новая папка 1 / 209457

ТЕМА «ИНФОРМАТИКА ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ»

1. ИНФОРМАЦИОННЫЕ РЕВОЛЮЦИИ

Первая информационная революция в истории человечества произошла 30 тыс. лет назад, когда впервые человек стал рисовать рисунки на скалах и деревьях. Так впервые информация была переведена на носитель информации (стена скалы, дерево). Вслед за рисунками появились буквы – возникла письменность, с помощью которой человек стал передавать потомкам все знания.

Вторая информационная революция произошла с появлением ЭВМ в середине XX века. Информация стала храниться в электронном виде, что существенно увеличило легкость хранения и её обработки.

Третья информационная революция происходит уже сегодня у нас на глазах. Это появление и развитие всемирной компьютерной сети Интернет. Она делает всю информацию, накопленную за всю историю развития человечества, доступной любому человеку из любой точки земного шара в считанные минуты. И тем самым существенно ускоряет процесс развития человечества.

2. ПОНЯТИЕ ИНФОРМАТИКИ КАК НАУКИ

Информатика (от французского information - информация и automatioque -автоматика) - область научно-технической деятельности, занимающаяся исследованием процессов получения, передачи, обработки, хранения, представления информации, решением проблем создания, внедрения и использования информационной техники и технологии во всех сферах общественной жизни; одно из главных направлений научнотехнического прогресса.

В некоторых более кратких определениях информатика трактуется как особая наука о законах и методах получения и измерения, накопления и хранения, переработки и передачи информации с применением

3

математических и технических средств. Однако все имеющиеся определения отражают наличие двух главных составляющих информатики - информации и соответствующих средств ее обработки. Бытует и такое, самое краткое определение: информатика - это информация плюс автоматика.

3. ПОНЯТИЕ ИНФОРМАЦИИ, ЕЁ ВИДЫ И СВОЙСТВА

Информация в переводе с латинского языка означает: разъяснение, изложение чего-либо или сведения о чём -либо.

Виды информации:

-текстовая;

-числовая;

-графическая;

-звуковая;

-световая;

-электромагнитная (информация электромагнитных волн).

Свойства информации

Информация выступает как свойство объектов и явлений (процессов) порождать многообразие состояний, которые посредством отражения передаются от одного объекта к другому и запечатлеются в его структуре (возможно, в измененном виде).

Целевая функция информации характеризуется способностью влиять на процессы управления, на соответствующее целям управления поведением людей. В этом, по существу, и состоит полезность или ценность информации.

Информация охватывает все сферы, все отрасли общественной жизни, прочно входит в жизнь каждого человека, воздействует на его образ мышления и поведение. Она обслуживает общение людей, социальных групп, классов, наций и государств, помогает людям овладеть научным мировоззрением, разбираться в многообразных явлениях и процессах общественной жизни, повышать уровень своей культуры и образованности, усваивать и соблюдать законы и нравственные принципы. Огромную, ничем незаменимую роль выполнят информация в управленческой деятельности. По существу, без информации не может быть и речи о любом виде управления, о целенаправленной деятельности взаимосвязанных объектов и систем.

4. МЕРЫ ИНФОРМАЦИИ: СИНТАКСИЧ ЕСКАЯ, СЕМАНТИЧ ЕСКАЯ, ПРАГМАТИЧ ЕСКАЯ

Синтаксическая (техническая) - это точность, надежность, скорость передачи сигналов и т.д.;

Семантическая - это передача смысла текста с помощью кодов; Прагматическая - это насколько эффективно информация влияет на

поведение объекта.

4

5. ОСНОВНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА ИНФОРМАЦИИ

Анализируя информацию, мы сталкиваемся с необходимостью оценки качества и определения количества получения информации. Определить качество информации чрезвычайно сложно, а часто и вообще невозможно. Какие-либо сведения, например исторические, могут десятилетиями считаться ненужными, и вдруг их ценность может резко возрасти. Вместе с этим определить количество информации не только нужно, но и можно. Это, прежде всего, необходимо для того, чтобы сравнить друг с другом массивы информации, определить, какие размеры должны иметь материальные объекты (бумага, магнитная лента и т.д.), хранящие эту информацию.

ТЕМА «ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ИНФОРМАЦИИ В КОМПЬЮТЕРЕ»

6. СПОСОБЫ КОДИРОВАНИЯ ИНФОРМАЦИИ. КОДИРОВАНИЕ КОМАНД, ЧИСЕЛ, ЗНАКОВ В КОМПЬЮТЕРЕ. ТАБЛИЦА ASCII

Способы кодирования информации: символьный, лингвистический, табличный, графический. Любой способ кодирования характеризуется наличием основы (алфавит, тезаурус, спектр цветности, система координат, основание системы счисления и т.п.) и правил конструирования информационных образов на этой основе.

В вычислительной технике используется два состояния – включено и выключено (0 и 1). Поэтому кодирование команд, чисел, знаков в компьютере осуществляется с помощью двоичной системы счисления.

Для кодирования информации в компьютере применяется таблица символов ASCII, которая кодирует русские, латинские буквы, цифры, математические знаки и другие специальные знаки всего 256 символов. Поэтому для кодировки всех указанных символов используется восьмиразрядная последовательность цифр 0 и 1. Например, русские буквы представляются восьмиразрядными последовательностями следующим образом: А - 11000001, И - 11001011, Я - 11011101.

7. ПРАВИЛА ПОСТРОЕНИЯ СИСТЕМ СЧИСЛЕНИЯ. ДВОИЧНАЯ СИСТЕМА СЧИСЛЕНИЯ

Числовая форма. Компьютер может обрабатывать информацию, предоставленную только в числовой форме. Вся другая информация (звуки, изображения, показания приборов и т.д.) для обработки на компьютере должны быть преобразованы в числовую форму.

Кодировки символов. Для обработки на компьютере текстовой информации, обычно при вводе в компьютер каждая буква кодируется определенным числом, а при выводе на внешние устройства (экран или печать) для восприятия человеком по этим числам строятся соответствующие

5

изображения букв. Соответствия между набором букв и числами называют

кодировкой символов.

Двоичная система счисления. Как правило , все числа внутри компьютера представляются с помощью нулей и единиц, а не десяти цифр, как это принято у людей. Иными словами, компьютеры обычно работают в двоичной системе счисления, поскольку при этом их устройство получается более простым. Ввод чисел в компьютер и вывод их для чтения человеком может осуществляться в привычной для людей десятичной форме - все необходимые преобразования могут производить программы, работающие на компьютере.

8. ПОЗИЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ СЧИСЛЕНИЯ. ДВОИЧНАЯ СИСТЕМА СЧИСЛЕНИЯ. ПЕРЕВОД ЦЕЛОГО ЧИСЛА ИЗ ДЕСЯТИЧ НОЙ СИСТЕМЫ В ДВОИЧНУЮ И НАОБОРОТ

Позиционная система счисления – способ записи чисел цифровыми знаками, где значение каждой входящей в число цифры зависит от её положения (позиции).

Двоичная система счисления – способ записи чисел с помощью цифр 1 и 0, которые являются коэффициентами при степени два. Её обозначение – &B. Например, запись &B11001 – говорит о том, что число представлено в двоичной системе счисления.

Для перевода целого числа из десятичной в двоичную систему счисления необходимо это число делить на двойку. Если поделилось без остатка, то пишем ноль; если с остатком 1, то пишем единичку. Это будет последняя цифра в записи числа. Например:

25-24=1 (остаток 1)

25/2=12 12-12=0 (остаток 0)

12/2=6 6-6=0 (остаток 0)

6/2=3 3-2=1 (остаток 1)

3/2=1 (остаток от деления числа 25 на 2) – это и будет первая цифра в записи числа 25 в двоичной системе.

11001

Для перевода целого числа из двоичной системы в десятичную необходимо цифры умножать на двойку в степени номера позиции (номер позиции начинается с нуля и нумеруется справа налево).

Пример для перевода в десятичную систему:

11001=1*20+0*21+0*22+1*23+1* 24=1+0+0+8+16=25 43210 – номера позиции цифр в числе – они являются степенями

двойки.

6

9. ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ИНФОРМАЦИИ В КОМПЬЮТЕРЕ, ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ И ИХ ПРОИЗВОДНЫЕ

Единицей информации является байт. Можно сказать, что ячейка память имеет емкость 1 байт, если она может хранить один символ - букву, цифру, знак препинания и т.д. Так, строка текста, состоящая из 10 букв, занимает в памяти 10 байт. Байт - маленькая единица информации. На практике часто используются единицы килобайт(1024 бита), мегабайт(1024 килобайта), гигабайт (1024 мегабайта).

Обработка информации в ЭВМ основана на обмене электрическими сигналами между различными устройствами машины. Эти сигналы возникают в определенной последовательности. Признак наличия сигнала можно обозначить цифрой 1, признак отсутствия - цифрой 0. Таким образом, в ЭВМ реализуются два устойчивых состояния. С помощью определенных наборов цифр 0 и 1 можно закодировать любую информацию. Каждый такой набор нулей и единиц называется двоичным кодом. Количество информации, кодируемое двоичной цифрой - 0 или 1 - называется битом. С помощью набора битов, можно представить любое число и любой знак. Знаки представляются восьмиразрядными комбинациями битов - байтами (т.е. 1 байт = 8 бит). Например, русская буква А - байт 10000000. Любую комбинацию битов можно интерпретировать как число. Например, 110 означает число 6, а 01101100 - число 108. Число может быть представлено несколькими байтами.

Таким образом, в ЭВМ информация кодируется двумя видами символов. Такому представлению соответствует система счисления, в которой используется всего два цифровых знака - 0 и 1. Дадим определение системы счисления (с/с): система счисления - это совокупность правил и приемов записи чисел с помощью набора цифровых знаков (алфавита). Количество цифровых знаков называют основанием системы счисления.

Различают два типа систем счисления:

позиционные, когда значение каждой цифры числа определяется ее местом (позицией) в записи числа;

непозиционные, когда значение цифры в числе не зависит от ее места в записи числа.

Примером непозиционной системы счисления является римская:IX, IV, XV и т.д.

Примером позиционной системы счисления можно назвать десятичную систему, используемую повседневно.

Любое целое число в позиционной системе можно записать в форме многочлена Xs = {AnAn-1...A1A0} s=AnSn+An-1Sn-1+...+A1S1+A0S0

где s - основание с/с;

А - значащие цифры числа, записанные в данной с/с; n - количество разрядов числа

Пример 1. Число 534110 запишем в форме многочлена:

7

534110=5103+3102+4101+1100

Пример 2. Число 32110 запишем в двоичной системе счисления. Для этого необходимо разложить число в виде суммы по степеням 2 .

32110=128+126+120

Затем, записываем коэффициенты при степенях двойки (от минимальной нулевой степени к максимальной) справа налево. Поэтому данное число в двоичной системе счисления будет иметь вид: 1010000012

Для того, чтобы решить обратную задачу: перевести число из двоичной системы счисления в десятичную, необходимо воспользоваться формулой * и произвести вычисления в 10-ой системе счисления.

Пример 3. Число 101001012 перевести в 10-ую систему счисления.

101001012=120+122+125+127=16510

Упражнения 1.Перевести числа из 10-ой с/с в 2-ую систему счисления:

1/ 165 2/ 198 3/ 541 4/ 849 5/ 127 6/ 195 7/ 289 8/ 513 9/ 600 10/ 720

2.Перевести числа из 2-ой в 10-ую систему счисления:

1/ 110101 2/ 100111 3/ 1101100 4/ 1011101 5/ 11011101 6/ 10010100 7/ 111001010 8/ 110001011

Обработка информации в ЭВМ основана на обмене электрическими сигналами между различными устройствами машины. Эти сигналы возникают в определенной последовательности. Признак наличия сигнала можно обозначить цифрой 1, признак отсутствия - цифрой 0. Таким образом, в ЭВМ реализуются два устойчивых состояния. С помощью определенных наборов цифр 0 и 1 можно закодировать любую информацию. Каждый такой набор нулей и единиц называется двоичным кодом. Количество информации, кодируемое двоичной цифрой - 0 или 1 - называется битом. С помощью набора битов, можно представить любое число и любой знак. Знаки представляются восьмиразрядными комбинациями битов - байтами (т.е. 1 байт = 8 бит). Например, русская буква А - байт 10000000. Любую комбинацию битов можно интерпретировать как число. Напр имер, 110 означает число 6, а 01101100 - число 108. Число может быть представлено несколькими байтами.

Таким образом, в ЭВМ информация кодируется двумя видами символов. Такому представлению соответствует система счисления, в которой используется всего два цифровых знака - 0 и 1. Дадим определение системы счисления (с/с): система счисления - это совокупность правил и приемов записи чисел с помощью набора цифровых зна ков (алфавита). Количество цифровых знаков называют основанием системы счисления.

10. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФАЙЛОВ. ВИДЫ ФАЙЛОВ

Файл (от английского слова file - папка, картотека). Можно сказать, что файлы - это объекты информации, хранящиеся на диске. Можно представить себе диск в виде шкафа и сказать, что файлы - это "книги" в

8

шкафу. Каждый файл имеет размер (объем) выражаемый в байтах. Естественно, суммарный объем файлов не может превышать емкости диска.

Название файла всегда состоит из имени длиной не более 256 символов и расширения имени не более 5 символов. Имя и расширение разделяется между собой точкой. Расширение обычно подбирают так, чтобы оно указывало на тип данного файла (название файла может не иметь расширения вообще).

Расширение чаще всего служит для выделения какой-то особенности файла. Например, расширение txt говорит о том, что файл текстовой, doc - файл подготовлен в текстовом редакторе Word , com или exe - исполняемые файлы (ими запускаются программы), bat - командный файл (состоит из команд DOS), bak - старая копия текстового файла.

11. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАТАЛОГА. ПОСТРОЕНИЕ ДЕРЕВА КАТАЛОГОВ, ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Иногда некоторые файлы группируются в каталоги. Каталог (или директория) специально созданный раздел на диске, в котором хранятся объединенные по какому-либо признаку файлы. Если предложить аналогию со шкафом, то файлы это полки в шкафу. Аналогично названию файла название каталога состоит из не более чем из восьми символов, как правило , без расширения. Так, например, Norton Commander обычно хранит свои файлы в каталоге NC.

Каталоги могут содержать в себе подкаталоги, которые сами, являясь каталогами, могут опять-таки содержать в себе подкаталоги.

Поэтому говорят, что система имеет древовидную структуру.

12. ПОНЯТИЕ ФАЙЛА, КАТАЛОГА, ЛОГИЧЕСКОГО ДИСКА

Файл – поименованная область на диске или другом носителе информации. В файлах могут храниться тексты программ, документы, готовые к выполнению программы и любые другие данные.

Каталог – это специальное место на диске, в котором хранятся имена файлов, сведения о размерах файлов, времени их последнего обновления, атрибуты (свойства) файлов и т.д. Если в каталоге хранится имя файла, то говорят, что этот файл находится в данном каталоге.

В операционных системах Windows и MS-DOS папки и файлы образуют на дисках иерархическую файловую структуру. Необходимо знать, что понятия папка и каталог – это одно и то же. Организация файловой структуры очень проста. Файлы находятся в папках. Папки вложены в другие папки, более высокого уровня. Папка самого высокого уро вня называется корневой – она одна на каждом диске. Назначение файловой структуры – обеспечить однозначное отыскание любого файла, если известно его имя и путь поиска. Путь поиска начинается с корневой папки (ее имя совпадает с обозначением диска) и далее ведет через все вложенные папки к той папке,

9

где находится разыскиваемый файл. Создание и обслуживание файловой структуры – это одна из основных функций операционной системы. Подводя итог, можно сказать, что файловая структура – это расположение файлов на диске в каталогах.

Каталоговая структура – это способ расположение папок (каталогов) на жестком диске.

При создании файлов и каталогов необходимо учитывать следующие правила: в операционной системе MS-DOS имя файла должно состоять из восьми букв или цифр, а расширение файла должно состоять из трех букв или цифр ( в Windows 95 имя файла может иметь длину до 255 символов включая пробел, символы + , ; = [] и русские буквы); в одном каталоге нельзя создать два файла с одинаковыми именами, а в разных каталогах – можно.

Логический диск – это выделенная часть жесткого диска, имеющая буквенное обозначение. Жесткий диск может быть разбит на несколько логических дисков (например, жесткий диск разбит на два логических диска – то мы видим при работе с компьютером диски А, С, D). Если логических дисков нет, то на компьютере обычно есть диски A и С. Основная причина разбития жесткого диска на несколько логических – удобство хранения и работы с файлами и папками.

ТЕМА «АРХИТЕКТУРА КОМПЬЮТЕРА»

13. АРХИТЕКТУРА ПК (ЛОГИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА). НАЗНАЧ ЕН ИЕ УСТРОЙСТВ И СВЯЗЬ МЕЖДУ НИМИ

Обычно ПК состоят из трех частей (блоков)

*системного блока;

*клавиатуры, позволяющей вводить символы в компьютер

*монитора (или дисплея) для изображения текстовой или графической информации.

10

клавиатура, заключены в один корпус.Системный блок. Хотя из этих частей компьютера системный блок выглядит наименее эффектно, именно он является главным. В нем располагаются основные узлы компьютера:

*электронные схемы, управляющие работой компьютера (микропроцессор, оперативная память и т.д.)

*блок питания, который преобразует электропитания сети в

постоянный ток низкого напряжения, подаваемые на электронные схемы компьютеры;

* накопители на жестком магнитном диске, предназначенный для чтения на несъемный жесткий магнитный диск (винчестер);

* другие устройства ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА. К системному блоку

компьютера можно также подключить различные устройства ввода - вывода информации, расширяя тем самым его функциональные возможности.

Внешние устройства. Многие устройства располагаются вне системного блока компьютера и подсоединяются к нему через специальные гнезда компьютера, обычно находящиеся на задней стенке системного блока. Кроме монитора и клавиатуру внешними устройствами являются:

*принтер - для вывода на печать текстовой и графической информации;

*мышь - устройство, облегчающее ввод информации в ПК;

*джойстик - манипулятор в виде укрепленной на шарнире ручки с кнопкой, употребляется в основном для компьютерных игр;

*а также другие устройства.

Внутренние устройства. Некоторые устройства могут вставляться внутрь системного блока, например:

*модем или факс-модем - для обмена информацией с другими компьютерами через телефонную сеть;

*дисковод для компакт-дисков, он обеспечивает возможность чтения с компьютерных компакт-дисков и аудикомпакт-дисков;

*стример - для хранения данных на магнитофонной ленте;

*звуковая карта - для воспроизведения и записи звуков (музыки, голоса и т.д.)

Целью изучения архитектуры является:

*выявление набора доступных для программирования регистров, их функционального назначения и структуры;

*понимание организации оперативной пам яти и порядка ее использования;

*знакомство с типами данных;

*изучение формата машинных команд;

*выяснение организации обработки прерываний.

11

14. ОСНОВНАЯ ПАМЯТЬ, ЕЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ, СОСТАВ И НАЗНАЧ ЕНИЕ ЕЕ КОМПОНЕНТОВ

Оперативная память. Очень важным элементом компьютера является оперативная память. Именно из нее процессор берет программы и исходные данные для обработки, в нее он записывает полученные результаты. Название "оперативная", эта память получила потому, что работает очень быстро, так что процессору практически не приходиться ждать при чтении данных из памяти или записи в память. Однако, содержащиеся в ней данные сохраняются только пока компьютер включен. При выключении компьютера содержание оперативной памяти стирается (за некоторыми исключениями).

Кэш - память. Для ускорения доступа к оперативной памяти на быстродействующих компьютерах используется специальная сверхбыстродействующая кэш-память, которая располагается как бы между микропроцессором и оперативной памятью и хранит копии наиболее ч асто используемых участков оперативной памяти. При обращении микропроцессора к памяти сначала производится поиск нужных данных в кэш-памяти. Поскольку время доступа к кэш-памяти в несколько раз меньше, чем к обычной памяти, а в большинстве случаев необходимые микропроцессору данные уже содержаться в кэш-памяти, среднее время доступа к памяти уменьшается.

Другие виды памяти.

BIOS( постоянная память) CMOS( полупостоянная память) ВИДЕОПАМЯТЬ

15. НАЗНАЧ ЕНИЕ ЦЕНТРАЛЬ НОГО ПРОЦЕССОРА В ПК. ХАРАКТЕРИСТИКИ МИКРОПРОЦЕССОРОВ

Микропроцессор. Самым главным элементом в компьютере, его "мозгом" является микропроцессор – небольшая (в несколько сантиметров) электронная схема, выполняющая все вычисления и обработку информации. Микропроцессор умеет выполнять сотни различных операций и делает это со скоростью в несколько десятков или даже сотен миллионов операций в секунду. В компьютерах типа IBM PC используется микропроцессоры фирмы Intel, а также других фирм ( AMD, Cyrix, IBM и др.)

16. СИСТЕМНАЯ ШИНА. НАЗНАЧЕНИЕ, ХАРАКТЕРИСТИКИ ШИН. ОБМЕН ИНФОРМАЦИЕЙ

При вставке в разъем материнской платы контроллер подключается к шине - магистрали передачи данных между оперативной памятью и контроллерами. В современных компьютерах обычно имеются две шины:

* шина ISA для контроллеров низкоскоростных устройств (то есть для обмена данными с клавиатурой, мышью, дисководами для дискет, модемом, звуковой картой и т.д.)

12