Шпаргалки по "Информатике"

1.Информатика  как наука. Предмет и задачи  информатики. Истоки и предпосылки  возникновения информатики. Основные  задачи информатики. Основные  понятия информатики.

Термин информатика возник в 1960-е для обозначения деятельности, связанной с автоматизированной обработкой информации с помощью компьютеров. informatique = information + automatique

В качестве источников информатики  обычно называют две науки – документалистику и кибернетику. Документалистика сформировалась в конце XIX века в связи с бурным развитием производственных отношений. Ее расцвет пришелся на 20-30-е годы XX век, а основным предметом стало изучение рациональных средств и методов повышения эффективности документооборота.

Информатика как наука изучает законы, принципы и методы работы с информацией с помощью технологий, основанных на использовании компьютеров.

Информатика в широком смысле – единство разнообразных отраслей науки, техники и производства, связанных с производством и переработкой информации с помощью компьютеров.

Информатика в узком смысле – совокупность технических, программных и  алгоритмических средств производства и переработки информации.

развитии передовых, наиболее эффективных  технологий, в автоматизации этапов работы с данными, а также в  методическом обеспечении новых  технологических исследований.

На всех этапах технического обеспечения  информационных процессов для информатики  ключевым понятием является эффективность. Для аппаратных средств под эффективностью понимают отношение производительности оборудования к его стоимости (с учетом стоимости эксплуатации и обслуживания). Для программного обеспечения под эффективностью понимают производительность лиц, работающих с ними (пользователей).

Основные понятия информатики: информация, информационный процесс.

Информатика – это техническая  наука, систематизирующая приемы создания, хранения, воспроизведения, обработки  и передачи данных средствами вычислительной техники, а также принципы функционирования этих средств и методы управления ими.

Основные задачи информатики: исследование информационных процессов любой природы, разработка на базе результатов исследования информационных технологий, решение научных и инженерных проблем создания, внедрения и использования компьютерной техники и технологии во всех сферах общественной жизни.

Предмет информатики составляют следующие понятия: аппаратное обеспечение средств вычислительной техники; программное обеспечение средств вычислительной техники; средства взаимодействия аппаратного и программного обеспечения; средства взаимодействия человека с аппаратными и программными средствами..

Основной задачей информатики является систематизация приемов и методов работы с аппаратными и программными средствами вычислительной техники. Цель систематизации состоит в выделении, внедрении.

2.Понятие  информации. Виды существования  информации. Способы передачи информации. Единицы измерения количества  информации. Свойства информации.

Информация (лат. informatio – разъяснение) – сведения об объектах, явлениях, их параметрах,

свойствах, состоянии, которые уменьшают имеющуюся о них степень неопределенности, неполноты знаний.

Виды существования информации: 1. в виде текстов, рисунков, чертежей, фотографий; 2. в виде световых или звуковых сигналов; 3. в виде радиоволн; 4. в виде электрических и нервных импульсов; 5. в виде магнитных записей; 6. в виде жестов и мимики; 7. в виде запахов и вкусовых ощущений; 8. в виде хромосом, посредством которых передаётся по наследству признаки и свойства организмов и т. д.

Информация передаётся в виде сообщений от некоторого источника информации к её приемнику посредством канала связи между ними. Источник посылает передаваемое сообщение, которое кодируется в передаваемый сигнал. Этот сигнал посылается по каналу связи. В результате в приёмнике появляется принимаемый сигнал, который кодируется и становится принимаемым сообщением.

В качестве единицы информации условились принять один бит. Бит в теории информации – количество информации. необходимое для различения двух равновероятных сообщений. Бит – слишком малая еденица измерения. На практике чаще применяется более крупная единица – байт, равная восьми битам. Именно 8 битов требуется для того, чтобы закодировать любой из 256 символов алфавита клавиатуры компьютера. Широко используются также ещё более крупные производные единицы информации: 1 Кбайт = 1024 байт, 1 Мбайт = 1024 Кбайт, 1 Гбайт = 1024 Мбайт.

 

Свойства информации

Адекватность информации – уровень соответствия реального объекта образу, созданному с помощью полученной информации.

  Формы адекватности информации: синтаксическая, семантическая, прагматическая.

Параметры измерения информации: объем данных V, количество информации .

  Меры информации: синтаксическая мера. Семантическая мера, прагматическая мера.

С точки зрения информатики наиболее важными представляются следующие  свойства: объективность, полнота, достоверность, адекватность, доступность и актуальность информации.

Объективность и субъективность информации. Понятие объективности информации является относительным. Это понятно, если учесть, что методы являются субъективными. Более объективной принято считать ту информацию, в которую методы вносят меньший субъективный элемент.

Полнота информации. Полнота информации во многом характеризует качество информации и определяет достаточность данных для принятия решений или для создания новых данных на основе имеющихся.

Достоверность информации. Данные возникают в момент регистрации сигналов, но не все сигналы являются «полезными» – всегда присутствует какой-то уровень посторонних сигналов, в результате чего полезные данные сопровождаются определенным уровнем «информационного шума».

Адекватность информации – это степень соответствия реальному объективному состоянию дела.

Доступность информации – мера возможности получить ту или иную информацию.

Актуальность информации – это степень соответствия информации текущему моменту времени.

 

3.Краткая история вычислительной техники.

 Механические первоисточники:Первое в мире автоматическое устройство для выполнения операции сложения было создано на базе механических часов. В 1623 году его разработал Вильгельм Шикард. В 1642 году французский механик Блез Паскаль(1623-1662) разработал более компактное суммирующее устройство, которое стало первым в мире механическим калькулятором, выпускавшимся серийно. В 1673 году немецкий математик и философ Г. В. Лейбниц (1646-1717) создал механический калькулятор, который мог выполнять операции умножения и деления путем многократного повторения операций сложения и вычитания.

Особенностью Аналитической машины стало то, что здесь впервые  был реализован принцип разделения информации на команды и данные. Аналитическая машина содержала два крупных узла – «склад» и «мельницу». Данные вводились в механическую память «склада» путем установки блоков шестерен, а потом обрабатывались в «мельнице» с использованием команд, которые вводились с перфорированных карт (как в ткацком станке Жаккарда).

Двоичная система Лейбница. Возможность представления любых чисел (да и не только чисел) двоичными цифрами впервые была предложена Готфридом Вильгельмом Лейбницем в 1666 году Он пришел к двоичной системе счисления, занимаясь исследованиями философской концепции единства и борьбы противоположностей.

Математическая логика Джорджа Буля. Занимаясь исследованием законов мышления, он применил в логике систему формальных обозначений и правил, близкую к математической. Впоследствии эту систему назвали логической алгеброй или булевой алгеброй. Значение логической алгебры долгое время игнорировалось, поскольку ее приемы и методы не содержали практической пользы для науки и техники того времени. Однако, когда появилась принципиальная возможность создания средств вычислительной техники на электронной базе, операции, введенные Булем, оказались весьма полезны. Они изначально ориентированы на работу только с двумя сущностями: истина и ложь. Нетрудно понять, как они пригодились для работы с двоичным кодом, который в современных компьютерах тоже представляется всего двумя сигналами: ноль и единица.

 

4. История  создания и развития ПЭВМ.

В 1946 году в США, в университете города Пенсильвания, была создана  первая универсальная ЭВМ -  ENIAC. ЭВМ ENIAC содержала 18 тыс. ламп, весила 30 тонн, занимала площадь 200 м  и потребляла огромную мощность. Программирование осуществлялось путем коммутации разъемов и установки переключателей. Такое «программирование» влекло за собой появление множество проблем, вызванных неверной установкой переключателей. С проектом ENIAC  связано имя еще одной ключевой фигуры в истории вычислительной техники – математика Джона фон Неймана. Именно он впервые предложил записывать программу и ее данные в память машины так, чтобы их можно было при необходимости модифицировать в процессе работы. Этот ключевой принцип, получивший название принципа хранимой программы, был использован в дальнейшем при создании принципиально новой ЭВМ EDVAC (1951 год). В этой машине уже применяется двоичная арифметика и используется оперативная память.

В ЭВМ первого поколения основой  были электронные лампы. Для ввода  программ применялась бумажная перфолента. Вывод результатов осуществлялся  на бумажный рулон в виде колонки  цифр. Быстродействие - тысячи команд в  секунду. Машины занимали громадные  залы, весили сотни тонн, потребляли сотни киловатт электроэнергии.

Появление ЭВМ второго поколения  стало возможным благодаря изобретению  транзистора. Малые размеры транзистора  по сравнению с электронной лампой позволили делать элементы в виде печатных плат. Применение транзисторов и печатных плат снизило размеры  ЭВМ и потребление энергии. Для  ввода информации стали использовать перфокарты, а для запоминания  информации – магнитные ленты.

К третьему поколению принадлежат  вычислительные машины на интегральных схемах (ИС). Интегральная схема - это  миниатюрная электронная схема, которая содержит на кремниевой пластине несколько крошечных транзисторов с другими элементами и выполняет  определенную функцию. Быстродействие достигло миллионов операций в секунду.

ЭВМ четвертого поколения используют большие интегральные схемы (БИС). Число  элементов на кристалле кремния  достигло десятков тысяч элементов.Революционным  достижением XX века стало создание микропроцессора – такой интегральной микросхемы, у которой на одном кристалле кремния стало возможным разместить элементы всех устройств ЭВМ. Первый микропроцессор был создан в США в 1971 году. Именно с этого момента в нашем языке вместо «ЭВМ» утвердился термин «персональный компьютер» (ПК) или просто «компьютер».

 

5. Принцип  действия компьютера. Обобщенная  структура ЭВМ, характеристика  и назначение основных устройств. 

 

Принцип действия компьютера

В определении компьютера, как прибора, мы указали определяющий признак – электронный. Однако автоматические вычисления не всегда производились электронными устройствами. Известны и механические устройства, способные выполнять расчеты автоматически.

Анализируя раннюю историю  вычислительной техники, некоторые  зарубежные исследователи нередко  в качестве древнего предшественника  компьютера называют механическое счетное  устройство абак. Абак – наиболее раннее счетное механическое устройство, первоначально представлявшее собой глиняную пластину с желобами, в которых раскладывались камни, представляющие числа.

В то же время нам хорошо знаком другой прибор, способный автоматически  выполнять вычисления, – это часы. Механические часы – прибор, состоящий  из устройства, автоматически выполняющего перемещения через равные заданные интервалы времени и устройства регистрации этих перемещений.

В основе любого современного компьютера лежит тактовый генератор, вырабатывающий через равные интервалы времени электрические сигналы. Управление компьютером фактически сводится к управлению распределением сигналов между устройствами. В современных компьютерах внешнее управление в значительной степени автоматизировано с помощью специальных аппаратно-логических интерфейсов, к которым подключаются устройства управления и ввода данных (клавиатура, мышь, джойстик и другие). В отличие от программного управления такое управление называют интерактивным

 

ЭВМ любого класса состоит  из пяти основных компонент: арифметическо-логического  устройства (АЛУ), устройства управления (УУ), оперативного запоминающего устройства (ОЗУ), устройства вывода информации (УвывИ), устройства ввода информации (УВвИ). АЛУ и УУ в современном персональном компьютере нечто иное как процессор, УВывИ – монитор, принтер; УВвИ –  клавиатура, мышка. Информация, подлежащая обработке в АЛУ, ОЗУ машины, должна быть представлена в виде специальных (машинных) кодов в принятой для  данной ЭВМ двоичной системе счисления, т.е. в виде последовательностей  нулей и единиц. 
  Информация, циркулирующая в ЭВМ, подразделяется на следующие виды: 
- Данные (информация подлежащая обработке);  
- Команды (информация указывающая вид обработки);  
- Адреса (информация о местонахождении данных и команд).

Архитектура ЭВМ, построенная на принципах фон  Неймана

6. Способы  классификации ЭВМ.

Классификация по назначению

По этому принципу различают большие ЭВМ (электронно-вычислительные машины), мини-ЭВМ, микро-ЭВМ и персональные компьютеры, которые, в свою очередь, подразделяют на массовые, деловые, портативные, развлекательные и рабочие станции.