Основи інформатики Лекція №1

Лекція №1

Тема. Вступ. Основні поняття інформатики.

Література

1. Зарецька І.Т. та ін. Інформатика: Підручник для 10-11 класів загально освіт. навч. У 2-х част. – К.: Форум, 2004. – 392с.: іл. Ч.1. С.5-9, 12-14, 24-25.

2. Дибкова Л.М. Інформатика та комп’ютерна техніка: Посібник для студентів вищих навчальних закладів. – К.: ”Академвидав”, 2002. – 320с. С. 9-12.

3. В.В. Браткевич та ін. Інформатика: Комп’ютерна техніка. Комп’ютерні технології: Підручник для студентів вищих навчальних закладів/ За ред. О.І.Пушкаря. – К.: Видавничий центр „Академія”, 2002. – 704с. С. 9-12.

4. Клименко О.Ф., Головко Н.Р., Шарапов О.Д. Інформатика та комп’ютерна техніка: Навч.-метод. посібник/ За заг. ред. О.Д. Шарапова. – К.: КНЕУ, 2002. – 534с. С. 3-7.

5. Глинський Я.М. Інформатика: Навч. посібник для учнів 8-11 кл. середн. шк.: У 2-х кн. – Кн. 2. Інформаційні технології. – Львів: «Деол», 2001. С. 3-19.

План

1. Інформатика – як наука і як навчальний предмет.

2. Короткі історичні відомості про розвиток обчислювальної техніки, покоління комп’ютерів.

3. Поняття інформації. Види і властивості інформації.

4. Кодування інформації. Одиниці вимірювання інформації.

1. Інформатика – як наука і як навчальний предмет.

Інформатика – це галузь науки, що вивчає структуру і загальні властивості інформації, а також питання, пов’язані з пошуком, збиранням, перетворенням, зберіганням, поширенням і використанням інформації у різних сферах людської діяльності.

Інформатика (інформаційна автоматика) сформувалась як наука зав­дяки розвитку комп'ютерної техніки.

До складу інформатики входять:

1. Теоретична інформатика – цей розділ інформатики використовує математичні методи для спільного вивчення процесів обробки інформації.

2. Обчислювальна техніка – розділ у якому розробляються загальні принципи побудови обчислювальних систем.

3. Програмування – діяльність пов’язана з розробкою програмного забезпечення.

4. Інформаційні системи – це розділ інформатики, що включає: інформаційно-пошукові, інформаційно довідкові системи, сучасні глобальні системи зберігання, пошуку інформації.

5. Штучний інтелект – область інформатики в якій розглядаються складні проблеми, що знаходяться на перетині з психологією, фізіологією, лінгвістикою та іншими науками. Основне завдання навчити комп’ютер мислити подібно до людини.

Головна функція інформатики полягає у розробці методів і засобів перетворення інформації.

Основними завданнями інформатики є:

• дослідження інформаційних процесів;

• розробка нових інформаційних технологій;

• створення апаратно-програмного забезпечення.

Інформатика вивчає питання обробки інформації за допомогою комп’ютера.

Інформатика — динамічна наука, що інтенсивно розвивається та суттєво впливає на розвиток інших наук і технологій.

2. Короткі історичні відомості про розвиток обчислювальної техніки, покоління комп’ютерів.

Жоден технічний пристрій не удосконалювався так швидко, як комп’ютери. Кожні 10-12 відбувалися суттєві зміни у їхніх конструкціях ат способах виробництва. Нові моделі швидко витісняли застарілі. Можливості та сфери їхнього застосування щораз розширювалися, а на відміну від інших пристроїв, наприклад телевізорів чи автомобілів собівартість і ціна постійно знижувались.

Перший комп'ютер під назвою ENІAC був створений на замовлення міністерства оборони США в 1945 р. групою інженерів під керівництвом Джона Маушлі і Джона Преспера Еккерта.

Маса ENIAC була 30т. Вона містила 18 тисяч радіоламп, через велику кількість випромінюваного тепла вимагала потужних кондиціо­нерів, швидкодія — 5 тисяч операцій за секунду. Програму роботи набирали вручну перемикачами і кабелями на спеціальному полі. Комп'ю­тер працював ненадійно, кожної години виходив з ладу. Але на ньому були виконані найскладніші на той час розрахунки.

Американський математик Джон фон Нейман запропонував запису­вати програму в електронну пам'ять комп'ютера для її виконання. Досить з архіву занести програму в пам'ять — і комп'ютер готовий до роботи. Оскільки електронна пам'ять працює швидше, виконання програми із пам'яті різко збільшило швидкодію комп'ютера.

Джон фон Нейман запропонував також використовувати двійкову систему числення для виконання обчислень і запису команд програми. Це значно спростило будову пристроїв і дозволило звести будь-яку арифме­тичну або логічну дію до виконання додавання двійкових чисел у відпо­відних кодах.

Перший комп'ютер із програмою в пам’яті одержав назву EDSAC. Він був створений в Кембріджському університеті (Англія) в 1949 р. З того часу в усіх комп'ютерах інформація, що обробляється, і необхідні для цього програми знаходяться в оперативній пам'яті.

Основоположником обчислювальної техніки в СРСР і на Україні був академік Сергій Олексійович Лебедєв. Під його керівництвом в Електро-технічному інституті в Києві у 1951 році був створений перший в СРСР комп'ютер з назвою МЭСМ (малая электронно-счётная машина). Пізніше, уже в Московському інституті точної механіки і обчислювальної техніки С.О.Лебедєв керував створенням найшвидкодіючої (1 мільйон операцій за секунду) у світі на той час великої електронно-обчислювальної машини БЭСМ-6 (1952 рік).

Одна з таких машин відпрацювала 25 років в академічному містечку Новосибірська, за що була занесена у книгу рекордів Гіннеса.

В розвитку комп'ютерів визначають чотири покоління в залежності від використаної при їх виробництві елементної бази. Елементна база – це радіоелектронні елементи з яких будуються модулі комп’ютера.

Комп'ютери 1-го покоління (50-ті роки минулого століття) мали елементною базою радіолампи. Такі комп'ютери вимагали для свого розміщення великі приміщення з кондиціонерами для охолодження. Комп'ютери були дуже об'ємні, нена­дійні, мали низьку швидкодію.

Програми для них розроблялись в машинних кодах. Програми з одних комп'ютерів не підходили для інших. Введення даних і програм проводи­лось за допомогою набірних полів із штекерами та перфокарт, інформа­ція зберігалася на широких магнітних стрічках і на магнітних барабанах.

Комп'ютери 2-го покоління (60-ті роки) з кращими характеристиками з'явились у 1955 р. з появою транзисторів. Габарити комп'ютера зменшились і для його розміщення достатньо було машинної зали.

За пультам такого комп'ютера працював один оператор, з'явились нові накопичувана на магнітній стрічці, електрифікована друкарська машинка для керування роботою, введення даних і програм здійснювалось з перфокарт і перфострічок, з'явились мови програмування "для людини ": Фортран, Кобол, Бейсик.

В комп'ютерах з-го покоління (70-ті роки) замість транзисторів застосовуються інтегральні схеми, у яких на одній кремнієвій пластині розміщуються десятки, сотні і тисячі елементів. Розміри комп'ютера зменшились до роз­мірів кількох шаф, швидкодія збільшилась до мільйонів операцій за секунду.

На комп'ютері змогли одночасно працювати кілька операторів, застосовувались віддалені термінали у вигляді дисплеїв (моніторів), з'яви­лись комп'ютерні мережі, впроваджені перші гнучкі магнітні диски. Про­грами і технічні засоби стандартизуються, що дало можливість копіювати і поширювати програми.

Мікропроцесор — це пристрій невеликих розмірів (не більше сірни­кової коробки), що є набором електронних схем, які вмістились на крихіт­ному кристалі кремнію.

Мікропроцесор дав можливість створити комп'ютер 4-го покоління (80-ті роки і до сьогодні). Серед них найбільш популярні невеликі зі розмірами персональні комп'ютери. Персональні комп'ютери з'явились в США в 1976 році (фірма Аpple) і в 1981 році (фірма IBM).

Не дивлячись на невеликі розміри і вартість, ці комп'ютери за своїми можливостям перевершують комп'ютери попередніх поколінь і здатні задовольнити більшість потреб підприємств і окремих осіб.

Персональні комп'ютери можуть працювати у всесвітній мережі Інтернет і забезпечувати користувача науковою, довідковою, навчаль­ною, культурною і розважальною інформацією. Спілкування з персональ­ним комп’ютером стало простим і природним завдяки застосуванню засобів мультимедіа. Мультимедиа — це поєднання кількох видів інформації (текстової, графічної, музичної, відео) або сукупність пристроїв для відтворення такого комплексу інформації.

Комп'ютери 5-го покоління згідно прогнозів будуть викорис­товувати елементну базу оптичної електроніки, біоелектроніки, моле­кулярної електроніки, біоніки і досягнень нейроінженерії.

Такі комп'ютери будуть мати нетрадщійну архітектуру, природну форму спілкування з користувачем (наприклад, голосом), елементи штуч­ного інтелекту (наприклад, здатність до самонавчання).