1.Информация – сведения об объекте, понятии, явлении.

Носитель информации --- материальный объект, используемый для хранения информации. Различают бумажные носители (перфокарты, перфоленты), магнитные носители (ленты, диски, барабаны) и оптические носители (лазерные диски).

Накопитель --- механическое устройство, управляющее записью, хранением и считыванием данных. Различают накопители на гибких магнитных дисках НГМД и накопители на жестких магнитных дисках НЖМД, накопители на оптических и магнитооптических дисках (НОД).

Свойства информации (энтропии): 1) информация (энтропия) сложного опыта (сообщения) равна сумме информаций (энтропий) его частей; 2) при том же числе исходов наибольшую информацию (энтропию) имеет опыт (сообщение) с равновероятными исходами. Требования к информации: достоверность, полнота, актуальность, полезность, понятность, адекватность.

+ информация из вопроса №2.

2. В 1948 году американец Клод Шеннон впервые применил понятие бит для определения логарифмической единицы информации.

По Шеннону, бит – это:

1. Бит — это двоичный логарифм вероятности равновероятных событий или сумма произведений вероятности на двоичный логарифм вероятности при равновероятных событиях (т.е. по-простому – вероятность события, умноженная на само событие).

2. Бит — базовая единица измерения количества информации, равная количеству информации, содержащемуся в опыте, имеющем два равновероятных исхода. Это тождественно количеству информации в ответе на вопрос, допускающий ответы «да» либо «нет» и никакого другого (то есть такое количество информации, которое позволяет однозначно ответить на поставленный вопрос).

1 бит – минимальное количество информации. 1 бит = log2р, где р – вероятность наступления события.

Бит, так же – один разряд двоичного кода: 0 или 1. в вычислительной технике это соответствует нахождению на различных уровнях напряжения.

8 бит = 1 байт информации

1024 байта = 1 мегабайт

1024 мегабайта = 1 гигабайт

1024 гигабайта = 1 терабайт etc. Коэфф перехода не 10^*, а 2^*.

Т.о. в байте, например, можно закодировать 256 различных комбинаций значений.

3. Важнейшим средством обработки информации являются вычисления.

Первым счётным средством для человека были его пальцы.

В V веке до MS нашей эры в Греции и Египте получил распространение абак. Абак, в переводе с греческого – счётная доска. Вычисления на абаке производились перемещением камешков по желобам на мраморной доске.

«Потомком» абака можно назвать русские счёты. В России они появились на рубеже XVI – XVII веков.

В начале XVII века шотландский математик Джон Непер опубликовал таблицы логарифмов. Появилась логарифмическая линейка.

В 1645 году французский математик Блез Паскаль создал первую счётную машину. Машина Паскаля позволяла быстро выполнять сложение многозначных чисел.

В 1670 - 1680 годах немецкий учёный Готфрид Лейбниц создал механический арифмометр, на котором можно было выполнять 4 арифметические операции с многозначными числами. Арифмометр был предшественником современного калькулятора.

Профессор Кембриджского университета Чарльз Бэббидж в период с 1820 по 1856 годы работал над созданием программно-управляемой «Аналитической машины». Это было настолько сложное устройство, что проект так и не был реализован. Основные идеи, заложенные в проекте аналитической машины, в нашем веке были реализованы конструкторами ЭВМ.

В 1888 году американец Генрих Холлерит приступил к созданию табулятора, где информация, нанесённая на перфокарты, расшифровывалась эл. током. В 1924 году Холлерит основал фирму IBM для серийного выпуска табуляторов.

В 30-у годы XX века в нашей стране был разработан более совершенный арифмометр – «Феликс».

I –е поколение ЭВМ (1945 – середина 50-х годов)

В 1945 году гр. специалистов под руководством Моучли и Эккерта в США построили первую ЭВМ на основе электронных ламп.

В 1949 году была построена первая ЭВМ с архитектурой Неймана.

Первая отечественная ЭВМ была создана в 1951 году под руководством академика С.А. Лебедева.

Характерные черты ЭВМ первого поколения.

1. Элементной базой служат электронно-вакуумные лампы, резисторы и конденсаторы. Соединение элементов – навесной монтаж проводами.

2. ЭВМ выполнена в виде громоздких шкафов и занимает специальный машинный зал.

3. Быстродействие – 10 – 20 тыс. оп/с.

4. Существует опасность перегрева ЭВМ. Часто выходит из строя.

5. Программирование: трудоёмкий процесс в машинных кодах. Общение с ЭВМ требовало от специалистов высокого профессионализма.

II –е поколение ЭВМ (конец 50-х – конец 60-х годов)

Был изобретён транзистор, который пришёл на смену электронным лампам.

Характерные черты ЭВМ второго поколения.

1. Элементная база: полупроводниковые элементы. Соединение элементов – печатные платы и навесной монтаж.

2. ЭВМ выполнены в виде однотипных стоек, чуть выше человеческого роста.

3. Быстродействие – до 1 млн. оп/с.

4. Эксплуатация упростилась.

5. Программирование: велось преимущественно на алгоритмических языках.

6. Жесткий принцип управления заменился микропрограммным.

III–е поколение ЭВМ (конец 60-х – конец 70-х годов)

В 1958 году Джон Килби впервые создал опытную интегральную схему.

Первой ЭВМ, выполненной на интегральных схемах, была IBM-360.

Характерные черты ЭВМ третьего поколения.

1. Элементная база: интегральные схемы. Соединение элементов – печатные платы.

2. ЭВМ выполнены в виде однотипных стоек, чуть выше человеческого роста (похожи на ЭВМ 2-го поколения).

3. Быстродействие – миллионы оп/с.

4. Эксплуатация упростилась.

5. Программирование: велось преимущественно на алгоритмических языках (как и в ЭВМ 2-го поколения).

6. Наряду с микропрограммным принципом управления используются принципы модульности и магистральности.

7. Увеличился объём памяти.

IV–е поколение ЭВМ (конец 70-х – настоящее время)

Появились большие интегральные схемы. Крупным сдвигом стало создание микропроцессора.

В 1971 году был создан первый микропроцессор фирмой Intel.

С 1982 года фирма IBM приступила к выпуску модели ПК.

В 1984 году фирмой IBM был разработан ПК на базе микропроцессора фирмы Intel.

V–е поколение ЭВМ (машины недалёкого будущего)

Основным их качеством должен быть высокий интеллектуальный уровень. Машины пятого поколения – это реализованный искусственный интеллект. В них будет возможным ввод с голоса, голосовое общение, машинное «зрение», машинное «осязание».

4. К основным устройствам компьютера можно отнести те устройства, которые в том или ином физическом исполнении связаны с узлами из третьего принципа фон Неймана.

• материнская плата, на которой установлен центральный процессор (CPU) - устройство обработки информации, предназначенное для управления работой всех блоков машины и выполнения арифметических и логических операций, оперативная память и другие части, а также слоты расширения

  • оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) - предназначена для временного хранения информации, непосредственно участвующей в работе ЭВМ в текущий или в последующие моменты времени, и кэш - промежуточный буфер с быстрым доступом, содержащий копию той информации, которая хранится в памяти с менее быстрым доступом, но с наибольшей вероятностью может быть оттуда запрошена.

  • Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) - энергоНЕзависимая память, используется для хранения массива неизменяемых данных.

  • Шины — основная интерфейсная система компьютера, обеспечивающая сопряжение и связь всех его устройств между собой.

• Блок питания

• Контроллеры устройств хранения, находящиеся непосредственно на материнской плате (встроенные) либо на платах расширения. К контроллерам подключены жёсткий диск (винчестер), привод гибких дисков, CD-ROM, клавиатура и другие устройства.

• Накопители на сменных носителях

  • Приводы оптических дисков

  • привод гибких дисков

  • стример (запоминающее устройство по принципу магнитной записи на ленточном носителе)

• Видеоконтроллер (встроенный или в виде платы расширения – звуковая плата ), передающий сигнал на монитор

• Звуковой контроллер (звуковая плата – для работы со звуком)

• Сетевой интерфейс (сетевая плата - периферийное устройство, позволяющее компьютеру взаимодействовать с другими устройствами локальной сети)

Устройство ввода – клавиатура.

Клавиатура --- устройство ручного ввода информации в ЭВМ, состоящее из совокупности клавиш различного назначения и схемы сопряжения. Также используются для управления каким-либо устройством.

Устройство вывода – монитор.

5. Процессор – программно-управляемое устройство обработки информации, предназначенное для управления работой всех блоков машины и выполнения арифметических и логических операций.

Микропроцессор – процессор (устройство, отвечающее за выполнение арифметических, логических и операций управления, записанных в машинном коде), реализованный в виде одной микросхемы или комплекта из нескольких специализированных микросхем.

В настоящее время, в связи с очень незначительным распространением процессоров, не являющихся микропроцессорами, в бытовой лексике термины «микропроцессор» и «процессор» практически равнозначны.

Микропроцессор состоит из устройства управления, арифметико-логического устройства, микропроцессорной памяти, интерфейсной системы.

Устройство управления (УУ) -- формирует и подает во все блоки машины управляющие импульсы; выдает адреса требуемых ячеек памяти, и передает их в другие блоки ЭВМ.

Арифметико-логическое устройство АЛУ состоит из регистров памяти, сумматора и схем управления; используется для выполнения арифметических и логических операций над числовой и символьной информацией. Для увеличения скорости работы АЛУ подключают математический сопроцессор.

Сумматор -- электрическая схема, складывающая поступающие на вход двоичные машинные слова (по 2 байта). Включает в себя два регистра быстродействующей памяти, в которые из шины данных помещают два слагаемых. После суммирования в одном из регистров памяти записывается результат, который и передается в шину данных.

Микропроцессорная память -- память небольшой емкости, но чрезвычайно высокого быстродействия (время обращения к МПП примерно 1 нс). Состоит из регистров с разрядностью не менее машинного слова.

Интерфейс -- совокупность средств сопряжения и связи устройств компьютера, обеспечивающая их взаимодействие.

Основные характеристики микропроцессора: 1) разрядность шины данных, то есть количество битовых разрядов, обрабатываемых за один такт и пересылаемых в ОЗУ; 2) разрядность шины адреса, определяющий максимальный объем адресуемой ОЗУ; 3) тактовая частота.

Частота – количество элементарных операций в единицу времени.

Сейчас в ЭВМ используются 32- и 64-разрядные процессоры. Разрядность шины данных микропроцессора определяет разрядность ЭВМ в целом. Разрядность шины адреса процессора задает его адресное пространство, то есть максимальное количество ячеек ОЗУ, которое может непосредственно адресовано микропроцессором. Если шина имеет n разрядов, то адресное пространство -- 2ⁿ ячеек емкостью в 1 байт. Если шина адреса имеет 16 или 32 разряда, то объем адресного пространства МП равен 2¹⁶ байт =64 Кбайта или 2³² байт = 4 Гбайта.

6. Клавиатура относится к устройствам ввода (клавиатура, мышь, трекбол, трекпоинт, джойстик, графические планшеты, световое перо, сенсорные экраны, сканер, аудио- и видео магнитофон, микрофон, цифровой фотоаппарат, видеокамера, телевизионный тюнер, ресивер, музыкальный инструмент АЦП, различные датчики, игровые устройства, киберперчатки и киберкостюм.), (а они – к внешним устройствам компьютера).

Клавиатура --- устройство ручного ввода информации в ЭВМ, состоящее из совокупности клавиш различного назначения и схемы сопряжения. Также используются для управления каким-либо устройством.

Всего в стандартной версии 104 клавиши.

Расположение клавиш на AT-клавиатуре подчиняется единой общепринятой схеме, спроектированной в расчёте на английский алфавит.

По своему назначению клавиши на клавиатуре делятся на шесть групп:

• функциональные;

• алфавитно-цифровые;

• управления курсором;

• цифровая панель;

• специализированные;

• модификаторы.

Двенадцать функциональных клавиш расположены в самом верхнем ряду клавиатуры. Ниже располагается блок алфавитно-цифровых клавиш. Правее этого блока находятся клавиши управления курсором, а с самого правого края клавиатуры — цифровая панель.

Алфавитно-цифровой блок

К алфавитно-цифровому блоку относятся клавиши для ввода букв, цифр, знаков пунктуации и арифметических действий, специальных символов. В стандартной клавиатуре PC/AT этот блок включает 47 клавиш. В

Клавиши алфавитно-цифрового блока делятся по рядам и по зонам. Нижний ряд блока находится над клавишей «пробел» и клавишами-модификаторами   Ctrl ,   Alt ,   AltGr . Он считается первым. Выше — второй, в методе слепой десятипальцевой печати также называемый «домашним» рядом. Ещё выше — третий. Самый верхний ряд клавиш блока — четвёртый — в латинской раскладке QWERTY не содержит клавиш для ввода букв, но включает все клавиши ввода цифр. По этой причине его часто называют цифровым рядом.

Зоной называется совокупность клавиш, закреплённых в методе слепой десятипальцевой печати за пальцами каждой из рук. Нумерация зон идёт слева направо.

Результат действия алфавитно-цифровых клавиш зависит от регистра (нижний — верхний) и уровня (первый — второй) в котором осуществляется нажатие этих клавиш.

К числу клавиш-модификаторов относятся клавиши   ⇧ Shift ,   Ctrl ,   Caps Lock ,   Alt  и   AltGr  (правый Alt). Они предназначены для изменения (модификации) действий других клавиш. Включение верхнего регистра клавиш (при отключённом   Caps Lock ) осуществляется нажатием и удержанием клавиши   ⇧ Shift . Нажатие и удержание клавиши   AltGr  используется для перехода на второй уровень клавиатуры.

Монитор относится к устройствам вывода (монитор, проектор, принтер, плоттер, сектор Брайля клавиатуры для слепых, акустические системы, устройство выдачи запахов и вкуса, устройство передачи тактильных импульсов).

Мониторы на ЭЛТ содержат электронно--лучевую трубку, генераторы строчной и кадровой разверток, формирующих растр --- набор горизонтальных линий, заполняющий экран, блок питания. Размер экрана монитора задается обычно величиной его диагонали в дюймах: от 10 до 21 дюйма (обычно 15-17 дюймов). Частота кадровой развертки --- 70--80 Гц; частота строчной развертки --- 40--50 кГц. Разрешающая способность монитора: 320 x 200, 640 x 480, 800 x 600, 1024 x 768. Качество изображения также зависит от размера зерен люминофора, которые образую ряд: 0,42 мм; 0,39 мм; 0,31 мм; 0,28 мм; 0,26 мм. Различают монохромные и цветные мониторы.

Плазменные мониторы состоят из трех пластин, на две из которых нанесены система вертикальных и горизонтальных прозрачных проводников (2--4 проводника на 1 мм), а в третьей пластине, расположенной между ними, --- отверстия, заполненные инертным газом. Вертикальные и горизонтальные проводники образуют координатную сетку, при подаче на них напряжения светятся элементы изображения -- пикселы. Разрешающая способность 512 x 512, 1024 x 1024 пиксел.

Электролюминесцентные мониторы имеют координатную сетку и пластину покрытую люминофором. При подаче напряжения на координатные шины наблюдается свечение люминофора под воздействием электрического поля.

Жидкокристаллические мониторы состоят из элементов на жидких кристаллов, которые изменяют свои оптические свойства при подаче напряжения. ЖК мониторы пассивные, работают либо в проходящем, либо в отраженном свете. Преимущества: небольшие габариты, изображение плоское не мерцает, излучение отсутствует, потребляемая мощность мала.

7. Существуют два формата представления графической информации в файлах компьютера: растровый формат и векторный.

В растровом формате графическое изображение запоминается в файле в виде мозаичного набора множества точек (нулей и единиц), соответствующих пикселям отображения этого изображения на экране дисплея.

Т.е. вся площадь изображения разбивается на участки и каждому участку задается некий параметр. Растровое изображение сложнее векторного.

Качество картинки определяется количеством элементов в линии:

300

3

Один дюйм: 0 90 000 точек

0

В векторном формате задаются координаты точек (их радиус--векторов) и их цвета. При необходимости координаты X, Y умножаются на коэффициент и рисунок меняет размеры.

Изображения формируются с помощью графических примитивово: точек, линий (прямых, кривых), геометрических фигур. При увеличении размеров фигуры качество изображения Не страдает.

Также есть еще символьное изображении.

8. Разрешающая способность – одна из главных характеристик монитора.

Разрешающая способность монитора: 320 x 200, 640 x 480, 800 x 600, 1024 x 768

Разреше́ние описывает, насколько детальным является данное изображение. Более высокое разрешение означает более высокий уровень детализации.

Разрешение растровых изображений может выражаться в виде двух целых чисел, например: 1600×1200 — в данном случае эти числа означают размеры изображения в пикселях по горизонтали и вертикали. Т.е. это говорит о картинке как о мозаике, при этом разрешении изображение состоит из цветных точек, из которых 1600 по горизонтали и 1200 по вертикали. А значит в итоге на картинке 1 920 000 точек из-за большого количества точек на маленькой площади, глаз не замечает “мозаичность” рисунка. Соответственно чем выше разрешение, тем больше точек на той же площади и тем выше качество рисунка.

Для векторных изображений понятие разрешения неприменимо.

Пиксель - наименьший логический элемент двумерного цифрового изображения в растровой графике. Пиксел представляет собой неделимый объект прямоугольной, обычно квадратной, или круглой формы, обладающий определённым цветом.

Это элементарный подсвечиваемый участок (монохромные пиксели либо подсв-ся, либо нет).

Изображение с помощью пикселов – первичное. Каждой площадке приписывается байт (вкл подсветку/выкл), т.е. если один байт, то 256 возможных цветов, если 2 байта, то 64000, и так далее.

(вторичный режим – текстовый. Делится на 80 полос и 25 строк. В одном столбце есть неск пикселей и в каждой строке так же. На каждом знакоместе появляются системы пикселов, в которых рисуются знаки из кодовой страницы.

9. Память по своему назначению делится на кратковременную и долговременную.

К кратковременной памяти относится энергозависимая оперативная память (ОЗУ). Она предназначена для временного хранения информации, непосредственно участвующей в работе ЭВМ в текущий или в последующие моменты времени.

При отключении напряжения информация теряется.

К долговременной относятся все остальные виды памяти:

Микропроцессорная память -- высокоскоростная память небольшой емкости, входящая в МП и используемая АЛУ для хранения операндов и промежуточных результатов вычислений.

КЭШ-память -- это буферная, не доступная для пользователя память, автоматически используемая компьютером для ускорения операций с информацией, хранящейся в медленно действующих запоминающих устройствах.

ПЗУ (постоянное запоминающее устройство) используется для хранения неизменяемой информации: загрузочных программ операционной системы (ОС) и др. Из ПЗУ можно только считывать информацию. Это энергонезависимая память -- при отключении ЭВМ информация сохраняется.

Внешняя память относится к внешним устройствам ЭВМ и используется для долговременного хранения любой информации, которая может потребоваться. В ВЗУ хранится программное обеспечение ЭВМ. Внешняя память: НЖМД и ЖМД, НГМД и ГМД (магнитный диск), стример (НМЛ -- накопитель на магнитной ленте), оптические накопители для CD-ROM и DVD-дисков.

Можно делить память по скорости доступа.

Быстрая – время от запроса до ответа – миллисекунды.

Долгая – часы (перфокарты).

10. Информация во внешней памяти (т.е. кроме ОЗУ и ПЗУ) хранится в файлах.

Файл – это поименованная определенным образом часть памяти. Это объем внешней памяти, предназначенный для хранения однотипной памяти.

Раньше называть файл можно было только латинскими буквами и цифрами, без использования знаков препинания и суммарно не более 8-ми символов.

Сейчас почти все ограничения сняты.

После имени файла идет расширение (необходимо для определения типа, формата файла). Точка входит в него. Все вместе (именование + точка + расширение) называется полным именем файла.

Расширение позволяет определить, является ли этот файл исполняемым (программой) или статичной (-стической?) информацией (текстом, музыкой, картинкой).

Исполняемые типы:

*.exe (execute) – выполняемые программы для DOS и Windows.

*.COM (compact) – простой тип исполняемого файла для DOS, но можно выполнять и на Windows.

*.bat (batch file) - текстовый файл в MS-DOS, или Windows, содержащий последовательность команд, предназначенных для исполнения командным интерпретатором.

Спецификация – путь к полному имени файла.

Получается исходя из иерархической структуры (папок, директорий).

Директория (каталог, папка) – поименованная определенным образом часть памяти, в которой находятся имена других файлов и каталоги более высоких уровней вложенности.

Жесткий диск может быть разбит на множество логических дисков (С:, D:, E: и т.д.).

С:\имя папки 1-го уровня\2-го\3-го\...\...\......\*.*

К файлу можно также привязаться с помощью пиктограммы, ярлыка, а не только вписывая путь в командную строку.

11. Вопрос 1. Файловая система. Организация работы с файлами и каталогами.