Книга за учителя София, 2000 г. Анубис увод

Б. КОМПЮТЪРНИ СИСТЕМИ

ИСТОРИЯ НА ПРЕСМЯТАЩИТЕ УСТРОЙСТВА

Този урок има за цел да представи ранната история на машините, предназначени да ускорят изпълняването на числени алгоритми (алгоритми за обработка на текстови или други нечислови данни в онези времена не са били използвани). Един учебен час е напълно достатъчен и урокът може да протече под формата на беседа. При необходимост може да оставите учениците сами да прочетат в къщи текста от учебника, а в клас само да обърнете внимание на революционната идея на Ж. М. Жакар за създаване на машина с програмно управление и първите опити на Ч. Бабидж за създаване на машина с програмно управление за решаване на математически задачи. След това може да преминете направо към въпросите и задачите, зададени след урока за упражнение.

Отговорът на въпрос 1 трябва да затвърди у учениците разбирането за предимствата на електрическите машини пред механичните – по-голямата им бързина и надеждност, характеристики изключително важни за автоматизиране на пресмятанията. Добре е да се подчертае отново, че както механичните, така и електрическите (електронните) калкулатори не разполагат с програмно управление, и така естествено се премине към отговора на въпрос 2. Колкото и да е бързо извършването на аритметични операции с електронен калкулатор, задаването на операциите става от човек и е несравнимо по-бавно. Затова идеята на Жакар за програмно управление е повратен момент. След това може да предложите на учениците да решат задачи 5 и 6 – исканите устройства са четци на перфорирана лента с толкова “пътечки”, колкто са управляваните обекти. С перфорация на съответната пътечка се задава състоянието “включен”, а с отсъствие на перфороция – състоянието “изключен” на съответния обект.

С решаването на задачи 2, 5 и 6 се предполага, че учениците трябва да са готови за решаване на задача 4. Задача 4 може да зададете и за домашна работа, а след предаването на домашната работа да зададете и въпроса 7. Двоичната теория се явява обединителна за математическите машини с програмно управление, защото от една страна числата се представят в двоична бройна система, а от друга стойностите на съждителните формули, на базата на които се извършва програмното управление, са също двоични.

Колкото до отговора на въпрос 8, очевидно е че двоичната система няма място в аритмометъра на Паскал. Тя би довела до повече от трикратно (log₂10>3) увеличение на броя на зъбните колела и по този начин до неразумно усложняване на машината.

АРХИТЕКТУРА НА ФОН-НОЙМАНОВИТЕ КОМПЮТРИ

Този урок продължава запознаването с историята на смятащите машини и спокойно би могъл да бъде обединен с предния. Причината да ги отделим в два отделни урока е, че историята на създаването на съвременните компютри реално започва от работите на Кл. Шанън. Затова може да възложите на учениците да прочетат в къщи историческите бележки от този урок, а в клас да формулирате само принципите на фон Нойман и архитектурата на Фон-Ноймановия компютър. Историческите бележки са важни, за да се види от еднастрана, че не Фон Нойман е открил принципите, а от друга страна, само благодарение на неговия гений се е стигнало до построяване на машина, в която са реализирани и трите принципа едновременно.

В историята има примери на устройства в които някой от трите принципа не е бил спазен. На този етап учениците трябва да са в състояние да посочат какви недостатъци би имало нсяко устройство, в което един или два от принципите не са спазени. Затова опитайте да започнете дискусия на тази тема. Други възможности за упражнения по урока практически няма. Въпросите след урока са елементарни, с изключение на въпрос 5. Макар, че до момента няма широко разпространено изчислително устройство, в което да не са спазени принципите на Фон Нойман, те съвсем не са непоклатими. Може би само принципът за програмното управление, поне засега, няма разумна Алтернатива. Провеждат се научни изследвания и може би не е далече времето, в което вместо електричество в компютрите ще се използва светлина – т.н. оптичен компютър. Правени са и опити, засега неуспешни, да се построи не двоичен компютър.
ОПЕРАТИВНА ПАМЕТ

Този урок има две цели. Първата е да се представи предназначението и начина на организация на оперативните памети на съвременния компютър – байтовата организация, мерките за обема на ОП и идеята за адресиране на части от нея. Преподаването на тези знания не трябва да представлява трудност. Присвояването на уникален идентификатор (номер, адрес и т.н.) на колекция от еднотипни обекти е често срещана практика. Естествен въпрос, който може да възникне тук е: защо адресите са поставени на последователности от по 8 бита , а не на всеки бит.

Една от причините е, че много рядко се налага да се работи с данна, разположена в един бит и затова адресирането на битове е ненужно разточителство (за да може да се работи с битове в архитектурите на съвременните компютри са предвидени специални операции). Действително, големината на адресите е фиксирана от някой естествен параметър на компютъра, например неговата разрядност. Ако адресирането се извършваше побитово, тогава обемът на паметта който можеше да бъде адресиран щеше да е 8 пъти по-малък отколкото при побайтовата адресация. Защо тогава не се адресират двойки, тройки и т.н. байтове за да се увеличи допустимия обем на паметта. Защото за представяне на всяка от буквите на клавиатурната азбука най-често се използва един байт и при задачите за работа с текстове се налага да се извършват операции с байтове.

Както се вижда размерът от 8 бита на най-малката адресируема единица памет е резултат от разумен компромис. И все пак защо 8 бита, а не 7 или 9? Защото числото 8=1000₍₂₎ е степен на двойката, а степените на двойката – представяни в двоична система с единица, последвана от няколко нули, са изключително удобни за работа. Така поле от паметта с ъставено от 2 байта ще има 16=10000₍₂₎ бита, поле от 4 байта - 32=100000₍₂₎ бита и т.н.

Втората част на урока е посветена на представянето на трите основни типа данни (целите числа, числата с дробна част и буквите на клавиатурната азбука и съставените от тях текстове) в оперативната памет. Добре е да се подчертае, че представянето на различните данни се извършва в полета – последователности от байтове на паметта с различни размери. При това един и същ байт на паметта в различни моменти от времето може да бъде част от различни по дължина полета, със съвсем различна интерпретация. По този начин се получава изключителна гъвкавост на използването паметта.

Основно за интерпретацията на съдържанието на едно поле като цяло число са понятията пряк и допълнителен код. Прекият код е най-простия пример за интерпретация върху съдържанието на поле: аритметичния знак – плюс или минус – се представя естествено с 0 и 1. При допълнителния код интерпретацията е по-дълбока. Не пропускайте да отбележите, че при отрицателните числа в допълнителен код битовете загубват обичайния си смисъл. Обърнете внимание колко различни са процедурите за смяна на знака на едно число при двете представяния.

Интерпретацията на съдържанието на полетата съдържащи числа с дробна част може да се окаже много трудно, тъй като не е ясно доколко учениците са научени да работят с отрицателни цели степени. Може да се наложи да дефинирате отрицателна цяла степен на число, да покажете дробните числа, които са отрицателни цели степени на 10 и да направите няколко упражнения, за да се убедят учениците, че няма принципна разлика между положителните и отрицателните степени. След като преодолеете тва препятствие представянето на дробни числа няма да е проблем, тъй като нормализираната мантиса и порядъкът са цели числа, представени в познатия вече допълнителен код.

Представянето на буквите от клавиатурната азбука в компютърната памет не би трябвало да затрудни учениците. Непременно обърнете внимание на разположението на последователните букви на латинската азбука на последователни позиции в таблицата ASCII, което е направено заради целите на сортирането. Това е удобен повод да припомните лексическата наредба на думите над крайна азбука. Споменете и проблемите, които създава поставянето на кирилските букви в различни места в кодовата таблица, че тези проблеми се решават не много трудно с прекодиране, както и за предстоящото кардинално решение на такива проблеми чрез единна кодова таблица с 2¹⁶ вместо сегашните 2⁸ позиции.

При отговора на въпрос 1 учениците вероятно ще формулират като предназначение на ОП съхраняването на данни. Използвайте момента да споменете, че освен данни в ОП се съхраняват и управляващите програми (това беше споменато при формулиране на принципите на Фон Нойман и ще бъде тема на следващия урок. За въпрос 2 единствената характеристика по която учениците могат да сравняват паметите на компютъра е обема. Не е лошо да се върнете по-късно на този въпрос за да поясните, че освен по обема си, паметите се различават и по скоростта на достъп до тях, която е в зависимост от работната честота на дъното и “ширината” на шината (т.е. по колко бита едновременно могат да се четат или записват).

Отговорът на въпрос 5 трябва да е ясен ако добре сте обяснили хомогенността на паметта (последователност от битове). Само по адреса и дължината на поле не може да се разбере какво е записано в това поле. Само програмата която е създала полето има необходимата информация за да го интерпретира провилно.

Представянето на цели числа в допълнителен код, което се иска в задача 6 не би трябвало да затрудни учениците. Ако това е така може да обърнете задачата – задавайте числа в допълнителен код и поискайте учениците да ги запишат в обичайния вид в десетична система. Може да поискате да извършат изваждане на две числа в допълнителен код и да обърнат резултата в обичайния вид, като напомнете че изваждането е равносилно на събиране с предварително умножения по –1 умалител.

В задача 7 по-трудно ще бъде представянето на дробните числа. Затова припомнете алгоритмите за превръщане в двоична бройна система на цели числа и дробни числа. Направете паралел между двата алгоритъма – докато при целите делим на новата основа 2 и вземаме последователно получаваните остатъци, при дробните умножаваме по новата основа и вземаме последователно получаващите се цели части. За пример да представим числото –42.3 в 16 разряда, като 11 са за мантиса, а 5 за порядък. Първо запомняме, че числото е отрицателно и разглеждаме абсолютната му стойност 42.3. За цялата част получаваме последователно: 42=21.2+0, 21=10.2+1, 10=5.2+0, 5=2.2+1, 2=1.2+0, 1=0.2+1 и 42=101010₍₂₎. За дробната част пък ще имаме: 2x0.3=0.6, 2x0.6=1.2, 2x0.2=0.4, 2x0.4=0.8. По-нататък не е нужно да продължаваме тъй като за мантисата ни трябват 10 значещи цифри, а 6 от тях имаме от цялата част. И така 42.3=101010.0100…₍₂₎ или 0.1010100100.2⁶. Да превърнем мантисата 1010100100 в допълнителен код, защото представяното число е отрицателно. Добавяме една нула в началото за знаковия бит и инвертираме всеки бит на полученото 01010100100 до 10101011011. Добавяме 1 и получаваме търсения допълнителен код 10101011100. Порядъкът е 6, което в допълнителен код в 5 бита е 00110 и така представянето в компютъра на числото –42.3 ще бъде 1010101110000110.

За примерът 7.в ще се наложи да предоставите на учениците кодовата таблица ASCII впълния й вид. За съжаление в текста на урока сме сдали само малка част от нея. Ако следвате предложеното в това ръководство разпределение на часовете отложете решаването на задача 8 за по-късно, когато ще разгледате темите от раздела Алгоритми. Ако сте преминали темите от този раздел, задача 8 ще бъде лесно упражнение по съставяне на блок-схема. За по-напредналите тук може да предложите и следната задача: Дадени са цифрите C₁, C₂,…, C_N на дробното число 0.C₁C₂…C_N, записано в десетична бройна система и естествено число M. Да се състави блок-схема на алгоритъма за намиране на първите M цифри на представянето на числото в двоична бройна система (алгоритъмът, който току що използвахме).

Въпросът 9 е повод да напомните за съществуването и на други видове памет освен обичайната (т.н. RAM).
ЦЕНТРАЛЕН ПРОЦЕСОР

Този урок е най-тежкия в раздела. В действителност ЦП на един компютър е най-трудното за разбиране устройство на компютъра. В урока сме се постарали, без да се губи общността на изложението, да опростим колкото може нещата. И все пак, за учениците от задължителната подготовка може да не споменаватекак се реализират схемите с използване на булеви функции.

Същностна част на урока е системата от машинни инструкции, с които се управлява работата на един компютър. Колкото малък и абстрактен да е описаният в урока компютър МАК той дава много добра представа за това което върши ЦП на един реален компютър. Затова съсредоточете лекционната част върху представянето на системата от инструкции и какви действия те предизвикват. Важно е да се объпне внимание, че последователностите от инструкции, т.е. компютърните програми се съхраняват в ОП памет на компютъра съгласно един от принципите на Фон Нойман. Това ни връща още веднъж към важния факт че паметта е хомогенна последователност от битове и само чрез интерпретиране на части от тази последователност по един или друг начин (в случая като компютърни инструкции съставени от код на инструкцията и адрес на операнда) се осъществява работата на компютъра.

В основата на интерпретацията на на част от паметта на компютъра е важният регистър, наречен брояч на инструкциите. Броячът на инструкциите съдържа асреса на полето от паметта, в което се намира следващата инструкциия и така дава възможност на УУ да извлече съдържанието и да го интерпретира като инструкция. Тук е мястото да се подчертае, че при цялата си сложност ЦП всъщност е машина която изпълнява следния крайно прост алгоритъм:

1. 
   Зареди БИ с адреса на първата команда на програмата.
   
2. 
   Извлечи инструкцията сочена от БИ.
   
3. 
   Ако кодът на извлечената инструкция е различен от 0, изпълни инструкцията, промени брояча на инструкциите така, както го изисква инструкцията и премини към 2.
   
4. 
   В противен случай преустанови изпълнението на програмата.
   

Феноменалността на компютъра е в простотата на този алгоритъм. Всъщност компютърт прави това, което му предписва съставената от програмиста последователност от инструкции (програмата). Доколкото възможността за съставяне на различни програми е неограничена (припомнете как неограничено е множеството от думите над крайна азбука и че компютърните програми всъщност са думи над азбуката {0,1}), неограничени са и възможностите на компютъра да извършва различни пресмятания.

За упражненията на този урок ще бъде удобно вместо кодовете на инструкциите на МАК да се използват мнемонични имена. Това напълно съответства на реалността и в урок 18 на учебника за задължителна подготовка, когато представяме асемблерните езици, сме направили едно неформално такова преименуване. За съжаление тази част от текста, по различни причини отпадна от учебника за профилирана подготовка, затова ще го дефинираме тук отново:
STOP - прекратява работата на МАК

LOAD - пренасяне на число от ОП в АК

STORE - пренасяне на число от АК в ОП

ADD - събиране на число със АК

SUB - изваждане на число от АК

MULT - умножение на АК с число

DIV - целочислено деление на АК с число

MOD - намиране на остатъка при деление

JMP - безусловен преход

JMPZ - преход при нулев АК

JMPP - преход при положителен АК

INPUT - въвеждане на данни

OUTPUT - извеждане на данни
Изключително полезно втози урок ще бъде учениците да опитат да съставят предписаните в задачите след урока не сложни програми на машинен език (с използване на мнемонични имена вместо кодове на инструкциите). Тези упражнения имат двустранен ефект. Първо, те позваляват по-добре да се разбере същността на работата на централния процесор. Второ, те са отлична предварителна подготовка за занятията по програмиране и дават на обучаемите по-ясна представа какви действия ще изпълни всъщност компютъра, когато изпълнява (транслираните или интерпретирани) програми, написани на език за програмиране.

Ето примерни решения на задачите след урока.

Задача 5:

a: 0) LOAD 100 б: 0) LOAD 100

4) ADD 102 4) ADD 102

8) ADD 104 8) MULT 104

12) STORE 108 12) STORE 108

16) STOP 16) STOP

4) MULT 102

8) STORE 110 /* съхраняваме A.B временно

12) LOAD 104

16) MULT 106

20) ADD 110 /* прибавяме съхраненото A.B

24) STORE 108

28) STOP

4) ADD 102

8) ADD 104

12) MULT 114 /* -(A+B+C)

16) JMPP 32 /* -(A+B+C)>0, т.е. A+B+C<0

20) LOAD 110 /* 0 = не вярно

24) STORE 108

28) STOP

32) LOAD 112 /* 1 = вярно

36) STORE 108

40) STOP

б: 0) LOAD 100

4) ADD 102

8) SUB 104

12) JMPP 28 /* A+B-C>0?

16) LOAD 110 /* 0 = не вярно

20) STORE 108

24) STOP

28) LOAD 112 /* 1 = вярно

32) STORE 108

36) STOP
в: 0) LOAD 104

4) MULT 106

8) STORE 116 /* C.D

12) LOAD 100

16) MULT 102 /* A.B

20) SUB 116 /* A.B – C.D

24) JMPP 44 /* A.B – C.D>0, т.е. AB>CD

28) JMPZ 44 /* A.B – C.D=0, т.е. AB=CD

32) LOAD 110 /* 0 = не вярно

36) STORE 108

40) STOP

44) LOAD 112 /* 1 = вярно

48) STORE 108

52) STOP

0) LOAD 100

4) STORE 108

8) SUB 102

12) JMPP 24

16) LOAD 102

20) STORE 108

24) LOAD 108

28) SUB 104

32) JMPP 44

36) LOAD 104

40) STORE 108

44) STOP

Решението на задача 7.б ще получите с подходяща модификация на решението на 7.а.

Този урок изисква съвсем кратка въвеждаща лекционна част, след което трябва да започне запознаване на учениците с наличните входно-изходни устройства в компютърния клас. Задалжително се спрете на клавиатурата, мишката, екрана и устройствата с постоянни и сменяеми магнитни дискове, познаването на работата на които е задължително. Ако разполагате в компютърния клас и с други устройства, спрете се накратко на подготовката за работо с тях (включване, изключване, поставяне на хартия или носител на данни и т.н.). По-подробно запознайте учениците с работата с принтера, ако имате принтер в компютърния клас.

В края на урока непременно разяснете понятието конфигурация, като обобщите всичко предавано в раздела и посочите параметрите на конкретните компютърни конфигурации, с които учениците ще работят в компютърния клас. Въпросите след урока не представляват особена трудност и отговорите на повечето от тях се намират в урока.
В. ОПЕРАЦИОННИ СИСТЕМИ
ПРЕДНАЗНАЧЕНИЕ, ОСНОВНИ ФУНКЦИИ И СЪСТАВНИ ЧАСТИ НА ОПЕРАЦИОННИТЕ СИСТЕМИ
Материалът от този раздел се преподава традиционно в часовете по Информатика, тъй като без елементарни познания за същността на ОС не е възможно да се работи с компютър. По традиция се преподава MS DOS като система с команден и наличната версияна MS Windows като система с графичен интерфейс. Естествено, че тежеста при това пада върху изясняване на същността на файловата система и някои от основните команди, изпълнявани от командния интерпретатор на MS DOS. При това традиционно не се прави увод в ОС с изясняване на тяхното предназначение и основни функции и най-важното, не се споменава за съществуването на други операционни системи, освен разглежданите.

Струва ни се, че един обобщен увод, какъвто е направен в този урок е задължителен, защото MS DOS и MS Windows нито са единствените, нито са най-добрите примери на ОС с команден и графичен интерфейс, съответно. И тук, както и в други раздели, сме се старали да следваме принципа: първо да се въвеждат концепциите и след това да се илюстрират тези концепции с някой от най-разпространените и често използвани програмни продукти.

Урока по същество е лекционен и трудно може да бъде съпроводен с някаква практика или облекчен с примери. Най-голямата трудност видимо ще бъде да се изясни предназначението на ОС. По традиция предназначението на ОС се обяснява, като се изредят основните й функции. Това не е добър подход. Тъй като предназначението на една система, в най-общ смисъл, може да се осъществи чрез реализирането на различни комбинации от функции. Например: в ранните ОС файловата система не е йерархична, файловете нямат имена, а се идентифицират чрез физическото си разположение на диска; идеята за предоставяне на вградени команди и интерпретатор на командите който да може да изпълнява комбинации от команди и написани от потребителя програми също е възникнала по-късно и т.н

Затова предназначението на ОС сме определили така: да създава максимум удобства за потребителя, при най-ефективно използване на ресурсите. Тези два момента не са трудни за обясняване. Ако добре е изяснена архитектурата на компютъра, на учениците трябва да е ясно, че без подходящ посредник за човека би било трудно и дори невъзможно да използва компютъра, а още по-малко да го използва ефективно.

След това последователно се разглеждат три основни функции на операциионната система, като от тях най-трудна сигурно ще бъде функцията управление на процеси. Това е така, защото с файловата система и интерпретатора на команди учениците ще се сблъскат пряко, докато с управлението на процеси само косвено. Когато изпълняваната програма “зависне” и трябва да се намери някакъв подход да прекъснем нейното изпълнение, чак тогава мо же да се види доколко ОС добре реализира тази функция и какви неприятности следват за потребителя от недоброто управление на процесите. Затова непременно отделете повече време за да разясните тази основна функция на ОС. С останалите две функции може да се занимаете по-подробно и в следващите уроци, когато представяте конкретните ОС.

Тъй като липсва сериозна възможност за практически упражнения може да поискате от учениците добре да научат синтезираните в Резюмето основни моменти от урока. Така може да постъпите и с всеки друг урок, в който няма много възможности да затвърдите преподаваното чрез упражнения и практически задачи.

Ако учениците добре са разбрали същността на йерархичната файлова система, сравнително малко време ще отнеме обясняването на командите за изграждане на файловата система (mkdir, rmdir), за навигация в нея (смяна на текущото устройство, cd, dir), както и командита за копиране, преименуване и изтриване на файлове. След това може да преминете към практически упражнения. Тъй като до момента няма изучено средство за създаване на файлове, ще трябва да подготвите няколко файла с които да започне упражнението, а след извършването на няколко копирания ще имате достатъчно обекти за упражняване на останалите команди.

Добре е да се използва момента за да се поясни, че изучаваните в урока командите не са самостоятелни програми а части от една “суперпрограма” – командния интерпретатор. От гледна точка на потребителя обаче (ето една от абстракциите с които ОС улеснява потребителя) изпълняването на комада се предизвиква по един и същ начин със изпълняването на самостоятелна програма – като в командният ред се изпише името и съответните параметри. Ето защо командния ред съставен от име на програма и нейните параметри също наричаме команда. За да различават учениците едните от другите може да използвате определението “вградени” за комондите, които са части на интерпретатора.

Тежък, но важен момент тук е, че както дисковите устройства, така и всички други устройства си имат имена и те се тълкуват от ОС като имена на файлове. В урока сме дали пример с използване на името con, което като входен файл съответства на клавиатурата. При изпълнение на този пример от стр. 120 всичко написано на клавиатурата ще се запише във файл с име myfile. Не пропускайте да споменете комбинацията от клавиши F6 и Enter (един след друг, а не едновременно), с която да завършите копирането. По този начин учениците за пръв път ще създадат свой файл. Ако решите да използвате този пример, поискайте от тях вместо случайно съдържание да въведат последователността от команди дадена малко по-горе на стр. 120 и вместо името myfile от примера да поставят например proc1.bat за да получат файл, който да може да бъде изпълняван като командна процедура.

Ако учениците са създали процедурата proc1.bat, могат да я изпълнят и след това да проверят резултата от изпълнението и с командите за навигация. За да изпълнят точно тази процедура, обаче, трябва предварително да сте създали файловата структура от фиг 14.2. Това разбира се не е задължително. Можете да подготвите някаква друга конфигурация от файлове и католози и да създадете процедура, която извършва други действия. Такава достатъчно сложна задача е подходяща и за домашна работа, която учениците да напишат и предадат на хартия, но в началото на следващото занятие да въведат и да проверят работоспособността й.

Не пропускайте момента да демонстрирате, че con, разглеждан като изходен файл, е име на екрана. Обърнете командата в:

copy myfile con

или

и съдържанието на файла, създаден с използване на клавиатурния вход, ще бъде копирано на екрана.

Следващите две части на урока Пренасочване на входа и изхода и Вериги икомандни процедури разширяват по естествен начин започнатата тема за устройствата, разглеждани като файлове. Този материал не е задължителен за учениците от задължителната подготовка, но е интересен. Сравнен с баналните команди за навигация по файловата система и прости манипулации с файлове, той позволява да се задълбочи разбирането на същността на ОС и основните й елементи. На това място учениците може наистина да почувстват, че “програмират” компютъра, карат го да върши нещата не както са стандартно заложени, а както те биха желали. Това може да се окаже решаващо за събуждане интереса на по-индиферентните ученици към програмирането. За учениците от профила този материал е крайно необходим.

Преди да обясните пренасочването може да се наложи да припомните, че всяка програма по премълчаване има стандартен входен и стандартен изходен файл, като не е задължително да ги използва. Например, командата

copy infile outfile

прехвърля съдържанието на файл във файл, но не използва нито стандартния вход нито стандартния изход. Нейният входен и изходен файл са указани явно като параметри. В същото време командата

type infile

изпраща съдържанието на зададения като параметър входен файл на стандартния си изход и не използва стандартния вход. Обърнете внимание че има смисъл да се пренасочват стандартния вход и стандартния изход само когато те се използват от съответната команда. На това място може да посочите още една възможност за създаване на нов файл като използвате пренасочване на изхода на командата type, а именно:

type con >myfile

и завършите въвеждането с F6 и Enter. Когато понятията стандартен вход и изход са усвоени не епроблем да се обясни свързването на две команди във верига, като стандартния изход на първата става стандартен вход на втората.

Създаването на командни процедури с използване на параметри може сериозно да затрудни учениците от задължителната подготовка и по-добре да не се преподава при тях. За тези от профила, обаче, то е първа среща с идеята за подпрограма и предаване на параметри. Дори с риск да не бъде разбран много добре този материал, не го пропускайте. В раздела програмиране ще се върнете отново на идеята и може би след повторното обсъждане нещата ще станат по ясни.

Краткият обзор на ОС UNIX сме включили, защото UNIX e феномен и съвременните UNIX-подобни системи (Linux) рано или късно ще имат своето място в средното училище. Много ученици са чували за тези ОС и никой учител по Информатика вече не може да си позволи да игнорира тяхното съществуване.

Задачите след този урок дават много бегла представа за разнообразните практически упражнения, които материалът позволява да бъдат направени. Още няколко идеи за задачи върху този материал сме дали по долу под формата на примерна Контролна работа.
ОПЕРАЦИОННИ СИСТЕМИ С ГРАФИЧЕН ИНТЕРФЕЙС

Темата за ОС с графичен интерфейс е важна за преподаването на Информационни технологии. За следващите теми по Информатика тя не е необходима и е поставена в учебника затова, защото на практика преобладаващата част от съвременните приложения на компютрите работят с графичния интерфейс предоставен от тези ОС. Затова тук са възможни различни подходи. При наличие на добра синхронизация с преподавателя по Информационни технологии би могло преподаването на тази тема изцяло да премине в Информационни технологии или да се направи кратко представяне на темата тук, а съществената работа и усвояване на необходимите умения да остане за уроците по Информационни технологии. За такъв подход Учебникът по информатика предлага достатъчен по обем урок.

Възможен е и обратният подход, ако това се налага. Запознаването с темата в дълбочина да се извърши в часовете по Информатика, като тази тема се пропусне в часовете по Информационни технологии. Ако се избере този подход препоръчваме да се използват много по-подробните уроци, запознаващи с графичния интерфейс от учебника по Информационни технологии за 9 клас.

Да се спрем на случая, когато в часовете по Информатика ще се представи накратко същността на графичния интерфейс. Тогава урокът ще бъде с преобладаваща практическа част, защото целта му е да се покаже как в ОС с графичен интерфейс се реализират две от основните функции – управлението на файловата система и изпълняването на програмите. В примерната ОС, която разглеждаме, тези две функции по същество са съсредоточени в една програма – Windows Explorer и същността на урока е запознаването с тази програма. При това от основните компоненти на графичния интерфейс се споменават само тези, които имат отношение към споменатите функции, а останалите – тези чрез които се осъществяват диалозите с потребителя в приложните програми остават за часовете по Информационни технологии.

Ще спестите време и ще дадете възможност за полезни аналогии, ако повторите задачите за работа с файловата система, които сте правили в предишния урок, включително с изпълнението на командни процедури.

Като пример за стартиране на програма в MS Windows може да използвате стартирането на Notepad. Това без друго ще е необходимо за следващия урок. За съжаление прозорецът на Notepad не е много богат на елементи на графичния интерфейс и не може да демонстрирате много от тях, но това не е и целта на този урок. Затова в задачите след урока се предлага да се стартират програмите MS Word и MS Excel, с които учениците трябва рано или късно да се запознаят и в които интерфейсъте много по богат.

Това по същество са три урока, целта на които е да запознаят учениците с най-често използваните компютърни приложения - текстови редактори и текстообработка, електронни таблици и бсистеми за управление на бази от данни. Ролята на тези уроци не е съществена за останалата част от курса, с едно изключение. При тях е достатъчно да се маркират основните принципни моменти без дасе навлиза в подробности, така както вече споменахме за ОС с графичен интерфейс. Изключението са текстовите редактори.

Необходимостта да се изучи подробно темата текстов редактор произлиза от факта, че средата за програмиране, която по-късно ще трябва дасе изучава съдържа като съществен елемент текстов редактор. Затова тук са възможни два подхода. Първият е да се запознаят учениците подробно с възможностите на един текстов редактор с не графичен интерфейс (например стандартния за MS DOS текстов редактор edit) и с един редактор с графиччен интерфейс (например стандартния за MS Windows текстов редактор Notepad). Другата възможност, която препоръчваме и която ще ви спести време е да запознаете учениците със възможностите на текстовите редактори, като използвате текстовия редактор на средата за програмиране, която по-късно учениците ще изучават (QBASIC за задължителната и RHIDE за профилираната подготовка). Разликите не са големи, а и там където ги има, това не е съществено, като се има предвид основния принцип, който следваме – да се преподават концепции, а конкретните програмнипродукти да се използват за илюстрации.

Колкото до останалите примери, които може да използвате като илюстрации на основните приложения – MS Word, MS Excel и MS Access, решението доколко подробно да се занимавате с тях е въпрос на ваше лично решение и на съгласуване със съответния преподавател по Информационни технологии, ако не преподавате и двата предмета. Ако преподавате и двата предмета решението кои части от този общ материал в часовете по кой предмет да бъдат включени ще бъде много по-лесно.

(Примерна тема за задължителна подготовка)

1. Кое от следните изисквания към копютъра не е Фон-Нойманов принцип:

А) работи в двоична система;

Б) работи със скорост близка до скороста на светлината;

В) управлява се от записана в паметта му програма;

Г) изграден е от електронни схеми.
2. Кой от изброените няма участие при създаването на компютрите

А) Джон Глен; Б) Джон фон Нойман;

В) Джон Екърт Г) Джон Атанасов.
3. Релно погледнато оперативната памет съдържа:

А) десетични числа;

Б) текстове написани с кирилицата и латиницата;

В) последователности от нули и единици;

Г) нито едно от изброените

4. 2 МВ са равни на:

В) 2097152В; Г) 2000000В.

А) 1111111111110000; Б) 0111111111101111;

В) 0000000000010000; Г) 1000000000010000.
6. Кои от следните характеристики на ЦП са съществени за работата му:

А) разрядността му; Б) дебелината на чипа;

В) материалът, от който е изработен;

Г) работната честота.

А) клавиатура; Б) скенер;

В) компактен диск; Г) принтер.

8. Преминаването от нормален (латиница) в алтернативен (кирилица) режим на работа на клавиатурата става:

В) с комбинацията Ctrl+Shift; Г) зависи от настройката.

9. Софтуер е:

Б) меки подложки, пазещи компютъра при пренасяне;

В) съвкупността от програми, които се изпълняват на компютъра;

Г) частите на компютъра, които не са входно-изходни устройства.

9. Операционната система е:

Б) програмна система, която може да се изпълни на компютъра както всяка друга;

В) съвкупността от програми, които се изпълняват на компютъра;

Г) програма, създавана от производителя на компютъра за да прикрие недостатъците му.

10. Интерфейс е:

Б) системата от инструкции, които изпълнява ЦП;

В) системата от командии, вградени в командния интерпретатор;

Г) всички свързани един с друг компютри на Земята.

12. Каталогът DIR1 от зад. 11 съдържа файловете: file.txt, file.doc, zad.txt, zad.doc, zad.exe, file.rtf. Текущ каталог е коренът на C:. Напишете команда (или поредица от команди) за копиране на файлове file.txt, file.doc, file.rtf и zad.txt от каталог DIR1 в каталог DIR2.

(Примерна тема за профилирана подготовка)