1. Предметная область информатики. Понятие информатизации, ее виды и свойства.

Понятие информации, виды, свойства.                                 

Термин «информация» - один из самых популярных в нашем лексиконе. В него вкладывается широкий смысл и, как правило, его объяснение дается на интуитивном уровне. Информация передается по телефону, телеграфу, радио, телевидению. Она хранится в библиотеках, архивах, базах данных. Информация - это и показатели измерительных приборов, и вкус пищи, и запахи, и вид звездного неба и т. д. В общем, информация — это новые сведения, которые могут быть использованы человеком для совершенствования его деятельности и пополнения знаний.

Информация, являясь отражением материальной сущности, служит способом описания взаимодействия между источником информации и получателем. Одно и то же сообщение одному получателю может дать много информации, а другому - мало или ничего. Одним словом, «информировать» в понимании теории информации означает сообщать ранее неизвестное. Так как информацию можно хранить, преобразовывать и передавать, должны быть ее носители, передатчики, каналы связи и приемники. Эта среда объединяет источники информации и ее получателей в информационную систему. Активными участниками этой системы необязательно должны быть люди: обмен информацией может происходить в животном и растительном мире. Когда речь идет о человеке как участнике информационного процесса, имеется в виду смысловая или семантическая информация.

Термин «информация» происходит от латинского informatio, что означает разъяснение, осведомление, изложение. С позиции материа­листической философии информация есть отражение реального мира с помощью сведений (сообщений). Сообщение — это форма представ­ления информации в виде речи, текста, изображения, цифровых дан­ных, графиков, таблиц и т.п. В широком смысле информация — это общенаучное понятие, включающее в себя обмен сведениями между людьми, обмен сигналами между живой и неживой природой, людьми и устройствами.

Информация — сведения, передаваемые одними людьми другим людям устным, письменным или каким-нибудь иным способом.

Информация — сведения об объектах и явлениях окружающей среды, их параметрах, свойствах и состоянии, которые уменьшают име­ющуюся о них степень неопределенности, неполноты знаний; сXX в.— общенаучное понятие: это отношения между людьми, человеком и авто­матом, животными и растениями и т.д.

Достаточно распространенным является взгляд на информацию как на ресурс, аналогичный материальным, трудовым и денежным ресурсам. Эта точка зрения отражается в следующем определении: информация—новые сведения, позволяющие улучшить процессы, свя­занные с преобразованием вещества, энергии и самой информации.

Информация неотделима от процесса информирования, поэтому необходимо рассматривать источник информации и потребителей информации. Роль потребителей информации очерчивается в таком определении.

Информация — новые сведения, принятые, понятые и оцененные конечным потребителем как полезные. Информацией являются сведе­ния, расширяющие запас знаний конечного потребителя об окружа­ющем нас мире.

Информационное общество (постиндустриальное общество), по классификации Тоффлера, новый тип общества, следующий за инду­стриальным, в котором большинство работающих занято производст­вом, хранением, переработкой и реализацией информации, особенно в высшей ее форме знаний.

Для современного общества на первый план выходят информа­ция, передача новых знаний, технических и научных идей. При этом возникает необходимость централизовать поставляемые информацион­ные ресурсы.

Переход к информационному обществу и широкое внедрение информационных технологий стало возможно благодаря прогрессу в области вычислительной техники, телекоммуникаций, вычислитель­ной математики и др. Развитие мировых информационных ресурсов позволило:

-          превратить деятельность по оказанию информационных услуг в глобальную отрасль деятельности;

-          сформировать мировой и государственный рынок инфор­мационных услуг;

-          образовать всевозможные базы данных ресурсов регионов и государств, к которым возможен сравнительно недорогой доступ;

-          повысить обоснованность и оперативность принимаемых реше­ний на фирмах, в банках, на биржах, в промышленности, торговле и других сферах за счет своевременного использования необходимой информации.

В процессе информатизации общества объем информации постоянно растет, большие потоки информации возникают по следу­ющим причинам:

-          из-за чрезвычайно быстрого роста презентаций, отчетов и т.д.;

-          благодаря росту числа периодических изданий по разным областям человеческой деятельности;

-          в результате появления разнообразных данных: экономических, медицинских, географических и т.д.

В итоге наступает информационный кризис. Информационный кризис — это:

-          противоречия между возможностями человека по разработке и восприятию информации и существующими мощными потоками;

-          большое количество избыточной информации, которая затруд­няет восприятие полезной информации для потребителя;

-          экономические, политические и другие социальные барьеры, препятствующие распространению информации по причине секретности.

Информатизация общества — организованный социально-эконо­мический и научно-технический процесс создания оптимальных условий для удовлетворения потребностей граждан, на основе формиро­вания и использования информационных ресурсов.

2. История создания и развития ЭВМ.

1614 – изобретены логарифмы.

1642 – изобретен арифмометр.

1834 – Английский изобретатель Бэббидж разработал проект счетной машины.

Середина 19 В. – Ада Лавлейс создала программу.

1890 – машина для обработки счетных данных (фирма IBM).

1897 – английский физик Томсон изготовил первую электронную лучевую трубку.

1930 – разработан дифференциальный анализатор.

1936 – английский математик Тьюринг разработал конструкцию абстрактной вычислительной машины.

1941 – немецкий инженер разработал первую вычислительную машину на базе 2-х элементов.

1944 – в Америке создана первая вычислительная машина MARK-I.

1945 – Джон Фон Нейман сформировал общие принципы кибернетики.

1948 – создан первый транзистор.

1948 – Н. Винер написал книгу «Кибернетика». Этак книга является началом теории искусственного интеллекта.

1950 - в СССР под руководством Лебедева создана малая вычислительная счетная машина МЭСМ.

1952 – под руководством Лебедева создана большая электронная счетная машина БЭСМ-1.

1953 – создана операционная память компьютера на феромагнитных сердечниках.

1955-1959 – Советские ученые Ляпунов, Камынин, Любимский и другие разработали принципы программ трансляторов.

1958 – в Америке разработана первая интегральная микросхема.

1959 – в СССР создана БЭСМ-4, М-220 (200 000 операций в секунду).

1961 – разработан модем для подключения компьютера к телефонной сети.

1967 – под руководством Лебедева разработан БЭСМ-6 и Эльбрус (110 млн операций в секунду).

1970 – разработан язык Pascal.

1973 – IBM предложила накопитель на жестком диске с названием Винчестер. 1976 – создан первый компьютер Apple.

1981 – IBM выпустила первый персональный компьютер на основе Intel 8088.

1983 – появились гибкие диски.

1984 – появились лазерные диски.

1989 – появился Windows 3.0.

1993 – компьютер Pentium.

1995 – Windows 95.

3. Технические средства сбора и обработки информатизации. Общие сведения о компьютерах, их классификация. Характерные особенности персонального компьютера.

В настоящее время самым современным и универсальным инструментом для обработки информации является ПК.

Выпуск компьютеров системы IBM PC был начат в 1981 году и с тех пор они завоевали огромную популярность у пользователей. IBM PC и совместимые с ними компьютеры (т.е. компьютеры на которых работают все программы, разработанные для IBM PC) составляют теперь большую часть парка персональных профессиональных ЭВМ в мире.

Персональный компьютер IBM PC включает следующие устройства : процессор, клавиатуру, монитор, накопитель для гибких магнитных дисков, накопитель на жестком магнитном диске. Могут подключаться дополнительные устройства : принтер, мышь, графопостроитель и др.

Назначение устройств персонального компьютера

устройство	назначение
процессор	управление компьютером (вычисления и т.д.)
клавиатура	ввод символов в компьютер
монитор (дисплей)	изображение текстовой и графической информации

накопители	чтение и запись информации с магнитных дисков
принтер	вывод на бумагу текстовой и графической информации
мышь	облегчение ввода информации в компьютер

4. Структура ЭВМ. Общие сведения о работе компьютера. Основные характеристики устройств ПК: микропроцессор, ОЗУ, монитор.

Все, что делает человек, так или иначе связано с получением и использованием информации. Читая книгу, разглядывая фотографию, мы запоминаем и накапливаем информацию. Пишем ли мы письмо, разговариваем ли по телефону – мы передаем информацию адресату или собеседнику. Решая любую задачу, мы обрабатываем информацию: начиная с информации, заключенной в условии задачи, приходим к ее решению.

Передача, накопление и обработка информации – это важнейшие процессы и явления, связанные с информацией.

Процессы целенаправленной обработки информации существуют столь же долго, как и сама жизнь. Ничто живое не может существовать и развиваться, не сохраняя свой генетический код, не воспринимая информацию извне и не обрабатывая ее. Потребность выразить и запомнить информацию привела к возникновению речи, письменности и изобразительного искусства. Необходимость передачи и распространения информации вызвала к жизни книгопечатание и почту. Изобретение телеграфа, телефона, радио и телевидения позволило передавать со скоростью света огромные потоки текстовой и изобразительной информации.

Однако до недавнего времени самое главное в использовании информации в человеческом обществе – ее обработка – было исключительно уделом мыслящего человека. И лишь с появлением компьютера стала возможной автоматическая обработка информации.

При передаче информации всегда есть источник (отправитель) информации и получатель (приемник) информации. Например, если говорят, что «информация передана нашим специальным корреспондентом», то источником информации является корреспондент, а получателем – редакция газеты. От источника к получателю информация передается с помощью последовательности сигналов. Такая последовательность называется сообщением.

Например, при передаче информации с помощью старинного телеграфа источник замыкал и размыкал контакт; при замыкании контакта у получателя на бумаге рисовалась линия, длина которой была пропорциональна длительности замыкания контакта. Замыкая контакт на короткое и на продолжительное время, получателю передавалось сообщение из точек и тире. С помощью таких сообщений можно было передавать буквы и, буква за буквой, слова и предложения. Надо было только выбрать способ кодировки, «азбуку», т.е. договориться о том, какие последовательности точек и тире будут обозначать буквы и цифры. Таким способом кодирования в прошлом веке стала азбука Морзе.

Накопление информации – это запоминание сообщений. Запись сообщений происходит в результате воздействия на носитель – физическую среду, в которой хранятся образы сообщений. Примерами такого воздействия являются нанесение чернил на бумагу при письме, намагничивание участков ленты в магнитофоне, зарядка конденсатора и др.

Таким образом, информация предполагает наличие материального носителя, источника, передатчика, приемника и канала связи между источником и приемником.

микропроцессор - обрабатывает информацию и выполняет логические и арифметические операции. Приставка микро- связана с тем, что огромное количество элементов процессора размещено на небольшой, всего лишь в несколько сантиметров (сам кристалл ~ 5-7  5-7 мм, остальное – для разводки проводников и теплоотвода), электронной микросхеме. Основными характеристиками процессора являются тактовая частота (быстродействие), которая указывает, сколько элементарных операций (тактов) микропроцессор выполняет в одну секунду (измеряется в мегагерцах) и разрядность, которая характеризует объем информации, который микропроцессор обрабатывает за одну операцию, например, 8-разрядный микропроцессор за одну операцию обрабатывает 8 бит (1 байт) информации, 32 разрядный - 32 бита;

оперативная память - хранит временную информацию, необходимую для работы программ. Оперативная память представляет собой микросхему, наподобие микросхемы процессора. В ней, подобно пчелиным сотам, имеется  совокупность электронных ячеек, каждая из которых может хранить один байт информации - комбинацию из 8 нулей и единиц. На материнской плате существуют разъемы (слоты), предназначенные для установки модулей оперативной памяти.

В оперативной памяти компьютера в двоичном виде запоминаются обрабатываемая информация, программа ее обработки, промежуточные данные и результаты работы. При выключении питания компьютера вся информация, хранящаяся в оперативной памяти, исчезает;

монитор - выводит графическую или текстовую информацию на экран электpонно-лучевой трубки. Монитор подключается к компьютеру через особую плату, находящуюся внутри компьютера и называемую видеокартой. Мониторы бывают цветными и монохромными (двухцветными). Они могут работать в одном из двух режимов: текстовом или графическом. В текстовом режиме экран монитора условно разбивается на отдельные участки - знакоместа, чаще всего на 25 строк по 80 символов (знакомест). В каждое знакоместо может быть выведен один из 256 заранее заданных символов. Графический режим монитора предназначен для вывода на экран, помимо текстовой информации, графиков, рисунков и т.д. Основными характеристиками монитора в графическом режиме являются его разрешающая способность, т.е. количество точек, выводимых по горизонтали и вертикали, и число возможных цветов каждой точки. Например, выражение “разрешающая способность 640480” означает, что монитор в данном режиме выводит 640 точек по горизонтали и 480 точек по вертикали. Точка - это минимальный элемент изображения на экране, называемый пикселем (от англ. picture element – элемент рисунка). Число возможных цветов каждой точки зависит от разрешающей способности монитора и объема видеопамяти. Чем больше разрешающая способность монитора и чем больше может одновременно изображаться цветов на экране, тем больший размер должна иметь видеопамять. Обычный размер видеопамяти адаптера VGA (Video Graphic Array - видеографическая матрица) - 256 Кбайт, хотя для стандартного режима VGA - 64048016 цветов нужно 6404800,5 = 153600 байт (для кодировки 16 цветов нужно ½ байта, или 4 бита). Для режима 800600 с 256 цветами требуется видеопамять размером 512 Кбайт (точнее 8006001 = 480 Кб, а для 1024 768 с 256 цветами - 1 Мбайт (а именно 786432 байта);

5. Меры и единицы количества и объема информации.

В двоичной системе счисления знаки 0 и 1 будем называть битами (от английского выражения Binary digiTs – двоичные цифры). Создатели компьютеров отдают предпочтение именно двоичной системе счисления, потому что в техническом устройстве наиболее просто реализовать два противоположных физических состояния. Например: некоторый физический элемент, имеющий два различных состояния: намагниченность в двух противоположных направлениях; прибор, пропускающий или нет электрический ток; конденсатор, заряженный или незаряженный и т.п. В компьютере бит является наименьшей возможной единицей информации. Объем информации, записанной двоичными знаками в памяти компьютера или на внешнем носителе информации, подсчитывается просто по количеству требуемых для такой записи двоичных символов. При этом, в частности, невозможно нецелое число битов (в отличие от вероятностного подхода).

Группа из 8 битов информации называется байтом. Если бит — минимальная единица информации, то байт ее основная единица. Существуют производные единицы информации: килобайт (кбайт, кб), мегабайт (Мбайт, Мб) и гигабайт (Гбайт, Гб).

1 кб = 1024 байта = 210 (1024) байтов.

1 Мб = 1024 кбайта = 220 (1024 х 1024) байтов.

1 Гб = 1024 Мбайта = 230 (1024 х 1024 х 1024) байтов.

Эти единицы чаще всего используют для указания объема памяти ЭВМ.

Между вероятностным и объемным количеством информации соотношение неоднозначное. Далеко не всякий текст, записанный двоичными символами, допускает измерение объема информации в кибернетическом смысле, но заведомо допускает его в объемном. Далее, если некоторое сообщение допускает измеримость количества информации в обоих смыслах, то они не обязательно совпадают, при этом кибернетическое количество информации не может быть больше объемного.

6. Понятие о языках программирования высокого и низкого уровней.

Низкоуровневый язык программирования (язык программирования низкого уровня) — язык программирования, близкий к программированию непосредственно в машинных кодах используемого реального или виртуального (например, Java, Microsoft .NET) процессора. Для обозначения машинных команд обычно применяется мнемоническое обозначение. Это позволяет запоминать команды не в виде последовательности двоичных нулей и единиц, а в виде осмысленных сокращений слов человеческого языка (обычно английских).

Иногда одно мнемоническое обозначение соответствует целой группе машинных команд, выполняющих одинаковое действие над разными ячейками памяти процессора. Кроме машинных команд языки программирования низкого уровня могут предоставлять дополнительные возможности, такие как макроопределения (макросы). При помощи директив есть возможность управлять процессом трансляции машинных кодов, предоставляя возможность заносить константы и литеральные строки, резервировать память под переменные и размещать исполняемый код по определенным адресам. Часто эти языки позволяют работать вместо конкретных ячеек памяти с переменными.

Как правило, использует особенности конкретного семейства процессоров. Общеизвестный пример низкоуровнего языка — язык ассемблера, хотя правильнее говорить о группе языков ассемблера. Более того, для одного и того же процессора существует несколько видов языка ассемблера. Они совпадают в машинных командах, но различаются набором дополнительных функций (директив и макросов).

Также к языкам низкого уровня условно можно причислить CIL, применяемый в платформе Microsoft .NET, Форт, Java байт-код (англ.).

ЯЗЫКИ ПРОГРАММИРОВАНИЯ ВЫСОКОГО УРОВНЯ, ЯЗЫКИ ПРОГРАММИРОВАНИЯ, приемлемо близкие к разговорному языку. Высокоуровневый язык программирования преобразуется КОМПИЛЯТОРОМ в машинные коды, используемые непосредственно компьютером. Большинство используемых современных языков (таких как Бейсик, Паскаль или Си), являются высокоуровневыми.

Вывод:

Знать язык - не значит быть программистом. Что бы быть программистом нужно уметь составлять алгоритмы решения. А на каком языке их реализовывать - дело второстепенное.  Ассемблер является низкоуровневым языком, грубо говоря, все остальные языки - это надстройка над ним, упрощабщая написание, и понимание самих языков.  Чем больше надстроек - тем выше уровень.  Можно разделить языки на 3 основных уровня.  1 (низкий) - ассемблер - это машинные команды, которые выполняются процессором в той последовательности в которй записаны.  2 (более высокий) - большинство языков, в них команды так же выполняются в той последовательность в которой записаны, но имеют поля понятные название (более понятный синтаксис).  В этих двух уровнях, при написании кода мы создаем последовательность действий для процессора.  3 уровень - еще одна надстройка, в которой мы не создаем последовательность действий а лишь выражаем то, что там нужно (например СиКвеЛ)

7. Язык программирования Turbo Pascal 7.0. Общая характеристика, алфавит, грамматика. Структура программы.

Язык Паскаль был разработан Никласом Виртом в 1969г (Turbo Pascal в 1983) первоначально для целей обучения Напомним вначале некоторые основные понятия программирования. Опытный программист уже знает, а новичку полезно узнать, что главными элементами любой программы являются переменные, константы и операторы. Переменная — это ячейка (или несколько ячеек) оперативной памяти компьютера. Такой ячейке присвоено определенное имя, ее содержимое может изменяться в ходе выполнения программы. Вид информации, содержащейся в ячейке, набор преобразований, которые можно выполнять над этой информацией, и множество допустимых значений определяются типом переменной. Константа отличается от переменной тем, что ее значение фиксировано и не может быть изменено в ходе выполнения программы. Операторы задают те или иные действия, которые должна выполнять программа.

Язык Турбо Паскаль состоит приблизительно из 80 зарезервированных слов и специальных символов. Алфавит языка составляют буквы латинского алфавита, цифры, а также специальные символы, такие, например, как +, -, _. Специальными символами языка являются и некоторые пары символов. Как уже отмечалось, зарезервированные слова в языке Паскаль могут применяться только по своему прямому назначению, то есть в качестве имен операторов, названий операций и т. д. В табл. 1.1 приведен алфавитный список зарезервированных слов. В большинстве случаев овладение даже небольшой частью этого «словаря» достаточно для начала успешной работы по программированию на Паскале.

Таблица 1.1. Зарезервированные слова языка Паскаль

absolute	and	array	assembler
begin	break	case	const
constructor	continue	destructor	div
do	dpwnto	else	end
external	far	file	for
function	goto	if	implementation
in	inline	interface	interrupt
label	mod	near	nil
not	object	of	or
packed	private	procedure	program
public	record	repeat	set
shl	shr	string	then
to	type	unit	until
uses	var	virtual	while
with	xor

В дальнейшем мы разберем применение приведенных в данной таблице зарезервированных слов, а сейчас лишь кратко поясним смысл некоторых из них, наиболее часто используемых в программах на Паскале. Заголовки, то есть первые операторы программ и библиотечных модулей — это program и unit. Для описания переменных, констант и составных частей программы — подпрограмм-процедур и подпрограмм-функций — используются зарезервированные слова var, const, procedure, function. Операторы описания типов переменных, задаваемых пользователем, — это type, array, string, record...end, file of... . Слова, используемые для программирования составных операторов, а также начинающие и оканчивающие последовательность исполняемых операторов программы, — begin и end. Операторами, управляющими ходом выполнения программы (они так и называются — управляющие операторы), являются if-then...else, for...to...do, repeat...until, case...of...end, for...downto...do, while...do. В библиотечных модулях используются зарезервированные слова implementation, interface. Зарезервированные слова для обозначения арифметических и логических операций — div, mod, shl, shr, and, or, not и некоторые другие. В программах, написанных с использованием методов объектно-ориентированного программирования, применяются зарезервированные слова object, constructor, destructor, public и virtual.

Как уже было отмечено, кроме зарезервированных слов в программах на языке Паскаль используются как отдельные специальные символы, так и пары символов, которые имеют специальное значение. Перечень таких символов приведен в табл. 1.2.

Таблица 1.2. Одиночные и двойные специальные символы языка Паскаль

:=	Присваивание переменной (слева от символа) значения выражения (справа от символа)
;	Разделитель операторов в программе
( )	Скобки для арифметических и логических выражений
:	Разделитель в описаниях переменных и формате операторов вывода
..	Многоточие для списков
+,-,*,/	Бинарные операции (не только арифметические!)
=	Логическое равенство, элемент описания констант и типов
<>	Логическое неравенство
<=	Отношения «меньше чем» и «больше чем»
>=	Отношения «меньше или равно» и «больше или равно»
.	Конец программы или модуля, а также десятичная точка в константах вещественного типа
'	Ограничители константы строкового типа
{} (* *)	Пары скобок для комментариев
,	Разделитель элементов списка
[ ]	Скобки для ссылки на элемент массива или указания диапазона значений индекса

Одних только зарезервированных слов и специальных символов недостаточно для написания полноценной программы, ведь в нее надо вводить данные, а результат ее работы должен быть доступен пользователю. Все это обеспечивают специальные операторы ввода/вывода. Важным элементом современных программ является графическое отображение результатов работы. Эти и множество других возможностей поддерживаются библиотечными модулями. Подробнее о программировании операций ввода/вывода речь пойдет позже.