- •Оглавление
- •Информатика
- •Данными.
- •Свойства информации
- •История развития вычислительной техники.
- •Классификация эвм и пк
- •Архитектура пк
- •Устройства ввода
- •Считыватель штрих-кода. Устройства вывода
- •Устройства обработки
- •Функции процессора:
- •Устройства хранения
- •Функциональная классификация памяти:
- •Типы внешних запоминающих устройств:
- •Дисковый накопитель
- •Модемы для коммутируемых телефонных:
- •Аппаратно-программная конфигурация пк
- •Аппаратная конфигурация
- •Программная конфигурация
- •Аппаратная конфигурация пк.
- •Группы интерфейсов:
- •Протоколами.
- •Комплектующие системного блока:
- •Основные виды шин:
- •Программная конфигурация пк
- •Уровни программного обеспечения (программ):
- •Системное программное обеспечение.
- •К системному программному обеспечению относятся:
- •Прикладное программное обеспечение.
- •К прикладному программному обеспечению относятся:
- •Инструментальное программное обеспечение.
- •Системы счисления.
- •Перевод целого число из десятичной системы в любую другую систему счисления
- •Перевод правильной десятичной дроби в любую другую систему счисления
- •Перевод числа с целой и дробной частью из десятичной в любую другую систему счисления.
- •Перевод числа из любой системы счисления в десятичную
- •Арифметические операции в позиционных системах счисления
- •Х 0 1 0 0 0 1 0 1 Сложение и умножение в двоичной системе счисления
- •Правила выполнения арифметических операций над двоичными числами
- •Формула Хартли:
- •Формула Шеннона:
- •Представление информации в компьютере
- •Представление чисел.
- •Прямой код отрицательного числа
- •Обратный код отрицательного числа
- •Обратный код отрицательного числа
- •Представление вещественных (действительных) чисел.
- •Для числа 25,324 нормализованным представлением будет: 0.25324 * 102.
- •Представление текстовой информации.
- •Представление графической информации.
- •Цветов:
- •Красного (Red),
- •Зеленого (Green),
- •Представление звуковой информации.
- •Иерархическая организация сети.
- •Технологии передачи данных в сети.
- •Типы коммутации между узлами сети.
- •Среда передачи данных
- •Скорость передачи данных
- •Территории охвата
- •Сетевой адаптер (карту)
- •Сетевую операционную систему (сетевые программы).
- •Глобальные вычислительные сети
- •Сеть Интернет Общие принципы работы сети Интернет
- •Протоколы сети Интернет
- •Tcp/ip протоколы
- •Уникальный физический адрес (ip-адрес).
- •Протокол://имя_машины. Имя_домена[/каталог/ подкаталог/имя_файла]
- •Службы сети Интернет
- •Классификация компьютерных сетей
Информатика
В результате непрерывного взаимодействия друг с другом объектов окружающего нас мира порождаются сигналы, которые можно разделить на два основных типа:
дискретные (цифровые) – сигналы, принимающие некоторое количество последовательных значений.
непрерывные (аналоговые) – сигналы, которые могут принимать непрерывный диапазон значений.
Сигналы, зарегистрированные на материальном носителе, называются
Данными.
Операции с данными:
сбор данных – накопление данных для обеспечения достаточной полноты при принятии решения.
формализация данных – приведение данных к единой форме.
фильтрация данных – устранение избыточности, т.е. выбор только тех данных, которые нужны для принятия решения.
сортировка данных – упорядочивание данных по заданному критерию для удобства использования.
транспортирование данных – прием и передача данных между участниками информационного процесса.
архивация данных – сохранение данных в удобной, компактной и доступной форме.
преобразование данных – изменение структуры данных для удобства работы или хранения.
защита данных – предотвращение как несанкционированного доступа к данным, так и потерь данных при работе или модификации.
Данные несут сведения о событии, но не являются информацией, так как одни и те же данные могут по-разному интерпретироваться.
Что бы получить информацию, имея данные необходимо применить к ним соответствующие методы, которые преобразуют данные в понятия, воспринимаемые человеком.
Информация – результат обработки данных соответствующими методами.
Свойства информации
полнота – характеризует, достаточно ли информации для аргументированного принятия решения.
достоверность – характеризует, соответствует ли с заданной точностью информация реальному объекту.
адекватность – характеризует, насколько полученная информация правильно описывает изучаемый объект.
доступность – характеризует возможность получения информации в любой момент времени.
актуальность – характеризует своевременность информации.
Информационный процесс - процесс получения, создания, сбора, обработки, накопления, хранения, поиска, распространения и использования информации.
Информационная технология - приемы, способы и методы применения средств вычислительной техники при выполнении функций сбора, хранения, обработки, передачи и использования данных.
Информационная система - совокупность содержащейся в базах данных информации и обеспечивающих ее обработку информационных технологий и технических средств.
Информатика – наука, изучающая все аспекты получения, хранения, преобразования, передачи и использования информации.
История развития вычислительной техники.
Историю развития автоматических вычислительных машин можно условно разделить на три этапа:
создание механических и электромеханических вычислительных машин;
создание электронных устройств;
создание микропроцессорной техники.
Этап механических вычислительных устройств начался приблизительной в
XVII веке.
В 1642 году французский математик, физик и философ Блез Паскаль (1623 – 1662) разработал компактное суммирующее устройство – «Паскалина» - выполнявшее лишь одно арифметическое действие - сложение.
В 1673 году немецкий математик и философ Готфрид Вильгельм фон Лейбниц (1646 – 1717) демонстрирует механический калькулятор –
«арифметическую машину» - которая в отличие от машины Блеза Паскаля способна выполнять все четыре арифметических действия – сложение, вычитание, умножение и деление.
В дальнейшем Готфрид Вильгельм фон Лейбниц выдвинул идею применения в логике математической символики, сформулировал принципиальные свойства логического сложения и логического умножения, отрицания, тождества, предложил использовать двоичную систему счисления для целей вычислительной математики.
В 1745 году французский механик и изобретатель Жак де Вокансон (1709— 1782) публикует статью с предложением использовать перфокарты для автоматического управления ткацким станком и впоследствии изготавливает опытный образец первого в мире полностью автоматизированного станка.
В 1801 году мастер-ткач и изобретатель Жозеф Мари Жаккар (1752—1834 г.) впервые применил перфокарты для автоматизации ткацкого станка, реализовав, таким образом, идею Жака Вокансона. Благодаря этому один станок мог производить самые разнообразные ткани и узоры. Алгоритм, по которому работала машина, можно было легко изменять и на одном станке производить множество разных типов тканей.
В 1833 году профессор математики Кембриджского университета Чарльз Бэбидж (1792 - 1871) начинает разработку «аналитической машины» — усовершенствованной автоматизированной (механической) счётной машины, которая выполняла инструкции, считываемые с перфокарт. Вывод результата осуществлялся на перфоратор и печатающее устройство. По существу это первый в мире компьютер общего назначения.
Из-за сложности конструкции машины и трудоёмкости её изготовления работа Чарльза Бэбиджа так и не была закончена при его жизни. Тем не менее, успешные эксперименты с несколькими готовыми секциями подтвердили правильность и высокий уровень прогрессивного проекта Чарльза Бэбиджа.
Чарльз Бэбидж признан мировым сообществом как «родоначальник современного (программируемого) компьютера».
В 1843 году английский математик Ада Августа Лавлейс (1815 – 1852) предложила и впоследствии разработала программу для «аналитической машины» Чарльза Бэбиджа. Именно она ввела в употребление термины «цикл» и «рабочая ячейка». Ада Августа Лавлейс признана основоположницей науки о программировании, первым в мире программистом.
В 1847 английский математик и логик Джордж Буль (1815 - 1864) опубликовал памфлет «Математический анализ логики», в котором высказал идею, что логика более близка к математике, чем к философии. В 1854 он опубликовал работу «Исследование законов мышления, базирующихся на математической логике и теории вероятностей», в которой окончательно сформулировал основы математической логики. Эти работы дали рождение алгебре логики, или булевой алгебре.
Джордж Буль первым показал, что существует аналогия между алгебраическими и логическими действиями, так как и те, и другие предполагают лишь два варианта ответов — истина или ложь, нуль или единица.
Он придумал систему обозначений и правил, пользуясь которыми можно было закодировать любые высказывания, а затем манипулировать ими как обычными числами.
Булева алгебра располагала тремя основными операциями — И, ИЛИ, НЕ, которые позволяли производить сложение, вычитание, умножение, деление и
сравнение символов и чисел. Таким образом, Джорджу Булю удалось подробно описать двоичную систему счисления.
В значительной степени благодаря работам Лейбница и Буля сегодняшние компьютеры выполняют все логические операции.
В 1938 американский инженер и математик Клод Шеннон (1916 – 2001) защитил докторскую диссертацию, в которой разработал принципы логического устройства компьютера, соединив булеву алгебру с работой электрических схем.
Благодаря этому открытию булева алгебра могла быть использована как способ организации внутренних операций компьютера, способ организации логической структуры компьютера. Эта работа стала поворотным пунктом в истории развития современной информатики и вычислительной техники.
В 1938 году немецкий инженер Конрад Цузе (1910 – 1995) создал электромеханическую машину «Z-1» с программой на перфоленте, которая в отличие от своих предшественниц оперировала не десятичными, а двоичными числами, имела блоки механической и адресной памяти.
В 1941 году Конрад Цузе создал машину «Z-3» - первая полнофункциональная программно управляемая и свободно программируемая в двоичном коде с плавающей точкой рабочая вычислительная машина[1], обладающая всеми свойствами современного компьютера. Машина представляла собой двоичный вычислитель с ограниченной программируемостью, выполненный на основе телефонных реле. На таких же реле было реализовано и устройство хранения данных. Их общее количество составляло около 2200. Порядок вычислений можно было выбрать заранее.
Именно эту машину сегодня считают первым, реально работающим программируемым компьютером.
В 1945-46 гг. Конрад Цузе разработал первый алгоритмический язык программирования Планкалкюль (Plankalkuel - от plan calculus).
В 1945 году американский математик и физик Джон фон Нейман (1903 – 1957) в статье «Предварительное рассмотрение логической конструкции электронно-вычислительного устройства» изложил систему принципов построения и функционирования компьютера, впоследствии получивших название «принципов фон Неймана»:
Принцип двоичного кодирования - Для представления данных и команд используется двоичная система счисления.
Принцип однородности памяти - Как программы (команды), так и относящиеся к программам данные хранятся в одной и той же памяти (и кодируются в одной и той же системе счисления). Над командами можно выполнять такие же действия, как и над данными.
Принцип адресуемости памяти - Структурно основная память состоит из пронумерованных ячеек; процессору в произвольный момент времени доступна любая ячейка; память внутренняя.
Принцип последовательного программного управления - Все команды располагаются в памяти и выполняются последовательно, одна после завершения другой, в последовательности, определяемой программой.
Принцип жесткости архитектуры - Неизменяемость в процессе работы топологии, архитектуры, списка команд.
Согласно принципам Джона фон Неймана, компьютер должен иметь следующие устройства (аппаратную архитектуру):
арифметическо-логическое устройство — для непосредственного осуществления вычислений и логических операций.
устройство управления — для организации процесса управления программ.
запоминающее устройство (память) — для хранения программ и информации.
Фон-неймановская архитектура компьютера считается классической, на ней построено большинство компьютеров. В общем случае, когда говорят об архитектуре фон Неймана, подразумевают физическое отделение процессорного модуля от устройств хранения программ и данных.
Следующий этап развития вычислительной техники связан с появлением и развитием электронных вычислительных устройств.
В 1946 году в университете города Пенсильвания (США) была создана первая универсальная ламповая ЭВМ – ENIAC (от английского Electronic Number Integrator And Computer – электронный числовой интегратор и компьютер). Это был первый электронный цифровой компьютер, который допускал перепрограммирование и мог использоваться для решения различных задач.
С появлением таких машин историю развития вычислительной техники принято делить на поколения, в соответствии с применяемой в них элементной базой:
поколение –электронные лампы.
поколение – транзисторы.
поколение – интегральные схемы (микросхемы).
поколение – микропроцессоры (большие и сверхбольшие интегральные схемы).
Микропроцессоры положили начало третьему этапу развития вычислительной техники – созданию микропроцессорной техники.
Первый микропроцессор был выпущен в 1971 году американской фирмой
Intel.
В 1976 году компания «Apple Computer» выпустила первый серийный
персональный компьютер (ПК) Apple-1, а в 1977 году – Apple-2.
В 1980 году корпорация IBM выпустила известный ПК получивший название
IBM PC (Personal Computer).