Посібник_Лутай АП

This document is created with trial version of Document2PDF Pilot 2.16.100.

∙сортування даних — упорядкування даних за наданою ознакою з метою зручності використання (підвищує доступність інформації);

∙групування даних — об’єднання даних за наданою ознакою з метою зб і- льшення зручності використання;

∙архівація даних — організація збереження даних у зручній та лег кодоступній формі, служить для зниження економічних витрат на зберігання та збільшує загальну надійність інформаційного процесу в цілому;

∙захист даних — комплекс заходів, спрямованих на запобігання втрачання даних, на відтворення та модифікацію даних;

∙транспортування даних — прийняття та передача (доставлення і пост а- чання) даних між віддаленими учасн иками інформаційного процесу. При цьому джерело даних в інформатиці прийнято називати сервером, а споживача — клієнтом.

Для автоматизації роботи з даними, що належать до різних типів, дуже важ-

ваються ознаками класифікації. У процесі кла сифікації утворюються множини та підмножини, які об’єднують частину об’єктів класифікації за однією чи кількома ознаками. Отже, визначаються класифікаційні групування.

Розрізняють ієрархічну, фасетну та дискрипторну системи класифікації, до кожної з яких ставляться такі вимоги:

∙достатня місткість, що забезпечує врахування всіх об’єктів класифікації;

∙гнучкість, що дає змогу розширювати множини класифікованих об’єктів

івносити зміни;

∙можливість функціонування разом з іншими к ласифікаторами однорідних об’єктів;

∙простота введення класифікатора.

Класифікатор — це систематизоване зведення назв класифікаційних груп у-

ційними групуваннями відношення підпорядкування (ієрархії). Великі групування поділяються на ряд дрібних, послідовно конкретизуючи властивості об’єктів. Н а- приклад, група матеріалів, підгрупа і різновид їх. Отже, класифіковані поняття будуються у вигляді ієрархічного логічного дерева з послідовною конкретизацією властивостей об’єктів. У результаті створюється складна б агаторівнева ієрархія понять.

Фасетна система класифікації — багатоаспектна, де класифікована множина утворює незалежні групування за цілим набором ознак, сформова ні в паралельні незалежні фасети (групування). Н априклад, ознаки об’єктів перепису населення. При фасетній системі класифікації набір ознак забезпечує розв’язання конкретних завдань. Наприклад, п ідрахунок кількості населення за націо нальністю, статтю,

11

This document is created with trial version of Document2PDF Pilot 2.16.100.

віком. Окремі ознаки всередині фасетів при цьому часто утворюють ієрархічну структуру.

Дескрипторна система ґрунтується на застосуванні координарного методу інформування, який передбачає, що зміст документів або показників можна д о- сить повно й точно відобразити за допомогою списку або переліку ключових слів. Дескриптор — це нормалізоване ключове слово або словосполучення. Дескриптори об’єднуються в слова або тезауруси.

Тезауруси — це систематизовані списки об’єктів, їх ознак (властивостей) з ключовими словами.

Усі системи класифікації мають свої переваги й недоліки. Вибір тієї чи і н- шої системи залежить від мети досліджень економічних даних і має проводитися з урахуванням вимог усього комплексу завдань управління.

ють два типи кодів: машинні та економічні. Машинні коди використов ують для керування машиною та подання команд, економічні об’єднують усі види кодів, використовуваних для подання техніко -економічної інформації. Знаки, що ви користовуються в процесі кодування, становлять абетку коду. Число знаків абетк о- вого коду, що використовуються в кодовому позначенні, називається основою к о- ду. Цифрова абетка коду складається з цифр, мішана — з букв і цифр.

Кодування інформації тісно пов’язане із застосуванням методів сортування, впорядкування, групування, пошуку. Ці методи визначають призначення й стру к- туру кодів. Кодування і зворотний процес — декодування — виконують при а в- томатизованій обробці даних багаторазово, починаючи зі складання до кументів

вання може бути як випадковим, так і заздалегідь систематизованим. П орядковий код застосовується для іде нтифікації малозначних, усталених списків назв. Пер е- ваги коду — легкість побудови, малозначність; недоліки — неможливість виділити класифікаційні групи та підгрупи ознак, неможливість розширення номенкл а- тури у разі нових назв об’єкта.

Серійна система кодування — дальший розвиток порядкової. Ознаки поп е- редньо групуються з урахуванням економічних вимог. Кожній групі відводиться серія номерів у порядку зростання, але з урахуванням резерву є вільні позиції на випадок появи нових об’єктів. Перевага цієї системи — легкість розширення н о- менклатури, коли прийнята система групування ознак не порушується, недолік — відсутність автоматичної можливості одержання кількох ступенів підсумків.

12

This document is created with trial version of Document2PDF Pilot 2.16.100.

ція молодшої ознаки починалася з перш ого номера. Переваги цієї системи — забезпечення групування даних за різними ознаками, можливість автоматичного стискання інформації, недоліки — багаторозрядність, громіздкість.

Шахова система кодування — різновид позиційної. Звичайно вона пов’язує одночасно дві ознаки у вигляді ма триці, де одна ознака (старша) розміщується по горизонталі (по рядках), інша (молодша) — по вертикалі (по стовпцях). Код будується в комірках матриці як складової з двох характеристик.

Комбінована система кодування ґрунтується на поєднанні різних систем кодування з урахуванням їх переваг. Залежно від конкретних випадків доцільно в и- користовувати, наприклад, серійно-позиційний код, порядково-серійний і т. д.

Вибір конкретної системи кодування залежить від обсягу кодованої номе н- клатури, її стабільності, від завдань, що стоять перед системою, зокрема від того, скільки часу потрібно буде на пошук даних, як і їх повнота, надійність і вірогі д- ність.

В обчислювальній техніці існує система, яка має назву двійкова система к о- дування, заснована на уявленні даних послідовністю усього двох знаків: 0 та 1. Іноді системи кодування називають системами числення. Також є вісімкова (від 0

до 7), шістнадцяткова (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, А, B, C, D, E, F) та десяткова (від 0

до 9) системи числення. Н априклад, у десятковій — 46, у двійковій — 101110, у вісімковій — 56, у шістнадцятковій 2Е.

Одним бітом можуть бути висловлені два поняття: 0 або 1 (так чи ні, чорне або біле, істина або хиба і т. ін.). Якщо кількість бітів збільшується до двох, то вже можна дати чотири різні поняття:

00 01 10 11

Трьома бітами можна закодувати вісім різних значень: 000 001 010 011 100 101 110 111

Збільшуючи на одиницю кількість розрядів у системі двійкового кодування, можна в два рази збільшити кількість значень, які можу ть бути присутніми у н а- даній системі.

Для кодування цілих чисел від 0 до 255 достатньо мати 8 розрядів двійков о- го коду, що утворюють байт (8 бітів).

0000 0000 = 0

0000 0001 = 1

.. …………….. 1111 1110 = 254 1111 1111 = 255

Шістнадцять бітів дозволяють закодувати цілі числа від 0 до 65535, а 24 б і- ти вже більше 16,5 мільйона різних значень. Для кодування дійсних чисел вик о- ристовується 80-розрядне кодування.

13

This document is created with trial version of Document2PDF Pilot 2.16.100.

Для визначення об’ємів інформації використовують такі одиниці інформ а-

210 Гбайт — 1 терабайт (Тбайт — 1024 Гбайти)

210 Тбайт — 1 пемабайт (Пбайт — 1024 Тбайти) і т.д.

«Повідомлення» та «інформація» — є основними поняттями інформатики. За словами відомого німецького спеціаліста з техніки зв’язку Артура Меліса, «п о- відомлення — це символи для інформації, сенс яких потрібно вивчити».

Відповідність між повідомленням та інформацією не є однозначною. Спр а- вді, одна і та ж інформація може бути передана за допомогою повідомлень, сфо р- мульованих різними мовами. Такі повідомлення складають клас еквівалентних повідомлень. Так само одне і те ж повідомлення може нести різну інформацію для різних кіл осіб, які його сприймають.

Таким чином, одне і те ж повідомлення, по -різному інтерпретоване, може передавати різну інформацію. Тобто зв’язком для повідомлення Р і інформації І є

Для передачі повідомлень існує багато форм:

∙ мовні повідомлення — мовна форма інформації, яка відоб ражена пе в- ною мовою;

∙листи — надання повідомлень на носіях (газети, книги і т. ін.);

∙аудіота відеоповідомлення тощо.

Повідомлення передаються від відправника до отримувача через так званий канал зв’язку.

У сучасній техніці при передачі повідомлень найчастіше використовують:

∙механічний рух;

∙електричну напругу і струм;

∙електромагнітні хвилі і т. ін.

Інформатика як наука власне і займається аспектами, спільними для людини і технічних пристроїв з точки зору передачі та обробки інформації.

Передача повідомлень відбувається в часі за допомогою сигналів. Сигнал називається дискретним, якщо він може набувати кінцеву кількість значень, а п о-

До алфавітів можна віднести: ∙ десяткові цифри (0, 1, …, 9);

14

This document is created with trial version of Document2PDF Pilot 2.16.100.

∙латинські літери (A, B, …, Z);

∙грецькі літери (α, β, …, ζ);

∙кирилицю (А, Б, …, Я);

∙азбуку Морзе ( ∙ -, ∙ ∙-, …);

∙математичні знаки (+, –, /, *, …,^);

∙двійкові символи, як було показано вище, і т.д.

Дискретні повідомлення є послідовністю знаків. Кін цеві послідовності знаків називають словами. Слова, представлені за допомогою двійкових символів, називають двійковими словами (двійковими числами). Кодом називають правило відображення одного набору знаків через інший.

Усі дії, які можна провадити з інфо рмацією, називаються інформаційними процесами. Вони містять такі складові:

∙отримання;

∙зберігання;

∙обробка;

∙передача інформації.

При цьому інформація обов’язково повинна мати такі властивості:

∙достовірність;

∙зрозумілість;

∙актуальність;

∙корисність;

∙повноту;

∙однозначність;

∙інакше втрачається сенс інформаційного процесу.

Контрольні запитання:

1. Роль інформатики у сучасному суспільстві.

2. Дати поняття інформатики та інформації.

3. Перелічити складові інформатики та описати їх характеристики. 4. Що являє собою наука інформатика і що вивчає інформатика?

5. Описати способи подання та кодування інформації у комп’ютерах. 6. Дати поняття систем числення та роботи в різних системах числення:

∙десятковій;

∙двійковій;

∙вісімковій;

∙шістнадцятковій.

7.Дати визначення поняття структури інформації.

8.Ієрархічна, фасетна системи класифікації.

9.Дескрипторна система класифікації. Вимоги, що ставляться до кожної системи класифікації.

10.Кодування інформації.

11.Порядкова, серійна системи кодування.

12.Позиційна, шахова, комбінована системи кодування.

15

This document is created with trial version of Document2PDF Pilot 2.16.100.

1.2. Характеристика сучасної комп’ютерної техніки

іперспективи її розвитку

1.2.1. Основні поняття

Комп'ютер - це електронний пристрій, що виконує операції введення інф о- рмації, зберігання та оброблення її за певною про грамою, виведення одержаних результатів у формі, придатній для сприйняття людиною. За кожну з названих операцій відповідають спеціальні блоки комп'ютера:

∙пристрій введення;

∙центральний процесор;

∙запам'ятовуючий пристрій;

∙пристрій виведення.

Всі ці блоки складаються з окремих дрібніших пристроїв. Зокрема в центральний процесор можуть входити арифметико -логічний пристрій (АЛП), внутрішній запам'ятовуючий пристрій у вигляді регістрів процесора та внутр ішньої кешпам'яті, керуючий пристрій (КП). Пристрій введення, як правило, теж не є однією конструктивною одиницею. Оскільки види інформації, що вводиться, різномані т- ні, джерел може бути декілька. Це стосується і пристрою виведення.

Схематично загальна структура комп'ютера зображена на рисунку 1.2.1.

Рисунок 1.2.1 - Загальна структура комп'ютера

Запам'ятовуючий пристрій - це блок ЕОМ, призначений для тимчасового (оперативна пам'ять) та тривалого (п остійна пам'ять) зберігання програм, вхідних і результуючих даних та деяких проміжних результатів. Інформація в оперативній пам'яті зберігається тимчасово лише при включеному живленні, але оперативна пам'ять має більшу швидкодію. В постійній пам'яті дані можуть зберігатися навіть при вимкненому комп'ютері, проте швидкість обміну даними між постійною п а- м'яттю та центральним процесором, у переважній більшості випадків, значно м е- нша.

16

This document is created with trial version of Document2PDF Pilot 2.16.100.

Арифметико-логічний пристрій - це блок ЕОМ, в якому відбувається пере т- ворення даних за командами програми: арифметичні дії над числами, перетворе н- ня кодів та ін.

Керуючий пристрій координує роботу всіх блоків комп'ютера. У певній п о-

ративної пам'яті передаються в арифметико-логічний пристрій. АЛП настроюється на виконання дії, вказаної поточною командою (в цій дії можуть брати участь також пристрої введення -виведення); дається команда на виконання цієї дії. Цей

вання є високою тоді, коли зад ача розв'язується за тією самою програмою багато разів (хоч і за різних початкових даних).

2. Принцип програми, що зберігається в пам'яті. Згідно з цим принципом, сформульованим Дж. фон Нейманом, команди програми подаються, як і дані, у вигляді чисел й обробляються так само, як і числа, а сама програма перед вик о- нання завантажується в оперативну пам'ять. Це прискорює процес її виконання.

3. Принцип довільного доступу до пам'яті. Згідно з цим принципом, елеме н- ти програм та даних можуть запис уватися у довільне місце опер ативної пам'яті. Довільне місце означає можливість звернутися до будь -якої заданої адреси (до конкретної ділянки пам'яті) без перегляду попередніх.

На підставі цих принців можна стверджувати, що сучасний комп'ютер - технічний пристрій, який після введення в пам'ять початкових даних у вигляді ци ф- рових кодів і програми їх обробки, вираженої також цифровими кодами, здатний

льних, все частіше здійснюється відхід від традиційної архітектури фон Н еймана, зумовлений праг ненням розробників та користувачів до підвищення якості та продуктивності комп'ютерів. Якість ЕОМ характеризується багатьма показник а- ми. Це і набір команд, які комп'ютер здатний розуміти, і швидкість роботи (шви д-

ником є швидкодія - кількість операцій, яку процесор здатний виконати за один и- цю часу. На практиці користувача більше цікавить продуктивність комп'ютер а - показник його ефективної швидкодії, тобто здатності не просто швидко функці о- нувати, а швидко розв'язувати конкретні поставлені задачі.

17

This document is created with trial version of Document2PDF Pilot 2.16.100.

Як результат, всі ці та інші фактори спричинили принципове і конструкти в- не вдосконалення елементної бази комп'ютерів , тобто створення нових, більш швидких, надійних і зручних у роботі процесорів, запам'ятовуючих пристроїв, пристроїв введення-виведення і т.д. Проте, слід усвідомлювати, що швидкість р о- боти елементів неможливо збільшувати безмежно (існують сучасні технолог ічні обмеження та обмеження, зумовлені фізичними законами). Тому розробники ко м- п'ютерної техніки шукають вирішення цієї проблеми вдосконаленням архітектури ЕОМ.

Так, з'явилися комп'ютери з багатопроцесорною архітектурою, в яких кілька процесорів працюють одночасно, а це означає, що продуктивність такого комп' ю-

тування (САПР), часто встановлюють два або чотири процесори. У надпотужних ЕОМ (такі машини можуть, наприклад, моделювати ядерні реакції в режимі ре а- льного часу, передбачати погоду в глобальному масштабі) кількість процесорів досягає кількох десятків.

Швидкість роботи комп'ютера істотно залежить від швид кодії оперативної пам'яті. Тому постійно ведуться пошуки елементів для оперативної пам'яті, які потребували б якомога менше часу на операції читання -запису. Але разом із швидкодією зростає вартість елементів пам'яті, тому нарощення швидкодійної опер а- тивної пам'яті потрібної ємності не завжди прийнятна економічно.

Проблема вирішується побудовою багаторівневої пам'яті. Оперативна п а- м'ять складається з двох-трьох частин: основна частина великої ємності будується

ється найчастіше містяться в кеш-пам'яті, а більший обсяг оперативної інформації зберігається в основній пам'яті.

Раніше роботою пристроїв введення-виведення керував центральний процесор, що займало в нього чимало часу. Архітектура сучасних комп'ютерів передб а- чає наявність каналів прямого доступу до оперативної пам'яті для обміну даними з пристроями введення-виведення без участі центрального процесора, а також передачу більшості функцій керування периферійними пристроями спеціалізованим процесорам, що розвантажує центральний процесор і підвищує його продукти в- ність.

Персональний комп’ютер — універсальна технічна система. Його конфіг у- рацію (склад устаткування) можна гнучко змінювати в міру необхідності. Проте існує поняття базової конфігурації, яку вважають типовою.

Базова конфігурація складається з таких пристроїв:

∙системний блок;

∙монітор;

∙клавіатура;

∙маніпулятор «мишка».

18

This document is created with trial version of Document2PDF Pilot 2.16.100.

1.2.2. Системний блок

Системний блок - основна складова, в середині якої містяться найважливіші компоненти. Пристрої, що знах одяться в середині системного блока називають внутрішніми, а пристрої, що приєднуються ззовні називають зовнішніми. Зовнішні додаткові пристрої, що призначені для вводу та виводу інформації називаються також периферійними. За зовнішнім виглядом, системні блоки відрізняються ф о- рмою корпуса, який може бути горизонтального (desktop) або вертикального (tower) виконання. Корпуси вертикального виконання можуть мати р ізні розміри: повнорозмірний (BigTower), середньорозмірний (MidiTower), малорозмірний (MiniTower). Корпуси горизонтального виконання є двох форматів: вузький (Full - AT) та надто вузький (Baby -AT). Корпуси персональних комп'ютерів мають різні конструкторські особливості та додаткові елементи (елементи блокування неса н- кціонованого доступу, засоби контролю внутрішньої температури, шторки від п и- лу).

Корпуси поставляються разом із блоком живлення. Потужність блоку жи в- лення є одним із параметрів корпусу. Для масо вих моделей достатньою є поту ж-

ність 200-250 Вт.

Основними вузлами системного блоку є:

∙електричні плати, що керують роботою комп'ютера (мікропроцесор, оперативна пам'ять, контролери пристроїв тощо);

∙накопичувач на жорсткому диску (вінчестер), призначений для читання або запису інформації;

∙накопичувачі (дисководи) для гнучких магнітних дисків (дискет);

∙оптичні пристрої.

Основною платою ПК є материнська плата (MotherBoard).

Материнська плата (системна плата) - найголовніша комплектуюча ком-

п'ютера. Адже до неї приєднуються такі внутрішні пристрої як:

∙Процесор

∙Оперативна пам'ять

∙Відеокартка

∙Вінчестер

∙Звукова картка

∙Оптичні пристрої (наприклад: CD-ROM, CD-RW, DVD-ROM, DVD-RW)

∙Мережева картка

∙Дисковод

∙Модем (внутрішній)

Також до материнської плати приєднуються зовнішні пристрої:

∙Монітор

∙Клавіатура

∙Миша

∙Звукові колонки

∙Принтер

19

This document is created with trial version of Document2PDF Pilot 2.16.100.

∙Сканер

∙Мікрофон

∙Навушники

∙Цифрова відеокамера

∙web - камера

∙Цифровий фотоапарат

∙Модем (зовнішній)

∙Flash - носії інформації

Материнська плата - це свого роду комп'ютерний міст, який поєднує у собі всі його комплектуючі (рисунок.1.2.2.1)

1

2

DIMM

3

AGP

ACR

Рисунок 1.2.2.1 - Вигляд материнської плати MSI K7N2 Delta

1.Сокет - (від англ. socket) - гнізло, роз'єм, до якого вставляється процесор.

2.DIMM слоти - "роз’єми" материнської плати, призначені для вставлення в них модулів оперативної пам'яті.

3.Чіпсет - мікросхема-контролер. Для її охолодження часто приєднують радіатор.

Чіпсет призначений для того, щоб контролювати всі процеси, які діються у к о- м'ютері (більш детальний опис буде нижче, адже це одна з найголовніших хара к- теристик материнської плати).

4. Слоти - призначені для під'єднання внутрішніх пристроїв . Наприклад, у слот AGP можна підключити відеокартку. У слот и PCI можна підключити звукову картку, внутрішній модем, мережеву картку тощ о. У ACR можна підключати різн о- манітні рейзер-карти (це перехідники, які дозволяють встановити PCI карти горизонтально, даючи можливість зменшити загальну висоту корпуса комп'ютера).

20