1к1с Информатика / конспект лекций

шестнадцатиричной системы счисления в десятичную осуществляется с

помощью записанного полинома.

Перевод чисел из двоичной системы в восьмеричную и обратно.

Основание восьмеричной системы представляет собой целую степень числа 2 (8 = 23), поэтому для перевода восьмеричного числа в двоичное,

каждая его цифра представляется тремя двоичными или триадой.

Для обратного перевода двоичное число разделяют на триады вправо и влево от запятой. Если в крайних триадах оказывается количество цифр меньше трех, то они дополняются нулями.

Перевод чисел из двоичной системы в шестнадцатеричную и обратно.

Основание шестнадцатеричной системы представляет собой целую степень числа 2 (16 = 24). Поэтому перевод здесь аналогичен предыдущему, только для представления одной цифры используются

тетрады (4 цифры).

Иногда компьютеры работают в десятичной системе счисления. При этом используется так называемая двоично-десятичная система. Каждая десятичная цифра в двоично-десятичной системе кодируется с помощью тетрад.

Арифметические действия с двоичными числами

Правила сложения: 0+0=0; 0+1=1; 1+0=1; 1+1=10 (ед. переносится в старший разряд).

Правила вычитания: 0-0=0; 1-0=1; 1-1=0; 10-1=1.

Правила умножения: 0 0=0; 0 1=0; 1 0=0; 1 1=1.

РЕЗЮМЕ ПО ТЕМЕ

Информатика в настоящее время является отраслью науки, которая изучает структуру и свойства информации. Включает несколько направлений, которые занимаются вопросами, связанными с ее сбором,

хранением, поиском, передачей, переработкой, преобразованием,

распространением и использованием в различных сферах человеческой

деятельности. Информатика рассматривает информацию как связанные между собой сведения, данные, понятия, которые формируют наши представления о явлениях и объектах окружающего мира. Соответственно в реальной жизни для нас, как потребителей информации очень важна такая ее характеристика как адекватность, которая выражается в трех формах:

семантической, синтаксической и прагматической, и от степени которой зависит правильность принятия решений человеком.

Рассмотрено понятие и назначение систем счисления, процедуры перевода чисел из одной системы счисления в другую, правила выполнения операций в различных системах счисления.

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ

1.Охарактеризуйте этапы становления информатики.

2.Охарактеризуйте направления информатики.

3.Определите задачи информатики.

4.Как и для чего появилась информатика.

5.Проанализируйте этапы развития информатики.

6.Охарактеризуйте информатику как науку.

7.Охарактеризуйте информатику как отрасль.

8.Охарактеризуйте информатику как прикладную дисциплину.

9.Охарактеризуйте процессы работы с информацией. Приведите примеры.

10.Проанализируйте различие позиционных и непозиционных систем счисления.

11.Перечислите позиционные системы счисления, используемые в информатике.

12.Подготовьтесь к решению задач по переводу чисел из одной системы счисления в другую.

13.Подготовьтесь к решению задач по выполнению арифметических операций над числами, представленных в позиционной системе счисления.

ТЕМА 2

АППАРАТНОЕ И ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

КОМПЬЮТЕРНЫЕ СЕТИ

ОБЕСПЕЧЕНИЕ ИНФОРМАЦИОННОЙ

БЕЗОПАСНОСТИ

Цель темы – формирование знаний о структуре и функциях аппаратной части персонального компьютера; о назначении, разновидностей запоминающих устройств персонального компьютера, о внешних периферийных устройств ПК.

Учебные задачи - изучение структурной схемы ПК и назначения основных функциональных блоков; семейств ЭВМ; режимов работы ЭВМ.

изучение внешних периферийных устройств ПК, изучение назначения и особенностей компьютерных сетей, изучение основ информационной безопасности.

СОДЕРЖАНИЕ ТЕМЫ

1.Принципы архитектуры компьютера

2.Структура ПК

3.Запоминающие устройства ПК

4.Внешние запоминающие устройства ПК

5.Классификация программных продуктов

6.Программные продукты инструментария технологии программирования

7.Системное программное обеспечение

8.Пакеты прикладных программ

9.Классификация КС.

10.Базы данных. Понятие базы данных и банка данных. Функциональные возможности СУБД.

11.Основные объекты информационной безопасности и их защита

12.Правила защиты информации в средствах компьютерной техники

13.Компьютерные вирусы

14.Антивирусные программы

15.Обеспечение информационной безопасности в вычислительных сетях

Для обеспечения работоспособности ЭВМ, усовершенствования организации вычислительной системы с целью максимального использования ее возможностей, повышения производительности и качества труда пользователя необходимо интенсивное развитие программного обеспечения. В настоящее время условно выделены три класса ПО:

программные продукты инструментария технологии программирования,

системное программное обеспечение, пакеты прикладных программ.

Поэтому необходимо изучение программного обеспечения, знание требований, предъявляемых к ПО, умение ориентироваться в большом многообразии ПО и умение выбрать соответствующее ПО для решения конкретных задач.

КОМПЬЮТЕР КАК ТЕХНИЧЕСКОЕ СРЕДСТВО

РЕАЛИЗАЦИИ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

Компьютер – универсальное электронное автоматическое устройство, предназначенное для накопления, обработки и передачи информации. Эти функции компьютера реализуются с помощью его компонентов: аппаратных и программных средств. Под архитектурой компьютера понимаются его логическая организация, структура, ресурсы, то есть средства вычислительной системы, которые могут быть выделены процессу обработки данных на определенный интервал времени.

ПРИНЦИПЫ АРХИТЕКТУРЫ ПК

Персональные компьютеры (ПК) проектируются на основе принципа открытой архитектуры, что подразумевает следующее:

регламентируется и стандартизируется только описание принципа действия и его конфигурация, то есть определенная совокупность аппаратных средств и соединений между ними. Это позволяет собирать компьютер из отдельных узлов и деталей,

разработанных и изготовленных независимыми фирмами – изготовителями;

расширение и модификация компьютера осуществляются за счет внутренних расширительных гнезд, в которые можно вставлять разнообразные устройства, удовлетворяющие заданному стандарту, что обеспечивает построение конфигурации машины в соответствии с личными предпочтениями пользователя.

В основу архитектуры современных ПК положен магистрально-

модульный принцип, что позволяет потребителю самостоятельно комплектовать компьютер нужной ему конфигурации и производить при необходимости ее модернизацию.

БАЗОВАЯ КОНФИГУРАЦИЯ ПК

Базовая конфигурация ПК включает основные устройства: системный блок; монитор; клавиатура; мышь.

Характеристики персональных компьютеров

Персональные компьютеры – это микрокомпьютеры универсального назначения, предназначенные

для одного пользователя и управляемые одним человеком.

относительно невысокая стоимость, находящаяся в пределах доступности для индивидуального покупателя;

- наличие «дружественных» операционной и интерфейсной систем,

максимально упрощающих пользователю работу с компьютером;

наличие достаточно развитого и относительно недорогого набора внешних устройств;

- наличие аппаратных и программных ресурсов общего назначения,

позволяющих решать реальные задачи по многим видам профессиональной деятельности;

-высокая надежность работы;

-автономность эксплуатации без специальных требований к условиям окружающей среды.

СТРУКТУРА ПЕРСОНАЛЬНОГО КОМПЬЮТЕРА

- микропроцессор (МП) предназначен для управления работой всех

блоков компьютера и для выполнения арифметических и логических

операций над информацией.

Всостав МП входят:

устройство управления (УУ) формирует и подает во все блоки машины

внужные моменты времени управляющие импульсы; формирует адреса ячеек памяти, используемые выполняемой операцией, и

передает эти адреса в соответствующие блоки ЭВМ;

арифметико-логическое устройство (АЛУ) предназначено для выполнения всех арифметических и логических операций над числовой и символьной информацией;

микропроцессорная память (МПП) предназначена для кратковременного хранения, записи и выдачи информации,

непосредственно используемой в вычислениях в ближайшие такты работы машины, так как основная память (ОП) не всегда обеспечивает

скорость записи, поиска и считывания информации, необходимую для

эффективной работы быстродействующего МП;

интерфейсная система МП реализует сопряжение и связь с другими устройствами ПК, включает в себя внутренний интерфейс МП,

буферные запоминающие регистры и схемы управления портами ввода-вывода (ПВВ) и системной шиной;

-интерфейс – совокупность средств сопряжения и связи устройств компьютера, обеспечивающая их эффективное взаимодействие;

-порт ввода-вывода (ПВВ) является аппаратурой сопряжения,

позволяющей подключить к МП другое устройство ПК;

-генератор тактовых импульсов генерирует последовательность электрических импульсов;

-системная шина (СШ) является основной интерфейсной системой компьютера, обеспечивающей сопряжение и связь всех его устройств между собой. Системная шина включает кодовую шину данных (КШД), кодовую шину адреса (КША), кодовую шину инструкций (КШИ), шину питания. СШ обеспечивает три направления передачи информации: между МП и ОП,

между МП и ПВВ внешних устройств, между ОП и ПВВ внешних устройств;

- все блоки (их ПВВ) через соответствующие унифицированные разъемы подключаются к шине непосредственно или через контроллеры

(адаптеры);

- управление СШ осуществляется МП либо непосредственно, либо через дополнительную микросхему – контроллер шины, формирующий

основные сигналы управления;

- основная память (ОП) предназначена для хранения и оперативного обмена информацией с другими блоками машины. ОП содержит постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) и оперативное

запоминающее устройство (ОЗУ);

- источник питания предназначен для автономного и сетевого

энергопитания ПК;

-рабочее напряжение процессора обеспечивает материнская плата. По мере развития процессорной техники происходит постепенное понижение рабочего напряжения. Это позволяет уменьшить расстояние между структурными элементами в кристалле процессора до миллиметра, не опасаясь электрического пробоя. Пропорционально квадрату напряжения уменьшается и тепловыделение в процессоре, что позволяет увеличивать скорость его работы без угрозы пробоя;

-разрядность процессора показывает, сколько бит данных он может принять и обработать в своих регистрах за один такт.

-тактовая частота – частота внутреннего тактового генератора основного МП. Чем выше частота тактов, поступающих на процессор, тем больше команд он может исполнить в единицу времени, тем больше его производительность;

-адресация памяти – размер поддерживаемой памяти.

СЕМЕЙСТВА ПРОЦЕССОРОВ

Очень важным аспектом по производству процессоров является их

совместимость. Если два процессора имеют одинаковую систему команд, то они полностью совместимы на программном уровне. Это означает, что программа, написанная для одного процессора, может исполняться и другим процессором. Процессоры, имеющие разные системы команд, как правило,

несовместимы или ограниченно совместимы на программном уровне.

Группы процессоров, имеющих ограниченную совместимость,

рассматривают как семейство процессоров.

Совместимость «сверху вниз» - это неполная совместимость,

когда каждый новый процессор «понимает» все команды своих предшественников, но не наоборот. Благодаря такой совместимости, на современном компьютере можно выполнять любые программы, созданные в последние десятилетия для любого из предшествующих компьютеров,

принадлежащего той же аппаратной платформе.

ЗАПОМИНАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА ПК

Современные компьютеры имеют разнообразные запоминающие устройства, которые различаются по своим характеристикам: по назначению,

временным характеристикам, по объему хранимой информации. В

запоминающих устройствах ПК выделяют регистровую кэш-память,

основную и внешнюю память.

Регистровая кэш-память (сверхоперативная память) – очень быстрое запоминающее устройство (ЗУ) небольшого объема, которое используется при обмене данными между оперативной памятью (ОП) и МП и

позволяет увеличить скорость выполнения операций. В кэш-памяти

хранятся данные, которые МП получил и будет использовать в ближайшие такты своей работы. Быстрый доступ к этим данным позволяет сократить

время выполнения очередных команд программы.

Основная память содержит оперативное (ОЗУ) и постоянное

(ПЗУ) запоминающие устройства. Оперативное запоминающее

устройство предназначено для хранения информации, непосредственно участвующей в вычислительном процессе на текущем этапе. ОЗУ является энергозависимой памятью, так как когда отключается питание, все, что находилось в ОЗУ, пропадает.

Постоянное запоминающее устройство используется для хранения неизменяемой информации (загрузочных программ операционной системы,

программ тестирования устройств компьютера). Содержание памяти

«зашивается» специальным образом в устройстве при его изготовлении

для постоянного хранения; из ПЗУ можно только читать.

Для хранения графической информации используется разновидность

ОЗУ – видеопамять. Это ЗУ организовано таким образом, что его содержимое доступно сразу двум устройствам – процессору и дисплею,

поэтому изображение на экране меняется одновременно с обновлением видеоданных в памяти.