- •Информатика в мфюа. Базовый курс.
- •Предисловие
- •Раздел 4посвящен описанию работы в средеMs Windows.
- •Раздел 8 посвящен математическим вычислениям и элементам программирования в среде MathCad.
- •Раздел 1. Базовые понятия информатики
- •Глава 1.1. Информация, информатика, информационное общество
- •Глава 1.2. Данные, объем данных, биты и байты
- •Глава 1.3. Битовое и байтовое представление чисел. Системы счисления
- •Глава 1.4. Методы обработки данных. Элементарные методы (команды)
- •Глава 1.5. Информационные объекты. Свойства и примеры
- •Раздел 2. Компьютерные системы. Аппаратная конфигурация пк
- •Глава 2.1. История развития компьютерной техники.
- •2.1.1. От абака до первых эвм.
- •2.1.2. Поколения эвм.
- •Глава 2.2. Современные компьютерные системы.
- •2.2.1.Классификация компьютерных систем.
- •2.2.2 Архитектура компьютерной системы. Аппаратное и программное обеспечение.
- •Глава 2.3. Пк как пример компьютерной системы. Аппаратная конфигурация пк. Аппаратные интерфейсы.
- •Глава 2.4. Материнская плата, процессор и оперативная память - основные компоненты пк.
- •2.4.1. Материнская плата.
- •2.4.2. Процессор (cpu).
- •4.2.3. Оперативная память (ram).
- •Глава 2.5. Устройства хранения данных. Жесткие диски и сменные носители.
- •Глава 2.6. Видеоподсистема. Основные характеристики видеокарт и мониторов
- •Глава 2.7.Устройства ввода-вывода
- •Глава 2.8. Компьютерные сети. Интернет.
- •Раздел 3. Программная конфигурация пк
- •Глава 3.1. Классификация программного обеспечения пк.
- •Глава 3.2. Операционные системы
- •Глава 3.3.Хранение данных. Файлы. Физическая и логическая структура файловой системы.
- •3.3.1. Файлы. Физическая файловая система.
- •3.3.2. Логическая файловая система.
- •Глава 3.4.Интерфейс пользователя. Графическая оболочкаWindows95/98/me/nt/2000/xp.
- •Глава 3.5.Кодирование текста, цвета и звука.
- •3.4.1. Кодирование текста.
- •3.4.2. Кодирование цвета.
- •3.4.3. Кодировка звука.
- •Глава 3.6. Прикладной уровень программного обеспечения. Основные объекты, программы и форматы файлов.
- •Глава 3.7. Основные методы защиты информации. Криптография. Понятие об электронной цифровой подписи.
- •Раздел 4. Работа с операционной системойWindows98/2000/xp
- •Глава 4.1. Основные объекты и приемы управления Windows
- •Глава 4.2. Основные действия над объектами
- •Выделение (пометка) объектов
- •Открытие (просмотр) объекта
- •Воздействие на объект
- •Глава 4.3. Объекты файловой системы – файл и папка
- •4.3.1. Объект – файл
- •4.3.2. Объект – папка
- •Глава 4.4. Настройка графического интерфейса
- •4.4.1. Настройка рабочего стола
- •4.4.2. Настройка меню Пуски Панели задач
- •4.4.3. Настройка свойств папки
- •Глава 4.5. Установка оборудования и приложений
- •4.5.1. Установка и удаление приложений
- •4.5.2. Установка и настройка оборудования
- •Раздел 5. Работа с редакторомMsWord
- •Глава 5.1. Создание, открытие и сохранение документов в различных формах. Основные режимы работы с документами
- •Режимы работы с документами
- •Глава 5.2. Ввод, редактирование и форматирование текста. Управления форматами шрифта. Проверка правописания
- •Глава 5.3. Управление форматом абзаца
- •Глава 5.4. Настройка печати и печать документов
- •Глава 5.5. Вставка таблиц, рисунков, диаграмм и других объектов. Управление форматом, размерами и положением объекта
- •Глава 5.6. Формат и стиль документа. Колонки и списки. Колонтитулы и автотекст. Шаблоны документов
- •Глава 5.7. Создание, редактирование и форматирование таблиц
- •Глава 5.8. Создание, редактирование и форматирование графических объектов при помощи панели Рисование
- •Глава 5.9. Создание, редактирование и форматирование художественных заголовков при помощи средства WordArt
- •Глава 5.10. Создание, редактирование и форматирование формульных выражений при помощи средства msEquation.
- •Глава 5.11. Создание форм и документов с фиксированными полями заполнения
- •Раздел 6. Работа с электронными таблицамиMs Excel
- •Глава 6.1. Понятие об электронной таблице. Книга, листы, ячейки, именованные блоки, адреса
- •Глава 6.2. Ввод числовых и символьных данных. Ввод формул
- •Глава 6.4. Основные математические и логические функции
- •Глава 6.5. Табулирование функций и построение их графиков
- •Глава 6.6. Решение уравнений при помощи средства Подбор параметра
- •Тема 6.7. Решение системы уравнений и оптимизация функций при помощи средства Поиск решения
- •Глава 6.8. Создание табличных баз данных. Проверка, фильтрация, сортировка данных. Подведение итогов
- •Глава 6.9. Построение различных типов диаграмм по табличным данным
- •Глава 6.10. Построение сводных таблиц и диаграмм по ним
- •Глава 6.11. Настройка печати и печать электронной таблицы
- •Раздел 7. Создание презентаций с помощью мs PowerPoint
- •Глава 7.1. Презентации. ПрограммаMs Power Point.
- •Глава 7.2. Способы создания презентаций.
- •Глава 7.3. Объекты, составляющие слайд.
- •Глава 7.4. Вставка объектов. Использование анимационных и звуковых эффектов
- •Глава 7.4. Настройка показа и управление показом презентации
- •Глава 7.5. Способы печати презентации
- •Раздел 8. Математические вычисления. Введение в алгоритмизацию и программирование (на основе системыMathCad)
- •Глава 8.1. Функции и их графики
- •Глава 8.2. Решение алгебраических уравнений и систем уравнений
- •Глава 8.3. Работа с векторами и матрицами, ввод/вывод данных
- •Глава 8.4. Условные операторы, циклы, программные блоки
- •Глава 8.5. Символьные преобразования
- •Содержание.
- •Дополнительная литература.
Глава 2.2. Современные компьютерные системы.
Вначале сделаем несколько терминологических замечаний.
Слова «ЭВМ» и «компьютер» - синонимы. Однако в русском языке сначала появилось слово «ЭВМ» и только значительно позже (примерно в 80-х годах 20 века) слово «компьютер». В соответствии с этим компьютерамимы будем называть только современные устройства, а для более ранних машин использовать аббревиатуру «ЭВМ».
Любое устройство, способное хранить и/или обрабатывать данные будем называть информационным устройством. Основной вид информационных устройств – это, безусловно, компьютеры. Но, например, принтер, маршрутизатор, хаб, сотовый телефон, цифровой фотоаппарат или стиральная машина с программным управлением также являются информационными устройствами.
Любую систему, состоящую из связанных между собой информационных устройств и включающую хотя бы один компьютер, будем называть компьютерной системой.
2.2.1.Классификация компьютерных систем.
Основными техническими характеристиками компьютера являются его быстродействие и объем оперативной памяти. Также очень важной характеристикой является объем постоянной внешней памяти.
Объем памяти, как мы выяснили, измеряется в единицах, производных от байта (МБ, ГБ, ТБ). Быстродействие же определяется количеством элементарных операций, совершаемых компьютером в единицу времени. При этом рассматриваются наиболее трудоемкие элементарные операции, так называемые операции с плавающей точкой, - сложение или умножение чисел, имеющих дробную часть. Для характеристики быстродействия используются специальные единицы – мегафлоп (МФлп – миллион операций с плавающей точкой в секунду), гигафлоп (ГФлп – миллиард операций с плавающей точкой в секунду), терафлоп (ТФлп – триллион операций с плавающей точкой в секунду). Например, быстродействие 10 ТФлп означает, что компьютер способен сложить или перемножить 10 триллионов пар нецелых чисел за одну секунду.
Можно, конечно, проводить классификацию компьютерной техники по основным техническим характеристикам, но, из-за того, что технологии производства компьютеров развиваются с очень большой скоростью, такая классификация очень быстро устаревает. Поэтому, положим в основу классификации такие нетехнические характеристики как назначение, условия эксплуатации, характер использования и стоимость.
С точки зрения назначения и условий эксплуатации компьютерные системы можно разделить на 2 больших класса
универсальные;
специальные.
Специальные компьютерыи компьютерные системы служат для решения конкретного узкого класса задач или даже одной задачи. Многие из них функционируют в особых условиях эксплуатации. Специальные компьютеры управляют технологическими установками, работают в операционных или машинах скорой помощи, на ракетах, самолётах и вертолётах (бортовые компьютеры), вблизи высоковольтных линий передач или в зоне действия радаров, радиопередатчиков, под водой на глубине, в условиях пыли, грязи, вибраций, взрывоопасных газов и т.п. Проводить классификацию более подробную классификацию специальных компьютерных систем мы не будем.
Универсальные компьютерыпредназначены для решения широкого класса задач при нормальных условиях эксплуатации. Типичным примером универсального компьютера является настольный персональный компьютер (ПК), с которым мы будем подробно знакомиться. Рассмотрим классификацию универсальных компьютеров на основе характера использования и стоимости. С этой точки зрения можно выделить 3 класса универсальных компьютеров.
Суперкомпьютеры– это компьютеры максимальной вычислительной мощности стоимостью от нескольких сотен тысяч долларов до десятков миллионов долларов, предназначенные для решения эксклюзивных задач, например, моделирования и расчета сложных технических устройств, научных исследований, управления сверхбольшими базами данных, моделирования и прогноза погоды, сложного видеомонтажа и т.д. Практически все суперкомпьютеры – это многопроцессорные системы, включающие от нескольких десятков до сотен тысяч процессоров. На сегодняшний день (март 2006г.) наибольшее количество процессоров – 130 тыс. имеет суперкомпьютерBlue Gene/LфирмыIBM. Он же является и рекордсменом по быстродействию (около 300 ТФлп). Список из 500 наиболее быстродействующих компьютеров можно найти в Интернете по адресу http://www.top500.org. Суперкомпьютеры можно разделить на несколько типов.
Мэйнфреймы– большие машины, обладающие очень высокой надежностью и устойчивостью работы в многопользовательском режиме. Типичными представителями мэйнфреймов являются, машины, выпускающиеся фирмойIBMна протяжении 40 лет -IBM S/360,IBM S/390,zSeries. Последний из этой линейки – компьютерz9 заявлен к выпуску весной 2006г. Количество процессоров в мэйнфреймах, как правило, не превосходит нескольких десятков. Мэйнфреймы используются в качестве многопользовательских станций, мощных и высокоэффективных серверов, или мощных вычислительных станций для решения сложных научных и технических задач. Иногда майнфреймы не относят к суперкомпьютерам, выделяя в отдельный класс. Стоимость майнфреймов колеблется от ста тысяч до 1-2 миллионов долларов.
Кластерные системы– это системы, состоящие из большого количества автономных блоков. Каждый блок кластерной системы имеет процессор, оперативную память, систему ввода и вывода данных и является, по сути, отдельным компьютером. Быстродействие кластерной системы обеспечивается за счет параллельной работы всех блоков. Кластерные системы – наиболее простой и гибкий способ построения мощных компьютерных систем из готовых стандартных узлов. По этой технологии можно построить суперкомпьютер, соединив несколько сотен стандартных узлов ПК высокопроизводительными шинами.
Распределенные многопроцессорные системы– наиболее эффективный способ построения суперкомпьютера. Как и в кластерной системе, большое количество блоков, каждый из которых включает процессор и оперативную память, соединяются между собой с целью параллельной работы. Отличие от кластерной системы заключается в том, что блоки неоднородны и неравноправны, а связи между ними построены по сложной структурной схеме. Можно сказать, что отдельные процессоры и блоки памяти такой системы являются элементами построенного из них огромного суперпроцессора, способного совершать одновременно очень много операций. Именно по такой схеме построен рекордсмен быстродействия – суперкомпьютерBlue Gene/L
Средние компьютеры– это компьютеры стоимостью обычно в десятки тысяч долларов. Границы стоимостного диапазона средних компьютеров – от нескольких тысяч долларов до 100-200 тысяч. Большинство компьютеров этого класса используются как сетевые или файловые серверы в компьютерных сетях. Например,Web-серверы, на которых размещена информация в Интернете, – это в большинстве именно такие машины. Средние компьютеры также используются в качестве мощных графических станций, систем оцифровки звуковой и видеоинформации, систем видеомонтажа, а также в составе вычислительных комплексов для проведения научных и технических расчетов. Средние компьютеры, как правило, также являются многопроцессорными системами с количеством процессоров от 2-х до нескольких десятков.
Персональные компьютеры (ПК). Это наиболее массовый тип компьютеров стоимостью от 1-2 сотен долларов до нескольких тысяч долларов. В большинстве своем персональные компьютеры однопроцессорные, но есть и двухпроцессорные. Персональные компьютеры можно разделить на 3 класса.
Настольный компьютер(desktop). Это основной тип ПК, наиболее интересный и актуальный для массового пользователя. Именно устройство настольного ПК мы далее будем подробно изучать.
Переносной компьютер(notebook,ноутбук) значительно меньше настольного ПК по массе и размерам, имеет автономный источник питания и может всегда находиться при владельце. Вычислительная мощность ноутбука, как правило, ниже, чем у настольного ПК, а стоимость – существенно выше, чем у настольного ПК с близкими характеристиками.
Карманные компьютеры(КПК) – это самый молодой, но очень быстро развивающийся класс компьютеров стоимостью не более 1 тыс. долларов. Вычислительные ресурсы этих компьютеров невелики, но этот недостаток компенсируется возможностями Интернет-связи: при помощи КПК можно управлять любым другим компьютером, используя его ресурсы. По-видимому, в недалеком будущем КПК возьмут на себя функции сотовых телефонов и превратятся в универсальное мобильное средство связи, получения и обработки информации. После широкого распространения электронных денег КПК превратятся и в универсальное средство для платежей и управления финансами.