9ndslbNJVU

УДК 808: 37: 808.2-56

Начинаем знакомиться с текстами по информатике: Методические ука-

зания по развитию речи / Сост.: Н. В. Кондратьева, Н. А. Майор, Е. А. Смирнова; Под ред. Е. А. Смирновой. СПб.: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2014. 42 с.

Являются методическими указаниями по развитию навыков письменной и устной речи. Содержат лексику и грамматические конструкции, соответствующие «Рабочей программе по русскому языку» для иностранных учащихся, а также лексику и синтаксические конструкции, типичные для научного стиля современного русского литературного языка. Все тексты снабжены вопросами. Направлены на совершенствование навыков чтения, аудирования и говорения. Могут быть использованы как для работы в аудитории под руководством преподавателя, так и для самостоятельной работы, а также в качестве текстов для домашнего чтения.

Предназначены для иностранных студентов 1–2-го курсов всех специальностей, также могут быть использованы для работы с магистрантами, стажёрами и аспирантами, китайскими слушателями, обучающимися в рамках совместной образовательной программы «ЛЭТИ – СТИ».

Утверждено редакционно-издательским советом университета

в качестве методических указаний

© СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2014

2

ИНФОРМАТИКА, ИНФОРМАЦИЯ…

Информация – одно из самых популярных в наши дни понятий. Кажется, что появилось оно совсем недавно. На самом деле слово «информация» имеет древние корни и происходит от латинского слова informatio – разъяснение, изложение. Вся история человечества – это история накопления знаний об окружающем мире и о самом человеке и передача этих знаний следующим поколениям. Можно ска-

зать, что «Информация – это сведения об окружающем мире и процессах, в

нем происходящих». Вся мировая история – это также история совершенствования способов сохранения и передачи этих сведений.

Обобщать накопленный опыт, развивать и изучать эти способы – задача информатики. Она оформилась как наука тогда, когда появились первые компьютеры. Это следует уже из самого распространенного определения информатики:

«Информатика – это наука о методах и способах сбора, хранения, обработки передачи информации с помощью средств вычислительной техники».

Название «информатика» появилось не сразу. В разных странах она называлась по-разному. В англоязычных странах новую науку стали называть Computer Science (то есть вычислительной наукой), а во франкоязычных странах informa-

tique (то есть информатика). На самом деле информатика не просто наука. Это целая область знаний. Как, впрочем, и другие современные науки, объединяющие различные научные направления. Например, есть теоретическая физика, физика твердого тела, физика дискретного пространства-времени, физика высоких энергий, физика плазмы, физика полупроводников и т. д.

Возникнув как наука о передовых способах хранения, передачи, обработки

информации, информатика развивается по многим направлениям: теория информации; разработка новых аппаратных средств (hardware); разработка программного обеспечения (software); языки программирования; компьютерные сети; робото-

техника и системы искусственного интеллекта и т. д.

Если бы не существовало способов хранения и передачи информации, каждому новому поколению приходилось бы, как говорится, «начинать с нуля». Прогресс был бы невозможен. Но накопление информации происходило параллельно с накоплением методов ее хранения и передачи.

Человек получает информацию из внешнего мира с помощью органов чувств: зрения, слуха, осязания, обоняния, вкуса. Соответственно информацию можно хранить и передавать в виде знаков на бумаге, звуков, запахов. Информацию можно передавать в виде знаков на бумаге, устной речи, графических изображений, музыкальных звуков, электрических сигналов и т. д.

Информация может быть связана с различными материальными носителями (бумага, холст, магнитная лента, фотопленка и т. д.), ее передача всегда связана с затратами энергии. Вещество, энергия, информация являются основными понятиями науки и неразрывно связаны между собой.

Для того чтобы информация была пригодна для использования, она должна

обладать следующими основными свойствами:

3

●полнотой, т. е. должна быть представлена в полном объеме;

●достоверностью, т. е. должна отражать действительную ситуацию;

●ценностью, т. е. должна быть важна для того, кто ею воспользуется;

●актуальностью, т. е. должна отражать положение на текущий мо-

мент;

●понятностью, т. е. должна быть представлена на языке, понятном тому, кто ею пользуется.

В разных ситуациях одна и та же информация может обладать или не обладать этими свойствами. Приведем простой пример. Вы звоните другу и узнаете расписание занятий на завтра, а он по ошибке сообщает вам расписание на послезавтра или на завтра, но только на первые два занятия. Несложно определить, какими свойствами полученная информация обладать не будет и, как следствие, сможете ли вы ею воспользоваться. Ваш собственный опыт подскажет и другие примеры.

Над информацией можно выполнять различные операции. Информацию можно: создавать; передавать; принимать; сохранять; запоминать; искать; копировать; обрабатывать; кодировать; разрушать; измерять; делить на части; и т. д.

Некоторые из этих операций нуждаются в пояснении.

Обработка информации – любое преобразование информации, производимое по определенным правилам. Примером преобразования информации может служить редактирование текста или рисунка, вычисления.

Для того чтобы информация могла обрабатываться компьютером, она кодируется. Кодирование – это представление символов одного алфавита символами другого.

Для кодирования, как правило, используется двоичная система счисления, в алфавите которой только два символа: 0 и 1. Такое кодирование напоминает кодирование с помощью азбуки Морзе, в которой каждый символ представляется в виде определенной последовательности точек и тире. Причем, 1 – означает наличие сигнала, 0 – его отсутствие. Один двоичный символ получил название бит, от английской аббревиатуры bit (binary digit), что означает двоичная цифра. Любой символ, букву, цифру можно представить кодом, состоящим из последовательности двоичных символов.

Существуют различные системы кодирования. Например, в системе КОИ-7 (ее полное название «код обмена информацией») каждый символ кодируется последовательностью из семи нулей и единиц. Это российская

система кодирования. Позднее она уступила место американской системе

ASCII (это аббревиатура названия "American Standard Code for Information Interchange", что переводится как «американский стандартный код инфор-

4

мационного обмена»). Для кодирования одного символа (а всего нужно было определить коды для 256 символов: букв русского и латинского алфавита, цифр и специальных символов) необходима последовательность из восьми нулей и единиц, т. е. из восьми разрядов.

В бытовом смысле количество информации связано с ее смыслом (одна и та же фраза, повторенная другими словами, ничего нового не добавит к тому, что уже сказано). Если представлять информацию просто как последовательность символов, то чем больше количество символов, тем больше информации. Именно такой подход принят в информатике.

Для определения количества информации введены следующие единицы измерения: 1 бит = 1 разряд (может принимать значение 0 или 1); 1 байт =

=8 разрядов; 1 Кбайт = 1024 байта (210); 1 Мбайт = 1024 Кбайт; 1 Гбайт =

=1024 Мбайт; 1 Тбайт = 1024 Гбайт. Таким образом, биты, байты, килобайты, мегабайты, гигабайты, терабайты – это единицы измерения количества

информации.

Сраспространением современных информационных технологий в мире возникла необходимость кодировать символы алфавитов других языков: японского, корейского, арабского, хинди, а также других специальных сим-

волов. На смену старой системе пришла новая универсальная система – UNICODE, в которой один символ кодируется не одним, а двумя байтами.

Информационная технология – совокупность методов и устройств, используемых людьми для обработки информации.

Информатизация – массовое внедрение компьютеров и информационных технологий во все области жизни.

Цель информатизации – расширение возможностей коммуникации (общения и обмена информацией), обеспечение быстрого доступа к источникам информации в любой части мира, новых возможностей для получения знаний, повышение производительности труда и улучшение условий жизни людей.

ЗАДАНИЯ

1.Подберите однокоренные слова к слову информатика. Составьте с ними предложения.

2.Запомните управление следующих глаголов. Составьте с ними предложения.

Изучать (что?); сохранять (что?); развивать (что?); хранить (что?) в ви-

де (чего?); передавать (что? кому?); кодировать (что? чем?); (что?) обладает (чем?).

5

для счета – абак (в переводе с греческого – дощечка). Абак представлял собой глиняную дощечку с углублениями, по которым перекатывали камешки – «калькули». У китайцев приспособление с похожим принципом действия называлось «суан-пан», у японцев – «серобян», в России – «счёты».

Такие приспособления продолжали применять и в эпоху Возрождения. Еще одно приспособление для счета – логарифмические линейки. Ими всего 30 лет назад пользовались все студенты, логарифмическими таблицами мы пользуемся до сих пор, но многие даже не подозревают, что их автор,

Джон Непер, разработал таблицы и палочки для счета на основе таблиц еще в начале XVII века.

Вычислительные механические машины появились в это же время. Одна из таких машин была изобретена в 1624 г. Вильгельмом Шиккардом и названа «часами для счета», поскольку в основе их конструкции лежали зубчатые колеса, как в механических часах. Каждое колесико имело 10 зубцов. Каждое колесико соответствовало своему десятичному порядку: «колесо единиц», «колесо десятков», «колесо сотен» и т. д. Каждое следующее колесо вращалось в 10 раз медленнее предыдущего и проворачивалось на один зубец тогда, когда колесико меньшего порядка совершало полный оборот. Таков принцип действия практически всех механических вычислительных машин.

В середине XVII века французский ученый Блез Паскаль изобрел механическую машину «Паскалина», выполнявшую четыре арифметических действия. Несколько десятилетий спустя свой вариант такой машины изобрел Готфрид Вильгельм Лейбниц. Он послал ее в подарок русскому царю Петру I. Свои проекты машин для вычислений создавали и воплощали многие ученые и изобретатели.

Принципиально новую вычислительную машину предложил Чарльз Бэббидж. В отличие от всех предыдущих, машина Бэббиджа должна была работать сама, без непосредственного участия человека, дергающего рычажки для совершения последующего действия. «Разностная» или, как ее еще называли «Аналитическая» машина Бэббиджа должна была работать по заранее составленной и введенной в машину программе. Леди Ада Августа Лавлейс, составлявшая программы для машины Бэббиджа, вошла в историю как первая в мире программистка.

Бэббидж сформулировал «Принцип программного управления», значение которого стало ясно значительно позднее, когда появились технические средства для воплощения его идей. В 1928 г. американский математик Джон фон Нейман, опираясь на идеи Бэббиджа, сформулировал общие принципы, лежащие в основе конструкции большинства современных ЭВМ.

7

5.Замените причастные обороты придаточными предложениями со словом который.

1.Леди Ада Лавлейс, составлявшая программы для машины Бэббиджа, вошла в историю как первая в мире программистка. 2. Джон фон Нейман сформулировал общие принципы, лежащие в основе конструкции большинства современных ЭВМ. 3. Значение сформулированного Бэббиджем «Принципа программного управления» сало ясно, когда появились первые технические средства для воплощения его идей. 4. «Аналитическая» машина Бэббиджа должна была работать по заранее составленной и внесенной в машину программе.

6.Ответьте на вопросы.

1. Какие вам известны древнейшие приспособления для счета? 2. Когда на смену приспособлениям для счета пришли механизмы? 3. Назовите изобретателей механических вычислительных машин. 4. Почему идеи Чарльза Бэббиджа можно назвать революционными? 5. Чем машина Беббиджа отличалась от своих предшественниц? 6. Какой вклад в развитие вычислительной техники внесли русские и советские ученые и изобретатели? 7. Как влияли успехи в развитии вычислительной техники на развитие информатики?

7.Расскажите о первых попытках человека механизировать интеллектуальный труд.

8.Расскажите о принципе действия механических вычислительных машин.

ПОКОЛЕНИЯ ЭВМ

Появление ЭВМ (Электронных Вычислительных Машин) было обусловлено, прежде всего, потребностями физических и инженерных наук. Успехи этих наук в свою очередь приводили к совершенствованию ЭВМ.

Приблизительно каждые 10 лет происходил качественный скачок в развитии вычислительной техники, одно поколение сменялось другим.

Признаки, отличающие одно поколение от другого: элементная база; быстродействие; объем оперативной памяти; устройства ввода/вывода; программное обеспечение.

В1936 г. немецкий инженер-кибернетик Карл Зюс начал работу над созданием АВМ (Автоматической Вычислительной Машины) на механических реле.

В1939 г. американский инженер Дж. Стибниц закончил работу над релейной машиной фирмы «Белл». Ее быстродействие составляло примерно 1 операцию в секунду.

9

В 1940 г. под руководством Джона фон Неймана создана вычислитель-

ная машина MANIAC (“Mathematical Analyzer Numerical Integrator and Computer”, что в переводе с английского означает «Цифровой Математический Анализатор и Вычислитель»).

В1944 г. Говард Айкен сконструировал в Гарвардском университете АВМ «Марк-I», состоявшую из 2500 электронных ламп.

В1946 г. под руководством Д. Эккерта и Д. Моучли была создана вы-

числительная машина ENIAC (“Electronic Numerical Integrator and Computer”,

впереводе с английского «Электронный Цифровой Интегратор и Вычислитель»). Она состояла из 20 тыс. электронных ламп и 1,5 тыс. реле и обла-

дала быстродействием 300 операций в секунду.

1947–1948 гг. – группой ученых, возглавляемых академиком Сергеем Алексеевичем Лебедевым, в Институте электроники АН УССР создана МЭСМ (Малая Электронная Счетная Машина).

1952 г. – закончена разработка БЭСМ (Большой Электронной Счетной Машины) с быстродействием около 10 тыс. операций в секунду, также под руководством С. А. Лебедева.

На смену электронным лампам в середине 50-х годов пришли полупроводниковые элементы (транзисторы), что привело к повышению надежности ЭВМ, увеличению их быстродействия, уменьшению габаритов. Появились новые устройства и носители информации, новое программное обеспечение: на смену языку машинных кодов пришли языки высокого уровня, близкие к естественным языкам. Все это, вместе взятое, означало качественный скачок в развитии ЭВМ, т. е. смену поколений.

Первое поколение ЭВМ сменяется вторым поколением. В 1958 г. в

СССР была создана ЭВМ М-20 с быстродействием 20 тыс. операций в секунду – самая мощная ЭВМ 50-х годов в Европе.

Всередине 60-х годов появление интегральных схем, пришедших на смену транзисторам, вновь приводит к качественному скачку в развитии средств вычислительной техники. Появляются компьютеры третьего поколения. Их быстродействие на порядок выше. Один компьютер может обслуживать сразу несколько терминалов (рабочих мест операторов), состоящих из монитора и клавиатуры. Появляются первые операционные системы.

Вначале 80-х годов с созданием БИС (больших интегральных схем) быстродействие снова на порядок возрастает. Смена элементной базы ЭВМ сопровождается появлением компьютерных сетей. Разработчики программного обеспечения создают базы и банки данных. Это знаменует новую смену поколений: третье поколение сменяется четвертым.

А уже в начале 90-х предпринимаются первые попытки создания ЭВМ пятого поколения, элементной базой которого служат СБИС (сверхбольшие

10