ВВЕДЕНИЕ В ИНФОРМАТИКУ

1.Определение, предмет, задачи информатики как науки и области практической деятельности.

Информатика представляет собой науку о свойствах, законах, процессах, методах и средствах формирования, образования и распространения информации в природе и обществе, в том числе при помощи технических систем.

Информатика – это область человеческой деятельности, связанная с процессами преобразования информации с помощью компьютеров и их взаимодействием со средой применения.

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”.

Темами исследований в информатике являются вопросы: что можно, а что нельзя реализовать в программах и базах данных (теория вычислимости и искусственный интеллект), каким образом можно решать специфические вычислительные и информационные задачи с максимальной эффективностью (теория сложности вычислений), в каком виде следует хранить и восстанавливать информацию специфического вида (структуры и базы данных), как программы и люди должны взаимодействовать друг с другом (пользовательский интерфейс и языки программирования и представление знаний) и т. п.

Информатику в узком смысле можно представить как состоящую из трех взаимосвязанных частей:

Информатика как отрасль народного хозяйства (область человеческой жизнедеятельности)

Информатика как фундаментальная наука (в виде учебных курсов,книг по информатике)

Информатика как прикладная дисциплина (математика, информатика)

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.

2.История развития и современное состояние вычислительной техники. Базовая аппаратная конфигурация ПК.

Вычислительная техника- Постепенно из простейших приспособлений для счёта (пальцы,камни) рождались всё более и более сложные устройства: абак (счёты)логарифмическая линейка механический арифмометр электронный компьютер.

Первое поколение ЭВМ (1945-1954 гг.) В этот период формируется типовой набор структурных элементов, входящих в состав ЭВМ. К этому времени у разработчиков уже сложилось примерно одинаковое представление о том, из каких элементов должна состоять типичная ЭВМ. Это - центральный процессор (ЦП), оперативная память (или оперативно запоминающее устройство - ОЗУ) и устройства ввода-вывода (УВВ). ЦП, в свою очередь, должен состоять из арифметико-логического устройства (АЛУ) и управляющею устройства (УУ). Машины этого поколения работали на ламповой элементной базе, из-за чего поглощали огромное количество энергии и были очень не ненадежны. С их помощью, в основном, решались научные задачи. Программы для этих машин уже можно было составлять не на машинном языке, а на языке ассемблера. Второе поколение ЭВМ (1955-1964 гг.). Смену поколений определило появление новой элементной базы: вместо громоздкой лампы в ЭВМ стали применяться миниатюрные транзисторы, линии задержки как элементы оперативной памяти сменила память на магнитных сердечниках. Это в конечном итоге привело к уменьшению габаритов, повышению надежности и производительности ЭВМ. В архитектуре ЭВМ появились индексные регистры и аппаратные средства для выполнения операций с плавающей точкой. Были разработаны команды для вызова подпрограмм. Появились языки программирования высокого уровня - Algol, FORTRAN, COBOL, - создавшие предпосылки для появления переносимого программного обеспечения, не зависящего от типа ЭВМ. С появлением языков высокого уровня возникли компиляторы для них, библиотеки стандартных подпрограмм и другие хорошо знакомые нам сейчас вещи. Важное новшество, которое хотелось бы отметить, - это появление так называемых процессоров ввода-вывода. Эти специализированные процессоры позволили освободить центральный процессор от управления вводом-выводом и осуществлять ввод-вывод с помощью специализированного устройства одновременно с процессом вычислений. На этом этапе резко расширился круг пользователей ЭВМ и возросла номенклатура решаемых задач. Для эффективного управления ресурсами машины стали использоваться операционные системы (ОС). Третье поколение ЭВМ (1965-1984 гг.)смена элементной базы привела к смене поколений. В 70-е годы активно ведутся работы по созданию больших и сверхбольших интегральных схем (БИС и СБИС), которые позволили разместить на одном кристалле десятки тысяч элементов. Это повлекло дальнейшее существенное снижение размеров и стоимости ЭВМ. фирмой Intel был выпущен микропроцессор (МП) 4004. Четвертое поколение ЭВМ (1984 г. – наши дни) можно назвать микропроцессорным.

В 1976 году фирма Intel закончила разработку 16-разрядного процессора 8086. Он имел достаточно большую разрядность регистров (16 бит) и системной шины адреса (20 бит), за счет чего мог адресовать до 1 Мбайт оперативной памяти. (Далее рассказ про современные компьютеры)

Базовая аппаратная конфигурация ПК.(информатика):

Персональный компьютер — универсальная техническая система. Его

конфигурацию (состав оборудования) можно гибко изменять по мере

необходимости. Тем не менее, существует понятие базовой конфигурации,

которую считают типовой. В таком комплекте компьютер обычно поставляется.

Понятие базовой конфигурации может меняться. В настоящее время в базовой

конфигурации рассматривают четыре устройства:

- системный блок;

- монитор;

- клавиатуру;

- мышь.

Системный блок - представляет собой основной узел. Устройства, находящиеся внутри системного блока, называют внутренними, а устройства, подключаемые к нему снаружи, называют внешними. Внешние дополнительные устройства,предназначенные для ввода, вывода и длительного хранения данных, также называют периферийными.

Клавиатура — клавишное устройство управления персональным компьютером.

Служит для ввода алфавитно-цифровых (знаковых) данных, а также команд

управления. Комбинация монитора и клавиатуры обеспечивает простейший

интерфейс пользователя. С помощью клавиатуры управляют компьютерной

системой, а с помощью монитора получают от нее отклик.

Мышь — устройство управления манипуляторного типа.

Монитор — устройство визуального представления данных. Это не единственно

возможное, но главное устройство вывода. Его основными потребительскими

параметрами являются: размер и шаг маски экрана, максимальная частота

регенерации изображения, класс защиты.

Материнская плата — основная плата персонального компьютера. На ней

размещаются:

- процессор — основная микросхема, выполняющая большинство математических и

логических операций;

- микропроцессорный комплект (чипсет) — набор микросхем, управляющих

работой внутренних устройств компьютера и определяющих основные

функциональные возможности материнской платы;

- шины — наборы проводников, по которым происходит обмен сигналами между

внутренними устройствами компьютера;

- оперативная память (оперативное запоминающее устройство, ОЗУ) — набор

микросхем, предназначенных для временного хранения данных, когда

компьютер включен;

- ПЗУ (постоянное запоминающее устройство) — микросхема, предназначенная

для длительного хранения данных, в том числе и когда компьютер выключен;

- разъемы для подключения дополнительных устройств (слоты).

Жесткий диск — основное устройство для долговременного хранения больших

объемов данных и программ.

Оперативная память (RAM — Random Access Memory) — это массив

кристаллических ячеек, способных хранить данные. Существует много различных

типов оперативной памяти, но с точки зрения физического принципа действия

различают динамическую память (DRAM) и статическую память (SRAM).

Адресная шина

У процессоров Intel Pentium (а именно они наиболее распространены в

персональных компьютерах) адресная шина 32-разрядная, то есть состоит из 32

параллельных линий. В зависимости от того, есть напряжение на какой-то из

линий или нет, говорят, что на этой линии выставлена единица или ноль.

Комбинация из 32 нулей и единиц образует 32-разрядный адрес, указывающий на

одну из ячеек оперативной памяти. К ней и подключается процессор для

копирования данных из ячейки в один из своих регистров.

Устройства ввода графических данных

Для ввода графической информации используют сканеры, графические планшеты

(дигитайзеры) и цифровые фотокамеры

3.Определение и классификация программного обеспечения ПК.

Под программным обеспечением (Software) понимается совокупность программ, выполняемых вычислительной системой.

К программному обеспечению относится также вся область деятельности по проектированию и разработке ПО.

• Технология проектирования программ;

• Методы тестирования программ;

• Методы доказательства правильности программ;

• Анализ качества работы программ;

• Документирование программ;

• Разработка и использование программных средств, облегчающих процесс проектирования программного обеспечения, и многое другое.

Программное обеспечение – неотъемлемая часть компьютерной системы. Оно является логическим продолжением технических средств. Сфера применения конкретного компьютера определяется созданным для него ПО.

Сам по себе компьютер не обладает знаниями ни в одной области применения. Все эти знания сосредоточены в выполняемых на компьютерах программах.Программное обеспечение современных компьютеров включает миллионы программ – от игровых до научных.

Как классифицируется программное обеспечение?

Программы, работающие на компьютере, можно разделить на три категории:

1. прикладные программы, непосредственно обеспечивающие выполнение необходимых пользователям работ (редактирование текстов, рисование картинок, обработка информационных массивов и т. д.)

2. системные программы, выполняющие различные вспомогательные функции, например создание копии используемой информации, выдачу справочной информации о компьютера, проверку работоспособности устройств компьютера и т. д.;

3. инструментальные программные системы, облегчающие процесс создания новых программ для компьютера.

Понятно, что грани между указанными тремя классами программ весьма условны, например, в состав программы системного характера может входить редактор текстов, т. е. программа прикладного характера.

При построении классификации ПО нужно учитывать тот факт, что стремительное развитие вычислительной техники и расширение сферы приложения компьютеров резко ускорили процесс эволюции программного обеспечения.

Если раньше можно было по пальцам перечислить основные категории ПО — операционные системы, трансляторы, пакеты прикладных программ, то сейчас ситуация коренным образом изменилась.

Развитие ПО пошло как вглубь (появились новые подходы к построению операционных систем, языков программирования и т.д.), так и вширь (прикладные программы перестали быть прикладными и приобрели самостоятельную ценность).

Соотношение между требующимися программными продуктами и имеющимися на рынке меняется очень быстро. Даже классические программные продукты, такие, как операционные системы, непрерывно развиваются и наделяются интеллектуальными функциями, многие из которых ранее относились только к интеллектуальным возможностям человека.

Кроме того, появились нетрадиционные программы, классифицировать которые по устоявшимся критериям очень трудно, а то и просто невозможно, как,  например, программа — электронный собеседник.

Прикладная программа — это любая конкретная программа, способствующая решению какой-либо задачи в пределах данной проблемной области.

Например, там, где на компьютер возложена задача контроля за финансовой деятельностью какой-либо фирмы, прикладной будет программа подготовки платежных ведомостей. Прикладные программы могут носить и общий характер, например, обеспечивать составление и печатание документов и т.п. В противоположность этому, операционная система или инструментальное ПО не вносят прямого вклада в удовлетворение конечных потребностей пользователя. Прикладные программы могут использоваться либо автономно, то есть решать поставленную задачу без помощи других программ, либо в составе программных комплексов или пакетов.

Системные программы выполняются вместе с прикладными и служат для управления ресурсами компьютера — центральным процессором, памятью, вводом-выводом.

Это программы общего пользования, которые предназначены для всех пользователей компьютера. Системное программное обеспечение разрабатывается так, чтобы компьютер мог эффективно выполнять прикладные программы.

Cреди десятков тысяч системных программ особое место занимают операционные системы, которые обеспечивают управление ресурсами компьютера с целью их эффективного использования.

Важными классами системных программ являются также программы вспомогательного назначения — утилиты (лат. utilitas — польза). Они либо расширяют и дополняют соответствующие возможности операционной системы, либо решают самостоятельные важные задачи. Кратко опишем некоторые разновидности утилит:

• программы контроля, тестирования и диагностики, которые используются для проверки правильности функционирования устройств компьютера и для обнаружения неисправностей в процессе эксплуатации; указывают причину и место неисправности;

• программы-драйверы, которые расширяют возможности операционной системы по управлению устройствами ввода-вывода, оперативной памятью и т.д.; с помощью драйверов возможно подключение к компьютеру новых устройств или нестандартное использование имеющихся;

• программы-упаковщики (архиваторы), которые позволяют записывать информацию на дисках более плотно, а также объединять копии нескольких файлов в один архивный файл;

• антивирусные программы, предназначенные для предотвращения заражения компьютерными вирусами и ликвидации последствий заражения вирусами;

Инструментальные программные средства — это программы, которые используются в ходе разработки, корректировки или развития других прикладных или системных программ.

По своему назначению они близки системам программирования. К инструментальным программам, например, относятся:

• редакторы;

• средства компоновки программ;

• отладочные программы, т.е. программы, помогающие находить и устранять ошибки в программе;

• вспомогательные программы, реализующие часто используемые системные действия;

• графические пакеты программ и т.п.

Инструментальные программные средства могут оказать помощь на всех стадиях разработки ПО.

4.Операционная система MS DOS. Определение и характеристика. Семейство операционных систем Windows. Характеристика и технология работы.

Операционная система

— это комплекс взаимосвязанных системных программ, назначение которого — организовать взаимодействие пользователя с компьютером и выполнение всех других программ.

Операционная система выполняет роль связующего звена между аппаратурой компьютера, с одной стороны, и выполняемыми программами, а также пользователем, с другой стороны.

Операционная система обычно хранится во внешней памяти компьютера — на диске. При включении компьютера она считывается с дисковой памяти и размещается в ОЗУ.

Этот процесс называется загрузкой операционной системы.

Под программным обеспечением (Software) понимается совокупность программ, выполняемых вычислительной системой.

В функции операционной системы входит:

• осуществление диалога с пользователем;

• ввод-вывод и управление данными;

• планирование и организация процесса обработки программ;

• распределение ресурсов (оперативной памяти и кэша, процессора, внешних устройств);

• запуск программ на выполнение;

• всевозможные вспомогательные операции обслуживания;

• передача информации между различными внутренними устройствами;

• программная поддержка работы периферийных устройств (дисплея, клавиатуры, дисковых накопителей, принтера и др.).

Операционную систему можно назвать программным продолжением устройства управления компьютера. Операционная система скрывает от пользователя сложные ненужные подробности взаимодействия с аппаратурой, образуя прослойку между ними. В результате этого люди освобождаются от очень трудоёмкой работы по организации взаимодействия с аппаратурой компьютера.

MS-DOS

расшифровывается как дисковая операционная система. Операционная система - это программа, координирующая действия вычислительной машины; под ее управлением осуществляется выполнение программ. MS-DOS - операционная система, расположенная на дисках. Разработчиком MS-DOS является Корпорация Microsoft.

В операционной системе MS dos используется текстовый интерфейс. Взаимодействие между пользователем и ОС происходит в форме диалога. В в MS dos выводится на экран дисплея приглашения к вводу команд. Команда ОС представляет собой записанный по специальным правилам текст, обработав который система «поймет», что именно требует от нее пользователь, и выполнит запрошенное пользователем действие.

• ver – узнать версию ос

После успешного или безуспешного завершения выполнения команды ос вновь выводит на экран приглашение и ожидает следующей команды пользователя. Таким образом, диалог пользователя и ос протекает в виде обмена текстовыми фразами. Так как приглашение MS dos вместе с командой пользователя занимает на экране дисплея одну строку, то эту строку стали называть командной строкой, а текстовый интерфейс приобрел еще одно название – интерфейс командной строки.

Практика работы с ос MS dos показала, что для большинства пользователей текстовый интерфейс сложен и неудобен, поэтому стали разрабатывать всевозможные вспомогательные программы, которые должны обеспечивать более удобный для пользователя способ взаимодействия с ос. Такие программы получили название оболочек.

Оболочкой – называется вспомогательная программа, обеспечивающая более удобный для пользователя способ работы с ос.

Они не являются независимыми программами. (Norton Commander, Volkov Commander, Dos Shell). Norton Commander – использует табличный интерфейс

WINDOWS.

Немного позднее была разработана еще одна оболочка – Windows, теперь уже с графическим интерфейсом пользователя. Графический интерфейс windows базируется на понятии окно, поэтому его иногда называют оконным интерфейсом. Отличительной особенностью этого интерфейса является широкое использование условных, легко запоминающихся значков – пиктограмм, закрепленных за теми или иными действиями, программами, устройствами и т.д.Было разработано несколько версий – Windows 3.0, Windows 3.10 и Windows 3.11, которые впоследствии стали называться семейством оболочек Windows.

Затем были разработаны пришедшие на смену MS dos самостоятельные операционные системы Windows 95, Windows 98, Windows Me И ОС семейства NT: Win NT,Win 2000, Win Server 2003, Win XP, Win Server 2008, Win Vista, Win 7

• ОС Windows обеспечивает единообразный интерфейс для всех своих компонентов, а также для программ, которые разработаны для работы под управлением Windows.

• ОС Windows является графической средой, поэтому управление ее работой лучше всего осуществляется с помощью мыши.

• В отличие от мс ДОС, которая может управлять выполнением только одной программы, ос виндоуз может обеспечить одновременное и независимее друг от друга выполнение нескольких программ.

• Непосредственно в состав ос включено несколько инструментальных и прикладных программ.

• Для работы под управлением виндоуз разработано огромное количество универсальных и специализированных программ.

ИНТЕРНЕТ-ТЕХНОЛОГИИ И ИНФОРМАЦИОННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ

5.Компьютерные сети. Понятие протокола. Сеть Интернет. Адресация в сети Интернет. Доменная система имен.