Флеш-память работает на основе двух основных принципов: эффекта туннелирования и зарядового удержания.
Процесс записи информации во флеш-память начинается с приложения электрического напряжения к ячейке памяти. Когда напряжение подается, происходит эффект туннелирования, который позволяет зарядами проникать через изоляционную оболочку ячейки. Это изменяет состояние ячейки, что представляет собой единицу или ноль (1 или 0).
Важным аспектом работы флеш-памяти является зарядовое удержание. После записи информации в ячейку, она должна удерживать заряд в течение продолжительного времени, чтобы информация не потерялась при отключении питания. Для этого используется специальная конструкция изоляции, которая минимизирует утечку заряда и обеспечивает долговременное сохранение информации.
Чтение информации из флеш-памяти осуществляется без приложения внешнего напряжения. Когда требуется прочитать данные, осуществляется измерение заряда в каждой ячейке памяти. Заряды считываются и интерпретируются как 1 или 0, в зависимости от их уровня, что позволяет получить хранящуюся информацию.
Процесс записи информации во флеш-память начинается с приложения электрического напряжения к ячейке памяти. Когда напряжение подается, происходит эффект туннелирования, который позволяет зарядами проникать через изоляционную оболочку ячейки. Это изменяет состояние ячейки, что представляет собой единицу или ноль (1 или 0).
Важным аспектом работы флеш-памяти является зарядовое удержание. После записи информации в ячейку, она должна удерживать заряд в течение продолжительного времени, чтобы информация не потерялась при отключении питания. Для этого используется специальная конструкция изоляции, которая минимизирует утечку заряда и обеспечивает долговременное сохранение информации.
Чтение информации из флеш-памяти осуществляется без приложения внешнего напряжения. Когда требуется прочитать данные, осуществляется измерение заряда в каждой ячейке памяти. Заряды считываются и интерпретируются как 1 или 0, в зависимости от их уровня, что позволяет получить хранящуюся информацию.
iOS и Android - это две основные операционные системы для мобильных устройств.
Несколько концептуальных различий между ними:
Производительность и оптимизация:
Экосистема и закрытость:
Пользовательский интерфейс:
Обновления системы:
Мультитач и жесты:
Разработка приложений:
Несколько концептуальных различий между ними:
Производительность и оптимизация:
IOS: Разработана Apple специально для своих устройств, таких как iPhone и iPad. Это обеспечивает более высокую оптимизацию и производительность на устройствах Apple, так как аппаратное и программное обеспечение тесно интегрированы.
Android: Эта ОС разрабатывается Open Handset Alliance и используется на множестве устройств от различных производителей. Это делает ее более универсальной, но иногда менее оптимизированной для конкретных устройств.
Экосистема и закрытость:
IOS: Экосистема Apple более закрыта. Приложения для iOS можно загружать только из App Store, и существует строгий контроль качества и безопасности.
Android: Экосистема более открыта. Пользователи могут устанавливать приложения из различных источников, не ограничиваясь Google Play Store.
Пользовательский интерфейс:
IOS: Интерфейс прост и интуитивно понятен. Apple часто придерживается минималистичного дизайна.
Android: Пользователи Android могут настраивать свой интерфейс более широко благодаря наличию различных оболочек (например, Samsung Experience, HTC Sense) и виджетов.
Обновления системы:
iOS: Обновления операционной системы и исправления безопасности обычно выпускаются централизованно для всех устройств, поддерживаемых Apple.
Android: Из-за фрагментации (разнообразия устройств и производителей) обновления Android могут задерживаться или не поступать на некоторые устройства.
Мультитач и жесты:
IOS: Apple обычно внедряет новые мультитач-жесты в свои устройства, предоставляя пользователю дополнительные способы взаимодействия.
Android: Платформа также поддерживает множество мультитач-жестов, но различные производители могут добавлять свои собственные особенности в этом отношении.
Разработка приложений:
IOS: Разработка приложений для iOS осуществляется на языке программирования Swift, который разработан Apple.
Android: Разработка для Android может вестись на Java, Kotlin и других языках.
IEEE 754-2008 и IEEE 854-1987
IEEE 754-2008:
- Тип стандарта: Это стандарт, определяющий форматы представления чисел с плавающей точкой в компьютерах и правила для выполнения арифметических операций с этими числами.
- Цель: Обеспечить единообразное представление чисел с плавающей точкой и улучшить переносимость программ между различными компьютерными системами.
- Особенности:
• Включает нормализованные числа с плавающей точкой и поддерживает денормализованные числа.
• Определяет форматы для одинарной и двойной точности.
• Стандарт также устанавливает правила для обработки исключительных ситуаций, таких как переполнение и деление на ноль.
IEEE 854-1987:
- Тип стандарта: Это более ранняя версия стандарта, также связанного с представлением чисел с плавающей точкой в вычислительных системах.
- Цель: Улучшить стандарт IEEE 754-1985, добавив некоторые дополнительные функции и уточнения.
- Особенности:
• Включает форматы одинарной и двойной точности, аналогичные IEEE 754.
• Предоставляет более детальные спецификации для некоторых аспектов, таких как округление и обработка ошибок.
• Внесены изменения для улучшения точности и предсказуемости результата операций с плавающей точкой.
IEEE 754-2008:
- Тип стандарта: Это стандарт, определяющий форматы представления чисел с плавающей точкой в компьютерах и правила для выполнения арифметических операций с этими числами.
- Цель: Обеспечить единообразное представление чисел с плавающей точкой и улучшить переносимость программ между различными компьютерными системами.
- Особенности:
• Включает нормализованные числа с плавающей точкой и поддерживает денормализованные числа.
• Определяет форматы для одинарной и двойной точности.
• Стандарт также устанавливает правила для обработки исключительных ситуаций, таких как переполнение и деление на ноль.
IEEE 854-1987:
- Тип стандарта: Это более ранняя версия стандарта, также связанного с представлением чисел с плавающей точкой в вычислительных системах.
- Цель: Улучшить стандарт IEEE 754-1985, добавив некоторые дополнительные функции и уточнения.
- Особенности:
• Включает форматы одинарной и двойной точности, аналогичные IEEE 754.
• Предоставляет более детальные спецификации для некоторых аспектов, таких как округление и обработка ошибок.
• Внесены изменения для улучшения точности и предсказуемости результата операций с плавающей точкой.
Кодирование звуковой и аналоговой информации — процесс преобразования аналоговых сигналов (например, звуковых волн) в цифровой формат для их передачи, хранения или обработки компьютерами.
Этот процесс включает в себя использование различных методов и стандартов для эффективного представления аналоговой информации в цифровой форме.
Несколько основных методов кодирования звуковой и аналоговой информации:
Пульсовая амплитудная модуляция (PAM): Это метод, при котором амплитуда аналогового сигнала измеряется в определенные моменты времени, и результат представляется в цифровой форме. Этот метод часто используется в аналоговых камерах видеонаблюдения.
Пульсовая широтно-импульсная модуляция (PWM): Здесь амплитуда аналогового сигнала измеряется в определенных интервалах времени, и информация о ширине импульсов кодируется в цифровой форме. PWM широко применяется в управлении моторами и в электронике мощности.
Дельта-модуляция (Delta Modulation): Этот метод основан на измерении изменений амплитуды сигнала и кодировании этих изменений в цифровой форме. Используется в системах передачи аудиосигналов.
Аналогово-цифровое преобразование (АЦП): Это преобразование непрерывных аналоговых сигналов в цифровую форму. Процесс включает в себя дискретизацию (измерение значения сигнала в определенные моменты времени) и квантование (преобразование амплитуды в цифровой код).
Цифро-аналоговое преобразование (ЦАП): Этот процесс преобразует цифровую информацию обратно в аналоговую форму. ЦАП преобразует цифровые значения в аналоговые сигналы.
Кодеки (кодирование/декодирование): Это устройства или программы, предназначенные для сжатия и распаковки аудио- и видеоинформации. Кодеки используются для эффективной передачи данных и хранения мультимедийной информации.
Этот процесс включает в себя использование различных методов и стандартов для эффективного представления аналоговой информации в цифровой форме.
Несколько основных методов кодирования звуковой и аналоговой информации:
Пульсовая амплитудная модуляция (PAM): Это метод, при котором амплитуда аналогового сигнала измеряется в определенные моменты времени, и результат представляется в цифровой форме. Этот метод часто используется в аналоговых камерах видеонаблюдения.
Пульсовая широтно-импульсная модуляция (PWM): Здесь амплитуда аналогового сигнала измеряется в определенных интервалах времени, и информация о ширине импульсов кодируется в цифровой форме. PWM широко применяется в управлении моторами и в электронике мощности.
Дельта-модуляция (Delta Modulation): Этот метод основан на измерении изменений амплитуды сигнала и кодировании этих изменений в цифровой форме. Используется в системах передачи аудиосигналов.
Аналогово-цифровое преобразование (АЦП): Это преобразование непрерывных аналоговых сигналов в цифровую форму. Процесс включает в себя дискретизацию (измерение значения сигнала в определенные моменты времени) и квантование (преобразование амплитуды в цифровой код).
Цифро-аналоговое преобразование (ЦАП): Этот процесс преобразует цифровую информацию обратно в аналоговую форму. ЦАП преобразует цифровые значения в аналоговые сигналы.
Кодеки (кодирование/декодирование): Это устройства или программы, предназначенные для сжатия и распаковки аудио- и видеоинформации. Кодеки используются для эффективной передачи данных и хранения мультимедийной информации.
Цветовая модель - система, используемая для представления и описания цветов. Существует несколько различных цветовых моделей, каждая из которых предоставляет уникальный способ представления цветовой информации. Некоторые из наиболее распространенных цветовых моделей включают:
RGB (Красный, Зеленый, Синий):
• Основана на перемешивании трех основных цветов - красного, зеленого и синего.
• Комбинации этих трех цветов создают широкий спектр цветов.
• Часто используется в мониторах, телевизорах, камерах и других устройствах отображения.
CMY (Голубой, Пурпурный, Желтый):
• Основана на понятии вычитания цвета.
• Применяется в печати и других процессах, где цвета создаются путем смешивания голубого, пурпурного и желтого.
HSV (Оттенок, Насыщенность, Значение):
• Оттенок (H) представляет цветовой тон (например, красный, зеленый, синий).
• Насыщенность (S) определяет интенсивность цвета (от бледного до насыщенного).
• Значение (V) определяет яркость цвета (от темного до светлого).
• Удобна для работы с цветами в графическом дизайне и обработке изображений.
Lab (Цветность, Зеленокрасный, Синекрасный):
• Определяет цвета в трехмерном пространстве, включающем яркость (L) и две цветовые оси a и b.
• Широко используется в цветокоррекции и анализе цвета.
YUV (Яркость, Цветность):
• Используется в видеообработке.
• Яркость (Y) представляет черно-белую информацию.
• Цветность (U и V) кодирует цветовую информацию.
HSL (Оттенок, Насыщенность, Светлота):
• Похожа на HSV, но вместо значения используется светлота (яркость).
• Более естественная для человеческого восприятия цвета.
Выбор цветовой модели зависит от конкретного применения. Например, RGB часто используется в графике и дизайне, CMYK в печати, а YUV в обработке видео.
RGB (Красный, Зеленый, Синий):
• Основана на перемешивании трех основных цветов - красного, зеленого и синего.
• Комбинации этих трех цветов создают широкий спектр цветов.
• Часто используется в мониторах, телевизорах, камерах и других устройствах отображения.
CMY (Голубой, Пурпурный, Желтый):
• Основана на понятии вычитания цвета.
• Применяется в печати и других процессах, где цвета создаются путем смешивания голубого, пурпурного и желтого.
HSV (Оттенок, Насыщенность, Значение):
• Оттенок (H) представляет цветовой тон (например, красный, зеленый, синий).
• Насыщенность (S) определяет интенсивность цвета (от бледного до насыщенного).
• Значение (V) определяет яркость цвета (от темного до светлого).
• Удобна для работы с цветами в графическом дизайне и обработке изображений.
Lab (Цветность, Зеленокрасный, Синекрасный):
• Определяет цвета в трехмерном пространстве, включающем яркость (L) и две цветовые оси a и b.
• Широко используется в цветокоррекции и анализе цвета.
YUV (Яркость, Цветность):
• Используется в видеообработке.
• Яркость (Y) представляет черно-белую информацию.
• Цветность (U и V) кодирует цветовую информацию.
HSL (Оттенок, Насыщенность, Светлота):
• Похожа на HSV, но вместо значения используется светлота (яркость).
• Более естественная для человеческого восприятия цвета.
Выбор цветовой модели зависит от конкретного применения. Например, RGB часто используется в графике и дизайне, CMYK в печати, а YUV в обработке видео.
Фрактальная графика представляет собой вид компьютерной графики, в которой изображения создаются с использованием математических объектов, называемых фракталами.
Фракталы имеют свойство самоподобия, что означает, что части фрактала похожи на весь фрактал.
Фракталы могут быть созданы с использованием различных математических алгоритмов, таких как фракталы Мандельброта, фракталы Жюлиа, фрактальные деревья и другие. Они могут быть использованы для создания красочных и удивительных графических изображений, которые могут напоминать природные явления, такие как молнии, облака, горы и многое другое.
Фрактальная графика также находит применение в различных областях, включая компьютерные игры, искусство, научную визуализацию, и даже в качестве метода сжатия изображений. Фракталы позволяют создавать сложные и красочные изображения с использованием относительно простых математических правил.
Для создания фрактальных изображений часто используют специальные программы, которые позволяют пользователям экспериментировать с параметрами фракталов и создавать уникальные и креативные произведения искусства.
Фракталы - это геометрические фигуры или структуры, которые могут быть бесконечно детализированы и повторяют свой образ на разных масштабах.
Фракталы имеют свойство самоподобия, что означает, что части фрактала похожи на весь фрактал.
Фракталы могут быть созданы с использованием различных математических алгоритмов, таких как фракталы Мандельброта, фракталы Жюлиа, фрактальные деревья и другие. Они могут быть использованы для создания красочных и удивительных графических изображений, которые могут напоминать природные явления, такие как молнии, облака, горы и многое другое.
Фрактальная графика также находит применение в различных областях, включая компьютерные игры, искусство, научную визуализацию, и даже в качестве метода сжатия изображений. Фракталы позволяют создавать сложные и красочные изображения с использованием относительно простых математических правил.
Для создания фрактальных изображений часто используют специальные программы, которые позволяют пользователям экспериментировать с параметрами фракталов и создавать уникальные и креативные произведения искусства.
Цифровое вещание (Digital Broadcasting) представляет собой технологию передачи аудио- и видеосигналов в цифровой форме, в отличие от традиционного аналогового вещания. Это обеспечивает более эффективное использование частотного спектра, улучшенное качество изображения и звука, а также дополнительные возможности, такие как передача данных и интерактивные услуги.
В цифровом вещании используются различные стандарты и технологии, такие как DVB (Digital Video Broadcasting), ATSC (Advanced Television Systems Committee), ISDB (Integrated Services Digital Broadcasting) и другие. Эти стандарты определяют параметры передачи сигнала, формат изображения, аудиокодирование и другие аспекты цифрового вещания.
Преимущества цифрового вещания включают в себя:
• Лучшее качество сигнала: Цифровое вещание обеспечивает высокое качество изображения и звука, не подверженное аналоговым искажениям.
• Эффективное использование спектра: Цифровое вещание требует меньше частотного спектра по сравнению с аналоговым, что позволяет освободить место для других услуг.
• Многоканальность: Цифровое вещание позволяет передавать несколько каналов в одной частотной полосе.
• Интерактивные возможности: Цифровое вещание может включать интерактивные функции, такие как услуги видео по запросу, интерактивные рекламные блоки и другие.
• Передача данных: В цифровом вещании можно передавать дополнительные данные, такие как информация о программе, текстовые данные и многое другое.
В цифровом вещании используются различные стандарты и технологии, такие как DVB (Digital Video Broadcasting), ATSC (Advanced Television Systems Committee), ISDB (Integrated Services Digital Broadcasting) и другие. Эти стандарты определяют параметры передачи сигнала, формат изображения, аудиокодирование и другие аспекты цифрового вещания.
Преимущества цифрового вещания включают в себя:
• Лучшее качество сигнала: Цифровое вещание обеспечивает высокое качество изображения и звука, не подверженное аналоговым искажениям.
• Эффективное использование спектра: Цифровое вещание требует меньше частотного спектра по сравнению с аналоговым, что позволяет освободить место для других услуг.
• Многоканальность: Цифровое вещание позволяет передавать несколько каналов в одной частотной полосе.
• Интерактивные возможности: Цифровое вещание может включать интерактивные функции, такие как услуги видео по запросу, интерактивные рекламные блоки и другие.
• Передача данных: В цифровом вещании можно передавать дополнительные данные, такие как информация о программе, текстовые данные и многое другое.
Хеширование
Hashing – это преобразование входного массива данных определенного типа и произвольной длины в выходную битовую строку фиксированной длины. Такие преобразования также называются хеш-функциями или функциями свертки, а их результаты называют хешем, хеш-кодом, хеш-таблицей или дайджестом сообщения
Хеширование является распространенным методом обеспечения быстрого доступа к информации, хранящейся во внешней памяти. Оно полезно, когда широкий диапазон возможных значений должен быть сохранен в малом объеме памяти, и нужен способ быстрого, практически произвольного доступа.
Хэш-таблицы часто применяются в базах данных, и, особенно, в языковых процессорах типа компиляторов и ассемблеров, где они повышают скорость обработки таблицы идентификаторов. В качестве использования хеширования в повседневной жизни можно привести примеры распределение книг в библиотеке по тематическим каталогам, упорядочивание в словарях по первым буквам слов, шифрование специальностей в вузах и т.д.
Hashing – это преобразование входного массива данных определенного типа и произвольной длины в выходную битовую строку фиксированной длины. Такие преобразования также называются хеш-функциями или функциями свертки, а их результаты называют хешем, хеш-кодом, хеш-таблицей или дайджестом сообщения
Хеширование является распространенным методом обеспечения быстрого доступа к информации, хранящейся во внешней памяти. Оно полезно, когда широкий диапазон возможных значений должен быть сохранен в малом объеме памяти, и нужен способ быстрого, практически произвольного доступа.
Хэш-таблицы часто применяются в базах данных, и, особенно, в языковых процессорах типа компиляторов и ассемблеров, где они повышают скорость обработки таблицы идентификаторов. В качестве использования хеширования в повседневной жизни можно привести примеры распределение книг в библиотеке по тематическим каталогам, упорядочивание в словарях по первым буквам слов, шифрование специальностей в вузах и т.д.
Основные аспекты человеко-машинного взаимодействия:
Интерфейсы пользователя: Разработка графических интерфейсов, виртуальных клавиатур, жестов и других элементов, которые позволяют людям взаимодействовать с компьютером.
Эргономика: Изучение того, как дизайн интерфейсов может быть адаптирован к физиологии и психологии человека для обеспечения максимального комфорта и эффективности в использовании.
Ввод и вывод данных: Разработка средств ввода и вывода, таких как сенсорные экраны, голосовые команды, трекпады и т.д.
Доступность: Создание технологий, которые делают компьютерные системы доступными для людей с ограниченными возможностями.
Визуализация данных: Представление информации в удобной форме для восприятия и понимания.
Интерактивный дизайн: Разработка интерфейсов, которые стимулируют взаимодействие и обеспечивают позитивный опыт пользователей.
Интерфейсы пользователя: Разработка графических интерфейсов, виртуальных клавиатур, жестов и других элементов, которые позволяют людям взаимодействовать с компьютером.
Эргономика: Изучение того, как дизайн интерфейсов может быть адаптирован к физиологии и психологии человека для обеспечения максимального комфорта и эффективности в использовании.
Ввод и вывод данных: Разработка средств ввода и вывода, таких как сенсорные экраны, голосовые команды, трекпады и т.д.
Доступность: Создание технологий, которые делают компьютерные системы доступными для людей с ограниченными возможностями.
Визуализация данных: Представление информации в удобной форме для восприятия и понимания.
Интерактивный дизайн: Разработка интерфейсов, которые стимулируют взаимодействие и обеспечивают позитивный опыт пользователей.
Принципы построения современных ОС
1. Принцип модульности
Мы говорим о системных программных модулях, которые являются программными ресурсами и могут быть распределены между выполняющимися процессами. Этот принцип отражает технологические и эксплуатационные свойства системы.
2. Принцип параметрической настраиваемости
Возможность учета ОС параметров конфигурации ВС называется параметрической настраиваемостью. ОС должна быть способна распознавать как старые, так новые устройства и обеспечивать их работу.
3. Принцип функциональной избыточности
Принцип функциональной избыточности состоит во включении в состав ОС различных программных средств, выполняющих одну и ту же функцию, но которые в различных ситуациях работают с различной эффективностью.
4. Принцип функциональной избирательности
Принцип функциональной избирательности состоит в возможности учета целей, для которых используется система. Воплощение этого принципа позволяет в зависимости от области применения сгенерировать такой вариант системы, который был бы эффективен в данном конкретном применении.
5. Принцип абстракции и виртуализации
Использование интерфейсов, отделяющие друг от друга уровни абстракции, облегчает независимую разработку аппаратных и программных подсистем силами разных групп специалистов.
1. Принцип модульности
Мы говорим о системных программных модулях, которые являются программными ресурсами и могут быть распределены между выполняющимися процессами. Этот принцип отражает технологические и эксплуатационные свойства системы.
2. Принцип параметрической настраиваемости
Возможность учета ОС параметров конфигурации ВС называется параметрической настраиваемостью. ОС должна быть способна распознавать как старые, так новые устройства и обеспечивать их работу.
3. Принцип функциональной избыточности
Принцип функциональной избыточности состоит во включении в состав ОС различных программных средств, выполняющих одну и ту же функцию, но которые в различных ситуациях работают с различной эффективностью.
4. Принцип функциональной избирательности
Принцип функциональной избирательности состоит в возможности учета целей, для которых используется система. Воплощение этого принципа позволяет в зависимости от области применения сгенерировать такой вариант системы, который был бы эффективен в данном конкретном применении.
5. Принцип абстракции и виртуализации
Использование интерфейсов, отделяющие друг от друга уровни абстракции, облегчает независимую разработку аппаратных и программных подсистем силами разных групп специалистов.
Когда следует использовать язык ассемблера
Программисты, которые пишут код на языке ассемблера, говорят, что у такого подхода есть три преимущества. Первые два очевидны: код занимает меньше места и работает быстрее. Третье не столь очевидно: если в коде есть ошибка, то она, как правило, приводит к катастрофическому сбою. На первый взгляд это не кажется преимуществом, однако сразу дает понять, что вы сделали что-то не так.
В подавляющем большинстве случаев проще работать на высокоуровневом языке. Язык ассемблера стоит использовать при работе со встроенными системами с ограниченной вычислительной мощностью, особенно когда экономия места позволяет задействовать более дешевые процессоры.
В случае создания крупномасштабных приложений экономия на процессорах может более чем компенсировать дополнительное время разработчика. Например, программы DSP (цифровой обработки сигналов) часто пишутся на языке ассемблера.
Программисты, которые пишут код на языке ассемблера, говорят, что у такого подхода есть три преимущества. Первые два очевидны: код занимает меньше места и работает быстрее. Третье не столь очевидно: если в коде есть ошибка, то она, как правило, приводит к катастрофическому сбою. На первый взгляд это не кажется преимуществом, однако сразу дает понять, что вы сделали что-то не так.
В подавляющем большинстве случаев проще работать на высокоуровневом языке. Язык ассемблера стоит использовать при работе со встроенными системами с ограниченной вычислительной мощностью, особенно когда экономия места позволяет задействовать более дешевые процессоры.
В случае создания крупномасштабных приложений экономия на процессорах может более чем компенсировать дополнительное время разработчика. Например, программы DSP (цифровой обработки сигналов) часто пишутся на языке ассемблера.
Плюсы и минусы рекурсивных функций
Плюсы:
1. Снижают время выполнения функции
Рекурсия, в сравнении с циклами, тратят меньше времени до завершении функции. Чем меньше строк кода у нас будет, тем быстрее функция будет обрабатывать вызовы внутри себя.
НО
Если функция плохо написана, то мы рискуем переполнить стек, что в конечном счете приведет к снижению скорости и программным ошибкам.
2. Легче отлаживать
Многие согласятся, что эта причина очень важна. Рекурсия проста в отладке из-за того, что она не содержит сложных и длинных конструкций.
Минусы:
3. Занимают много места
Занимают значительный объем памяти во время своего выполнения. При каждом вызове функции в стек будет добавляться новый элемент, который будет занимать место до тех пор, пока функция не завершит работу.
Плюсы:
1. Снижают время выполнения функции
Рекурсия, в сравнении с циклами, тратят меньше времени до завершении функции. Чем меньше строк кода у нас будет, тем быстрее функция будет обрабатывать вызовы внутри себя.
НО
Если функция плохо написана, то мы рискуем переполнить стек, что в конечном счете приведет к снижению скорости и программным ошибкам.
2. Легче отлаживать
Многие согласятся, что эта причина очень важна. Рекурсия проста в отладке из-за того, что она не содержит сложных и длинных конструкций.
Минусы:
3. Занимают много места
Занимают значительный объем памяти во время своего выполнения. При каждом вызове функции в стек будет добавляться новый элемент, который будет занимать место до тех пор, пока функция не завершит работу.
Что такое хеш-таблицы?
Хеш-таблица — это контейнер для хранения пар ключей и их значений. По сути это ассоциативный массив, в котором ключ представлен в виде хеш-функции. Главное свойство hash-таблиц — три операции: вставка, поиск и удаление — в среднем выполняются за время O(1),
Принято считать, что хорошей, с точки зрения практического применения, является такая хеш-функция, которая удовлетворяет следующим условиям:
⁃ функция должна быть простой с вычислительной точки зрения;
⁃ функция должна распределять ключи в хеш-таблице наиболее равномерно;
⁃ функция не должна отображать какую-либо связь между значениями ключей в связь между значениями адресов;
⁃ функция должна минимизировать число коллизий – то есть ситуаций, когда разным ключам соответствует одно значение хеш- функции(ключи в этом случае называются синонимами ).
Выполнение операции в хеш-таблице начинается с вычисления хеш-функции от ключа.
Именно с ее помощью мы находим индекс, зная который, можно выполнить требующую операцию.
Хеш-таблица — это контейнер для хранения пар ключей и их значений. По сути это ассоциативный массив, в котором ключ представлен в виде хеш-функции. Главное свойство hash-таблиц — три операции: вставка, поиск и удаление — в среднем выполняются за время O(1),
Принято считать, что хорошей, с точки зрения практического применения, является такая хеш-функция, которая удовлетворяет следующим условиям:
⁃ функция должна быть простой с вычислительной точки зрения;
⁃ функция должна распределять ключи в хеш-таблице наиболее равномерно;
⁃ функция не должна отображать какую-либо связь между значениями ключей в связь между значениями адресов;
⁃ функция должна минимизировать число коллизий – то есть ситуаций, когда разным ключам соответствует одно значение хеш- функции(ключи в этом случае называются синонимами ).
Выполнение операции в хеш-таблице начинается с вычисления хеш-функции от ключа.
Именно с ее помощью мы находим индекс, зная который, можно выполнить требующую операцию.
О-большое (Big O)
Нотация О-большое описывает скорость работы алгоритма в худшем случае.
Предположим вы используете простой поиск для поиска фамилии телефоном справочнике. Вы знаете, что простой поиск выполняется за время O(n) - то есть в худшем случае вам придется пересмотреть все фамилии в справочнике, но представим, что наша искомая фамилия начинается с «А» и находится в самом начале справочника. Следовательно, мы нашли нужную фамилию с первой попытки. Отработал ли алгоритм за время O(n)? А может, он занял время O(1)?
Простой поиск все равно выполняется за время O(n). Просто в данном случае вы нашли нужное значение моментально — это лучший возможный случай.
Нотация О-большое описывает скорость работы алгоритма в худшем случае.
Предположим вы используете простой поиск для поиска фамилии телефоном справочнике. Вы знаете, что простой поиск выполняется за время O(n) - то есть в худшем случае вам придется пересмотреть все фамилии в справочнике, но представим, что наша искомая фамилия начинается с «А» и находится в самом начале справочника. Следовательно, мы нашли нужную фамилию с первой попытки. Отработал ли алгоритм за время O(n)? А может, он занял время O(1)?
Простой поиск все равно выполняется за время O(n). Просто в данном случае вы нашли нужное значение моментально — это лучший возможный случай.
Суть кэширования процессора
Так как скорость работы процессора отличается от скорости работы оперативной памяти, то возникают простои и страдает производительность, чтобы этого избежать, появляется маленькая, но быстрая память под названием кэш.
Суть кэширования заключается в сокращении задержек доступа, касающиеся взаимодействия с оперативной памятью.
Кэш память, которая меньше по объему оперативы примерно в 1000 раз, но по скорости работы сопоставима со скоростью работы процессора отлично вписалась в общую модель работы компьютера, ничего при этом не сломав. Вообще кэш по прежнему можно рассматривать, как обычную ОП, только в уменьшенном размере.
И там, и там используется двоичная адресация, хранятся те же самые данные. И к той, и той памяти идет обращение, как на получение данных, так и на их запись.
Логика в том, что если данные будут находится в кэше, а не в оперативе, то это и избавит нас от задержек.
Так как скорость работы процессора отличается от скорости работы оперативной памяти, то возникают простои и страдает производительность, чтобы этого избежать, появляется маленькая, но быстрая память под названием кэш.
Суть кэширования заключается в сокращении задержек доступа, касающиеся взаимодействия с оперативной памятью.
Кэш память, которая меньше по объему оперативы примерно в 1000 раз, но по скорости работы сопоставима со скоростью работы процессора отлично вписалась в общую модель работы компьютера, ничего при этом не сломав. Вообще кэш по прежнему можно рассматривать, как обычную ОП, только в уменьшенном размере.
И там, и там используется двоичная адресация, хранятся те же самые данные. И к той, и той памяти идет обращение, как на получение данных, так и на их запись.
Логика в том, что если данные будут находится в кэше, а не в оперативе, то это и избавит нас от задержек.
Виды адресаций
В оперативной памяти каждый набор ячеек (байт) имеет свой адрес, по которому процессор может к нему обращаться.
Из-за того, что каждый байт имеет свой отдельный адрес, такой вид адресации называется — байтовый.
Но существуют компьютеры, у которых размер одной ячейки памяти равняется машинному слову — это максимальное кол-во бит, которыми может оперировать процессор за раз. То есть в 32-х разрядных процессорах размер регистров и размер машинного слова будет равен 32 бита, а в 64-х — 64 бита и тд (такие компьютеры предназначены для научных целей). Из-за того, что процессор обращается не к байту, а к слову, то такая адресация называется словесной адресацией.
В оперативной памяти каждый набор ячеек (байт) имеет свой адрес, по которому процессор может к нему обращаться.
Из-за того, что каждый байт имеет свой отдельный адрес, такой вид адресации называется — байтовый.
Но существуют компьютеры, у которых размер одной ячейки памяти равняется машинному слову — это максимальное кол-во бит, которыми может оперировать процессор за раз. То есть в 32-х разрядных процессорах размер регистров и размер машинного слова будет равен 32 бита, а в 64-х — 64 бита и тд (такие компьютеры предназначены для научных целей). Из-за того, что процессор обращается не к байту, а к слову, то такая адресация называется словесной адресацией.
Реляционная модель Баз Данных.
Элементы данных представлены в виде таблиц. Является наиболее распространенной моделью.
К преимуществам реляционной модели можно отнести следующие особенности:
- Теоретическая основа. Формально определяет базовые понятия модели, язык описания и операции над отношениями;
- Стандартизация. Стандарты SQL-NN (SQL-89, SQL-92, SQL-99 и т д.), имеющие несколько уровней полноты реализации, позволяют создавать приложения, переносимые между СУБД разных поставщиков;
- Полное разделение доступа к данным от способа их физической организации;
- Универсальность. Информационное моделирование сущностей реального мира в виде набора связанных таблиц является достаточно хорошим подходом в большинстве случаев;
- Простота манипуляции данными с точки зрения конечного пользователя;
SQL — развитый стандартизованный декларативный язык 4-го поколения.
Недостатки:
- В общем случае, более низкое быстродействие по сравнению с сетевыми и иерархическими СУБД или другими подходами, обеспечивающими доступ к данным непосредственно на уровне их физической организации, например, индексированные файлы;
- Неполнота реализации стандартов SQL-NN, а также специфические языковые и процедурные расширения СУБД разных поставщиков, осложняющие переносимость приложений (так называемый vendor lock);
- Необходимость учёта некоторых особенностей модели на концептуальном уровне (ключи — идентификаторы сущностей), отсутствующая, например, в сетевой модели.
Элементы данных представлены в виде таблиц. Является наиболее распространенной моделью.
К преимуществам реляционной модели можно отнести следующие особенности:
- Теоретическая основа. Формально определяет базовые понятия модели, язык описания и операции над отношениями;
- Стандартизация. Стандарты SQL-NN (SQL-89, SQL-92, SQL-99 и т д.), имеющие несколько уровней полноты реализации, позволяют создавать приложения, переносимые между СУБД разных поставщиков;
- Полное разделение доступа к данным от способа их физической организации;
- Универсальность. Информационное моделирование сущностей реального мира в виде набора связанных таблиц является достаточно хорошим подходом в большинстве случаев;
- Простота манипуляции данными с точки зрения конечного пользователя;
SQL — развитый стандартизованный декларативный язык 4-го поколения.
Недостатки:
- В общем случае, более низкое быстродействие по сравнению с сетевыми и иерархическими СУБД или другими подходами, обеспечивающими доступ к данным непосредственно на уровне их физической организации, например, индексированные файлы;
- Неполнота реализации стандартов SQL-NN, а также специфические языковые и процедурные расширения СУБД разных поставщиков, осложняющие переносимость приложений (так называемый vendor lock);
- Необходимость учёта некоторых особенностей модели на концептуальном уровне (ключи — идентификаторы сущностей), отсутствующая, например, в сетевой модели.
Этапы процесса компиляции:
1. Предварительная проверка.
Исходная программа обрабатывается путём подстановки имеющихся макросов и заголовочных файлов.
2. Лексический и синтаксический анализ.
Программа преобразовывается в цепочку лексем, а затем во внутреннее представление в виде дерева.
3. Семантический анализ.
Дерево разбора обрабатывается с целью установления его семантики (смысла) — например, привязка идентификаторов к их декларациям, типам, проверка совместимости, определение типов выражений и т. д. Результат обычно называется «промежуточным представлением/кодом», и может быть дополненным деревом разбора, новым деревом, абстрактным набором команд или чем-то ещё, удобным для дальнейшей обработки.
4. Оптимизация.
Внутреннее представление программы неоднократно преобразовывается с целью сокращения размера и времени исполнения программы.
5. Генерация кода.
Внутреннее представление преобразовывается в блоки команд процессора, которые преобразовываются в объектный код.
6. Сборка.
Компоновщик соединяет несколько объектных файлов в исполняемый файл или библиотеку.
1. Предварительная проверка.
Исходная программа обрабатывается путём подстановки имеющихся макросов и заголовочных файлов.
2. Лексический и синтаксический анализ.
Программа преобразовывается в цепочку лексем, а затем во внутреннее представление в виде дерева.
3. Семантический анализ.
Дерево разбора обрабатывается с целью установления его семантики (смысла) — например, привязка идентификаторов к их декларациям, типам, проверка совместимости, определение типов выражений и т. д. Результат обычно называется «промежуточным представлением/кодом», и может быть дополненным деревом разбора, новым деревом, абстрактным набором команд или чем-то ещё, удобным для дальнейшей обработки.
4. Оптимизация.
Внутреннее представление программы неоднократно преобразовывается с целью сокращения размера и времени исполнения программы.
5. Генерация кода.
Внутреннее представление преобразовывается в блоки команд процессора, которые преобразовываются в объектный код.
6. Сборка.
Компоновщик соединяет несколько объектных файлов в исполняемый файл или библиотеку.
Принципы архитектуры фон Неймана
Архитектура фон Неймана — широко известный принцип совместного хранения команд и данных в памяти компьютера.
Компьютеры, построенные на этих принципах, относят к типу фоннеймановских:
⁃ Принцип двоичности.
Для представления данных и команд используется двоичная система счисления.
⁃ Принцип программного управления.
Программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором друг за другом в определённой последовательности.
⁃ Принцип однородности памяти.
Как программы (команды), так и данные хранятся в одной и той же памяти. Над командами можно выполнять такие же действия, как и над данными.
⁃ Принцип адресуемости памяти.
Структурно основная память состоит из пронумерованных ячеек; процессору в произвольный момент времени доступна любая ячейка.
⁃ Принцип последовательного программного управления.
Все команды располагаются в памяти и выполняются последовательно, одна после завершения другой.
⁃ Принцип условного перехода.
Команды из программы не всегда выполняются одна за другой. Возможно присутствие в программе команд условного перехода, которые изменяют последовательность выполнения команд в зависимости от значений данных.
Архитектура фон Неймана — широко известный принцип совместного хранения команд и данных в памяти компьютера.
Компьютеры, построенные на этих принципах, относят к типу фоннеймановских:
⁃ Принцип двоичности.
Для представления данных и команд используется двоичная система счисления.
⁃ Принцип программного управления.
Программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором друг за другом в определённой последовательности.
⁃ Принцип однородности памяти.
Как программы (команды), так и данные хранятся в одной и той же памяти. Над командами можно выполнять такие же действия, как и над данными.
⁃ Принцип адресуемости памяти.
Структурно основная память состоит из пронумерованных ячеек; процессору в произвольный момент времени доступна любая ячейка.
⁃ Принцип последовательного программного управления.
Все команды располагаются в памяти и выполняются последовательно, одна после завершения другой.
⁃ Принцип условного перехода.
Команды из программы не всегда выполняются одна за другой. Возможно присутствие в программе команд условного перехода, которые изменяют последовательность выполнения команд в зависимости от значений данных.
Виды рекурсии
Существует два вида рекурсии, так называемая головная и хвостовая (иногда головную рекурсией называют просто рекурсией). Рекурсия будет "хвостовой", если рекурсивный вызов будет последним действием функции перед возвратом результата.
Использование хвостовой рекурсии позволяют некоторым компилятор автоматически выполняет преобразование рекурсии в итерацию.
Хвостовая рекурсия часто применяется в программах на функциональных языках программирования. Многие вычисления на таких языках естественно выражать в виде рекурсивных функций, а возможность автоматической замены транслятором хвостовой рекурсии на итерацию означает, что по вычислительной эффективности она равна эквивалентному коду, записанному в итеративном виде.
Существует два вида рекурсии, так называемая головная и хвостовая (иногда головную рекурсией называют просто рекурсией). Рекурсия будет "хвостовой", если рекурсивный вызов будет последним действием функции перед возвратом результата.
Использование хвостовой рекурсии позволяют некоторым компилятор автоматически выполняет преобразование рекурсии в итерацию.
Хвостовая рекурсия часто применяется в программах на функциональных языках программирования. Многие вычисления на таких языках естественно выражать в виде рекурсивных функций, а возможность автоматической замены транслятором хвостовой рекурсии на итерацию означает, что по вычислительной эффективности она равна эквивалентному коду, записанному в итеративном виде.
В отличие от низкоуровневых языков программирования высокоуровневые имеют более высокий уровень абстракции, позволяющий компилировать или интерпретировать код для обеспечения его работоспособности на различных машинах.
Эта абстракция означает, что программист не может оптимизировать код, исходя из свойств конкретного оборудования, на котором он будет выполняться.
В ситуации, когда производительность имеет критическое значение, а о целевом оборудовании известно все, программист может написать самый важный фрагмент кода на языке ассемблера, а остальную часть программы — на высокоуровневом языке. В других случаях программист, умеющий работать как с языком ассемблера, так и с компилятором для высокоуровневого языка, может написать высокоуровневый код таким образом, чтобы скомпилированный код, генерируемый компилятором, был достаточно эффективным.
Эта абстракция означает, что программист не может оптимизировать код, исходя из свойств конкретного оборудования, на котором он будет выполняться.
В ситуации, когда производительность имеет критическое значение, а о целевом оборудовании известно все, программист может написать самый важный фрагмент кода на языке ассемблера, а остальную часть программы — на высокоуровневом языке. В других случаях программист, умеющий работать как с языком ассемблера, так и с компилятором для высокоуровневого языка, может написать высокоуровневый код таким образом, чтобы скомпилированный код, генерируемый компилятором, был достаточно эффективным.