Вопрос 1. Предмет и задача информатики
Информатика как наука стала развиваться с середины 20 века, что связано с появлением ЭВМ и начинающейся компьютерной революцией.
Термин Информатика состоит из корня inform – «информация» и суффикса matics – «наука о..». Таким образом, информатика – это наука об информации. В англоязычных странах термин не прижился, информатика там называется Computer Sciense – наука о компьютерах.
Информатика – молодая, очень бурно развивающаяся наука, поэтому строгого и точного определения ее предмета пока не сформулировано. В одних источниках информатика определяется как наука, изучающая алгоритмы, в других – на первый план выставляется изучение компьютерных технологий.
Наиболее точным является следующее определение:
Информатика – это техническая наука, систематизирующая приемы создания, хранения, обработки и передачи информации средствами вычислительной техники, а также принципы функционирования этих средств и методы управления ими.
Предмет информатики составляют следующие понятия:
1) аппаратное обеспечение средств вычислительной техники;
2) программное обеспечение средств вычислительной техники;
3) взаимодействие аппаратного и программного обеспечения;
4) взаимодействие человека с аппаратным и программным обеспечением.
Основной задачей информатики является систематизация приемов и методов работы с аппаратными и программными средствами.
Цель систематизации – выделение и внедрение передовых наиболее
эффективных технологий, а также методическое обеспечение новых технологических исследований.
Вопрос 4. Информационные процессы.
Получение информации тесно связано с информационными процессами, поэтому рассмотрим отдельно их виды.
Сбор данных – это деятельность субъекта по накоплению данных с целью обеспечения достаточной полноты. Соединяясь с адекватными методами, данные порождают информацию, способную помочь для принятия решения.
Например, интересуясь ценой товара, его потребительскими свойствами, мы собираем информацию для того, чтобы принять решение: покупать или не покупать его.
Передача данных – это процесс обмена данными. Предполагается, что существует источник информации, канал связи, приемник информации, и между ними приняты соглашения о порядке обмена данными, эти соглашения называются протоколами обмена.
Например, в обычной беседе между двумя людьми негласно принимается
соглашение, не перебивать друг друга во время разговора.
Хранение данных – это поддержание данных в форме, постоянно готовой к выдаче потребителю. Одни и те же данные могут быть востребованы не однажды, поэтому разрабатывается способ их хранения (обычно на материальных носителях) и методы доступа к ним по запросу потребителя.
Обработка данных – это процесс преобразования информации от исходной ее формы до определенного результата.
Сбор, накопление, хранение информации часто не являются конечной целью информационного процесса. Чаще всего первичные данные привлекаются для решения какой-либо проблемы, затем они преобразуются шаг за шагом в соответствии с алгоритмом решения задачи до получения выходных данных, которые после анализа пользователем предоставляют необходимую информацию.
Вопрос 5. Хранение данных
Для хранения информации с помощью средств вычислительной техники существует специальная единица хранения неопределенного размера – файл.
Файл представляет собой последовательность байтов, имеющую уникальное собственное имя.
Имена файлов
Имя файлу присваивается в момент его создания. Существует 2 типа именования файлов:
- с короткими именем (устаревший способ);
- с длинным именем (более современный).
Многие современные компьютерные системы и программы способны работать с именем обоих типов.
Короткое имя файла состоит из двух частей: собственно имени длиной 8 символов и расширения имени длиной 3 символа. Имя от расширения отделяется точкой. В качестве символов разрешается использовать все буквы английского
алфавита и цифры.
Примеры: book.txt photo14.gif
имя расширение
Длинные имена файлов.
Современные компьютерные системы позволяют использовать длинные имена, состоящие из 255 символов. В длинных именах можно использовать пробелы и знаки препинания
Расширение файла описывает содержание файла. Многие программы устанавливают расширение имени файла и по нему Вы можете узнать, какая программа создала файл.
Тип файла
По содержанию файлы разделяют на две крупные категории: программные файлы (программы) и файлы данных (документы).
Программные файлы также называют исполняемыми файлами, т.к. они содержат команды, которые при запуске, могут быть исполнены.
Они имеют расширение .com или .exe
Файлы с данными (документы) отличаются большим разнообразием типов. Существуют текстовые, графические, звуковые документы, видеодокументы, архивные документы и многие другие.
Примеры: .txt - текстовый документ
.bmp, .gif, .tif - графический рисунок
Каталоги файлов
Каталоги служат для хранения файлов.
В основу каталогизации файлов можно положить различные принципы.
Так, например, в каталоге можно хранить файлы, относящиеся к одному
типу.
Другой подход – хранить в одном каталоге документы, созданные одним человеком.
Можно создавать каталоги по назначению: в одном хранить письма, в другом – рефераты, в третьем – игры и т.д.
При создании каталога ему дается имя. Правила задания имени каталога ничем не отличаются от правил задания имени файла, хотя для каталогов не принято указывать расширение имени.
Понятие о полном имени файла
Совокупность каталогов и файлов образуют файловую структуру.Она имеет иерархический вид.
В вершине этой структуры лежит физическое устройство, на котором
хранится информация. Это устройство тоже имеет имя. Имя обозначается одной буквой латинского алфавита с символом двоеточие А: С: .
По такой системе хранения адресом файла является путь доступа к нему от вершины структуры (от носителя) до самого файла. Этот путь может проходить через последовательность вложенных каталогов.
 |
А:
Игры Салаты мясные.txt
С: Рефераты Кулинария Горячие блюда рыбные.txt
Увлечения Литература Напитки молочные.txt
Спорт
При записи пути доступа вложенные каталоги отделяются друг от друга
символом «\».
путь к файлу
С:\Увлечения\Кулинария\Горячие блюда\мясные.txt
полное имя файла
Организации ее работы
Вычислительная машина – универсальный электронный прибор, предназначенный для автоматизации создания, хранения, обработки, транспортировки и воспроизведения данных.
Общие принципы работы универсальных вычислительных устройств были сформулированы известным американским математиком Джоном фон Нейманом:
1. Любая ЭВМ для выполнения своих функций должна иметь минимальный набор функциональных блоков:
Общая схема устройства ЭВМ
 |
- блок для выполнения арифметических и логических операций (АЛУ – арифметико-логическое устройство);
- блок хранения информации, или память (ЗУ – запоминающее устройство);
- устройство для ввода исходных данных (Увв) и устройство вывода
результатов (Увыв);
- так как все эти устройства должны работать сообща, ими надо управлять, поэтому в структуре любой ЭВМ есть устройство управления (УУ), заставляющее все другие устройства выполнять в нужные моменты необходимые действия.
Это классическая структура вычислительной машины, на основе которой уже более полувека создаются ЭВМ.
Современные компьютеры, базируясь на тех же принципах, имеют некоторые отличия: центральные устройства (АЛУ и УУ) объединены в единый блок – центральный процессор.
2. Информация кодируется в двоичной форме.
3. Алгоритм представляется в форме последовательности команд.
Совокупность команд называется программой.
4. Программы и данные хранятся в одной и той же памяти.
Вопрос 7. Характеристика поколений компьютеров.\
Один из способов классификации компьютеров, учитывающий конструктивные элементы.
I поколение (1945-1955). Основной элемент, на котором строилось управление компьютером – электронная лампа. Первая машина для свободной продажи – Юнивак (США) была выпущена в 1951 г. Самым лучшим представителем в СССР была серийная машина М-20 со скоростью 20 тыс. операций в секунду.
II поколение (1955-1965). В середине 50-х годов появились компьютеры с элементной базой на полупроводниках, долговременные запоминающие устройства на магнитных лентах. Начали применять языки программирования высокого уровня, такие как Фортран. Скорость лучшего представителя компьютеров СССР – БЭСМ-2 - 1 млн. операций в секунду.
III поколение (1965-1980). В середине 60-х годов выпущены компьютеры серии IBM-360 (США), на которых вместо разрозненных транзисторов были применены малые интегральные схемы. Появились магнитные диски, правда, очень большие (30 см в диаметре). В СССР типичными представителями стали компьютеры единой системы (ЕС) и системы машин (СМ), которыми и начали оснащаться создаваемые вычислительные центры. Скорость обработки данных у мощных машин достигала 10 млн. операций в секунду.
IV поколение (с 1980 г.) . Появление компьютеров этого поколения связывают с разработкой микропроцессора (1971 г, фирма Intel, США) на базе больших интегральных схем. Созданы персональные компьютеры, которые стали основой компьютеризации общества. Особую роль сыграли IBM – подобные компьютеры. В России IBM – подобные компьютеры выпускаются многими фирмами. Скорость обработки данных у них до 50 млн. операций в секунду.
V поколение. По общепринятому определению, компьютеры V поколения должны были появиться с архитектурой, соответствующей языкам логического программирования. Такую работу взялись выполнить японские ученые в 1990 г. Однако результатов пока нет. Поэтому, компьютеры V поколения – это мультимедийные компьютеры на базе процессоров Pentium, способные обеспечить виртуальную реальность. Скорость обработки – более 100 млн. операций в секунду.
VI поколение. В настоящее время ведутся разработки Нейрокомпьютера, который и станет основой компьютеров VI поколения.
Вопрос 8. Классификация ЭВМ
СуперЭВМ
СуперЭВМ предназначены для решения сверхсложных задач в военном деле, экономике, космонавтике, метеорологии и др.
Это очень сложные и дорогие машины. Выпускаются небольшими партиями для конкретной задачи или конкретного заказчика. Машин такого уровня около 500 в мире. Штат обслуживания большой ЭВМ составляет многих десятков человек. Производительность – свыше 100 млн. операций в секунду.
Лучшие ПЭВМ по производительности примерно в 100 тыс. раз слабее суперЭВМ.
Мини-ЭВМ
Ранее они использовались в небольших организациях для решения сравнительно несложных задач. В СССР были распространены мини-ЭВМ сери СМ. Примерные данные их: быстродействие до 1,5 млн. Опер/сек.; занимаемая площадь до 30 м2.
Современные мини-ЭВМ, благодаря достижениям микроэлектроники, по размерам сравнялись с ПЭВМ, имея огромное преимущество над последними в производительности и надежности.
Они находят применение, например, в банковской сфере, в качестве серверов (центральных ЭВМ) высоконадежных локальных вычислительных сетей с числом рабочих станций до 300.
Персональные ЭВМ (ПЭВМ)
Эта категория получила бурное развитее в течение последних 25 лет. Из названия видно, что такой компьютер предназначен для обслуживания одного рабочего места. Они, обладая большими возможностями, вытеснили БВК и мини-ЭВМ из многих областей деятельности.
И действительно, их возможности велики: производительность – более 1 млн. опер/сек. (тактовая частота до 1000 МГц); объем ОЗУ до 128 Мбайт; объем винчестера – до 47 Гбайт.
ПК вполне способны удовлетворить большинство потребностей малых предприятий и отдельных лиц. Особенно широкое применение ПК получили после 1995 г в связи с бурным развитием сети Интернет.
Аппаратная совместимость
Различают так называемые аппаратные платформы. В области ПК сегодня наиболее широко распространены две аппаратные платформы – IBM PC и Macintosh. Принадлежность к одной аппаратной платформе повышает совместимость между ними.
Существуют другие виды совместимости: системная совместимость, программная совместимость, совместимость на уровне базы данных.
Операционные системы
Операционная система – это комплекс программ, предназначенных для наиболее эффективного использования всех средств ЭВМ в процессе решения задачи, для повышения удобства работы с ней.
Операционная система поставляется вместе с ЭВМ. Работа современной ЭВМ без неё невозможна.
Основные задачи, решаемые операционной системой:
1) организация связи, общения человека-пользователя с ПЭВМ в целом и с отдельными ее устройствами (устройствами печати, внешней памяти и т.д.).
2) организация взаимодействия всех блоков ПЭВМ в процессе выполнения программы.
Для каждого типа ПЭВМ используется своя ОС. На ПЭВМ одного типа могут применяться несколько видов ОС, различающихся своими возможностями, степенью общения с пользователем, способами реализации своих функций и т.д.
Электронные таблицы.
Электронные таблицы - это особый вид прикладных программ, предназначенные для хранения и обработки информации, представленной в табличной форме.
Особенность этих программ заключается в том, что с их помощью можно не только вводить данные в ячейки таблиц, редактировать и форматировать их, но и применять формулы для описания связи между значениями, хранящимися в разных ячейках. Изменение содержимого какой-либо ячейки приводит к перерасчету значений всех ячеек.
Применение электронных таблиц упрощает работу с данными и позволяет получать результаты без проведения расчетов или специального программирования.
Электронные таблицы нашли широкое применение в экономических и бухгалтерских расчетах. Их можно эффективно использовать для: автоматической обработки зависящих друг от друга данных, автоматизации итоговых вычислений, создания сводных таблиц, ведения простых баз данных, подготовки табличных документов, построения диаграмм.
Примером служит – табличный процессор Excel (разработка Microsoft), Lotus 1-2-3 (разработка Lotus).
Графические редакторы.
Это программы, позволяющие создавать и редактировать рисунки и другие изображения. Примером служит программа Paint, включаемая в состав Windows.
Профессиональные программы.
Профессиональные программы предназначены для решения прикладных задач какой-либо отрасли науки, техники, медицины, сельского хозяйства и т.д.
К ним можно отнести бухгалтерские программы: 1С, «Галактика», «Турбо-бухгалтер» и пр. Они помогают вести учет первичных документов, готовить регулярные отчеты и выполнять необходимые расчеты.
Биржевые аналитические программы. Они позволяют контролировать ситуацию на финансовых и товарных рынках, производить анализ текущих событий и формулировать прогнозы.
Геоинформационные системы (ГИС). Предназначены для автоматизации картографических работ на основе информации, полученной топографическими или аэрокосмическими методами.
Системы автоматического проектирования. Предназначены для автоматизации проектно-конструкторских работ. Применяются в машиностроении и архитектуре. Кроме чертежно-графических работ эти системы позволяют производить расчеты (например, расчеты прочности деталей) и выбор конструктивных элементов из обширных баз данных.
Экспертные системы. Предназначены для анализа информации, содержащейся в базах знаний, и выдачи рекомендаций по запросу пользователя. Такие системы применяются в тех случаях, когда исходные данные хорошо формализуются, но для принятия решения требуются обширные знания. Например, по совокупности признаков заболевания медицинские экспертные системы помогают установить диагноз и назначить лекарства, дозировку и программу лечебного курса. По совокупности признаков события юридические экспертные системы помогают дать правовую оценку и предложить порядок действий, как обвиняющей стороны, так и для защищающейся.
Развлекательные и образовательные программы.
К ним относятся разного рода обучалки, например, иностранному языку; энциклопедии, справочники, «живые книги», игры.
Мультимедийные программы.
Так называют способ использования ПЭВМ с применением всех доступных средств: текста, стереозвука, голосового сопровождения, высококачественной графики, видеоклипов, мультипликации.
Мультимедийный компьютер включает в себя звуковую стереоплату; плату видеоввода для работы с видеомагнитофоном, видеокамерой, цифровой фотокамерой, телевизором; дисковод для работы с CD-ROM; звуковые стереоколонки; микрофон; требуемое программное обеспечение.
Обычно применение мультимедиа связывают лишь с компьютерными играми, но это неверно.
Основные области применения:
· Бизнес-приложения.
а) для организации презентаций, т.е. рекламного представления, какого-либо товара, услуги или фирмы, что требует вывода изображений (фотографий, слайдов), пояснений к ним, текстовых и звуковых; вывода диаграмм и т.д.
б) для организации телеконференций «вживую», т.е. с выводом на экран монитора участников конференции;
в) для ввода в ПЭВМ команд и даже текста с помощью голоса.
· Профессиональная деятельность.
а) производство видеофильмов;
б) работа с компьютерной графикой, в том числе архитектурный дизайн, спецэффекты в играх, трехмерное моделирование и т.д.
в) создание домашних музыкальных студий.
· Учебный процесс.
Создание музыкальных редакторов, различных обучающих, развивающих программ, всевозможных энциклопедий и справочников, озвученных, содержащих красочные иллюстрации, фрагменты кино- и мультфильмов и пр.
ЯЗЫКИ ПРОГРАММИРОВАНИЯ
Язык программирования – это средство описания алгоритма для решения задач на ЭВМ.
Запись алгоритма средствами формального языка, автоматически воспринимаемая ЭВМ и обеспечивающая выполнение всех необходимых действий для получения результатов, называется программой, а соответствующий формальный язык – языком программирования.
К средствам языка относятся:
§ элементы (символы, цифры и спец. знаки);
§ правила составления операторов-предложений для описания действий
(команд).
Машинный язык – представляет собой последовательность команд, записанных в двоичных кодах.
В основе машинно-ориентированных языков лежит система команд конкретной вычислительной машины. В языках символического кодирования коды представлены буквенными или буквенно-цифровыми.
Процедурно-ориентированные – языки предназначены для решения задач и не зависит от конкретной машины. Они также называются алгоритмическими или формальными.
Проблемно-ориентированные – разрабатываются для потребностей пользователей, не имеющих специальной подготовки, но нуждающихся в оперативном использовании ЭВМ для решения стереотипных задач.
Чтобы ЭВМ могла выполнить программу, написанную на любом языке высокого уровня, текст ее нужно, перевести на язык машинных команд – этот процесс называется трансляция.
Таким образом, трансляция – это процесс перевода программ, написанных на языках высокого уровня на машинный язык. Используются два режима трансляции: компиляция и интерпретация.
При компиляции сначала проводится полный перевод программы в машинные коды с помощью программы – компилятора, а затем – процесс выполнения программы.
При интерпретации эти процессы совмещены и выполняются построчно.
КОМПЬЮТЕНЫЕ СЕТИ.
Компьютерной сетью называется совокупность взаимосвязанных через каналы передачи данных компьютеров, обеспечивающих пользователей средствами обмена информацией и коллективного использования ресурсов сети: аппаратных, программных и информационных.
Классификация сетей.
Компьютерные сети имеют различные классификационные признаки, важнейшими из которых являются:
1. масштаб протяженности компьютерной сети;
2. топология взаимосвязи абонентов сети;
3. назначение компьютерной сети.
1. По протяженности компьютерные сети делятся на: локальные, региональные и глобальные.
Локальные сети охватывают небольшую территорию с расстоянием между отдельными ЭВМ до нескольких километров. Обычно такие сети действуют в пределах одного учреждения.
Региональные или муниципальные сети являются увеличенными версиями локальных сетей и обычно используют схожие технологии. Такая сеть может объединять несколько предприятий корпорации или город.
Глобальные сети охватывают, как правило, большие территории (территорию страны или нескольких стран). ЭВМ располагаются друг от друга до нескольких сотен километров, нет ограничений на географическое местоположение.
2. Классификация сетей по топологии
Топология сети – логическая схема соединения компьютеров каналами связи.
Основные топологии: звездная, кольцевая, шинная.
1) в случае звездной конфигурации используется центральная ЭВМ, называемая сервером, к которому подключаются все остальные машины сети. Сервер обеспечивает маршруты передачи сообщений, подключает периферийные устройства, является централизованным хранилищем данных для всей сети.
Недостаток: требуется отдельная машина для управления сетью, которую, как правило, нежелательно использовать для других целей. К тому же отказ сервера ведет к прекращению работы всей сети.
2) в случае кольцевой топологии все ЭВМ связаны последовательно в одно кольцо и функции сервера распределены между всеми машинами сети. Непосредственный обмен информацией происходит только между соседними машинами.
Недостаток: этой конфигурации в том, что при выходе из строя любой ЭВМ работа сети может прерваться. Также сложна процедура расширения сети.
3) наиболее надежной и, следовательно, распространенной является схема «общая шина» с древовидной структурой. Любая из машин, включенных в эту сеть, может быть сервером. Кроме того, возможно подключение дополнительных машин без серьезных изменений настройки, устойчивость к неисправности отдельных узлов, простота конфигурации.
3. Назначение компьютерных сетей.
Локальные сети создаются для коллективного использования дорогостоящих периферийных устройств – лазерных принтеров, графопостроителей и т.д., для коллективного использования некоторой базой данных или архивов; для передачи сообщений между коллегами-пользователями.
Региональная сеть может поддерживать передачу цифровых данных, звука и включать в себя кабельное телевидение.
Глобальные сети.
В сегодняшнем понимании это сложная структура из миллионов соединенных друг с другом ЭВМ, основанная на трех основных принципах:
1) наличие единого центра, ведающего координацией деятельности и развитием всей сети;
2) использование системы маршрутизации, позволяющей пакетам двигаться по цепочке узлов сети без дополнительного вмешательства человека;
3) применение единой системы адресации, делающей сеть «прозрачной» для внешних сетей, а последние – доступными для любой абонентской точки системы.
Основные услуги, предоставляемые пользователю современными глобальными сетями: электронная почта, телеконференции, теледоступ к удаленным базам данных.
Сеть Интернет – наиболее популярная глобальная сеть, объединяющая в себе многие глобальные, региональные и локальные сети. Название сети так буквально и переводится – «межсетевая».
Вопрос 1. Предмет и задача информатики
Информатика как наука стала развиваться с середины 20 века, что связано с появлением ЭВМ и начинающейся компьютерной революцией.
Термин Информатика состоит из корня inform – «информация» и суффикса matics – «наука о..». Таким образом, информатика – это наука об информации. В англоязычных странах термин не прижился, информатика там называется Computer Sciense – наука о компьютерах.
Информатика – молодая, очень бурно развивающаяся наука, поэтому строгого и точного определения ее предмета пока не сформулировано. В одних источниках информатика определяется как наука, изучающая алгоритмы, в других – на первый план выставляется изучение компьютерных технологий.
Наиболее точным является следующее определение:
Информатика – это техническая наука, систематизирующая приемы создания, хранения, обработки и передачи информации средствами вычислительной техники, а также принципы функционирования этих средств и методы управления ими.
Предмет информатики составляют следующие понятия:
1) аппаратное обеспечение средств вычислительной техники;
2) программное обеспечение средств вычислительной техники;
3) взаимодействие аппаратного и программного обеспечения;
4) взаимодействие человека с аппаратным и программным обеспечением.
Дата: 2019-05-28, просмотров: 178.
