Информационная культура – умение целенаправленно работать с информацией и использовать для ее получения, обработки и передачи компьютерные информационные технологии, современные технические средства и методы.
Для свободной ориентации в информационном потоке человек должен обладать информационной культурой, как одной из составляющих общей культуры. Информационная культура связана с социальной природой человека. Она является продуктом разнообразных творческих способностей человека и проявляется в следующих аспектах:
в конкретных навыках по использованию технических устройств (телефон, компьютер, компьютерные сети);
в умении работать с различной информацией (текстовой, числовой, графической и т.д.);
в умении извлекать информацию из различных источников: как из периодической печати, так и из электронных коммуникаций, представлять ее в понятном виде и уметь ее эффективно использовать;
в знании особенностей информационных потоков в своей области деятельности.
Термин информатика возник в 60-х гг. во Франции для названия области, занимающейся автоматизированной обработкой информации с помощью электронных вычислительных машин. Французский термин образован путем слияния слов “информация” и “автоматика” и означает “информационная автоматика или автоматизированная переработка информации”. В англоязычных странах этому термину соответствует синоним computer science (наука о компьютерной технике).Информатика – это область человеческой деятельности, связанная с процессами преобразования информации с помощью компьютеров и их взаимодействием со средой применения.Информатика в широком смысле представляет собой единство разнообразных отраслей науки, техники и производства, связанных с переработкой информации.Информатику в узком смысле можно представить как состоящую из трех взаимосвязанных частей.Информатика как отрасль народного хозяйства состоит из однородной совокупности предприятий разных форм хозяйствования, где занимаются производством компьютерной техники, программных продуктов и разработкой современной технологии переработки информации. Специфика и значение информатики как отрасли производства состоят в том, что от нее во многом зависит рост производительности труда в других отраслях народного хозяйства. В настоящее время около 50% всех рабочих мест в мире поддерживается средствами обработки информации.Информатика как фундаментальная наука занимается разработкой методологии создания информационного обеспечения процессов управления любыми объектами на базе компьютерных информационных систем. В Европе можно выделить следующие основные научные направления в области информатики: разработка сетевой структуры, компьютерно-интегрированные производства, экономическая и медицинская информатика, информатика социального страхования и окружающей среды, профессиональные информационные системы.Информатика как прикладная дисциплина занимается:
изучением закономерностей в информационных процессах (накопление, переработка, распространение);
созданием информационных моделей коммуникаций в различных областях человеческой деятельности;
разработкой информационных систем и технологий в конкретных областях и выработкой рекомендаций относительно их жизненного цикла: для этапов проектирования и разработки систем, их производства, функционирования и т.д.
Главная функция информатики заключается в разработке методов и средств преобразования информации и их использовании в организации технологического процесса переработки информации.Задачи информатики состоят в следующем:
исследование информационных процессов любой природы;
разработка информационной техники и создание новейшей технологии переработки информации на базе полученных результатов исследования информационных процессов;
решение научных и инженерных проблем создания, внедрения и обеспечения эффективного использования компьютерной техники и технологии во всех сферах общественной жизни.
Информатика существует не сама по себе, а является комплексной научно-технической дисциплиной, призванной создавать новые информационные техники и технологии для решения проблем в других областях. Комплекс индустрии информатики станет ведущим в информационном обществе. Тенденция к большей информированности в обществе в существенной степени зависит от прогресса информатики как единства науки, техники и производства.
Информация - психический продукт любого психофизического организма, производимый им при использовании какого-либо средства, называемого средством информации. Алфавитный (технический), или объемный основан на подсчете числа символов в сообщении, т.е. учитывает только длину сообщения, но не его содержание.Исторически 2-ой и 3-ий подходы возникли почти одновременно. В конце 1940 г. один из основоположников кибернетики американский математик Клод Шеннон развил вероятностный подход к измерению количества информации, а работы по созданию ЭВМ привели к "объемному подходу".
Система счисления – это совокупность приемов наименования и обозначения чисел.Различают непозиционные и позиционные системы счисления. В непозиционной системе счисления выделяются знаки, которыми записываются условные числа. Все же остальные числа получаются путем прибавления или вычитания одних узловых чисел из других. Примером такой системы счисления может служить римская система.В позиционных системах счисления любое число изображается в виде последовательности цифр, количественное значение которых зависит от того, какое место (позицию) занимает каждая из них в числе.
Рассмотрим известную всем десятичную систему счисления, в которой для обозначения чисел используется десять цифр (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9) и основанием является число десять (10).
293=2*102+9*101+3*100
145,37=1*102+4*101+5*100+3*10-1+7*10-2
0,638=6*10-1+3*10-2+8*10-3
Основанием двоичной системы счисления является число два. Любое число в этой системе изображается последовательностью цифр 0 и 1. При этом каждой старший разряд больше соседнего младшего в два раза (1 десяток равен двум единицам). Например, двоичное число 10110 в развернутом виде можно записать так
1*24 + 0*23 + 1*22 + 1*21 + 0*20.
Для получения значения двоичного числа 10110 в десятичной системе счисления достаточно вычислить написанное выражение:
1*24 + 0*23 + 1*22 + 1*21 + 0*20 = 16 + 0 + 4 + 2 + 0 = 22.
Дробное двоичное число в развернутом виде записывается с использованием позиций с отрицательным номерами.
Например, 101,11 в развернутом виде запишется:
1*22 + 0*21 + 1*20 + 1*2-1 + 1*2-2 = 4 + 0 + 1 + ½ + ¼ = 5.¾ .
В дальнейшем основание системы счисления будем указывать в качестве нижнего индекса у самой правой цифры числа, например: 12510 – десятичная система счисления; 10112 – двоичная система счисления. Арифметические операции в двоичной системе счисления выполняются по правилам, указанным в табл.1.
Таблица 1
-
сложение
вычитание
умножение
0 + 0 = 0
0 – 0 = 0
0 * 0 = 0
0 + 1 = 1
1 – 0 = 1
0 * 1 = 0
1 + 0 = 1
1 – 1 = 0
1 * 0 = 0
1 + 1 = 10
10 – 1 = 1
1 * 1 = 1
Двоичная система счисления широко используются для представления данных в вычислительных машинах. Это связано с тем, что в этой системе счисления очень просто выполняются арифметические и логические действия, а для представления двоичных чисел в машине можно использовать достаточно простые электронные элементы.
5. В о с ь м е р и ч н а я с и с т е м а с ч и с л е н и я
Основанием восьмеричной системы счисления является число 8. Для представления чисел используется восемь различных цифр: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7.Все числа в этой системе счисления записываются в виде последовательности указанных цифр, в которой целая и дробная части разделяются запятой, а каждый старший разряд числа больше соседнего младшего в восемь раз. Например, число 15 записывается в восьмеричном виде как 17 или в развернутом виде: 178 = 1*81 + 7*80 = 8 + 7 = 1510
Дробное восьмеричное число 134,25 в развернутом виде запишется так: 1*82 + 3*81 + 4*80 + 2*8-1 + 5*8-2 = 64 + 2 + 4 + ¼ + 5/64 = 92.21/6410.
Действия над числами в восьмеричной системе счисления выполняются так, как указано в табл.2, 3, 4.
Таблица 2 Сложение
|
Таблица 3 Вычитание
|
В этой табл.3 не заполнены те места, где при вычитании уменьшаемое меньше вычитаемого. На практике в этом случае вычитание производиться также, как и в десятичной системе счисления, т.е. занимается единица с ее весом из соседнего старшего разряда числа. Если же нет ни одного старшего по отношению к данному разряду в числе, то получается отрицательный результат.
Умножение
-
0
1
2
3
4
5
6
7
10
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
1
2
3
4
5
6
7
10
2
0
2
4
6
10
12
14
16
20
3
0
3
6
11
14
17
22
25
30
4
0
4
10
14
20
24
30
34
40
5
0
5
12
17
24
31
36
43
50
6
0
6
14
22
30
36
44
52
60
7
0
7
16
25
34
43
52
61
70
10
0
10
20
30
40
50
60
70
100
Примеры:
1) 234,158+101,738=336,18 234,15 +101,73 336,10
|
2) 351,78-23,18=326,68 351,7 - 23,1 326,6 |
3) 127,128*32,58=4420,4228
127,12 * 32,5 66362 25624 40536___ 4420,422 |
4) 301,38 : 218 =13,38 21
13,3 
301,3 -21 71 -63 63 - 63 0 |
6. Ш е с т н а д ц а т е р и ч н а я с и с т е м а с ч и с л е н и я
Для представления чисел в шестнадцатеричной системе счислений используются десять цифр: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 и буквы A, B, C, D, E, F (соответственно равные 10, 11, 12, 13, 14, 15). Основанием шестнадцатеричной системе счисления является число 16, изображаемое как 10. Арифметические действия над числами в шестнадцатеричной системе счисления выполняются так, как показано в приложении 2.Например:CF,816 = C*161 + F*160 + 8*16-1 = 12*161 + 15*160 + 8*16-1 = 12*16 + 15*1 + 0,5 = 207,510
Примеры:
0,F4716+0,D9816=1,CDF16
0,F47
+0,D98
1,CDF
0,F7216-6316=62,08E16
63
- 0,F72
62,08E
0,0216*A,716=0,14E16
9.Представление целых чисел в компьютере.
Целые числа являются простейшими числовыми данными, с которыми оперирует ЭВМ. Для целых чисел существуют два представления: беззнаковое (только для неотрицательных целых чисел) и со знаком. Очевидно, что отрицательные числа можно представлять только в знаковом виде. Целые числа в компьютере хранятся в формате с фиксированной запятой.
Представление целых чисел в беззнаковых целых типах.
Для беззнакового представления все разряды ячейки отводятся под представление самого числа. Например, в байте (8 бит) можно представить беззнаковые числа от 0 до 255. Поэтому, если известно, что числовая величина является неотрицательной, то выгоднее рассматривать её как беззнаковую.
Представление целых чисел в знаковых целых типах.
Для представления со знаком самый старший (левый) бит отводится под знак числа, остальные разряды - под само число. Если число положительное, то в знаковый разряд помещается 0, если отрицательное - 1. Например, в байте можно представить знаковые числа от -128 до 127.
10.Представление вещественных чисел в компьютере. Для представления вещественных чисел в современных компьютерах принят способ представления с плавающей запятой. Этот способ представления опирается на нормализованную (экспоненциальную) запись действительных чисел. Как и для целых чисел, при представлении действительных чисел в компьютере чаще всего используется двоичная система, следовательно, предварительно десятичное число должно быть переведено двоичную систему.
11. American Standard Code for Information Interchange (см. таблицу ниже) использовал 7 битов. Всего можно было изобразить до 128 символов, но из них печатных было 96. 8-й бит использовали по-разному:
для контроля четности;
как признак "нет/есть данные";
для расширения набора изображаемых символов;
никак не использовали.
Примечание: В дальнейшем изложении все приводимые коды даны в десятичном виде, если система счисления не обозначена явно.
Алфавитно-цифровые символы и символ пробела
Они занимают часть кодов, начиная с 48, и упорядочены, что позволяет легко:
производить преобразование из числового представления в символьное:
код_цифры = число + 30h
переходить от порядкового номера в алфавите к коду буквы - для латинского алфавита:
код_прописной_буквы = порядковый_номер + 40h код_строчной_буквы = порядковый_номер + 60h
Кроме того, упорядочение позволяет легко программировать сортировку записей, включая и левые пробелы, по алфавиту или по возрастанию чисел.Арифметические знаки и знаки препинания расположены с алфавитно-цифровыми “вперемешку”.
Управляющие символыВ технике передачи символьной информации (телеграфии) надо было передавать не только печатные символы, но и дополнительную управляющую информацию, такую, как:
переход к следующей строке;
переход к началу строки;
отмена последнего переданного символа, ....;
и еще многие другие.
Для этого в таблице ASCII была выделена часть кодов с 0 по 31. Некоторые наиболее употребительные управляющие коды с их обозначениями, пришедшими из техники телеграфной связи, даны в таблице (см. таблицу ниже):
Управляющие символы называют Control-кодами (от английского слова "управление").
На старых примитивных устройствах символьного ввода-вывода - телетайпах - с каждой клавишей был однозначно связан формируемый код. Для формирования же управляющих кодов на телетайпах делалась специальная клавиша Control, удержание которой "обнуляло" три старших бита в коде, формируемом при нажатии "обычной" алфавитно-цифровой клавиши. Например, для ввода управляющего символа ESC с кодом 1Bh надо было нажать клавишу с символом ; (код 3Bh) или клавишу с символом (код 5Bh). Любой из этих кодов при обнуленных трех старших битах давал код 1Bh (символа ESC). Отсюда название клавиши Ctrl на современных клавиатурах
Среди управляющих символов отметим символы, ипользуемые для расширения количества изображаемых символов. Это прежде всего SO (код 14) и SI (код 15), которые и раньше использовались для переключения наборов символов (например латинского и русского при 7-битовой кодировке).
Кроме того, это символ ESC (код 27). С этого кода начинаются последовательности символов, называемые управляющими. Эти последовательности также используются для переключения кодовых таблиц, а, кроме того, для изменения многих других свойств символьных устройств (клавиатур, дисплеев, принтеров и т.п.). Управляющие языки принтеров (фирм Epson, Hewlett-Paccard) основаны на таких Esc-последовательностях. Принцип формирования Esc-последовательности состоит в следующем: если в потоке кодов встретился код ESC, то несколько следующих кодов не являются кодами изображаемых символов (хотя и могут совпадать с ними), а несут информацию о команде для устройства. 12. В 1812 году английский математик и экономист Чарльз Бэббидж начал работу над созданием, так называемой «разностной» машины, которая, по его замыслам, должна была не просто выполнять арифметические действия, а проводить вычисления по программе, задающей определённую функцию. В качестве основного элемента своей машины Бэббидж взял зубчатое колесо для запоминания одного разряда числа (всего таких колёс было 18). К 1822 году учёный построил небольшую действующую модель и рассчитал на ней таблицу квадратов.В 1834 году Бэббидж приступил к созданию «аналитической» машины. В 30-е годы XX столетия в нашей стране был разработан более совершенный арифмометр — «Феликс». Эти счётные устройства использовались несколько десятилетий, став основным техническим средством облегчения человеческого труда.
Ламповые ЭВМ
4 Транзисторные ЭВМ
5 Эпоха интегральных схем
Четвёртое поколение
Пятое поколение ЭВМ
ЭВМ пятого поколения — это ЭВМ будущего. Программа разработки, так называемого, пятого поколения ЭВМ была принята в Японии в 1982 г. Предполагалось, что к 1991 г. будут созданы принципиально новые компьютеры, ориентированные на решение задач искусственного интеллекта.
13. Основные узлы ЭВМ:
- устройство обработки информации (проц), - устройство хранения информации (память ОЗУ\ПЗУ), - устройства ввода\вывода (клава\мышь) - устройство для связи предыдущих устройств между собой (шины)
Архитектуру вычислит средства следует отличать от его структуры. Структура вычислит средства определяет его конкретный состав на некотор уровне детализации (устройства, блоки узлы и т. д.) и описывает связи внутри средства во всей их полноте. Архитектура же определяет правила взаимодействия составных частей вычислит средства, описание кот. выполняется в той мере, в какой это необходимо для формирования правил их взаимодействия.