Информатика 1-5

1.Информатика – основанная на использовании компьютерной техники дисциплина, изучающая структуру и общие свойства информации, а также закономерности и методы её создания, хранения, поиска, преобразования, передачи и применения в различных сферах человеческой жизни. Таким образом информатика базируется на компьютерной технике и немыслима без нее. Информатика – это научная дисциплина с широчайшим диапазоном применения

Её основные направления:

-разработка вычислительных систем и программного обеспечения

-теория информации, изучающая процессы, связанные с ее приемом, хранением и передачей

-методы искусственного интеллекта, позволяющие создавать программы для решения задач, требующих определенных интеллектуальных условий при выполнении их человеком

-системный анализ, заключенный в анализе назначения проектируемой системы и в установлении требований, которым она должна отвечать

-методы машинной графики, анимации, средства мультимедиа

-средства телекоммуникаций, в том числе глобальные компьютерные сети, сети объединяющие все человечество в единое информационное сообщество

-разнообразие приложений, охватывающих производство, науку, образование, медицину, торговлю, сельское хозяйство и все другое

Информатику обычно представляют составляющие из двух частей

1.технические средства

2.программные средства (ОС)

Программное обеспечение – это совокупность всех программ, используемых компьютером, а также все области деятельности по их созданию и применению Помимо этих двух общепринятых ветвей информации выделяют еще одну существенную ветвь – алгоритмические средства.

Алгоритмы – правила, предписывающие к выполнению последовательности действий, приводящих к решению задач

2.Информация – это настолько общее и глубокое понятие, что его нельзя объяснить одной фразой

В это слово вкладывается различный смысл техники, науки и житейских ситуаций. В обиходе информацией называется любые данные или сведения, которые кого-либо интересуют, то есть информация – это сведения об объемах и явлениях окружающей среды, их параметрах, свойствах и состояниях, которые воспринимают информационные системы ( живые организмы, управляющие машины и т.д.) в процессе жизнедеятельности и работы

Одно и то же информационное сообщение может содержать разное количество информации для различных людей, в зависимости от их предшествующих значений от уровня понимания этого сообщения и интереса к нему. Информация – есть характеристика не сообщения, а соотношения между сообщениями и его потребителем; без наличия потребителя, хотя бы потенциального, говорить об информации бессмысленно. Информация может существовать в разнообразных формах: в виде текстов, рисунков, чертежей, фотографий, световых или звуковых сигналов, радиоволн, жестов, мимики, запахов и вкусовых ощущений, хромосом. Информация передается в виде сообщений от некоторого источника информации к ее приемнику посредством канала связи между ними. Источник посылает передаваемое сообщение, которое кодируется в передаваемый сигнал. Этот сигнал посылается по каналу связи. В результате в приемнике появляется принимаемый сигнал, который декодируется и становится принимаемым сообщением. В качестве единицы информации условились принимать 1 бит. Бит в теории информации это количество информации, необходимое для различения двух равновероятных сообщений. В вычислительной технике битом называют наименьшую порцию информации, необходимому для хранения двух знаков (0,1), используемых для машинного представления данных. Бит слишком малая единица измерения. Чаще применяется более крупная единица байт = 8 бит. Именно 8 бит требуется для того, чтобы закодировать любой из 256 символов алфавита клавиатуры в компьютере. Широко используются еще более крупные единицы измерения информации: 1 кБайт, 1 мБайт,, 1 гБайт, 1 тБайт, 1 петабайт.

Свойства информации: достоверность, полнота, ценность, своевременность, понятность, доступность, краткость и т.д. Информация достоверна, если она отражает истинное положение дел. Недостоверная информация может привести к неправильному принятию решений. Со временем достоверная информация может стать недостоверной, так как обладает свойством устаревать. Информация полна, если ее достаточно для принятия решений. Ценность определяется степенью ее важности для решения задач; если ценная и своевременная информация выражена непонятным образом, то она может стать бесполезной. Информация понятна, если она выражена на понятном языке. Информацию по вопросу можно изложить кратко или развернуто. Обработка информации – получение одних информационных объектов из других путем выполнения определенных алгоритмов. Средства обработки информации: всевозможные устройства и системы, созданные человечеством и компьютером. Информационные ресурсы – идеи человечества и указания по их реализации, накопленные в форме, позволяющих их воспроизводство. Информационные технологии – совокупность методов и устройств, используемых людьми для обработки информации

3. Вычислительная система — это совокупность одного или нескольких компьюте­ров или процессоров, программного обеспечения и периферийного оборудования, организованная для совместного выполнения информационно-вычислительных процессов. В вычислительной системе компьютер может быть один, но агрегиро­ванный с многофункциональным периферийным оборудованием. В качестве распространенного примера одномашинной ВС можно привести систему телеобработки информации. Все же классическим вариантом ВС являет­ся многомашинный и многопроцессорный варианты. Первые ВС создавались с целью увеличить быстродействие и надежность работы путем параллельного выполнения вычислительных операций. Для современных ВС, за исключением суперкомпьютеров, критерии обоснования их необходимости уже несколько иные — важно само информационное обслужи­вание пользователей, сервис и качество этого обслуживания. Для суперкомпьюте­ров, представляющих собой многопроцессорные ВС, важнейшими показателями являются их производительность и надежность.

1. Процессор {центральный процессор) — основной вычислительный блок компьютера, содержит важнейшие функциональные устройства:

• Устройство управления с интерфейсом процессора (системой сопряжения и связи процессора с другими узлами машины).

• Арифметико-логическое устройство.

• Процессорную память.

Процессор, по существу, является устройством, выполняющим все функции элементарной вычислительной машины.

2. Оперативная память — запоминающее устройство, используемое для оперативного хранения и обмена информацией с другими узлами машины.

3. Каналы связи (внутримашинный интерфейс) служат для сопряжения центральных узлов машины с ее внешними устройствами.

4. Внешние устройства обеспечивают эффективное взаимодействие компьютера с окружающей средой: пользователями, объектами управления, другими машинами. В состав внешних устройств обязательно входят внешняя память и устройства ввода-вывода.

Архитектура персонального компьютера

Архитектурой компьютера называется ее логическая организация, структура и ресурсы, которые может использовать программист.

Общая схема микроЭВМ

Персональный компьютер состоит из следующих основных блоков:

• основная память

• процессор

• периферийные устройства

Все блоки связаны между собой системной магистралью (шиной).

Архитектура ЭВМ включает в себя как структуру, отражающую состав ПК, так и программно – математическое обеспечение. Структура ЭВМ - совокупность элементов и связей между ними. Основным принципом построения всех современных ЭВМ является программное управление.

4.В информатике используются различные подходы к измерению информации:

Содержательный подход к измерению информации. Сообщение – информативный поток, который в процессе передачи информации поступает к приемнику. Сообщение несет информацию для человека, если содержащиеся в нем сведения являются для него новыми и понятными Информация - знания человека. Сообщение должно быть информативно. Если сообщение не информативно, то количество информации с точки зрения человека = 0

Алфавитный подход к измерению информации не связывает кол-во информации с содержанием сообщения. Алфавитный подход - объективный подход к измерению информации. Он удобен при использовании технических средств работы с информацией, т.к. не зависит от содержания сообщения. Кол-во информации зависит от объема текста и мощности алфавита. Ограничений на мощность алфавита нет, но есть достаточный алфавит мощностью 256 символов. Этот алфавит используется для представления текстов в компьютере. Поскольку 256=28, то 1символ несет в тексте 8 бит информации.

Вероятностный подход к измерения информации. Все события происходят с различной вероятностью, но зависимость между вероятностью событий и количеством информации, полученной при совершении того или иного события можно выразить формулой которую в 1948 году предложил Шеннон.

Количество информации - это мера уменьшения неопределенности.

1 БИТ – такое кол-во информации, которое содержит сообщение, уменьшающее неопределенность знаний в два раза. БИТ- это наименьшая единица измерения информации

Единицы измерения информации: 1байт,1Кб, 1Мб, 1Гб

Обработка (преобразование) информации — это процесс изменения формы представления информации или ее содержания.

Обработка информации всегда осуществляется с какой-либо целью.

Процессы изменения формы представления информации часто сводятся к процессам ее кодирования и декодирования и проходят одновременно с процессами сбора и передачи информации. Процесс изменения содержания информации включает в себя такие процедуры, как численные расчеты, редактирование, упорядочивание, обобщение, систематизация и т.д. Систему, в которой наблюдателю доступны лишь входные и выходные величины, а структура и внутренние процессы неизвестны, называют черным ящиком. Обработка информации по принципу “черного ящика” - процесс, в котором пользователю важна и необходима лишь входная и выходная информация, но правила, по которым происходит преобразование, его не интересуют и не принимаются во внимание. Если правила преобразования информации строго формализованы и имеется алгоритм их реализации, то можно построить устройство для автоматизированной обработки информации. Возможность автоматизированной обработки информации основывается на том, что преобразование информации по формальным правилам не подразумевает ее осмысления.

В вычислительной технике устройством обработки информации является процессор.

Обработка информации - это процесс, происходящий во времени.

Если он подчиняется заданному темпу поступления входной информации и допустимому пределу задержки в выработке информации на выходе, то говорят об обработке в реальном масштабе времени.

Наиболее простой формой обработки информации является последовательная обработка, производимая одним процессором, в котором в любой момент времени происходит не более одного события.

При наличии в системе нескольких процессоров, работающих одновременно, говорят о параллельной обработке информации.

ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ИНФОРМАЦИИ

Компьютер в истории человечества является первым средством автоматизированного преобразования информации. Чтобы сообщить информацию компьютеру требуется специальный язык, доступный для компьютера.

Принципы создания компьютерных языков:

— логическое программирование;

— функциональное программирование;

— объектно-ориентированное программирование;

— процедурное программирование

5. Персональный компьютер (ПК) предназначен для хранения и переработки информации. Информация может представлять собой текст, таблицы, рисунки, фотографии, звукозаписи и т. п. Информация хранится и обрабатывается в цифровом виде. Единица измерения информации - байт. Один байт (1б) соответствует примерно одному символу текста. Для удобства введены также более крупные единицы измерения информации: килобайт (Кб), мегабайт (Мб), гигабайт (Гб).

Современный ПК включает в себя следующие элементы:системный блок;монитор;клавиатура;мышь;принтер;сканер.

Кроме перечисленных, в состав ПК могут входить модем или факс-модем, плоттер, устройства воспроизведения и записи звука и некоторые другие устройства.

В системном блоке размещаются основные устройства ПК, осуществляющие переработку и хранение информации. Непосредственно переработку информации производит процессор, размещенный на материнской плате системного блока. Основная характеристика процессора - его быстродействие, иначе называемое «тактовая частота». Единица измерения тактовой частоты - мегагерц (МГц), Кроме того, на материнской плате системного блока расположено оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), или оперативная память. ОЗУ хранит информацию, в данный момент перерабатываемую процессором. Необходимо отметить, что информация в оперативной памяти хранится только при включенном ПК. После выключения ПК вся информация из ОЗУ пропадает. Основная характеристика ОЗУ - объем хранимой информации. Постоянное хранение информации производится на жестком диске, который также называют «винчестер». Основная характеристика жесткого диска - объем хранимой информации. Для работы с внешними носителями информации системный блок имеет дисководы для дискет, а также устройство для работы с лазерными компакт-дисками. Кроме перечисленных устройств, в системном блоке расположены и другие устройства, обеспечивающие работу ПК: блок питания, видеоплата, контроллеры, платы управления внешними устройствами.

Монитор служит для отображения информации. Большинство мониторов оснащено электронно-лучевой трубкой и работает по принципу телевизора. Монитор имеет собственную кнопку включения и выключения, а также кнопки или регуляторы для настройки яркости, контрастности и размера изображения. Клавиатура предназначена для ввода информации и управления ПК. На клавиатуре имеются алфавитно-цифровые клавиши, предназначенные для ввода букв, цифр, знаков препинания, некоторых математических и специальных символов. Расположение алфавитно-цифровых клавиш соответствует стандартной пишущей машинке. Ввод прописных букв производится при нажатой клавише [Shift]. Для переключения клавиатуры в верхний регистр используют клавишу [CapsLock]. Включение этой клавиши отмечается индикатором в правом верхнем углу клавиатуры. Для подтверждения выбранной команды, перехода к новому абзацу при вводе текста используют клавишу [Enter]. Для отказа от выполнения — клавишу [Esc]. Для перемещения курсора используют клавиши , , , , [Home], [End], [PageDown], [PageUp]. Для удаления символа слева от курсора используют клавишу [Backspace], расположенную над клавишей [Enter]. Часто на клавиатуре вместо названия этой клавиши изображена стрелка влево [<-]. Для удаления выделенного объекта или удаления символа справа от курсора используют клавишу [Delete]. Клавиши [Ctrl] и [Alt] используют, как правило, в комбинации с другими клавишами. Функциональные клавиши от [F1] до [F12] могут иметь разное назначение, в зависимости от используемой в данный момент программы. Однако, клавиша [F1] практически во всех случаях вызывает справочную систему.

Мышь предназначена для перемещения курсора по экрану и управления различными объектами. В настоящее время чаще всего встречаются двухкнопочные мыши.

Принтеры служат для вывода документов на бумагу. Лазерный принтер позволяет печатать до 10 страниц в минуту, обеспечивая высокое качество печати. Струйные принтеры работают медленнее, качество печати на них ниже. В то же время, струйные принтеры обеспечивают сравнительно недорогую многоцветную печать. Матричные принтеры в современных офисах практически не используются.

Сканер предназначен для ввода в ПК рисунков, фотографий, схем и других изображений. Помимо этого, сканер, при наличии специальной программы, позволяет вводить и распознавать текстовые материалы.