- •Информационные технологии
- •4. Общие принципы решения лингвистических задач методом моделирования
- •Техническое обеспечение современных ит
- •– Настольные
- •По современных информационных технологий
- •1982 Г. – сеть стала международной
- •Ip добавляет к каждой порции служебную инфу с адресами отправителя и получателя и обеспечивает доставку всех пакетов.
- •Internet как средство обмена информации:
- •Современные информационные системы в обработке текстов
- •3. Машинный (автоматический) перевод
- •Возможности современного пк
- •3D графика позволила археологам воссоздать древние умершие города. Палеонтологам - увидеть вымерших животных.
4. Общие принципы решения лингвистических задач методом моделирования
Процесс моделирования на ПК включает этапы:
1. постановка задачи
2. разработка модели
3. проведение компьютерного эксперимента
4. анализ результатов работы компьютерной модели
1. Говоря о постановке задачи, выделяют следующие действия:
- описание решаемой задачи, которая может быть представлена в виде форму, словесно, в виде таблиц, графиков..
- формулирование цели моделирования – объяснить суть объекта (явления)
- анализ оригинала модели (объекта) – здесь прежде всего выделяются наиболее важные свойства и черты объекта
При компьютерном моделировании выделяют такие свойства (формальные), которые мог бы легко опознать компьютер.
2. В результате непосредственной разработки модели, опираясь на результат анализа ее оригинала, создается алгоритм решения задач.
Алгоритм – это точное предписание о выполнении в определенном порядке некоторой последовательности действий (физических или умственных), приводящее к решению некоторой типовой задачи.
Способы записи алгоритмов:
1. словесный способ – сводится к тому, что составляющие алгоритм шаги записываются в виде слов естественного языка,
2. графическое представление – когда его шаги изображаются разными геометрическими фигурами, образующими блок-схему алгоритма. Связи обозначаются стрелками.
- - для обозначения начала и конца инфы
- ввод /вывод инфы
- вычислительные действия
- проверка условия
- обозначение блока/шага, куда передается управление
3. табличное представление – когда шаги алгоритма записываются в графах специальных таблиц
4. словесно-графический – чаще используется для записи алгоритмов при решении лингвистических задач
3. Проведение компьютерного эксперимента связано с созданием на основе алгоритма компьютерной программы на каком-либо алгоритмическом языке и отладка программы.
4. В процессе анализа результатов работы компьютерной модели выявляются логические ошибки в компьютерной программе и алгоритме.
Техническое обеспечение современных ит
1. Краткая история возникновения и развития ПК
2. Организация данных в памяти ПК
3. Основные функциональные узлы ПК и их технический характер:
а) устройство ввода данных
б) устройство хранения данных
в) устройство обработки данных
г) устройство вывода инфы
4. Дополнительные аппаратные средства
5. Классификация компьютеров
1. ЭВМ – это электронное устройство (система, способная выполнить задания в четко определенной последовательности действий/вычислений).
Технологические достижения:
1. изобретение электронных переключателей
2. разработка универсального метода кодирования инфы в виде двоичной системы вычислений
3. создание искусственной памяти
1946 г. – США – первая ЭВМ – ЭНИАК
1949 г. – Великобритания- с искусственно памятью ЭРСАК
Изменение техники за 60 лет:
- размер ЭВМ уменьшился
- снижение стоимости
- усовершенствовались электронные детали
а) 1 поколение 40-60 гг. – ламповые
б) 2 поколение 60-65 гг. – полупроводниковые элементы (транзисторы) размеры уменьшились, стали дешевле
в) 3 поколение 65-75 гг. – интегральные микросхемы (транзисторы объединяются в микросхемы), радикальное снижение габаритов
г) 4 поколение 75-85 гг. – работают на базе микропроцессоров, становятся доступными рядовым пользователям.
д) 5 поколение 1985 – наши дни – сверхбольшие интегральные схемы, на которых размещаются миллионы транзисторов
4. в 1 000 000 раз увеличилось быстродействие компьютера, вырос объем памяти
5. значительно упростилась процедура пользования
ПК – это ЭВМ универсального назначения, рассчитанная на одного пользователя.
1976 г. – первый ПК Apple
1981 г. – IBM РС
1984 г. - Apple Mac
2. Вся инфа представлена в памяти компа в двоичном виде.
По кодовой таблице ASCII один символ – 1 байт
По кодовой таблице Unicode один символ – 2 байта, что позволяет кодировать 65536 символов
Сегодня на компе в двоичном виде может храниться числовая, символьная, графическая, звуковая, видео инфа – мультимедийная инфа.
PC= Hardware+Software
Существуют две классификации устройств в компе:
1. С точки зрения структуры в компе выделяют конструктивные блоки (системный блок, клава, мышь)
В системном блоке располагаются все основные узлы компьютера:
1) электрические схемы, управляющие работой ПК, которые состоят из электронных плат. На основной материнской плате располагается микропроцессор, внутренняя память, к ней присоединяются дочерние платы. А обмен данными между всеми устройствами происходит с помощью шины.
2) блок питания, преобразующий электропитание сети, постоянный ток низкого напряжения.
3) вентилятор системы охлаждения
4) накопители для винчестера, CD, DVD, гибкого диска.
Все устройства, которые внешне подключаются к компьютеру – периферийные.
С точки зрения выполнения функций устройства делятся:
Устройство ввода |
Устройство хранения инфы |
Устройство обработки данных |
Устройство вывода |
Устройства ввода и вывода данных.
Устройства вывода
Ввода и вывода
Устройства связи с другими вычислительными системами.
Клава – устройство для ввода текстовой инфы.
Тенденции в развитии - беспроводные (радиоволны, инфракрасный луч)
Виртуальные клавы – физически не существующие: экранная, клавы, которые проектируются на поверхность с помощью инфракрасных лучей, воображаемая, которая наделяется возможностью понимать жесты, координатные манипуляторы позволяют на расстоянии управлять графическими объектами (мышь).
Первые мыши – механические, оптомеханические, оптические, основанные на использовании миниатюрной фотокамеры (беспроводные, виртуальные).
В портативном ПК + трекбол (мышь, перевернутая шариком вверх), трек поинт – джойстик расположен на клаве, тачпэд – чувствительная контактная площадка, движение пальцев по которой вызывает перемещение курсора.
Джойстик – манипулятор для ввода инфы о движении руки. Используется для игр. По разнообразию дизайна очень многолики.
Сенсорный экран – это координатное устройство, позволяющее путем прикосновения (палец/стилус) в области экрана монитора производит выбор необходимого элемента данных, меню или осуществить ввод данных в ПК.
Стилус – маленькое тонкое перо, которое используется для управления устройствами с сенсорным интерфейсом.
Сканер – это устройство для оптического ввода изображения в память компа. Если при помощи сканера вводится текст, комп воспринимает его как картинку, а не как последовательность символов. Для преобразования такого графического текста в обычный символьный формат используется программа оптического распознавания символов.
Виды сканеров
- ручные
- роликовые (похожи на факс) лист движется мимо зафиксированного света
- планшетные - лист фиксируется, а движется луч света
- барабанные (применяется в полиграфии, имеют большое разрешение 10.000 дюйм. Движется и оригинал, и луч света, и светочувствительный прибор.
- трехмерные ( в аэропортах)
- штрихкода (в магазинах)
Дигитайзер – (диджитайзер) – кодирующее устройство, позволяющее точечно вводить в комп двумерную сложную графическую инфу.
Микрофон – устройство для ввода звуковой инфы, подключается к звуковой карте, которая преобразует звук в цифровую форму.
Веб-камера – устройство для ввода в память ПК видеоинфы в режиме реального времени. Используется для организации видеоконференций.
2. Устройства вывода – устройства для вывода инфы из памяти компьютера пользователю.
Эти устройства преобразуют инфу из двоичной (цифровой формы) в привычные для пользователя виды: текстовую, звуковую, графическую.
Монитор – вместе с видеокартой составляют видеоподсистему. Всё изображение формируется на видеокарте, а затем переносится на экран.
1) разрешающая способность (количество точек или пикселе, выводимых по горизонтали и вертикали) VGA, SVGA, XGA.
2) цветопередача (палитра)
3) частота развертки Гц
4) размер (дюймы)
Типы мониторов:
- электронно-лучевые ( с электронно-лучевой трубкой)
- ЖК (компактность, экологически чистые, на 40 % меньше энергии, чем электронно-лучевые)
- плазменные (изображение не искажается в хорошо освещенном помещении)
- полимерные (мониторы использующие светоизлучающие полимерные материалы. Толщина 2 мм)
Существует технология, позволяющая фомировать изображение прямо на сетчатку глаза – одночиповые компьютеры.
Принтеры – это устройства, позволяющие получать жесткую копию в результате обработки инфы.
- матричные
- струйные
- лазерные
- сублимационные
1. Матричные – это принтеры, у которых печатающая головка состоит из иголок – матрицы. Через красящую ленту отпечатываются символы. Низкое качество печати. (банки, сберкассы)
2. Струйные – картриджи имеют 4 цвета чернил: черный, желтый, синий, пурпурные. Печатающие головки имеют маленькие отверстия (сопла). Под давлением частички чернил проходят через сопла, смеиваются и образуют нужные цвета.
3) Лазерные – позволяют достичь высокого качества печати. Технология- частички порошка (тонера) под воздействием луча лазера, высокой температуры вплавляются в лист бумаги.
4) Сублимационные – используются в полиграфии. Позволяют получить фотографическое качество печати.
Существуют многофункциональные устройства – блок, выполняющий функции принтера, сканера, ксерокса, факса.
Плоттер – графопостроитель – устройство, выполняющее функции вывода графической инфы (чертежей, схем, карт) на бумагу большого формата. Аудиосистема: встроенный динамик, наушники, колонки.
Устройства, обеспечивающие ввод/вывод инфы из внешней памяти и дополнительных устройств:
а) дисковод
б) порты (USB-порт)
Устройства связи с другими вычислительными системами. До 70-х гг. компы работали в автономном режиме. Развиваются локальные сети и появляется интернет. Для передачи данных на большие расстояния используются телефонные линии связи, где инфа передается электрическими сигналами.
Модем – устройство, которое используется дя преобразования цифровой инфы в электрические сигналы и наоборот. Внутренние (встраиваемые в корпус ПК), внешние (отдельные устройства, подключаемые к компу и линии связи).
Сетевой адаптер – устройство, обеспечивающее подключение компа к локальной компьютерной сети.
Дополнительные устройства ввода и вывода:
Цифровые виде-, фотокамеры, сотовые телефоны, магнитофоны, плееры, плееры, телевизоры.
Устройства хранения инфы
Комп имеет 2 раздела памяти:
- внутренняя (электронные схемы, расположенные на материнской плате
- внешняя (накопители инфы: винчестер, съемные носители инфы)
Внутренняя память делится на две части:
- ПЗУ – постоянно запоминающее устройство (ROM)
В нее при сборке компа на заводе записывается специальный комплекс программ BIOS, которые позволяют осуществлять тестирование всех устройств и начальную загрузку операционной системы при включении ПК. Размер не более 1 Мб.
- ОЗУ – оперативно запоминающее устройства (RAM)
Быстродействующая кратковременная память, которая предназначена для хранения используемых в данный момент программ и необходимых для этого данных. После выключения компа ее содержимое пропадает. Необходимо записывать на внешние носители. Раньше – 16 Кб, сейчас – 1 Гб.
Внешняя память:
- жесткий магнитный диск – самое главное устройство – винчестер. Устройство для длительного хранения инфы.
Основные характеристики винчестера:
- емкость/объем
- плотность записи
- время доступа
- скорость вращения магнитных пластин
- скорость чтения
Существуют съемные жесткие диски, которые устанавливаются отдельно.
Съемные носители инфы:
- по способу чтения и записи данных:
а) магнитные носители (дискеты, стримеры, флеш-диски)
б) магнитооптические диски (смешанная технология)
в) оптические
а. Дискеты уже отмирают. Выпускаются компы без дискет (3,5'', 1,44 Мб)
Стримеры – магнитные ленты, как кассета с мгнитофона. (>200 Гб). Служат для хранения архива жесткого магнитного диска или создания больших резервных копий инфы.
Флешпамять – карточная периферия разных форматов.ю которая используется для карманных компов, сотовых телефонов, цифровых фото- и видеокамер, плееров. Для настольных компов флешпамять многолика – в виде микросхемы в форме брелков, маркеров. (1-2 Гб / 16 Гб) – флешдиски, т.к. легко подключать через USB порт.
Оптические носители – диски, на которые инфы записывается и считывается с помощью лазерного излучения.
CDинфа записывается только с одной стороны. Есть CD размером в диаметре=80 мм, которые используются вместо флешпамяти в цифровых фотокамерах, плеерах.
CD бывают:
CD-ROM – только для чтения
CD-R – однократно записываемый
CD-RW – многократно перезаписываемый диск и стираемый
DVD диск- цифровой универсальный диск 1985 г.
Разные фирмы работали над созданием диска и предлагали свой стандарт
- по технологии записи
1. односторонние однослойные 4,7 Гб
2. однослойные двусторонние 9,4 Гб
3. односторонние двухслойные 8,5 Гб
4. двусторонние двухслойные 17 Гб
Дисководы:
- встроенные
- внешние
Для записи инфы на оптические носители необходимы пишущие приводы.
Уже появились и разрабатываются следующие поколения оптических носителей:
- трехслойные диски
- ультрафиолетовые накопители 500 Гб
- галеграфические носители на одной стороне до 1 Тб
Устройство обработки инфы – микропроцессор. Центральный процессор осуществляет операции по обработке инфы и управлению работой устройства, «мозг компа».
Процессор – микросхема с большим числом транзисторов (4*7)см
Микропроцессор состоит из:
- АЛУ (арифметическое и логическое устройство)
служит для выполнения арифметических и логических действий над инфой (ядро микропроцессора)
- сопроцессор – устройство, ускоряющее работу процессора при выполнении математических вычислений
- КЭШ память бывает двух уровней:
- первого уровня – сверхбыстрая память, предназначенная для хранения промежуточных результатов вычислений
- второго уровня – т.к. обработка данных микропроцессором происходит гораздо быстрее, чем обмен данными между ОЗУ и процессором и, чтобы не простаивать, микропроцессор выбирает из ОЗУ новую порцию инфы и заносит в эту кэш память.
- УУ – устройство управления – узел микропроцессора, выполняющий управление всеми прочими компонентами.
Основные характеристики микропроцессора:
- тактовая частота указывает сколько электрических импульсов (тактов) вырабатывает за 1 сек тактовый генератор
- тип микропроцессора (2-ядерные, 4-ядерные)
- разрядность – это количество разрядов или бит инфы, которые микропроцессор берет в обработку за 1 такт (длина машинного слова)
- быстродействие – количество операций в секунду 10-100 млрд. операций в сек
1 микропроцессор создан в 1971 г. фирма Intel, 4-х разрядный, 75 кГц, 60 тысяч операций в сек, постоянно совершенствовался.
В начале 80-х был сформулирован закон Мура, который гласил каждые 1,5 года мощность компа будет удваиваться.
Мощность микропроцессора может увеличиваться за счет:
за счет увеличения числа транзисторов, содержащихся в микропроцессоре, что происходит за счет уменьшения их размеров
В 1993 г. -3 млн. транзисторов
2007 г. – более 2 млрд. транзисторов
за счет изменения технологий работы процессора, меньше времени на выполнение операции. (2-4-ядерные, параллельная обработка данных)
Основные технические характеристики компа:
тип микропроцессора
тактовая частота микропроцессора
разрядность (32, 64 разрядные)
объем оперативной памяти
размер винчестера (емкость) 200-300 Гб
объем видеопамяти 512 Мб
число и типы дисководов (портов) для съемных носителей
тип дисплея
Классификация ПК:
Модели ПК можно разделить на 2 категории
- бытовые ПК
- профессиональные ПК
Последние годы границы между ними в значительной степени стерлись.
Признаки классификации ПК:
По уровню специализации
по размерам
по совместимости
– универсальные ПК, которые решают широкий круг задач и могут быть произвольной конфигурации
- специализированные, предназначенные для решения конкретного круга задач (бортовые компы автомобилей, судов, самолетов)
ПК, интегрированные в бытовую технику (стиральные машины, СВЧ, холодильники), промышленные компы
- графические станции – специальные ПК, предназначенные для работы с графикой, их используют при подготовке видеофильмов, в издательских отделах, для подготовки рекламной продукции
файловые серверы – специализированные компы, объединяющие компы предприятия в единую локальную сеть
- сетевые серверы – компы, обеспечивающие передачу инфы между различными участниками всемирной комп сети Интернет.
Грань между универсальными и специализированными ПК незначительна.