Занятие 9 Конспекты для студентов 1 курса

Т ема: Принципы обработки информации компьютером. Арифметические и логические основы работы компьютера. Программный принцип работы компьютера. Алгоритмы и способы их описания.

1. Принципы обработки информации компьютером. Арифметические и логические основы работы компьютера.

Любой студент постоянно занят определённой работой с информацией: читает учебник, пересказывает другому студенту какие-то сведения, заучивает правила, решает задачи. Профессии многих людей так же связаны исключительно с информационной деятельностью: это преподаватели, журналисты, писатели и т.д. Все они выполняют процессы, связанные с информацией, а именно, информационные процессы.

Информационные процессы - это последовательные действия с информацией, приводящие к какому-либо результату.

Какой бы информационной деятельностью люди не занимались, вся она сводится к осуществлению таких информационных процессов: поиск, обработка, хранение и передача информации. Остановимся сначала подробнее на процессе обработки информации компьютером. Несмотря на многообразие решаемых с помощью компьютера задач, принцип применения компьютера в каждом случае один и тот же: информация, поступающая в компьютер, обрабатывается с целью получения требуемых результатов.

Компьютер или ЭВМ (электронно-вычислительная машина) – это универсальное техническое (электронное) средство для автоматической обработки информации.

С давних времён люди стремились облегчить свой труд. С этой целью они создавали различные машины и механизмы. Компьютер был изобретен в середине XX века для ускорения умственной работы человека. Из истории науки и техники известно, что идеи многих своих изобретений человек "подглядел" в природе. Например, ещё в XV веке великий итальянский учёный и художник Леонардо да Винчи изучал строение тел птиц и использовал эти знания для конструирования летательных аппаратов. Русский учёный Н. Е. Жуковский, основоположник аэродинамики, также исследовал механизм полёта птиц. Результаты этих исследований используются при расчётах конструкций самолетов. Можно сказать, что Леонардо да Винчи и Жуковский "списывали" свои летающие машины с птиц.

А есть ли в природе прототип у компьютера? Да! Таким прототипом является сам человек. Только изобретатели стремились передать компьютеру не физические, а интеллектуальные возможности человека.

Любой компьютер – сложнейшее техническое устройство. Но даже такое сложное устройство, как всё в природе и в технике, состоит из простейших элементов. Любой электронный блок компьютера состоит из базовых логических схем (элементов), объединяемых по правилам и законам алгебры логики в схемы, модули. В этом и состоит логическая основа работы компьютера.

Логика – наука о законах и формах мышления. Математическая логика, которая образует теоретическую основу информатики, изучает любые рассуждения с помощью методов математики.

Алгебра логики (булева алгебра) – это раздел математической логики, значения всех элементов (функций и аргументов) которой определены в двухэлементном множестве: 0 и 1.

Она возникла в XIX веке благодаря усилиям английского математика Джорджа Буля. Поначалу булева алгебра не имела никакого практического значения. Однако уже в XX веке её положения нашли применение в разработке различных электронных схем. Законы и аппарат алгебры логики стали использоваться при проектировании различных частей компьютеров (память, процессор).

Алгебра логики оперирует логическими высказываниями. Под высказыванием понимают повествовательное предложение, относительно которого имеет смысл говорить, истинно оно или ложно. Над высказываниями можно производить определенные логические операции, в результате которых получаются новые высказывания. Наиболее часто используются логические операции, выражаемые словами «не», «и», «или».

Логические элементы компьютера оперируют с сигналами, представляющими собой электрические импульсы. Есть импульс – логический смысл сигнала – 1, нет импульса – 0. На входы логического элемента поступают сигналы-значения аргументов, на выходе появляется сигнал-значение функции. Базовые логические элементы реализуют три основные логические операции: И, НЕ, ИЛИ.