1. Понятие об информации.

Информация (лат.Information –разъяснение, изложение).

Информация – специфический атрибут реального мира, представляет собой его объективное отражение в виде совокупности сигналов и проявляющийся при взаимодействии с приёмником информации, позволяющим выделять, регистрировать эти сигналы из окружающего мира и по тому или иному критерию их идентифицировать :

Информация объективна , так как это свойство материи

1) Информация проявляется в виде сигналов и лишь при взаимодействии объектов

2)Одна и та же информация различными получателями может интерпретирована по разному в зависимости от настройки приёмника.

2. 2.Предмет и задачи информатики.

Информатика – группа дисциплин, изучающие свойства информации, а также способы представления, накопления, обработки и передачи информации с помощью технических средств.

Составляющие:

1. Аппаратное обеспечение средств вычислительной техники

2. Программное обеспечение вычислительной техники

3. Интеллектуальное обеспечение вычислительной техники

4. Средство взаимодействия аппаратного и программного обеспечений

5. Средство взаимодействия человека с аппаратным и программным обеспечениями

Задачи:

1. Разработка вычислительных систем и программного обеспечения

2. Интерфейс вычислительных систем т.е. приёмы и методы управления аппаратным и программным обеспечениями

3. Математическое моделирование; методы вычислительной и прикладной математики

4. Методы искусственного интеллекта, моделирующие методы логического и аналитического мышления

5. Системный анализ, изучающий методологические средства, используемые для подготовки и обоснования решений по сложным проблемам

6. Методы машинной графики, анимации, средства мультимедиа

7. Телекоммуникационные системы и сети

8. Защита информации

9. Автоматизация

10. Стандартизация – обеспечение совместимости аппаратными и программными средствами и между фарматами представления данных

3. Представление числовой и текстовой информации в ЭВМ.

В компьютере вся информация представлена в двоичной системе (нули и единицы). Числа записываются с использованием знаковых систем – систем счисления. Количество цифр в системе –основание. Для перевода числа из десятичной в двоичною нужно:

1. Взять целую часть числа и делить его на 2 выделяя остатки от деления пока в результате не получится 1 или 0, записывается в обратном порядке

2. Берём дробную часть и умножая её на 2 и выделяют целую часть, действия повторяются пока дробная часть не равна 0, записывается в порядке получения

Текст. Каждому знаку ставится в соответствие десятинный код (т.е. символы нумеруются начиная с 0) и после этого десятичные коды переводятся в двоичную систему. ASCII [0;255] т.е. каждый символ кодируется 8-ю битами. UNICODE [0;65536] – каждый 2-мя байтами.

4. Представление графической и звуковой информации в ЭВМ.

Графика

(Растровая)

В процессе кодирования изображение производится его пространственная дискретизация т.е. изображение разбивается на отдельные фрагменты – пиксели, каждому пикселю присваивается код его цвета. RGB – цвет это результат смешения красного, зелёного и синего. (способ задания цвета пикселя)

Качество зависит:

1. Размерность пикселя

2. Количество цветов

(векторная) Используются готовые графические примитивы (линии, прямоугольники, овалы и т.д.). Описывается в координатной форме с указанием цвета их элемента.

Звук

Звук оцифровывается, дискретизуется, квантуется т.е. в процессе кодирования звука производится его временАя дискретизация – разбиение на отдельные маленькие временные участки, для каждого участка устанавливается определённая величина амплитуды. Полученные величины сигнала сопоставляются с определённым значением из заранее выделенного диапазона (256/8бит) или 65336 (16 бит).

5. Структура ЭВМ по фон Нейману. Принципы фон Неймана.

Компьютер должен содержать (структура):

1. Оперативное запоминающие устройство (ОЗУ) для хранения программ и данных

2. Арифметическое логическое устройство (АЛУ) для выполнения операций над данными

3. Устройство управления (УУ)

4. Внешнее устройство (ВУ) ввод/вывод. Хранение информации

АЛУ и УУ образуют процессор, содержащий регистры для временного хранения. ОЗУ состоит из пронумерованных ячеек.

Принципы:

1. Принцип адресности – к ячейке можно обратиться для считывания или записи информации по её адресу

2. Принцип однородности памяти –любая информация представляется в виде набора битов и размещается в ячейках памяти. Наборы битов отличатся друг от друга лишь по способу их использования, что определяется программой и устройством управления

3. Принцип произвольного доступа к ОЗУ – любая ячейка ОЗУ в любой момент времени должна быть легкодоступна для записи или считывания т.е. время доступа должно быть одинаково для всех ячеек

4. П ринцип программного управления – программа для решения задачи хранится с исходными данными и программа выполняется автоматически по сигналу устройства управления . Программа, записанная в ОЗУ, состоит из машинных команд. Машинная команда – двоичный код, состоящий из 2-х частей (операционной и адресной)

6. Классификация ЭВМ. Персональные компьютеры.

по принципу действия. Критерием деления вычислительных машин здесь является форма представления информации, с которой они работают

1.аналоговые (АВМ) - вычислительные машины непрерывного действия, работают с информацией, представленной в непрерывной (аналоговой) форме, т.е. в виде непрерывного ряда значений какой-либо физической величины (чаще всего электрического напряжения).

2.   цифровые (ЦВМ) - вычислительные машины дискретного действия, работают с информацией, представленной в дискретной, а точнее, в цифровой форме.

3.   гибридные(ГВМ) - вычислительные машины комбинированного действия, работают с информацией, представленной и в цифровой, и в аналоговой форме;

 по назначению

1. универсальные (общего назначения) - предназначены для решения самых различных технических задач: экономических, математических, информационных и других задач, отличающихся сложностью алгоритмов и большим объемом обрабатываемых данных.

2. проблемно-ориентированные - служат для решения более узкого круга задач, связанных, как правило, с управлением технологическими объектами; регистрацией, накоплением и обработкой относительно небольших объемов данных; выполнением расчетов по относительно несложным алгоритмам

3. специализированные - используются для решения узкого крута задач или реализации строго определенной группы функций.вычислительных систем.

·   по размерам и функциональным возможностям

1.  сверхбольшие (суперЭВМ)

2. большие

3.  малые

4.   мини

5. сверхмалые (микроЭВМ)

ПК – электронная вычислительная машина , с которой может работать пользователь, не являясь профессиональным программистом. Характеризуется дружественным интерфейсом пользователя, малыми габаритами и массой, невысокой стоймостью и многофункциональностью. Принцип открытой архитектуры т.е. заменяемые отдельные узлы и детали.

7. Персональный компьютер типа IBMPC. Логическая схема.

Типовая конфигурация ПК типа IBM PC включает: системный блок, дисплей и клавиатуру.

Структурная схема может быть разделена на три больших отдела: память, процессор и периферийное оборудование.

8. Внутренние устройства ПК:микропроцессор, ОЗУ, ПЗУ, шина, микросхемы поддержки.

Микропроцессор (МП) — центральный блок ПК, предназначенный для управления работой всех блоков машины и для выполнения арифметических и логических операций над информацией.

ОЗУ (оперативное запоминающее устройство) –массив ячеек, способных хранить данные; предназначено для оперативной записи, хранения и считывания информации (программ и данных), непосредственно участвующей в информационно-вычислительном процессе, выполняемом ПК в текущий период времени.

ПЗУ (постоянное запоминающее устройство) - предназначено для хранения неизменяемой (постоянной) программной и справочной информации позволяет оперативно только считывать информацию, хранящуюся в нем (изменить информацию в ПЗУ нельзя).

Системная шина — основная интерфейсная система компьютера, обеспечивающая сопряжение и связь всех его устройств между собой.

Системная шина включает в себя:

шину данных, содержащую провода и схемы сопряжения для параллельной передачи всех разрядов числового кода (машинного слова) операнда;

шину адреса, содержащую провода и схемы сопряжения для параллельной передачи всех разрядов кода адреса ячейки основной памяти или порта ввода-вывода внешнего устройства;

шину команд, содержащую провода и схемы сопряжения для передачи инструкций (управляющих сигналов, импульсов) во все блоки машины;

шину питания, содержащую провода и схемы сопряжения для подключения блоков ПК к системе энергопитания.

Микросхемы поддержки – микросхемы, управляющие другими микросхемами. Микросхемы поддержки могут нести ответственность за такие процессы, как управление потоком информации, проходящим через внутренние электрические цепи (какими являются контроллер прерываний и DMA-контроллер), и управление потоком информации, идущим по направлению от или к конкретному устройству (такому как дисплей или дисковод), присоединенному к компьютеру. Эти так называемые контроллеры устройств часто монтируются на отдельной плате, которая вставляется в один из дополнительных разъемов PC.

9. Внешние устройства пк. Адаптеры и контроллеры.

ВУ ПК обеспечивают взаимодействие машины с окружающей средой: пользователями, объектами управления и другими ЭВМ - диалоговые средства пользователя (монитор и и устройства речевого ввода информации), устройства ввода информации (клавиатура, графические планшеты, сканер), устройства вывода информации (принтеры, графопостроители), средства связи и телекоммуникации (цифро-аналоговые и аналого-цифровые преобразователи, сетевые интерфейсные платы, “стыки”, мультиплексоры передачи данных, модемы). Подключение всех внешних устройств: клавиатуры, монитора, внешних ЗУ, мыши, принтера и т.д. обеспечивается через контроллеры, адаптеры, карты. Адаптер – устройство, приспособление для соединения.Контроллер — устройство управления в электронике и вычислительной технике. Основные:

Видеокарта – электронное устройство, преобразующее графический образ, хранящийся как содержимое памяти компьютера ( или самого адаптера) в форму для дальнейшего вывода на экран монитора

Звуковая карта – дополнительное оборудование ПК, позволяющее обрабатывать звук ( выводить на акустические системы и/или записывать)

Сетевая карта – периферийное устройство, позволяющее компьютеру взаимодействовать с другими устройствами сети

10. Программное обеспечение пк. Классификация.

• Под программным обеспечением  понимается совокупность программ, выполняемых вычислительной системой. Программы,  работающие на компьютере, можно разделить на три категории:

• -  прикладные программы, непосредственно обеспечивающие выполнение необходимых пользователям работ: редактирование текстов, рисование картинок, обработка информационных массивов и т. д.;

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

• -  Вспомогательное ПО (инструментальные системы и утилиты) (Программы – упаковщики, программы для создания резервных копий информации на дисках, антивирусные программы)

• 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.

11. Операционные системы для пк.

Операционная система представляет собой комплекс системных и служебных программ, управляющий ресурсами вычислительной системы и обеспечивающий пользовательский интерфейс, программно-аппаратный и программный интерфейс. Она опирается на базовое программное обеспечение – базовую систему ввода-вывода BIOS (BaseInput-OutputSystem. Программы, работающие под управлением операционной системы, называются приложениями. Под ресурсами вычислительной системы понимаются объем оперативной памяти, процессорное время, объем внешней памяти, внешние устройства.

Каждая ОС состоит как минимум из пяти обязательных частей.

Первая — «переводчик» с программного языка на «железный», язык машинных кодов.

Вторая — специализированные программки для управления различными устройствами, входящими в состав компьютера. Такие программки называются управляющими.

Третья часть — интерфейсы, специальные модули для выполнения стандартных процедур и функций, с которыми взаимодействуют прикладные программы (DirectX, FlashPlayer и т.д.)

Четвертая часть — «база данных», в которую система вносит сведения обо всех своих настройках, об установленных программах и многом другом.

Пятая часть — удобная оболочка, с которой общается пользователь.

в зависимости от алгоритма управления процессором, операционные системы делятся на:

 Однозадачные и многозадачные

 Однопользовательские и многопользовательские

 Однопроцессорные и многопроцессорные системы

 Локальные и сетевые.

По числу одновременно выполняемых задач операционные системы делятся на два класса:

 Однозадачные (MS DOS)

 Многозадачные (OS/2, Unix, Windows)

В однозадачных системах используются средства управления периферийными устройствами, средства управления файлами, средства общения с пользователями. Многозадачные ОС используют все средства, которые характерны для однозадачных,  и, кроме того, управляют разделением совместно используемых ресурсов: процессор, ОЗУ, файлы и внешние устройства.

В зависимости от областей использования многозадачные ОС подразделяются на три типа:

 Системы пакетной обработки (ОС ЕС)

 Системы с разделением времени (Unix, Linux, Windows)

 Системы реального времени (RT11)