1. Информатика. Понятие информатики
Скачать 0.54 Mb.
|
| 1. Информатика. Понятие информатики. Наука о способах получения, накопления, хранения, преобразования, передачи и использования информации. Она включает дисциплины, так или иначе относящиеся к обработке информации в вычислительных машинах и вычислительных сетях: как абстрактные, вроде анализа алгоритмов, так и довольно конкретные, например, разработка языков программирования. Темами исследований в информатике являются вопросы: что можно, а что нельзя реализовать в программах и базах данных (теория вычислимости и искусственный интеллект), каким образом можно решать специфические вычислительные и информационные задачи с максимальной эффективностью (теория сложности вычислений), в каком виде следует хранить и восстанавливать информацию специфического вида (структуры и базы данных), как программы и люди должны взаимодействовать друг с другом (пользовательский интерфейс и языки программирования и представление знаний) и т. п. Цели и задачи информатики. Задачи информатики состоят в следующем: исследование информационных процессов любой природы; разработка информационной техники и создание новейшей технологии переработки информации на базе полученных результатов исследования информационных процессов; решение научных и инженерных проблем создания, внедрения и обеспечения эффективного использования компьютерной техники и технологии во всех сферах общественной жизни. 2. Информация— в широком смысле абстрактное понятие, имеющее множество значений, в зависимости от контекста. В узком смысле этого слова — сведения (сообщения, данные) независимо от формы их представления. Информация — совокупность данных, зафиксированных на материальном носителе, сохранённых и распространённых во времени и пространстве. Виды информации: -графическая или изобразительная — первый вид, для которого был реализован способ хранения информации об окружающем мире в виде наскальных рисунков, а позднее в виде картин, фотографий, схем, чертежей на бумаге, холсте, мраморе и др. материалах, изображающих картины реального мира; -звуковая —ее разновидностью является -музыкальная информация — для этого вида был изобретен способ кодирования с использованием специальных символов, что делает возможным хранение ее аналогично графической информации; -текстовая — способ кодирования речи человека специальными символами — буквами, причем разные народы имеют разные языки и используют различные наборы букв для отображения речи; особенно большое значение этот способ приобрел после изобретения бумаги и книгопечатания; -числовая — количественная мера объектов и их свойств в окружающем мире; особенно большое значение приобрела с развитием торговли, экономики и денежного обмена; аналогично текстовой информации для ее отображения используется метод кодирования специальными символами — цифрами, причем системы кодирования (счисления) могут быть разными; -видеоинформация — способ сохранения «живых» картин окружающего мира, появившийся с изобретением кино. единица измерения информации – это байт. Но т.к. приходится считать большие объемы информации, существует еще несколько единиц измерения информации. Это: 1 Килобайт = 2 10 = 1024 байта. 1 Мегабайт = 1024 Кб 1 Гигабайт = 1024 Мб 1 Терабайт = 1024 Гб 3. ^ — компьютер, предназначенный для личного использования, цена, размеры и возможности которого удовлетворяют запросам большого количества людей. Созданный как вычислительная машина, компьютер, тем не менее, всё чаще используется как инструмент доступа в компьютерные сети и как платформа для компьютерных игр. ^ — центральное обрабатывающее устройство— исполнитель машинных инструкций, часть аппаратного обеспечения компьютера или программируемого логического контроллера; отвечает за выполнение операций, заданных программами. ^ (устройство хранения информации, запоминающее устройство) — часть вычислительной машины, физическое устройство или среда для хранения данных, используемых в вычислениях, в течение определённого времени. ^ — приборы для занесения (ввода) данных в компьютер во время его работы. Устройства ввода графической информации:Сканер,Видео- и Веб-камера,Цифровой,фотоаппарат,Плата видеозахвата Устройства ввода звука:,Микрофон,Цифровой диктофон,Модем Устройства ввода текстовой информации:Клавиатура ^ — средства вывода информации из компьютера. Устройства для вывода визуальной информации:,Монитор (дисплей),Проектор,Принтер,Графопостроитель Устройства для вывода звуковой информации:Встроенныйдинамик,Колонки,Наушники Устройства ввода/вывода:Магнитный барабан,Стример,Дисковод,Жёсткий диск,Различные порты,Различные сетевые интерфейсы. ^ Большинство современных процессоров для персональных компьютеров в общем основаны на той или иной версии циклического процесса последовательной обработки данных, изобретённого Джоном фон Нейманом. Дж. фон Нейман придумал схему постройки компьютера в 1946 году. Отличительной особенностью архитектуры фон Неймана является то, что инструкции и данные хранятся в одной и той же памяти. В различных архитектурах и для различных команд могут потребоваться дополнительные этапы. Например, для арифметических команд могут потребоваться дополнительные обращения к памяти, во время которых производится считывание операндов и запись результатов. Этапы цикла выполнения: 1.Процессор выставляет число, хранящееся в регистре счётчика команд, на шину адреса и отдаёт памяти команду чтения. 2.Выставленное число является для памяти адресом; память, получив адрес и команду чтения, выставляет содержимое, хранящееся по этому адресу, на шину данных и сообщает о готовности. 3.Процессор получает число с шины данных, интерпретирует его как команду (машинную инструкцию) из своей системы команд и исполняет её. 4.Если последняя команда не является командой перехода, процессор увеличивает на единицу (в предположении, что длина каждой команды равна единице) число, хранящееся в счётчике команд; в результате там образуется адрес следующей команды. Данный цикл выполняется неизменно, и именно он называется процессом (откуда и произошло название устройства). Во время процесса процессор считывает последовательность команд, содержащихся в памяти, и исполняет их. Такая последовательность команд называется программой и представляет алгоритм работы процессора. Очерёдность считывания команд изменяется в случае, если процессор считывает команду перехода, — тогда адрес следующей команды может оказаться другим. Другим примером изменения процесса может служить случай получения команды остановка или переключение в режим обработки прерывания. Команды центрального процессора являются самым нижним уровнем управления компьютером, поэтому выполнение каждой команды неизбежно и безусловно. Не производится никакой проверки на допустимость выполняемых действий, в частности, не проверяется возможная потеря ценных данных. Чтобы компьютер выполнял только допустимые действия, команды должны быть соответствующим образом организованы в виде необходимой программы. Скорость перехода от одного этапа цикла к другому определяется тактовым генератором. Тактовый генератор вырабатывает импульсы, служащие ритмом для центрального процессора. Частота тактовых импульсов называется тактовой частотой.  4. Первое поколение (1945-1954) - компьютеры на электронных лампах (вроде тех, что были в старых телевизорах). Это доисторические времена, эпоха становления вычислительной техники. Большинство машин первого поколения были экспериментальными устройствами и строились с целью проверки тех или иных теоретических положений. Вес и размеры этих компьютерных динозавров, которые нередко требовали для себя отдельных зданий, давно стали легендой. Основоположниками компьютерной науки по праву считаются Клод Шеннон - создатель теории информации, Алан Тьюринг - математик, разработавший теорию программ и алгоритмов, и Джон фон Нейман - автор конструкции вычислительных устройств, которая до сих пор лежит в основе большинства компьютеров. В те же годы возникла еще одна новая наука, связанная с информатикой, - кибернетика, наука об управлении как одном из основных информационных процессов. Основателем кибернетики является американский математик Норберт Винер. (Одно время слово "кибернетика" использовалось для обозначения вообще всей компьютерной науки, а в особенности тех ее направлений, которые в 60-е годы считались самыми перспективными: искусственного интеллекта и робототехники. Вот почему в научно-фантастических произведениях роботов нередко называют "киберами". А в 90-е годы это слово опять всплыло для обозначения новых понятий, связанных с глобальными компьютерными сетями - появились такие неологизмы, как "киберпространство", "кибермагазины" и даже "киберсекс".) б) Компьютер - это электронное вычислительное устройство. Существуют различные классификации компьютеров - по назначению, по технической совместимости, по программной совместимости, по размерам и т.д. Мы приведем классификацию, которую используют ведущие производители компьютеров: -Суперкомпьютеры (это большие компьютеры, которые создаются для задач, требующих больших вычислений, таких как определение координаты далекой звезды или галактики, моделирования климата, составления карт нефтяных и газовых месторождений и т.д.) -Мэйнфреймы (это большие компьютеры, с высоким быстродействием и большими вычислительными ресурсами, которые могут обрабатывать большое количество данных и выполнять обработку запросов одновременно нескольких тысяч пользователей.) -Серверы (это компьютеры, которые служат центральными узлами в компьютерных сетях. На серверах устанавливается программное обеспечение, позволяющее управлять работой сети.) -^ (это компьютеры, которые могут использоваться одним человеком автономно, независимо от других компьютеров. Персональные компьютеры могут быть настольными, переносными и карманными.) ----настольные (Настольные персональные компьютеры, как это ясно из названия, используются в стационарных условиях комнаты или кабинета и располагаются на рабочем столе.) ----переносные (Первые переносные компьютеры называли лаптопы (laptop - лежащий на коленях). Современные переносные компьютеры называют английским словом "ноутбук" (notebook) или блокнотный компьютер. Ноутбук имеет жидкокристаллический дисплей, клавиатуру, совмещенную с системным блоком, дисковод для 3,5" дискет и оптический дисковод (CD-ROM, CD-RW или комбинированный DVD+RW). Кроме того, обязательно имеется манипулятор для управления курсором. По размеру ноутбуки такие, что легко помещаются в портфель.) ----наладонные (Карманные переносные компьютеры помещаются на ладони и их так и называют - наладонники или по-английски - палмтоп, что означает – лежащий на ладони. В этих компьютерах программы занесены в микросхемы. В набор программ входит операционная система, текстовый и графический редакторы, система баз данных и электронные таблицы, программы для работы в Интернете. Эти компьютеры позволяют обрабатывать документы, вести базы данных, производить вычисления, распечатывать документы, записывать их на дискету, работать в Интернете, но установить новые программы нельзя.) 5 – Персональный компьютер — универсальная техническая система. Его конфигурацию (состав оборудования) можно гибко изменять по мере необходимости. Тем не менее, существует понятие базовой конфигурации, которую считают типовой. В таком комплекте компьютер обычно поставляется. Понятие базовой конфигурации может меняться. В настоящее время в базовой конфигурации рассматривают четыре устройства: - системный блок; - монитор; - клавиатуру; - мышь. Системный блок Системный блок представляет собой основной узел, внутри которого установлены наиболее важные компоненты. Устройства, находящиеся внутри системного блока, называют внутренними, а устройства, подключаемые к нему снаружи, называют внешними. Внешние дополнительные устройства, предназначенные для ввода, вывода и длительного хранения данных, также называют периферийными. Все устройства, которые находятся в системном блоке, считаются внутренними. Соответственно, все устройства, подключенные снаружи, считаются внешними или, как еще говорят, периферийными. В нем располагаются все основные узлы компьютера:
Микропроцессор - небольшая электронная схема, выполняющая все вычисления и обработку информации. Тактовая частота. Одинаковые модели микропроцессоров могут иметь разную тактовую частоту - чем выше тактовая частота, тем выше производительность и цена микропроцессора (МГц). Сопроцессор - помогает основному микропроцессору выполнять математические операции над вещественными числами. Оперативная память. Из нее процессор берет программы и исходные данные для обработки, в нее он записывает полученные результаты. Кэш-память. Для ускорения доступа к оперативной памяти на быстродействующих компьютерах используется специальная кэш-память, которая располагается как бы «между микропроцессором и оперативной памятью и хранит копии наиболее часто используемых участков оперативной памяти. ВIOS (постоянная память). В компьютере имеется также и постоянная память, в которую данные занесены при изготовлении. Как правило, эти данные не могут быть изменены, выполняемые на компьютере программы могут только их считывать. CMOS (полупостоянная память) - небольшой участок памяти для хранения параметров конфигурации компьютера. Содержимое CMOS -памяти не изменяется при выключении энергопитания компьютера. Видеопамять - память, используемая для хранения изображения, выводимого на экран монитора. Эта память обычно входит в состав видеоконтроллера - электронной схемы, управляющей выводом изображения на экран. Электронные платы. Каждая плата представляет собой плоский кусок пластика, на котором укреплены электронные компоненты и различные разъемы. Материнская плата. Самой большой электронной платой в компьютере является системная, или материнская, плата. На ней обычно располагаются основной микропроцессор, оперативная память, кэш-память, шина и ВIOS. Кроме того, там находятся электронные схемы (контроллеры), управляющие некоторыми устройствами компьютера. Контроллеры - Электронные схемы, управляющие различными устройствами компьютера. Во всех компьютерах имеются контроллеры для управления клавиатурой, мотором, дисководами для дискет, жестким диском и т.д Платы контроллеров. В большинстве компьютеров некоторые контроллеры располагаются на отдельных электронных платах - платах контроллеров. Эти платы вставляются в специальные разъемы (слоты) на материнской плате компьютера. Шины - магистрали передачи данных между оперативной памятью и контроллерами: Разъемы шин. Каждый контроллер может быть подключен только к той шине, на которую он рассчитан. Контроллеры портов ввода-вывода. Часто этот контроллер интегрирован на материнской плате. Контроллер портов ввода-вывода соединен кабелями с разъемами на задней стенке компьютера, через которые к компьютеру подключаются принтер, мышь и некоторые другие устройства. Разъемы шины USB. В некоторых новых компьютерах имеются разъемы универсальной последовательной шины USB. Накопители на жестком диске (винчестеры) предназначены для постоянного хранения информации, используемой при работе с компьютером и программ операционной системы. |
Добавить документ в свой блог или на сайт
Похожие:
 | Предмет информатики. Задачи информатики. Структура информатики. Основные понятия информатики | | Понятие информатики как научной дисциплины, история развития и место информатики среди других наук |
| Информатика как наука: определения информатизации общества и информатики; цель, задачи и главная функция информатики; определения... | | |
| Информатика: наука, технология, индустрия. Роль информатики в современном обществе | | Основные направления области «Информатика» Программирование, информационные системы, искусственный интеллект, теоретическая информатика,... |
| Лабораторная работа № Назначение и функции общеобразовательного стандарта в школе. Стандарт школьного образования по информатике... | | Информатика, как наука и учебная дисциплина. Предмет, задачи и структура информатики |
| Информатика – предмет и задачи. Информатизация общества. Появление и развитие информатики | | История развития информатики. Предмет и объект информатики как науки. Структура современной информатики |