2.3. Завдання

1. Розглянути структурну схему інформатики, дати її опис.

2. Дати визначення інформаційної технології, описати її складові.

3. Навести перелік середовищ передачі інформації.

4. Навести приклади обробки інформації людиною.

5. За якої умови формула Шеннона переходить в формулу Хартлі.

6. Знайти екстремум функції Н для N = 2. Визначити вид екстремуму.

7. Побудувати графік зміни ентропії від величини ймовірності для N = 2, користуючись ЕОМ.

8. У чому відмінність позиційної і непозиційною систем числення.

9. Привести порівняльну таблицю чисел з десятковій, двійковій, вісімковій і шістнадцятковій системами числення.

10. Перевести число з двійкової системи числення у вісімкову і шістнадцяткову (табл. 1.1).

Таблиця 1.1

1.	1100101001000,1011011	14.	1000111,1101	27.	1101010100,111
2.	10111100,0011	15.	10101100111,101101	28.	10000100,01111
3.	1110011,1111	16.	11010011,1101	29.	1111000110,1011
4.	10111,0000101	17.	10110110111,001	30.	100011100,01010011
5.	1000011111,0101	18.	100101110111101,111	31.	10101001,111011111
6.	1111010101,11	19.	1101001110011101,0101
7.	10000000100,011	20.	1001011010110111,00101
8.	111000010,00101	21.	1101001110011101,1101
9.	10111000110,111	22.	1001011010110111,101
10.	1100000011,011	23.	110010101110,11101
11.	101010111,1	24.	1101011101,00011
12.	11010100,111	25.	11100101,1100101
13.	100111,000101	26.	1110111001,01

3. Лабораторна робота № 2 "ознайомлення з апаратною реалізацією інтерфейсів ibм-сумісного пк та системою його електроживлення"

3.1. Ціль роботи

Вивчити:

• принципи фон-нейманівської архітектури обчислювальних машин;

• логічну схему комп’ютера з цією архітектурою;

• функції процесора і пам'яті;

• складові материнської плати;

• можливі комплектації ПК;

• класифікацію комп'ютерів за принципом побудови і дії, продуктивності і характеру використання, умовам експлуатації;

• систему електроживлення.

3.2. Теоретична частина

Комп'ютер – електронний пристрій, що виконує операції введення інформації, зберігання та оброблення її за певною програмою, виведення одержаних результатів у формі, придатній для сприйняття людиною.

Конструктивно комп'ютер складається з апаратури (HardWare), побудованої, в основному, з використанням електронних та електромеханічних елементів і пристроїв.

Дія комп'ютера полягає у виконанні програм (SoftWare) – заздалегідь заданих, чітко визначених послідовностей арифметичних, логічних і інших операцій.

В основі побудови всіх IBM РС-сумісних комп'ютерів лежить так звана фон-нейманівська архітектура обчислювальних машин.

Її основні принципи:

1. Принцип програмного керування. З нього випливає, що програма складається з набору команд, які виконуються автоматично одна за другою в певній послідовності.

2. Принцип однорідності пам'яті. Він означає, що програми і дані зберігаються в одній і тій же пам'яті і комп'ютер не розрізняє, зберігається в комірці число, текст або команда.

3. Принцип адресності. Основна пам'ять складається з перенумерованих  комірок, до кожної з них можна звертатися з використанням її адреси.

Логічна схема комп'ютера з такою архітектурою складається з наступних елементів:

• процесора, в який входять:

• арифметико-логічний пристрій (АЛП);

• пристрій управління (ПУ);

• пам'яті;

• пристрою введення-виведення.

Ці пристрої з'єднані каналами зв'язку, по яких передається інформація.

Арифметико-логічний пристрій і пристрій управління виділяються умовно, конструктивно вони нероздільні.

До їх складу входять регістри (спеціалізовані додаткові комірки пам'яті), в яких короткочасно зберігаються числа або команди.

Основним елементом регістра є тригер – електронний пристрій, здатний зберігати одну двійкову цифру (розряд двійкового коду).

Регістр являє собою сукупність тригерів, пов'язаних один з одним певним чином загальною системою управління.

Деякі важливі регістри отримали свої назви:

• суматор – регістр АЛП, що бере участь у виконанні кожної операції;

• лічильник команд – регістр ПУ, вміст якого відповідає адресі чергової виконуваної команди і служить для автоматичної вибірки програми з послідовних комірок пам'яті;

• регістр команд – регістр ПУ для зберігання коду команди на період часу, необхідного для її виконання (частина його розрядів викори-стовується для зберігання коду операції, інші – для збереження кодів адресів операндів).

Функції процесора:

• обробка даних по заданій програмі шляхом виконання арифметичних і логічних операцій;

• програмне керування роботою пристроїв комп'ютера.

Функції пам'яті:

• прийом інформації з інших пристроїв;

• запам'ятовування інформації;

• видача інформації за запитом в інші пристрої комп'ютера.

Компоненти, які можуть входити до складу сучасного персонального комп’ютера:

• процесор;

• системна (материнська) плата;

• пам'ять (оперативна пам'ять);

• корпус;

• блок електроживлення;

• блок охолодження;

• дисковод для гнучких дисків (застаріває);

• жорсткий диск (вінчестер);

• накопичувач CD-ROM, CD-R або DVD-ROM;

• пристрої введення;

• відеоадаптер;

• монітор (дисплей);

• звукова плата;

• акустичні системи.

Материнська плата є основою системного блока. На материнській платі розміщуються усі необхідні компоненти для роботи усієї системи: слоти, процесори, плати розширення, транзистори й багато інше. На рис. 3.1 представлена одна з моделей материнських плат фірми FАХСОNN.

Рис 3.1. Материнська плата

Розшифровка до рис. 3.1: 1 – сокет для процесора; 2 –куллер над північним мостом; 3 – південний міст; 4 і 5 – слоти для модуля пам’яті; 6 – роз'єм для floppy-дисковода; 7 –роз'єм для пристроїв АТА100/АТА133; 8 – роз'єм для пристроїв Serial ATA; 9 – слоти PCI; 10 – слоти PCI-Express х16; 11 – слоти PCI-Express xl; 12 – 24-контактный роз'єм АТХ для блока живлення; 13 – 8-контактний додатковий роз'єм ATX12v для процесора;14 – роз'єм для живлення відеокарти; 15 – стабілізатор напругі; 16 – контролер для інтерфейсу IEEE 1384 (FireWire); 17 – аудіоконтролер; 18 – мережевий контролер; 19 – BIOS ROM (CMOS); 20 – батарейка для BIOS.

Система електроживлення

Комп'ютер отримує електроенергію від живильної мережі напругою 220 вольт з частотою 50/60 Гц. На вході блоку стоїть мережевий фільтр. Якщо вихідна потужність невелика, то за ним може бути підключений понижуючий трансформатор, який забезпечує необхідну напругу і гальванічну розв'язку питомих ланцюгів від мережі змінного струму. Вихідна напруга може стабілізуватися безперервним або імпульсним низьковольтним стабілізатором напруги.

Головний недолік такого блоку – великі габарити низькочастотного силового трансформатора. Він також може відчутно нагріватися.

У блоках живлення з безтрансформаторним входом понижуючий трансформатор працює на високій частоті – в десятки і навіть сотні кілогерц. Це дозволяє зменшити габарити і вагу блоку живлення.

Можлива комплектація ПК наведена в табл. 3.1.

Таблиця 3.1

Системний блок	Блок живлення • Система охолодження • Материнська плата • Центральний процесор • Шини • Відеокарта • Звукова плата • Мережева плата
Комп'ютерна пам'ять	Оперативна пам'ять • Твердотільний накопичувач (Флеш-пам'ять) • Жорсткий диск • Запам'ятовуючі пристрої з довільній доступом
Запам'ятовувальні пристрої	Дисковод (Дискета) • Стример • Оптичний привід (CD • DVD • Blu-rayDisc) • Кардрідер
Пристрої виводу	Монітор • Акустика • Принтер • Графобудівник (плоттер)
Пристрої введення	Клавіатура • Миша • Трекбол • TrackPoint • Тачпад • Мікрофон • Світлове перо • Графічний планшет • Сенсорний екран • Сканер • Веб-камера
Ігрові пристрої	Джойстик • Кермо • Штурвал • Педалі • Пістолет • Paddle • Геймпад • Денспад • Трекер
Інше	Динамік • Модем • ДБЖ • ТВ-тюнер

За принципом побудови і дії комп'ютери діляться на:

• аналогові;

• цифрові;

• комбіновані.

Аналогові машини – обчислювальні машини безперервної дії, які обробляють аналогові дані.

Комбіновані машини – обчислювальні машини, що поєднують аналогову та цифрову форми обробки даних.

Цифрові комп'ютери по продуктивності і характеру використання можна умовно поділити на:

• мікрокомп'ютери, в тому числі – персональні комп'ютери;

• мінікомп'ютери;

• мейнфрейми (універсальні комп'ютери);

• суперкомп'ютери.

За умовами експлуатації комп'ютери діляться на два типи:

• офісні (універсальні);

• спеціальні.

Офісні комп'ютери призначені для вирішення широкого класу задач при нормальних умовах експлуатації.

Спеціальні комп'ютери служать для вирішення більш вузького класу задач або навіть однієї задачі, що вимагає багаторазового рішення, і функціонують в особливих умовах експлуатації. Машинні ресурси спеціальних комп'ютерів часто обмежені. Однак їх вузька орієнтація дозволяє реалізувати заданий клас задач найбільш ефективно.

Умовно можна виділити:

• керуючі;

• бортові;

• побутові;

• виділені спеціальні комп'ютери та ін.