Шпаргалка по "Информатике"

1. Понятие об информации.

 Термином информатика  обозначают совокупность дисциплин, изучающих  свойства информации, а так же способы  представления, накопления, обработки  и передачи информации с помощью  технических средств. Слово информатика  происходит от франц. слова informatique, образованного от informacion и automatique, что выражает ее суть, как науки об автоматической обработке информации.

 Основное понятие  информатики – это информация.

 Информация наряду с материей и энергией является первичным  понятием нашего материального мира. Дать строгое исчерпывающее определение  этому термину через другое понятие  сложно. Это понятие остается одним  из самых дискуссионных в науке. Тем не менее, существует несколько  определений понятия информация. Приведем одно из них: информация –  совокупность каких-либо сведений и  данных. Передаваемых устно, письменно, либо другим способом, например, с помощью  звуковых и световых сигналов, электрических  и нервных импульсов, запахов и проч.

 В середине 20 века термин информация стал общенаучным  понятием, включающим в себя обмен  сведениями между людьми, человеком и ЭВМ, ЭВМ и ЭВМ, от организма к организму. Теоретические и практические вопросы, относящиеся к информации, изучает информатика.

 Пристальное внимание к информатике связано с бурным ростом объема человеческих знаний, который  порой называют информационным взрывом. Сумма человеческих знаний раньше измерялась очень медленно, затем процесс  получил заметное ускорение. Поэтому  человечество не может обходиться без  технических средств, предназначенных  для автоматической обработки информации.

 Информатика –  это область человеческой деятельности, связанная с процессом сбора, хранения, передачи и обработки информации с помощью средств вычислительной техники, а так же принципы функционирования этих систем. Современная информатика  коренным образом изменяет не только серу материального производства, но и сферу духовной жизни.

 Теоретическую основу информатики образует группа фундаментальных  наук, а именно теория информации, теория алгоритмов, информационная логика, формальная грамматика и т.д. 

 

2. Предмет и задачи информатики.

 Ядро информатики  – информационные технологии как  совокупность конкретных технических  и программных средств, с помощью  которых выполняют разнообразные операции по обработке информации во всех сферах нашей жизнедеятельности. Иногда информационную технологию называют компьютерной технологией или прикладной информатикой. Таким образом, предмет информатики составляют:

1. Аппаратное обеспечение средств вычислительной техники;
2. Программное обеспечение вычислительной техники;
3. Средства взаимодействия аппаратного и программного обеспечения;
4. Средства взаимодействия человека с аппаратными и программными средствами.

 В информатике  уделяется особое внимание взаимодействию. Для этого есть специальное понятие  – интерфейс.

 Методы и средства взаимодействия человека с аппаратными  и программными средствами называют пользовательским интерфейсом. Следовательно, существуют аппаратные, программные  и аппаратно-программные интерфейсы.

 Основной задачей  информатики является систематизация приемов и методов работы с  аппаратными и программными средствами вычислительной техники. Цель систематизации состоит в выделении, внедрении  и развитии передовых и наиболее эффективных технологий. В автоматизации этап работы с данными, а так же методическом обеспечении новых технических исследований. 

 

3. Информационные  процессы и системы.

 Последовательность  действий, выполняемых информацией, называется информационным процессом.

 Системы, реализующие  информационные процессы, называются информационными системами.

 Основные этапы  обращения информации в таких  системах:

1. Сбор восприятия информации
2. Подготовка и преобразование информации
3. Передача информации
4. Обработка информации
5. Хранение информации
6. Отображение информации

 
 
 

4. Информационные  ресурсы и технологии.

 Информационные  ресурсы – идеи человечества и  указания по реализации этих идей, накопленные  в форме, позволяющие их воспроизводство (книги, статьи и т.д.) Информационные ресурсы в отличие от других видов ресурсов тем быстрее растут, чем быстрее их расходуют.

 Информационные  технологии – совокупность методов  и устройств, используемых людьми для  обработки информации. Человечество занималось обработкой информации тысячи лет. Первые информационные технологии основывались на использовании письменности и счетов. В настоящее время  термин «информационные технологии»  употребляется в связи с использованием ЭВМ для обработки информации. Информационные технологии охватывают числительную технику, технику связи, отчасти бытовую электронику, телевидение  и радиовещание. Они находят применение в промышленности, торговле, управлении, банковской системе, образовании, здравоохранении, медицине и науке, транспорте и т.д. В настоящее время создание крупномасштабных информационно-технологических систем является экономически возможным и это обуславливает появление национальных исследовательских и образовательных программ, призванных стимулировать из разработку.  
 

 5 и 6. Представление числовой и текстовой\\графической и звуковой информации в ЭВМ.

 Информацию можно  представить и обработать по-разному. Для устного и письменного  общения люди используют ту или иную знаковую систему, содержащую конечное число символов. Это буквы алфавита, знаки препинания, цифры и т.д. компьютер так же пользуется знаковой системой, которая состоит из 0 и 1. Цифры двоичной системы исчисления наз. битами. Бит – наименьшая единица информации. С помощью набора битов можно представить любой знак. Знаки обычно представляются 8 разрядными комбинациями битов – байтами.

 С помощью байтов можно закодировать 256 разных символов. Причем кодировки могут быть разными. Поэтому созданы стандарты кодирования. ASCII – американский стандарт кодирования. ДКОИ и КОИ-8 это бывшие стандарты в России. В Китае 16 разрядные коды. Числа представляются в двоичной системе исчисления. Картинки разбиваются на пиксели. Каждому пикселю присваивается код.

 Звуки – аналоговые непрерывные сигналы. Их можно перевести  в цифровые сигналы, т.е. дискретизировать, и так же представить с помощью  набора 0 и1.

 Информация представляется в виде последовательности байтов, которая храниться в памяти машины, поэтому нужно уметь оценивать  емкость памяти.

 В двоичной системе  исчисления можно представить любые  числа. Число может быть представлено 2, 4 и 8 байтами. Таким образом, из битов  складывается все многообразие данных.

 7. Структура ЭВМ по фон Нейману. Принципы фон Неймана.

 Первым теоретиком, сформулировавшим основы построения ЭВМ, был знаменитый математик Д. фон  Нейман. В 1945 году он подготовил доклад, в котором ясно и просто описал общие принципы функционирования универсальных  вычислительных устройств. Эти принципы используются до сих пор, они определяют структуру  ЭВМ любого поколения. По мнению фон Неймана, ЭВМ состоит  из:

1. Арифметико-логического устройства (АЛУ), предназначенного для выполнения арифметических и логических операций;
2. Устройства управления (УУ), организующего процесс выполнение программы;
3. Оперативно запоминающего устройства (ОЗУ), для хранения исходных данных и программ;
4. Внешнего устройства для ввода и вывода информации.

 Рисунок: Стрелки указаны пути прохождения информации и управляющего сигнала. ОЗУ состоит из пронумерованных ячеек, в каждой из которых могут находиться или обрабатываться данные либо команды программы. Номер ячейки

называется адресом  ячейки. Ячейка состоит из разрядов. В современных ЭВМ минимальной  адресуемой единицей памяти служит 8 разрядная  ячейка памяти – байт. Более крупные  ячейки: 2-байтовые – полуслово, 4 –  байтовые  - слово, 8 – байтовые –  двойное слово.

 Первый принцип  фон Неймана гласит, что все  ячейки ОЗУ должны быть одинаково  доступны для всех других устройств  компьютера, т.е. время доступа для  чтения или записи информации должно быть одинаково для всех ячеек  памяти и не зависит от момента  доступа. Этот принцип называют принципом  произвольного доступа к основной памяти.

 Второй принцип  фон Неймана – принцип хранимой программы. Он гласит: программа, предназначенная  для решения поставленной задачи, вводится в ОЗУ с внешнего устройства, и храниться в ней наряду с  обрабатываемыми данными. Программа  выполняется автоматически по сигналу  из устройства управления. Этот принцип  делает ЭВМ универсальным средством  обработки информации, поскольку  для решения новой задачи нужно  ввести в память новую программу  и соответствующие данные, а не перемонтировать электрические  цепи, что делали в машине ENIAC.

 Д. фон Нейман сформулировал и другие принципы работы ЭВМ. Например, дублирование важнейших  электрических цепей и важнейших  электрических цепей и важнейшей  информации. Но именно выше описанные  два принципа определяют архитектуру  ЭВМ. 
 
 

 8. Классификация ЭВМ. Персональные компьютеры.

 В настоящее время  номенклатура ЭВМ огромна, машины различаются  по назначению, мощности, размерам, используемой элементной базы и т.д. Так что, классифицировать ЭВМ можно с разных точек зрения по разным принципам. Обычно ЭВМ классифицируют по производительности и габаритным признакам. Однако, эта классификация условна. В зависимости от размеров компьютеры делят на микро, малые, большие и супер ЭВМ. Супер ЭВМ – компьютер, который по быстродействию и объемам памяти находится на пределе возможного. Однако со временем предел возможного смещается и супер ЭВМ 1976 года, когда появился этот термин, воспринимают, как средний ЭВМ сейчас.

 Определение микро  ЭВМ носит не столь условный характер. К этому классу относят машины, процессор которых представляет одну интегральную схему. Такой процессор называют микропроцессором. Поскольку на кремневой пластинке в 1 кв. см. по специальной технологии создаются полупроводниковые элементы и соединения между ними.

 Современные микропроцессоры  содержат несколько миллионов диодов и транзисторов. Микро ЭВМ индивидуального  назначения  называют ПК. История  ПК тесно связана с историей изобретения и производства микропроцессоров.

 В 1958 году Джек Килби  сумел разместить на пластинке полупроводника несколько транзисторов, т.е. сделал первую микросхему или чип. В 1964 году р. Нойс основатель фирмы Intel придумал способ одновременного размещения на полупроводниковой пластинке транзисторов и всех необходимых соединений между ними.

 В 1970 году инженер  фирмы Intel Маршал Эдвард Хопф сконструировал интегральную схему аналогичную по своим функциям центральному процессору большой ЭВМ. Так появился первый микропроцессор Intel 4004. Он мог одновременно обрабатывать 4 бита информации. В 1973 году был. Создан 8 битовый микропроцессор Intel 8008, который до конца 70 гг. стал стандартом микропроцессорной индустрии.

 В 1970 году несколько  фирм объявили о создании компьютеров  с процессором 8008. В 1975 году был выпущен в продажу первый коммерческий распространенный ПК Альтаир 8008. Он имел 256 байт оперативной памяти, у него не было ни монитора, ни клавиатуры. Но он имел большой успех после того, как Пол Аллен и Билл Гейтс создали интерпретатор языка Basic для Альтаира 8008.

 Появились фирмы, специализирующиеся на создании программного обеспечения для ПК. Были созданы  программы для редактирования текстов, в результате оказалось, что для  нужд многих пользователей ПК стали удобнее больших ЭВМ и значительно дешевле. Спрос на большие компьютеры значительно упал. Это вынудило ведущую фирму по производству больших компьютеров IBM принять меры по завоеванию рынка ПК.

 В 1979 году в фирме  IBM был создан отдел по разработке ПК. Было решено создавать ПК не с нуля. А использовать разработки других фирм. В частности использовался микропроцессор Intel 8088, а программное обеспечение было заказано в фирме Microsoft.

 В 1981 году ПК фирмы  IBM PC был представлен широкой публике. Он приобрел большую популярность, и стал стандартом ПК. Сейчас IBM PC совместимые компьютеры составляют около 90 % рынка ПК.

 ПК – это  универсальная теническая система, т.е. состав оборудования, может изменяться по мере необходимости, тем не менее, существует понятие базовой конфигурации, которую считают типовой. В таком  комплекте компьютер обычно поставляется. Понятие базовой конфигурации может  изменяться. Сейчас: системный блок, монитор, мышь, клавиатура. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 9. Персональный компьютер типа IBM PC. Логическая схема.

 Системный блок представляет собой узел, внутри которого установлены  наиболее важные компоненты. Внешние  устройства предназначены для ввода, вывода и длительного хранения информации. Их называют периферийными устройствами. По внешнему виду системные блоки  различаются формой корпуса, которые  выпускают в горизонтальном desktop и вертикальном tower исполнении. Корпуса, имеющие вертикальное исполнение, различают по габаритам: полноразмерный bigtower, среднеразмерный middletower, малоразмерный minitower.  Горизонтально исполняемые корпуса системных блоков делятся на плоские и особо плоские. Для корпусов системных блоков кроме формы важен параметр – форм-фактор. От него зависят требования к вмещаемым в корпусе устройствам. В настоящее время используются корпуса 2х типов AT и ATX. Форм-фактор корпуса должен быть обязательно согласован с форм-фактором материнской платы компьютера.