1310

УДК 681.51.02

Афанасьев Л.А. Техническое обеспечение информатики: учебное пособие. Воронеж, издательство ВГТУ, 2000 год.

В пособии рассмотрены основные понятия информатики, дана характеристика процессов сбора, обработки, хранения и передачи информации, и используемых средств вычислительной техники.

Для студентов, специальности 220100 и других специальностей, изучающих курс '' Информатика и программирование''.

Рецепты:

Воронежский государственный технический университет, 2000 год.

СПИСОК ОСНОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ

АВМ - аналоговая вычислительная машина АИС - автоматизированная информационная система АЛУ - арифметико-логическое устройство АП - абонентский пункт АПД - аппаратура передачи данных

АРМ - автоматизированное рабочее место АСНИ - автоматизированная система научных исследований АСУ - автоматизированная система управления

АСУП - автоматизированная система управления предприятиями АСУТПавтоматизированная система управления технологическими процессами АЦПУ - алфавитно-цифровое печатающее устройство

АЦП - аналого-цифровой преобразователь БЗ - база знаний БД - база данных

БИС - большая интегральная система БД - банк данных

БИТ - двоичная единица измерения энтропии и количества информации БСП - библиотека стандартных программ БЭСМ - большая электронная счѐтная машина ВЗУ - внешнее запоминающее устройство ВС - вычислительная система ВСт - вычислительная сеть ВТ - вычислительная техника ВУ - внешнее устройство ГМД - гибкий магнитный диск ЕС ЭВМ - единая система ЭВМ

ЗУ - запоминающее устройство ИВЦ - информационно-вычислительный центр

ИВЦКП - информационно-вычислительный центр коллективного пользования

ИИ - искусственный интеллект ИР - информационный ресурс ИС - информационная система ИТ - информационная технология К - контроллер КБ - конструкторское бюро

КВВ - канал ввода вывода КМ - канал мультиплексный КС - канал селекторный

ЛВС - локальная вычислительная сеть

3

МД - магнитный диск МП - микропроцессор

НГМД - накопитель на гибком магнитном диске НЖМД - накопитель на жестком магнитном диске

ПП- постоянная память

ВВЕДЕНИЕ

Целью данного учебного пособия является изучение основ построения и использования технических средств, применяемых в процессе обработки информации и при создании информационных систем.

Учебное пособие содержит основные материалы по курсу ''Техническое обеспечение информатики'' и освещает вопросы построения автоматизированных информационных систем и технических средств, использующих при сборе, обработки, хранения, выводу данных с использованием ЭВМ.

Первая глава пособия содержит описание основных понятий информатики и основные этапы технологических процессов в информационных процессах.

Вторая и третья главы посвящены принципам организации вычислительных средств и структуры электронных вычислительных машин.

Вглаве четвѐртой рассматриваются принципы устройства и некоторые характеристики внешних устройств персональных ЭВМ.

Вглаве пятой освещаются некоторые вопросы организации и структуры вычислительных систем и их истории развития.

Каждая глава заключается контрольными вопросами, которые позволят студентам повторить и закрепить полученные знания по данному курсу.

1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ИНФОРМАТИКИ

Термин '' информация'' имеет множество определений (лат.infor- mation-разъяснение, изложение)- наиболее общее, обозначает некоторую совокупность данных, знаний или сведений, отражающих реальный мир, состояние объекта, системы и т.п.

Информационное сообщение можно представить функцией x(t), характеризующей изменение во времени параметров физической среды, в которой осуществляются информационные процессы.

Если функция x(t) непрерывна, то имеет место непрерывная или аналоговая информация, источником которой обычно является температура, давление, электрический ток или напряжение. Если функция x(t) дискретна, то информационное сообщение имеет характер дискретный.

В современных условиях информация обрабатывается обычно на ЭВМ, поэтому вычислительные машины, по виду обрабатываемой информации делятся на аналоговые ЭВМ и цифровые ЦВМ (для дискретных величин).

Обычно ЭВМ предназначаются для решения определѐнного класса задач, то ЦВМ, как правило универсальны.

Информатика, как новая область науки, связанная с разработкой, созданием, оценкой, использованием и материально-технологическим обслуживанием систем обработки информации выросла из кибернетики –

5

науки об управление и связи в обществе, в биологических, технических и технико-экономических системах.

Основополагающим к кибернетике является понятие обратной связи. О кибернетике как о науке впервые заговорил в 1948 году после здание труда Н. Винера ―Кибернетика, или управление и связь в животном и машин‖.

Можно считать, что сформировалась в 1979 году (письмо В.М. Глушкова в Президиум АН СССР).

1.1 Краткая история развития информатики

Информатика как наука стала развиваться с середины нашего столетия, что связано с появлением ЭВМ и начинающейся компьютерной революцией.

Появление вычислительных машин в 50-е годы создало для информатики необходимую ей аппаратурнуб поддержку, или, иначе говоря, благоприятную среду для еѐ развития как науки. Всю историю информатики принято разбивать на два больших этапа: предыстория и история.

Предыстория информатики такая же древняя, как и история развития человеческого общества. В предыстории выделяют (весьма приближѐнно) ряд этапов. Каждый из этих этапов характеризуется по сравнению с предыдущим резким возрастанием возможностей хранения, передачи и обработки информации.

Начальный этап предыстории – освоение человеком развитой устной речи. Членораздельная речь, язык стал специфическим социальным средством хранения и передачи информации.

Второй этап – возникновение письменности (ок. 2350 г. до н.э.). Прежде всего резко возросли (по сравнению с предыдущим этапом) возможности по хранению информации. Человек получил искусственную внешнюю память. Организация почтовых служб позволила использовать письменность и как средство для печати информации. Кроме того, возникновение письменности было необходимым условием для начала развития наук (вспомним Древнюю Грецию, например). С этим же этапом, по всей видимости, связанно и возникновение понятия натуральное число. Все народы, владели понятием числа (ок. 1350 г. до н.э.) и пользовались той или иной системой счисления.

Третий этап – книгопечатание. Книгопечатание (1445 г) можно смело назвать первой информационной технологией. Воспроизведение информации было поставлено на поток, на промышленную основу. По сравнению с предыдущим этот этап не столько увеличил возможности по хранению, сколько повысил доступность информации и точность еѐ воспроизведения.

Четвѐртый и последний этап предыстории связан с успехами

6

точных наук (прежде всего математики и физики) и начинающейся в то время научно-технической революции. Этот этап характеризуется возникновением таких мощных средств связи, как радио, телефон (1876 г) и телеграф (1816 г), к которым по завершению этапа добивалось телевидение (1939 г). Кроме средств связи появились новые возможности по получению и хранению информации – фотография и кино. К ним также очень важно добавить разработку методов записи информации на магнитные носители (ленты и диски).

Сразработкой первых ЭВМ (1945 г) принято связывать

возникновение информатики и науки, начало еѐ истории. Для такой 'привязки' имеется несколько причин. Во-первых, сам термин 'информатика' появился на свет благодаря развитию вычислительной техники, и по началу под ним понималась наука о вычислениях (первые ЭВМ большей частью использовались для проведения числовых расчѐтов). Во-вторых, выделению информатики в отдельную науку способствовало такое важное свойство современной вычислительной техники, как единая представления обрабатываемой и хранимой информации. Вся информация, вне зависимости от еѐ вида, хранится и обрабатывается на ЭВМ в двоичной форме. Так получилось, что компьютер в одной системе объединил хранение и обработку числовой, текстовой и аудиовизуальной информации. В этом состояла инициирующая роль вычислительной техники при возникновение и оформление новой науки.

На сегодняшний день информатика представляет собой комплексную научно-техническую дисциплину. Информатика под своим названием объединяет довольно обширный комплекс наук, каждая из которых занимается изучением одного из аспектов понятия информация. Предпринимаются интенсивные усилия учѐных по сближению наук, составляющих информатику.

1.2 Цель и задачи курса '' Техническое обеспечение информатики''

Информатика является естественнонаучной дисциплиной для всех технических направлений и специальностей.

Для направлений и специальностей, в которых информатика – непрофилирующая дисциплина, целью изучения является изложение фундаментальных понятий об информации, методах еѐ получения, хранения, обработки и передачи, а также роли информационного ресурса в информатизации общества.

В соответствии с требованиями Государственных образовательных стандартов высшего профессионального образования студенты технических направлений и специальностей в результате изучения курса должны знать и уметь пользоваться:

7

-базовые понятия информатики и вычислительной техники,

-историю развития информатики,

-закономерности протекания информационных процессов в искусственных системах (в том числе в системах управления),

-принципы и работу технических и программных средств.

Иметь опыт:

-Использования возможностей вычислительной техники и программного обеспечения.

Иметь представление:

-Об информатике как особом способе познания мира,

-Об ИР, ИТ, их роли в информатизации общества,

-О перспективах и этапах перехода к информационному обществу.

Объектом курса техническое обеспечение информатики выступают автоматизированные, основанные на ЭВМ и телекоммуникационной техники информационные системы (ИС) различных классов. Информационные технологии (ИТ) это машинизированные способы обработки данных и значений, которые реализуются посредствам автоматизированных информационных систем (АИС).

Классификация АИС показана на рис. 1.3, 1.4, 1.5

Общая схема передачи информации: Источник событий

Кодирующее устройство

Канал связи

Декодирующее

устройство

Получатель событий

Рис. 1.1

8

Классы вычислительных машин:

ВМ

По виду обрабатываемой информации

По принципу действия

Аналоговые Цифровые

Механические Электронные

Смешанные

Рис. 1.2

Классификация АИС по территории:

ОГАС

9