- •Глава 4 информационные ресурсы и информатизация общества 64
- •Раздел II прикладная информатика 82
- •Глава 5. Общая характеристика процессов сбора, передачи, обработки и хранения информации 82
- •Глава 6. Технические средства реализации информационных процессов 105
- •Глава 11 глобальная информационная сеть internet 222
- •Глава 12 искусственный интеллект 270
- •Глава 13 экспертные системы 297
- •Острейковский в.А. Информатика
- •Введение
- •Раздел I теоретическая информатика глава 1 основные понятия и определения информатики
- •1.1. Терминология информатики
- •1.2. Объект информатики
- •1.3. Предметная область информатики как науки
- •1.4. Краткая история развития информатики
- •Контрольные вопросы
- •Глава 2 информатика как наука
- •2.1. Категории информатики
- •2.2. Аксиоматика информатики
- •2.3. Виды и свойства информации
- •Контрольные вопросы
- •Глава 3. Математические основы информатики
- •3.1. Методы и модели оценки количества информации
- •3.2. Основные понятия теории алгоритмов
- •3.3. Системы счисления
- •3.3.1. Позиционные системы счисления
- •3.3.2. Двоичная система счисления
- •3.3.3. Другие позиционные системы счисления
- •3.3.4. Смешанные системы счисления
- •3.3.5. Перевод чисел из одной системы счисления в другую
- •3.4. Формы представления и преобразования информации
- •3.4.1. Числовая система эвм. Представление целых чисел без знака и со знаком
- •3.4.2. Индикаторы переноса и переполнения
- •3.4.3. Представление символьной информации в эвм
- •3.4.4. Форматы данных
- •Контрольные вопросы, упражнения и задачи
- •Глава 4 информационные ресурсы и информатизация общества
- •4.1. Особенности информационного ресурса
- •4.2. Формы и виды информационных ресурсов
- •4.3. Информатизация общества
- •4.3.1. Сущность и цели информатизации
- •4.3.2. Создание информационных структур
- •4.3.3. Формирование индустрии информатики
- •4.3.4. Развитие интеллектуального и информационного рынков
- •4.4. Перспективы перехода к информационному обществу
- •Контрольные вопросы
- •Раздел II прикладная информатика глава 5. Общая характеристика процессов сбора, передачи, обработки и хранения информации
- •5.1. Восприятие информации
- •5.2. Сбор информации
- •5.3. Передача информации
- •5.4. Обработка информации
- •Контрольные вопросы
- •Глава 6. Технические средства реализации информационных процессов
- •6.1. Определение и принципы организации информационных процессов в вычислительных устройствах
- •6.2. Функционирование эвм с шинной организацией
- •6.3. Функционирование эвм с канальной организацией
- •6.4. Информационная модель эвм
- •6.5. Основные команды эвм
- •6.6. Персональные эвм
- •6.6.1. Общие сведения о пэвм и их классификация
- •6.6.2. Структурная схема пэвм
- •6.6.3. Внешние устройства пэвм
- •6.6.4. Внешние запоминающие устройства пэвм
- •6.6.5. Печатающие устройства пэвм
- •6.6.6. Перспективы развития пэвм
- •6.7. Вычислительные системы
- •6.8. Поколения вычислительных средств
- •Контрольные вопросы, упражнения и задачи
- •Глава 7 алгоритмизация и программирование
- •7.1. Определение алгоритма
- •7.2. Методы разработки алгоритма
- •7.2.1. Метод частных целей
- •7.2.2. Метод подъема
- •7.3. Программирование с отходом назад
- •7.4. Алгоритмы ветвей и границ
- •7.5. Жизненный цикл программного обеспечения
- •Контрольные вопросы, упражнения и задачи
- •Раздел III элементы информационных технологий глава 8 базы и банки данных
- •8.1. Автоматизированные банки данных
- •8.2. Модели данных
- •8.3. Схема функционирования субд
- •8.4. Организация поиска данных
- •8.5. Администратор базы данных
- •Контрольные вопросы
- •Глава 9 пакеты прикладных программ
- •9.1. Классификация ппп
- •9.2. Проблемно-ориентированные ппп
- •9.4. Интегрированные ппп
- •9.4. Пакеты прикладных программ для решения научно-технических задач
- •9.5. Библиотеки стандартных программ
- •Контрольные вопросы
- •Глава 10 вычислительные сети
- •10.1. Принципы построения и классификация вычислительных сетей
- •10.2. Способы коммутации и передачи данных
- •10.3. Программное обеспечение вычислительных сетей
- •10.4. Локальные вычислительные сети
- •10.4.1. Классификация лвс
- •10.4.2. Организация обмена информацией в лвс
- •10.4.3. Методы доступа в лвс
- •10.4.4. Модели взаимодействия в лвс
- •10.5. Обеспечение безопасности информации в вычислительных сетях
- •Контрольные вопросы
- •Глава 11 глобальная информационная сеть internet
- •11.1. Краткая характеристика основных информационных ресурсов internet
- •11.2. Принципы функционирования internet
- •11.2.1. Иерархия протоколов internet
- •11.2.3. Спецификация универсального адреса информационного ресурса в internet
- •11.3. Технология world wide web (www)
- •11.3.1. Общая характеристика www
- •11.3.2. Программы-клиенты www
- •11.3.3. Стратегия поиска информации в сети
- •11.3.4. Язык гипертекстовой разметки web-документов html
- •11.3.5. Поисковые машины www
- •11.4. Электронная почта в internet
- •11.5. Технологии доступа к ресурсам internet, отличные от www
- •11.5.1. Удаленный доступ к ресурсам сети telnet
- •11.5.2. Обмен файлами по протоколу ftp. Служба архивов ftp
- •Контрольные вопросы
- •Глава 12 искусственный интеллект
- •12.1. Направление исследований в области искусственного интеллекта
- •12.2. Машинный интеллект и робототехника
- •12.3. Интеллектуальные роботы
- •12.4. Моделирование биологических систем
- •12.5. Эвристическое программирование и моделирование
- •12.6. Система знаний
- •12.7. Модели представления знаний
- •12.7.1. Логическая модель представления знаний
- •12.7.2. Сетевая модель представления знаний
- •12.7.3. Фреймовая модель представления знаний
- •12.7.4. Продукционная модель представления знаний
- •Контрольные вопросы
- •Глава 13 экспертные системы
- •13.1. Общая характеристика эс
- •13.2. Структура и режимы использования эс
- •13.3. Классификация инструментальных средств эс
- •13.4. Организация знаний в эс
- •13.5. Отличие эс от традиционных программ
- •13.6. Виды эс
- •13.7. Типы задач, решаемых эс
- •Контрольные вопросы
- •Приложение 3 глоссарий экспертных систем
6.6.6. Перспективы развития пэвм
Перспективы развития ПЭВМ во многом определяются функциональными возможностями, технико-эксплуатационными характеристиками и архитектурным построением МП.
В настоящее время крупнейшим производителем МП в мире является фирма Intel. Последняя модель фирмы Intel - МП Pentium используется в мощных настольных ПЭВМ, рабочих станциях и многопроцессорных серверах.
МП Pentium имеет суперскалярную архитектуру, два конвейера с отдельными исполнительными устройствами, встроенный сопроцессор с плавающей точкой. Локальная шина PCI (Pheripheral Component Interconnect) предназначена для передачи данных между процессором и высокоскоростной периферийной ПЭВМ. Пропускная способность PCI достигает 132 Мбайт/с, причем возможно дальнейшее наращивание пропускной способности до 264 Мбайт/с.
Шина PCI позволяет использовать одни и те же высокоскоростные периферийные устройства в ПЭВМ с процессорами Intel, ALPHA или RISC.
Использование шины PCI с процессором Pentium обеспечивает максимальную пропускную способность при работе с сетями, графикой, дисками и т.п. Фирма Intel рекомендует использовать МП
Pentium при решении задач моделирования, трехмерного проектирования, для создания серверов и многопроцессорных систем.
6.7. Вычислительные системы
Вычислительная система (вычислительный комплекс) - взаимоувязанная совокупность сред вычислительной техники, в которую входит не менее двух основных процессоров либо вычислительных машин, и развитая система периферийных устройств. Вычислительные системы (ВС) имеют многоуровневую информационную организацию.
На 1 уровне системы располагаются центральные процессоры (ЦП), в состав которых входят арифметико-логические устройства, центральные устройства управления и внутренняя память процессоров (иногда сверхоперативная память СОП). Процессоров может быть несколько. Они могут быть универсальными и специализированными и отличаться своими функциональными возможностями. На этом же уровне находятся модули оперативных запоминающих устройств.
II уровень составляют процессоры ввода-вывода (каналы ввода-вывода), которые предназначены для выполнения операций ввода-вывода и обеспечивают все двусторонние связи между оперативной памятью и процессором, с одной стороны, и множеством различных периферийных устройств - с другой. Каналы ввода-вывода позволяют осуществлять параллельную работу высокоскоростного центрального процессора и сравнительно медленно действующих устройств ввода-вывода с различными техническими характеристиками. Благодаря такому построению исключает <жесткое> подключение периферийных устройств к ЦП. Канал ввода-вывода представляет собой самостоятельное в логическом отношении устройство, работающее по собственной программе, хранимой в памяти машины.
Каналы ввода-вывода универсальных ВС в зависимости от пропускной способности канала, режима его работы и характеристик подключаемых периферийных устройств делятся на быстрые (селекторные - КС) и медленные (мультиплексные - КМ).
Селекторный канал обладает высокой пропускной способностью и управляет обменом информации с внешними запоминающими устройствами. Этот канал позволяет только одному из присоединенных к нему устройств ввода-вывода осуществлять в данный момент операцию ввода-вывода.
Мультиплексный канал обеспечивает связь медленнодействующих устройств ввода-вывода с центральным процессором и допускает параллельное подключение нескольких устройств. Этот канал включает в свой состав несколько подканалов и может одновременно выполнять по одной операции в каждом подканале. Подканалом являются средства канала, необходимые для осуществления операции ввода-вывода и связи с одним периферийным устройством. Информационные магистрали канала, по которым происходит обмен информацией, попеременно обслуживаются параллельно работающими устройствами ввода-вывода. Устройства ввода-вывода подключаются к каналу на короткое время, необходимое для передачи или приема информации. Адаптер <канал - канал> предназначен для обмена информацией между процессорами и различными модулями оперативной памяти и обеспечивает создание многопроцессорного или многомашинного вычислительного комплекса.
На III уровне находятся интерфейс ввода-вывода ( устройство сопряжения) и устройства управления внешними (периферийными) устройствами (УУВУ). Связь центрального процессора с внешними устройствами как через селекторный, так и через мультиплексный каналы выполняется по универсальному стандартному принципу, заключающемуся в наличии определенного набора сигналов и одной и той же временной диаграммы взаимодействия для всех внешних устройств независимо от их типа. Благодаря наличию стандартного сопряжения последовательность управляющих сигналов одинакова для всех устройств, связанных с одним каналом. Возможность изменения конфигурации системы ввода-вывода достигается использованием различных типов УУВУ: одиночных, группового и разделенного.
Интерфейс обеспечивает: стандартную организацию выполнения операций ввода-вывода, простоту программирования операций ввода-вывода, возможность обмена информацией с несколькими ЭВМ, возможность наращивания мощности по вводу-выводу. В состав интерфейса входят совокупность унифицированных шин для передачи информации и система унифицированных сигналов, электронных схем и алгоритмов управления обменом информацией.
IV уровень составляют периферийные устройства. К ним относятся внешние запоминающие устройства и устройства ввода-вывода.
В современных вычислительных системах можно выделить V уровень, который составляют абонентские пункты, аппаратура передачи данных и каналы связи. Этот уровень необходим при использовании ВС в системах распределенной обработки данных, вычислительных центрах коллективного пользования, вычислительных сетях.
В описанной многоуровневой структуре реализуется классическая фон-неймановская организация ВС и предполагает последовательную обработку информации по заранее составленной программе. Однако повышение производительности ВС классической организации сдерживается ограниченными возможностями элементной базы. Поэтому в ЭВМ пятого поколения, интенсивная разработка которых ведется в настоящее время, предполагается создание параллельных систем, имеющих отличную от представленной выше структуру. Основой таких систем является большое количество элементарных процессоров, которые могут работать параллельно в различном сочетании.
Подобные структуры получили название потоковых. Название связано с наличием потока команд - последовательности команд, выполняемых вычислительной системой, и потока данных - последовательности данных, обрабатываемых под управлением потока команд, причем в состав потока данных включается как исходная, так и промежуточная информация.
Эффективность применения больших и суперЭВМ значительно повышается, если они объединяются в вычислительную сеть.
Вычислительная сеть включает несколько высокопроизводительных вычислительных систем или вычислительных центров коллективного пользования, объединенных каналами связи. Она позволяет наиболее полно обеспечить потребности пользователей в выполнении информационно-вычислительных работ. Аппаратура вычислительной сети включает средства вычислительной техники различного уровня, каналы связи, аппаратуру передачи данных, абонентские пункты (терминалы). Использование вычислительной техники в виде вычислительных сетей позволяет значительно увеличить число пользователей ЭВМ, создавать банки данных, производить обмен информацией и программами между вычислительными системами и отдельными пользователями сети,