Излагаются основные понятия информатики, методы измерения и представления информации, способы представления числовой информации в информационных системах, методы и алгоритмы выполнения арифметических и логических операций в различных системах счисления. Уделяется внимание методам контроля правильности функционирования цифровых автоматов как основному элементу информационных систем, а также способам защиты информации в вычислительных и информационных системах. Рассматриваются методы логического описания и проектирования на основе использования aппapaтa теории булевых функций, теории автоматов и автоматных языков.    Содержание учебника cooтветcтвyeт курсу лекций, который автор читает в МГТУ им Н. Э. Бaумaна.    Для студентов высших технических учебных заведений.

М.: Изд-во МГТУ им Н.Э. Баумана, 2001. — 328 с.

Формат: pdf / zip
Размер: 4,29 Мб
Скачать учебник:  http://depositfiles.com/files/nivk3zg8e  

  «Введение в информатику» — первая книга из многотомной серии «Информатика в техническом уиивсрси|е1е».На учебных планах подготовки дипломированного специалиста по направлению «Информатика и вычислительная техника» дисциплина «Информатика » входит в состав фундаментального цикла дисциплин. Она создает теоретическую базу для изложения и понимания таких дисциплин, как «Организация ЭВМ и систем», «Алгоритмические языки и программирова- mie», « 1еория автоматов» и других специальных курсов. Основная uejib книги — познакомить студента с понятиями информа- 1ИКП, изложи 1ь методы и средства представления информации в компьютерах и ин(|)ормационных системах, методы реализации арифметических и лот ических операций в цифровых автоматах, а также основы анализа и синтеза логических схем ЭВМ и информационных систем.

Оглавление
Предисловие ..9
1. Базовые понятия информатики 11
1.1. Общие сведения об информации i i
! .2. Структурная мера информации 13
1.3. Статистическая мера информации. 15
1.4. Семантическая мера информации 17
1.5. Преобразование информации 19
1.6. Формы представления информации 24
1.7. Передача информации 26
Задание для самоконтроля .......29
2. Автомат как основной элемент информационных систем .30
2.1. ЭВМ как автомат 30
2.2. Абстрактные автоматы и понятие алгоритма 34
2.3. Основные понятия алгебры логики... ....39
2.4. Свойства элементарных функций алгебры логики ..45
2.5. Аналитическое представление функций алгебры логики ...51
2.6. Совершенные нормальные формы .54
2.7. Системы функций алгебры логики ..5S
Задание для самоконтроля 61
3. Представление числовой информации в информационных системах 63
3.1. Выбор системы счисления для представления числовой инфор¬мации ,
3.2. Перевод числовой информации из одной позиционной системы в другую
3.3. Разновидности двоичных систем счисления .
3.4. Системы счисления с отрицательным основанием
3.5. Формы представления числовой информации 79
3.6. Представление отрицательных чисел 83
3.7. Погрешности представления числовой информации .86
Задание для самоконтроля , 88
4. Алгоритмы выполнения операций сложения и вычитания чисел на двоичных сумматорах 90
4.1. Формальные правила двоичной арифметики 90
4.2. Сложение чисел, представленных в форме с фиксированной замя¬той, на двоичных сумматорах 93
4.3. Переполнение разрядной сетки 98
4.4. Особенности сложения чисел, представленных в форме с плаваю¬щей запятой 100
4.5. Методы ускорения операции сложения 105
4.6. Оценка точности выполнения арифметических операций 107
Задание для самоконтроля I I I
5. Выполнение операций умножения чисел на двоичных сумматорах I 12
5.1. Методы умножения двоичных чисел 112
5.2. Умножение чисел, представленных в форме с фиксированной запя¬той, на двоичном сумматоре прямого кода 1 I 5
5.3. Особенности умножения чисел, представленных в форме с пла¬вающей запятой 117
5.4. Умножение чисел, представленных в форме с фиксированной запя¬той, на двоичном сумматоре дополнительного кода 119
5.5. Умножение чисел на двоичном сумматоре обратного кода 121
5.6. Метод сокращенного умножения 124
5.7. Ускорение операции умножения 125
5.8. Матричные методы умножения 133
5.9. Методы параллельного умножения с использованием итерантиых структур. 136
5.10. Систолический метод вычислений I 38
Задание для самоконтроля 139
6. Выполнение операций деления чисел на двоичпых сумматорах 140
6-1. Методы деления двоичных чисел 140
6.2. Деление чисел, представленных в форме с фиксированной занятой на сумматорах обратного и дополнительного кода 143
6.3. Особенности деления чисел, представленных в форме с плавающей запятой 148
6.4. Ускорение операции деления 149
6.5. Параллельные методы деления с использованием итеративных структур 152
6.6. Операция извлечения квадратного корня 157
Задание для самоконтроля 155
7. Выполнение операций над десятичными числами в цифровых автоматах 160
7.1. Представление десятичных чисел в Д-кодах 16(
7.2. Формальные правила поразрядного сложения в Д-кодах \€и
7.3. Представление отрицательных чисел в Д-кодах i6(
7.4. Выполнение операций сложения и вычитания чисел в Д-кодах.. \6\
7.5. Умножение чисел в Д-кодах........ 17(
7.6. Деление чисел в Д-кодах 17'
7.7. Извлечение квадратного корня в Д-кодах .17!
7.8. Перевод чисел в Д-код 171
Задание для самоконтроля.... 17'
8. Контроль работы цифрового автомата 181
8.1. Кодирование информации как средство обеспечения контроля работы автомата...... 18'
8.2. Основные понятия теории кодирования 18!
8.3. Методы эффективного кодирования информации.. ..18
8.4. Кодирование по методу четности-нечетности 18
8.5. Коды Хэминга 18
8.6. Контроль по модулю 19
8.7. Выбор модуля для контроля 19
8.8. Контроль логических операций 19
8.9. Контроль арифметических операций 20
8.10. Арифметические коды .....20
Задание для самоконтроля .21
9. Способы защиты информации.. 21
9.1. Особенности систем защиты информации 21
9.2. Криптографические методы защиты информации 21
9.3. Аппаратные средства защиты 22
9.4. Профаммпые средства защиты 22
9.5. Надежность средств защиты информации 22
10. Методы логического проектирования 22S
10.1. Числовое и геометрическое представление функций алгебры логики .- 228
10.2. Минимизация логических функций. Метод неопределенных коэффициентов для базиса И—ИЛИ—НЕ 230
10.3. Метод Квайна 232
10.4. Метод Квайна—Мак-Класки 236
10.5. Метод минимизирующих, карт 239
10.6. Минимизация логических функций в базисе
10.7. Минимизация функций в базисах Шеффера и Пирса 245
10.8. Реализация частотно-минимальиого метода 248
11. Логическое описание и анализ электронных схем 260
11.1. Логические операторы электронных схем.... 260
11.2. Электронные схемы с одним выходом , 265
11.3. Электронные схемы с несколькими выходами 268
11.4. Не полностью определенные функции алгебры логики 271
11.5. Синтез электронных схем с использованием свойств не полностью определенных функций 274
I 1.6. Временные булевы функции 276
I 1.7. Последовательностный автомат 279
11.8. Анализ поел е до вательн ости ых автоматов с помощью реккуренгных булевых функций , ., 283
11.9. Разновидности триггерных схем , 285
Задание для самоконтроля , , , 290
12. Методы описания и синтеза цифровых автоматов 292
12.1. Основные понятия теории автоматов..., 292
12.2. Начальные языки описания цифровых автоматов 297
12.3. Автоматные языки для задания автоматных отображений 301
12.4. Соединение автоматов. 305
12.5. Синтез управляющего автомата 310
12.6. Логическое проектирование управляющего автомата.... 3 13
Задание для самоконтроля 326
Список литературы 327