . . . . . . . . . . . 29
1.6. Информационные модели обучения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
1.6.1. Информационная модель человека . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
1.6.2. Информационная модель процесса обучения . . . . . . . . . . . . . . 32
1.6.3. Дидактические возможности информационной среды обучения 34
1.6.4. Состав информационной среды обучения . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
1.7. Элементная база информационных устройств . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
1.7.1. Пассивные компоненты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
1.7.2. Активные компоненты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
1.7.3. Интегральные полевые транзисторы и закон Мура . . . . . . . . . . 41
1.7.4. Терагерцовые полевые и биполярные транзисторы . . . . . . . . . . 43
1.7.5. Трехмерные полевые транзисторы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
1.7.6. Логические устройства и схемы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
1.7.7. Интегральные микросхемы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
1.7.8. Нанотехнологии в микроэлектронике . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
1.7.9. Микромеханика на кремниевом кристаллеД . . . . . . . . . . . . . . . 50
1.8. Появление и развитие ЭВМ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
1.8.1. Что было до появления ЭВМ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
1.8.2. Факторы, приведшие к созданию ЭВМ . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
1.8.3. Поколения ЭВМ (компьютеров) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
1.8.4. Ламповые ЭВМ первого поколения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
1.8.5. Транзисторные ЭВМ второго поколения . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
1.8.6. ЭВМ третьего поколения на интегральных микросхемах . . . . . 57
1.8.7. ЭВМ четвертого и пятого поколений на СБИС . . . . . . . . . . . . 58
1.9. Работа ЭВМ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
1.9.1. Краткое описание работы ЭВМ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
1.9.2. Понятие о командах процессора ЭВМ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
1.9.2. Понятие о программировании на низком уровне . . . . . . . . . . . 60
1.9.3. Понятие о программировании на высоком уровне . . . . . . . . . . 61
Методические указания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
10 главных вопросов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
Глава 2. Микропроцессоры . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
2.1. Как появились и развивались микропроцессоры корпорации Intel . 63
2.1.1. Создание корпорации Intel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
2.1.2. Два класса микропроцессоров (CISC и RISC) . . . . . . . . . . . . . . 64
2.1.3. Микропроцессоры Intel от 4004 до Itanium. . . . . . . . . . . . . . . 64
2.1.4. Сравнение новых микропроцессоров класса Pentium . . . . . . . . 80
2.2. Микропроцессоры других фирм . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
2.2.1. Процессоры фирмы Advanced Micro Device . . . . . . . . . . . . . . . 80
2.2.2. Процессоры PowerPC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
2.2.3. Микропроцессоры фирм Digital и Cyrix . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
2.2.4. Процессоры с малым потреблением электроэнергии . . . . . . . . . 83
2.3. Микропроцессоры для карманных компьютеров . . . . . . . . . . . . . . . 83
Содержание
626
2.3.1. Особенности выбора процессоров для карманных компьютеров 83
2.3.2. Микропроцессор Strong ARM SA-1110. . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
2.3.3. Микропроцессор Xscale. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
2.4. Работа микропроцессора . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
2.4.1. Устройство и назначение микропроцессора . . . . . . . . . . . . . . . 85
2.4.2. Шины и разрядность микропроцессора . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
2.4.3. Арифметико-логическое устройство . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
2.4.4. Регистры микропроцессора . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
2.4.5. Блок управления памятью . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
2.4.6. Порты ввода/вывода . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
2.4.7. Блок команд . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
2.4.8. Конвейер . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
2.4.9. Математический сопроцессор . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
2.4.10. Кэш-память . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
2.5. Эмпирические законы и перспективы развития микроэлектроники 90
2.5.1. Закон Мура . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
2.5.2. Закон Мура с позиций математики . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
2.5.3. Прогнозы на основании закона Мура . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
2.5.4. Законы Меткалфа и фотона . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
Методические указания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
10 главных вопросов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
Глава 3. Архитектура и устройство персональных компьютеров . . . . . . . . 96
3.1. Зарождение индустрии персональных компьютеров . . . . . . . . . . . . 96
3.1.1. Мир накануне появления персональных компьютеров . . . . . . . 96
3.1.2. «Яблоки» выросли в гараже Стивена Джобса . . . . . . . . . . . . . . 97
3.1.3. Клайв Синклер получает почетный титул сэра . . . . . . . . . . . . . 98
3.1.4. Домашние компьютеры — «доски» . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
3.1.5. В СССР кибернетика объявлена лженаукой . . . . . . . . . . . . . . . 99
3.1.6. Программирование на калькуляторах и на Бейсике . . . . . . . . . 99
3.2. Как появились персональные компьютеры . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
3.2.1. Рождение IBM PC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
3.2.2. От IBM PC к IBM PC XT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
3.3. Архитектура персональных компьютеров . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
3.3.1. Что такое архитектура компьютера . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
3.3.2. Корпус и системная (материнская) плата ПК . . . . . . . . . . . . . 104
3.3.3. Шины ПК и разъемы расширения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
3.3.4. Виды памяти ПК . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
3.3.5. Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) . . . . . . . . . . . . . 106
3.3.6. Оперативное запоминающее устройство — ОЗУ . . . . . . . . . . . 107
3.3.7. Современные модули оперативной памяти . . . . . . . . . . . . . . . 109
3.3.8. Адресное пространство памяти ПК . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
3.3.9. Прямой доступ к памяти (DMA) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
3.3.10. Архитектура UMA с общей памятью . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
3.3.11. Понятие о прерываниях . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
Содержание
627
3.3.12. Новая стабильная платформа Intel для ПК . . . . . . . . . . . . . . 112
3.4. Внешняя память компьютера . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
3.4.1. Роль магнитной памяти . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
3.4.2. Накопители на жестких дисках . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
3.4.3. Параметры накопителей на жестких дисках . . . . . . . . . . . . . . 117
3.4.4. Сменные жесткие диски и модули флэш-памяти . . . . . . . . . . 117
3.4.5. Накопители на гибких дисках (встроенные и внешние) . . . . . 118
3.4.6. Файловые системы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
3.4.7. Интерфейсы дисковых накопителей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
3.5. Накопители на оптических (лазерных) дисках . . . . . . . . . . . . . . . . 122
3.5.1. Звуковые компакт — диски CD и их проигрыватели . . . . . . . . 122
3.5.2. CD-ROM-драйвы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
3.5.3. Оптические видеодиски Video-CD и MP4 . . . . . . . . . . . . . . . . 124
3.5.4. Записывающие и перезаписывающие CD-RW — драйвы . . . . 124
3.5.5. DVD-драйвы для ПК . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
3.6. Мультимедиа оснащение ПК . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
3.6.1. Видеосистема и видеоадаптер ПК . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
3.6.2. Видеоадаптеры с кадровым буфером . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
3.6.3. Видеоадаптеры с 2-D-ускорителем
и графическим процессором . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
3.6.4. Видеоадаптеры с аппаратной декомпрессией изображений . . . 128
3.6.5. Видеоадаптеры с ускорителями 3D-графики . . . . . . . . . . . . . . 129
3.6.6. Поддержка библиотек 3D-графики . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
3.6.7. Аудиооснащение ПК . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130
3.7. Типовые внешние устройства ввода/вывода . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
3.7.1. Клавиатура . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
3.7.2. Графический манипулятор — мышь . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
3.7.3. Сканеры . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133
3.7.4. Дисплеи ПК на электронно-лучевой трубке . . . . . . . . . . . . . . 134
3.7.5. Плоские дисплеи ноутбуков и настольных ПК . . . . . . . . . . . . 135
3.7.6. Печатающие устройства — принтеры . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137
3.8. Мобильные вычисления и компьютеры . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138
3.8.1. Калькуляторы и электронные записные книжки . . . . . . . . . . . 138
3.8.2. Мобильные компьютеры . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
3.8.3. Карманные персональные компьютеры . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141
3.8.4. Что умеют делать КПК . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
3.8.5. Типы современных КПК . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
3.8.6. Особенности конструкции и применения
современных КПК . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145
Методические указания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146
10 главных вопросов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146
Глава 4. Современные средства телекомуникации . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
4.1. Коммуникационные проводные сети . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
4.1.1. Понятие о сетях . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
Содержание
628
4.1.2. Параллельная и последовательная
передача информации . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
4.1.3. Порты ввода/вывода PRN, COM и USB компьютеров . . . . . . 148
4.1.4. Линии проводные и кабельные . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149
4.2. Световолоконные линии и сети. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150
4.2.1. Световолокно и структура световолоконной линии . . . . . . . . . 150
4.2.2. Полупроводниковые излучатели света . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151
4.2.3. Полупроводниковые приемники света . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
4.2.4. Гигагерцевая оптоэлектроника . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
4.3. Принципы организации сетей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153
4.3.1. Организация компьютерных сетей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153
4.3.2. Кластерные системы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154
4.4. Беспроводные линии связи и сети . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
4.4.1. Связь с применением инфракрасного порта . . . . . . . . . . . . . . 155
4.4.2. Беспроводная связь с помощью модулей Bluetooth . . . . . . . . . 156
4.4.3. Перспективы развития беспроводных сетей. . . . . . . . . . . . . . 157
4.5. Мобильная радиотелефония . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158
4.5.1. Организация и перспективы сотовой связи . . . . . . . . . . . . . . . 158
4.5.2. Конструкция сотового телефона . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161
4.5.3. Работа с сотовым телефоном . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162
4.5.4. Мобильные телефоны с расширенными возможностями . . . . . 164
4.6. Глобальная сеть Интернет . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166
4.6.1. Зарождение Интернета . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166
4.6.2. Технические основы Интернета . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166
4.6.3. Что нужно для работы в Интернете . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167
Методические указания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169
10 главных вопросов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169
ГЛАВА 5. Современные аудио- и видеосредства
в быту и в обучении . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170
5.1. Технические средства обучения (ТСО) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170
5.1.1. Место и значение ТСО в учебном процессе . . . . . . . . . . . . . . 170
5.1.2. Классификация ТСО по применению . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170
5.2. Аудиотехнические средства обучения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172
5.2.1. Звук и его параметры . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172
5.2.2. Усиление звуковых сигналов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174
5.2.3. Стереофоническое воспроизведение звука . . . . . . . . . . . . . . . . 174
5.2.4. Микрофоны динамические . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175
5.2.5. Микрофоны электретные . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176
5.2.6. Громкоговорители и акустические системы . . . . . . . . . . . . . . . 177
5.2.7. Головные телефоны — наушники . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178
5.2.8. Усилители звуковых частот . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180
5.3. Магнитная запись звуковых сигналов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182
5.3.1. Принципы аналоговой магнитной записи звуков . . . . . . . . . . 182
5.3.2. Аналоговые магнитофоны с подмагничиванием ленты . . . . . . 183
Содержание
629
5.3.3. Современные магнитофоны . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185
5.4. Цифровые аудиоустройства . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187
5.4.1. Мини-дисковые цифровые магнитофоны . . . . . . . . . . . . . . . . 187
5.4.2. Проигрыватели звуковых оптических компакт-дисков . . . . . . . 188
5.4.3. Цифровые диктофоны с твердотельной памятью . . . . . . . . . . . 189
5.4.4. Проигрыватели MP3-файлов с твердотельной памятью . . . . . . 190
5.4.5. Проигрыватели звуковых файлов с жестким диском . . . . . . . . 192
5.5. Экранные средства обучения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193
5.5.1. Диапроекторы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193
5.5.2. Кодоскопы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195
5.6. Экранно-звуковые средства . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196
5.6.1. Телевидение и телевизоры . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196
5.6.2. Аналоговые видеомагнитофон . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200
5.6.3. Применение видеомагнитофонов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203
5.6.4. Видеопроекторы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205
5.6.5. Новые приборы для видеопроекции высокого качества . . . . . . 208
5.7. Современные видеокамеры и цифровые фотоаппараты . . . . . . . . . 209
5.7.1. Видеокамеры . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209
5.7.2. Цифровые фотоаппараты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213
5.7.3. Цифровые видеокамеры-фотокамеры . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215
5.8. DVD-плееры и домашние видеотеатры . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217
5.8.1. Проигрыватели видеоCD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217
5.8.2. Диски DVD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218
5.8.3. Проигрыватели дисков DVD, видео- и аудиоCD . . . . . . . . . . . 220
5.8.4. Проигрыватели дисков DVD и видеоCD формата MP4 . . . . . . 221
5.8.4. Домашние видеотеатры . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222
5.9. Семейство роботов-собак AIBO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226
Методические указания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227
10 главных вопросов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227
Литература к части 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228
Часть 2. Программное обеспечение ПК . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230
Глава 6. Работа с Windows XP и ее приложениями . . . . . . . . . . . . . . . . . 231
6.6. Назначение и роль программного обеспечения . . . . . . . . . . . . . . . 231
6.6.1. Классификация программного обеспечения . . . . . . . . . . . . . . 231
6.6.2. Графические операционные системы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232
6.6.3. Прикладное программное обеспечение . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234
6.6.4. Программная совместимость . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234
6.6.5. Нужно ли уметь программировать ПК? . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235
6.2. Работа с операционной системой Windows XP . . . . . . . . . . . . . . . 235
6.2.1. Включение ПК . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235
6.2.2. Загрузка операционной системы Windows XP . . . . . . . . . . . . . 236
6.2.3. Рабочий стол операционной системы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237
6.2.4. Корзина и метод Drag and Drop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239
Содержание
630
6.2.5. Загрузка прикладной программы и ее исполнение . . . . . . . . . 239
6.2.6. Выключение компьютера и его перезагрузка . . . . . . . . . . . . . . 240
6.3. Настройка операционной системы Windows XP . . . . . . . . . . . . . . 241
6.3.1. Панель управления и типовое окно Windows XP . . . . . . . . . . . 241
6.3.2. Свойства объектов Windows и контекстные меню . . . . . . . . . . 243
6.3.3. Управление языком и региональными параметрами . . . . . . . . 244
6.3.4. Управление встроенными часами . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 246
6.3.5. Управление экраном дисплея . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247
6.4. Работа с дисковыми накопителями . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248
6.4.1. Знакомство с дисковыми накопителями . . . . . . . . . . . . . . . . . 248
6.4.2. Форматирование дисков . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251
6.4.3. Обслуживание дисков . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252
6.5. Работа с файлами . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254
6.5.1. Основные операции работы с файлами . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254
6.5.2. Работа с Проводником . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255
6.5.3. Работа с файловыми менеджерами . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256
6.6. Работа с встроенными прикладными программами . . . . . . . . . . . . 257
6.6.1. Работа с приложением Блокнот . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257
6.6.2. Простой текстовый редактор WordPad . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258
6.6.3. Графический редактор Paint . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261
6.6.4. Калькуляторы Windows XP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262
6.7. Работа со средствами мультимедиа . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263
6.7.6. Подключение аудиоаппаратуры и контроль звука . . . . . . . . . . 263
6.7.2. Виды звуковых файлов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264
6.7.3. Работа с приложением «Звукозапись» . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264
6.7.4. Проигрыватель Windows Media для Windows XP . . . . . . . . . . . 265
6.7.5. Просмотр электронных фотографий . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268
6.7.6. Форматы записи видеофильмов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 269
6.7.7. Просмотр видеофильмов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270
Методические указания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272
10 главных вопросов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272
Глава. 7. Работа в интернете . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273
7.1. Организация сети Интернета . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273
7.1.1. Интернет как глобальная сеть . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273
7.1.2. Протокол TCP/IP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273
7.1.3. Служба имен доменов DNS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 274
7.1.4. Маршрутизация . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 276
7.2. Основные службы Интернета . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277
7.2.1. Служба Word Wide Web . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277
7.2.2. Служба передачи файлов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277
7.2.3. Дискуссионные группы, доски объявлений и новости . . . . . . . 278
7.2.4. Теле- и видеоконференции . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278
7.2.5. Служба Интернет-пейджинга ICQ и Интернет-телефония . . . . 279
7.2.6. Интернет-вещание и виртуальная реальность . . . . . . . . . . . . . 280
Содержание
631
7.3. Практическая работа в Интернете . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 280
7.3.1. Создание нового подключения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 280
7.3.2. Вхождение в Интернет . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282
7.3.3. Интернет-браузеры . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283
7.3.4. Работа с Internet Explorer 6.0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284
7.3.5. Интернет-страницы и основы работы с ними . . . . . . . . . . . . . 286
7.4. Особенности применения Интернета . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288
7.4.1. Возможности сети Интернет для образования . . . . . . . . . . . . . 288
7.4.2. Дидактические особенности использования Интернета . . . . . . 288
7.4.3. Методы поиска информации в Интернете . . . . . . . . . . . . . . . . 289
7.4.4. Средства поиска и поисковые серверы . . . . . . . . . . . . . . . . . . 290
7.4.5. Поисковые системы — каталоги . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 294
7.4.6. Метасредства поиска . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 295
7.4.7. Составление списка ключевых слов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 295
7.4.8. Составление и выполнение запросов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297
7.4.9. Проблемы, возникающие в процессе поиска . . . . . . . . . . . . . . 298
7.4.10. Практические рекомендации пользователю . . . . . . . . . . . . . . 299
7.5. Работа с электронной почтой . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 300
7.5.1. На что способна электронная почта? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 300
7.5.2. Почтовый клиент Outlook Express 6.0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301
7.5.3. Отправка и прием почтовых сообщений . . . . . . . . . . . . . . . . . 303
7.6. Операции с сообщениями электронной почты . . . . . . . . . . . . . . . 307
7.6.1. Просмотр и размещение сообщений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 307
7.6.2. Ответ на письмо . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 308
7.6.3. Сохранение сообщения в файле . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 308
7.6.4. Пометка сообщения как прочитанного или непрочитанного . . 308
7.6.5. Удаление сообщений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 308
7.6.6. Поиск заданного фрагмента текста . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 309
7.6.7. Печать текстов сообщений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 309
7.6.8. Сжатие папок . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 309
7.6.9. Просмотр свойств сообщения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 309
7.6.10. Вложение файлов в сообщение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 309
7.6.11. Применение адресной книги и списка контактов . . . . . . . . . 310
7.6.12. Сортировка сообщений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 311
7.6.13. Размеры шрифтов и кодировка сообщений . . . . . . . . . . . . . . 311
7.6.14. Работа со службами новостей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 312
7.6.15. Настройка Outlook Express . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313
7.6.16. О спаме и почтовых вирусах . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313
7.7. Мультимедиа в Интернете . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 314
7.7.1. Аудио- и видеопередачи в Интернете . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 314
7.7.2. Теле- и видеоконференции в Интернете . . . . . . . . . . . . . . . . . 316
7.7.3. Интернет-телефоны и видеотелефоны . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 319
7.7.4. Виртуальная реальность в Интернете . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 320
Методические указания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323
10 главных вопросов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323
Содержание
632
Глава 8. Тектстовый поцессор Word 2000 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 324
8.1. Знакомство с текстовым процессором Word . . . . . . . . . . . . . . . . . 324
8.1.1. Назначение и запуск Word . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 324
8.1.2. Понятие о документе и его объектах . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 324
8.1.3. Интерфейс текстового процессора Word и его настройка . . . . 325
8.1.4. Меню текстового процессора Word . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 327
8.1.5. Панели инструментов, форматирования и состояния . . . . . . . 327
8.1.6. Начало работы с Word . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 328
8.1.7. Задание стиля и формата документов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 329
8.1.8. Простейшие приемы редактирования . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 330
8.1.9. Работа с выделениями и перестановка абзацев . . . . . . . . . . . . 331
8.1.10. Дублирование и копирование форматов абзацев . . . . . . . . . 333
8.1.11. Отмена и повтор операций . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 333
8.1.12. Другие возможности работы с документами . . . . . . . . . . . . . 334
8.1.13. Справочная система Word . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 334
8.2. Работа с файлами . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 335
8.2.1. О формате файлов Word . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 335
8.2.2. Позиция Файл меню . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 335
8.2.3. Создание, открытие и запись файлов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 336
8.2.4. Печать документов и другие файловые операции . . . . . . . . . . 337
8.3. Операции правки документов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 340
8.3.1. Команды позиции Правка меню . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 340
8.3.2. Операции поиска и замены фрагментов текста . . . . . . . . . . . . 341
8.3.3. Операции переходов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 341
8.4. Изменение вида документа и окна редактора . . . . . . . . . . . . . . . . 342
8.5. Операции вставки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 343
8.5.1. Обзор команд позиции Вставка меню . . . . . . . . . . . . . . . . . . 343
8.5.2. Вставка символов и математических формул . . . . . . . . . . . . . 344
8.5.3. Вставка рисунков и объектов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 346
8.6. Форматирование документов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 347
8.6.1. Меню форматирования Формат . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 347
8.6.2. Выбор и форматирование шрифтов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 348
8.6.3. Форматирование абзацев . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 350
8.6.4. Задание табуляции . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 352
8.6.5. Обрамление и заливка абзаца . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 353
8.6.6. Другие возможности форматирования . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 354
8.7. Сервисные возможности Word . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 357
8.7.1. Позиция Сервис меню . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 357
8.7.2. Проверка правописания и грамматики . . . . . . . . . . . . . . . . . . 358
8.7.3. Расстановка в тексте переносов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 359
8.7.4. Исправления . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 359
8.7.5. Макросы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 359
8.7.6. Настройка Word . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 359
8.7.7. Установка параметров системы Word . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 361
8.8. Работа с таблицами . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 362
Содержание
633
8.8.1. Обзор позиции Таблица меню . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 362
8.8.2. Вставка пустой таблицы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 362
8.8.3. Автоформатирование таблицы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 363
8.8.4. Вычисления в таблице . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 364
Методические указания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 364
10 главных вопросов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 364
Глава 9. Другие прикладные программы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 366
9.1. Табличный процессор Excel 2000 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 366
9.1.1. Зарождение и назначение MS Excel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 366
9.1.2. Загрузка и интерфейс Excel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 367
9.1.3. Расширенные понятия об электронных таблицах . . . . . . . . . . 368
9.1.4. Содержимое ячеек — числа и тексты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 369
9.1.5. Ссылки и диапазоны . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 370
9.1.6. Выражения, формулы, функции, операторы и константы . . . . 371
9.1.7. Ссылки в формулах . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 373
9.1.8. Режимы работы табличного процессора . . . . . . . . . . . . . . . . . 374
9.1.9. Построение диаграмм . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 375
9.1.10. Автоматизация работы с табличными данными . . . . . . . . . . . 376
9.1.11. Макросы() . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 377
9.1.12. Сортировка и фильтрация данных . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 378
9.1.13. Консолидация данных . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 379
9.1.14. Использование надстроек . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 380
9.1.15. Примеры работы с Excel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 380
9.2. Понятие о системах управления базами данных . . . . . . . . . . . . . . 383
9.2.1. Понятие о базах данных . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 383
9.2.2. Классификация баз данных и их модели . . . . . . . . . . . . . . . . . 384
9.2.3. Структурные элементы реляционных баз данных . . . . . . . . . . 385
9.2.4. Система управления базами данных MS Access . . . . . . . . . . . . 386
9.2.5. Интерфейс СУБД Access и его настройка . . . . . . . . . . . . . . . . 386
9.2.6. Как создаются базы данных в Access . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 387
9.2.7. Знакомство с учебной базой данных «Борей» . . . . . . . . . . . . . 391
9.3. Презентационная программа PowerPoint . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 392
9.3.1. Назначение и запуск программы PowerPoint . . . . . . . . . . . . . 392
9.3.2. Подготовка новой презентации . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 393
9.3.3. Подготовка новой презентации мастером автосодержания . . . 394
9.3.4. Редактирование и просмотр слайдов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 396
9.3.5. Подготовка презентации с помощью шаблонов . . . . . . . . . . . . 397
9.9. Компьютерные переводчики с одного языка на другой . . . . . . . . . 400
9.9.1. История машинного перевода . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 400
9.9.2. Миниатюрные компьютерные переводчики . . . . . . . . . . . . . . . 402
9.9.3. Программы-переводчики . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 404
9.9.4. Реализация OnLine перевода . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 406
9.5. Антивирусные программы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 407
9.5.1. Виды компьютерных вирусов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 407
Содержание
634
9.5.2. Уменьшение риска заражения ПК вирусами . . . . . . . . . . . . . . 408
9.5.3. Антивирусные программы и их применение . . . . . . . . . . . . . . 409
9.6. Архивация файлов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 412
9.7. Понятия об алгоритмах и языках программирования . . . . . . . . . . 412
9.7.1. Языки программирования . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 412
9.7.2. Понятие об итерациях, рекурсии и алгоритме Ньютона . . . . . 414
9.7.3. Вычисление квадратного корня на QBasic . . . . . . . . . . . . . . . . 415
9.7.4. Циклы и коды ASCII в QBasic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 416
9.7.5. Графические возможности QBasic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 418
9.8. Системы искусственного интеллекта . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 421
9.8.1. История и направления развития искусственного интеллекта . 421
9.8.2. Биологический нейрон и персептрон . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 424
9.8.3. Нейронные сети и нейрокомпьютеры . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 426
9.8.4. Обучение нейросетей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 427
9.8.5. Реализация нейросетей в пакете Neural Network . . . . . . . . . . . 428
9.8.6. Системы с нечеткой логикой . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 431
9.8.7. Системы представления знаний . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 434
9.8.8. Экспертные системы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 435
Методические указания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 436
10 главных вопросов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 436
Литература к части 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 437
Часть 3. Основы математики и математическое моделирование . . . . . . . 439
ВВЕДЕНИЕ К ЧАСТИ 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 439
Глава 10. Основы компьютерной математики . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 440
10.1. Математика и ее средства . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 440
10.1.1. Аксиоматический метод и структуры математики . . . . . . . . . 440
10.1.2. Компьютерная математика как часть математики . . . . . . . . . 442
10.1.3. Классификация средств компьютерной математики . . . . . . . 444
10.1.4. Структура систем компьютерной математики . . . . . . . . . . . . 444
10.1.5. Обзор систем компьютерной математики . . . . . . . . . . . . . . . 446
10.2. Система компьютерной математики Mathcad . . . . . . . . . . . . . . . . 447
10.2.1. Состав системы Mathcad и ее запуск . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 447
10.2.2. Основы работы с системой Mathcad 2001 . . . . . . . . . . . . . . . 449
10.2.3. Работа с текстовым редактором Mathcad . . . . . . . . . . . . . . . . 450
10.2.4. Работа с формульным редактором . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 451
10.2.5. Операции вывода и присваивания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 453
10.2.6. Шаблоны математических операторов и символов . . . . . . . . 455
10.2.7. Ошибки и прерывание вычислений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 455
10.3. Простые типы данных . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 456
10.3.1. Числовые данные . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 456
10.3.2. Вещественные числа и их форматы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 458
10.3.3. Комплексные числа . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 460
10.3.4. Строковые данные . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 461
Содержание
635
10.3.5. Символьные данные и выражения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 461
10.4. Сложные типы данных . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 461
10.4.1. Множества и подмножества . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 461
10.4.2. Массивы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 462
10.4.3. Векторы и матрицы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 462
10.5. Константы, переменные, операторы и функции . . . . . . . . . . . . . 464
10.5.1. Числовые константы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 464
10.5.2. Строковые константы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 465
10.5.3. Переменные . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 465
10.5.4. Операторы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 467
10.5.5. Выражения и функции . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 468
10.6. Основы графической визуализации вычислений . . . . . . . . . . . . . 469
10.6.1. Понятия об основных геометрических объектах . . . . . . . . . . 469
10.6.2. Построение графиков функций одной переменной . . . . . . . . 471
10.6.3. Построение графиков поверхностей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 472
10.7. Средства программирования в системе Mathcad . . . . . . . . . . . . . 475
10.7.1. Задание операторов пользователя . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 475
10.7.2. Задание программных модулей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 476
10.7.3. Особенности применения программных модулей . . . . . . . . . 478
Методические указания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 479
10 главных вопросов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 480
Глава 11. Основы математических вычислений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 481
11.1. Вычисление сумм и произведений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 481
11.1.1. Вычисление сумм . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 481
11.1.2. Вычисление произведений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 482
11.1.3. Вычисление пределов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 482
11.3. Вычисление производных и интегралов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 483
11.3.1. Определение производной и полного дифференциала . . . . . . 483
11.3.2. Вычисление производных . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 484
11.3.3. Определение интегралов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 485
11.3.4. Вычисление интегралов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 486
11.4. Решение уравнений и систем уравнений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 487
11.4.1. Простое линейное уравнение и его решение . . . . . . . . . . . . . 487
11.4.2. Решение систем линейных уравнений . . . . . . . . . . . . . . . . . . 488
11.4.3. Методы решения нелинейных уравнений вида F(x) = 0 . . . . . 489
11.4.4. Решение нелинейных уравнений F(x) = 0 . . . . . . . . . . . . . . . 490
11.4.5. Поиск всех корней степенного многочлена() . . . . . . . . . . . . 491
11.4.6. Решение систем нелинейных уравнений() . . . . . . . . . . . . . . 492
11.4.7. Реализация итерационных вычислений . . . . . . . . . . . . . . . . . 493
11.5. Решение дифференциальных уравнений() . . . . . . . . . . . . . . . . . 494
11.5.1. Основные понятия о дифференциальных уравнениях() . . . . 494
11.5.2. Решение систем ОДУ() . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 495
11.5.3. Решение ОДУ с помощью функции odesolve() . . . . . . . . . . . 497
11.5.4. Решение жестких систем ОДУ() . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 498
Содержание
636
11.6. Решение задач оптимизации и линейного программирования . . . 500
11.6.1. Основные понятия оптимизации . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 500
11.6.2. Пример оптимизации раскроя железного листа . . . . . . . . . . . 500
11.6.3. Поиск минимума тестовой функции Розенброка . . . . . . . . . . 502
11.6.4. Функции maximize и minimize системы Mathcad . . . . . . . . . . 503
11.7. Разложение функций в ряды . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 503
11.7.1. Определение рядов Тейлора и Маклорена . . . . . . . . . . . . . . . 503
11.7.2. Разложение в ряд Тейлора в системе Mathcad . . . . . . . . . . . . 504
11.7.3. Ряды Фурье. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 505
11.7.4. Быстрые прямое и обратное преобразования Фурье. . . . . . . 506
11.7.5. Примеры преобразований Фурье. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 507
11.7.6. Альтернативные преобразования Фурье. . . . . . . . . . . . . . . . 509
11.8. Табличная интерполяция и аппроксимация . . . . . . . . . . . . . . . . . 510
11.8.1. Теоретические основы интерполяции и экстраполяции . . . . . 510
11.8.2. Интерполяция и аппроксимация
по общей формуле Лагранжа . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 511
11.8.3. Полиномиальная интерполяция и аппроксимация . . . . . . . . . 512
11.8.4. Кусочно-линейная и сплайновая аппроксимации в Mathcad . 512
11.9. Статистическая обработка данных . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 514
11.9.1. Эксперименты, события и другие понятия статистики . . . . . 514
11.9.2. Решение задач комбинаторики . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 515
11.9.3. Дискретные и непрерывные случайные величины . . . . . . . . . 516
11.9.4. Законы распределения и статистические функции Mathcad . . 517
11.9.5. Регрессия и метод наименьших квадратов . . . . . . . . . . . . . . . 521
11.9.6. Выполнение линейной регрессии в среде Mathcad . . . . . . . . 522
11.9.7. Полиномиальная регрессия в Mathcad . . . . . . . . . . . . . . . . . . 524
11.9.8. Проведение нелинейной регрессии() . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 524
11.9.9. Экстраполяция и предсказание . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 525
11.9.10. Сглаживание данных . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 526
Методические указания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 527
10 главных вопросов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 528
Глава 12. Основы математического моделирования . . . . . . . . . . . . . . . . . 529
12.1. Основные понятия моделирования . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 529
12.2. Основные виды моделей и их свойства . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 529
12.2.1. Основные виды моделей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 529
12.2.2. Основные свойства моделей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 530
12.3. Цели, принципы и технология моделирования . . . . . . . . . . . . . . 530
12.3.1. Цели моделирования . .