Лекции по "Информатике"

 

 

 

1-й  вопрос. Информация и ее цифровое  представление. Кодировка символов. Единицы информации.

 

Термин "Информатика" возник в начале 60-х годов ХХ века во Франции для выделения области знаний, связанной с автоматизированной обработкой информации с помощью электронно-вычислительных машин.

 

INFORMATIQUE– термин образован от слияния слов

                              

Information  - информация

 

Automatique – автоматика

 

И означает     автоматизированная переработка информации

 

Информатика - это научная и прикладная область знаний, изучающая законы, методы и способы накопления, обработки и передачи информации с помощью компьютерных и других технических средств.

 

Информатика рассматривает информацию как связанные между собой сведения, изменяющие наши знания (представления) о явлении или объекте окружающего мира. С этой точки зрения (эта точка зрения излагается в науке под названием семиотика) информацию можно рассматривать как совокупность  специфических знаний о фактических данных и зависимостях между ними.

Информация - это сведения об объектах и явлениях окружающей среды, их параметрах, свойствах и состояниях, которые уменьшают имеющуюся о них степень неопределенности, неполноты знаний. 

 

Формы представления информации в нашем сознании  могут быть различны. Основными из них являются: символьная (основана на использовании различных символов), текстовая (текст - это символы, расположенные в определенном порядке), графическая (различные виды рисунков или изображений),  звуковая, тактильная.

 

Поскольку возможны различные формы представления символьной информации, то существуют специальные алгоритмы ее преобразования из одной знаковой системы в другую. Такие преобразования получили  название кодирование. Результат преобразования называется кодом. Обратные операции называются декодированием.

Кодирование экономической информации предназначено для перехода от записи информации на одном языке(естественном) к записи  информации на другом языке (формализованном).

Существуют три основные системы кодирования:

1. Порядковая – вся номенклатура объектов ставится в соответствии последовательным числам натурального ряда. При появлении новых объектов присваиваются очередные порядковые номера.
2. Серийная – каждой группе отводится серия номеров, внутри каждой серии кодирование выполняется порядковым номером.
3. Поразрядная система – в пределах каждой позиции кодирование характеристик – признаков чаще выполняется порядковым кодом, а иногда серийным кодом. – пример -   группа 2212, 2213, 2214, 2215

 

Синтаксическая мера информации

Для  количественной меры в символьном представлении данных используется  количественная характеристика (физическая или математическая величина) называемая объем данных в сообщении. Объем данных в сообщении измеряется количеством символов в этом сообщении.

Одно и то же количество разрядов в разных системах счисления может передать разное число состояний отображаемого объекта, что можно представить в виде соотношения

 

M=mn      

 

где M – число всевозможных отображаемых состояний;

m – основание системы счисления (разнообразие символов, применяемых в алфавите),

n  – число разрядов (символов) в сообщении.

 

СИСТЕМЫ СЧИСЛЕНИЯ

Совокупность приемов, наименований и записи чисел называется системой счисления.

Число цифр или символов в любой СЧ называется основанием системы счисления.

Два основных вида систем счисления: 

 

1. НЕПОЗИЦИОННАЯ СИСТЕМА СЧИСЛЕНИЯ

                                (римская)

 

ХХХ – ТРИДЦАТЬ

 

КАЖДЫЙ  СИМВОЛ  ОЗНАЧАЕТ  ДЕСЯТЬ  ЕДИНИЦ

 

 

 

2. ПОЗИЦИОННАЯ СИСТЕМА СЧИСЛЕНИЯ -ПСС

 

 

    19310 1*102+   9*101+ 3*100

 

    3010 3*101  +0*100                    

 

       310 3*100

 

19310  110000012= 1*27 +1*2 6  +1*20   =19310

РАЗРЯДЫ              7 6 5 4 3 2 1 0

 

В любой ПСС численное значение каждой цифры определяется занимаемой ею позицией.

Любое число является суммой произведений его цифр на разрядное значение.

Двоичная СС                                    Десятичная СС

Пример  М=  22 = 4                    М=102=100 – всевозможные состояния

                00                                                            00

                01                                                  01

               10                                                   02

               11                                                   03

М= 23 = 8 - всевозможные состояния        04

                     22   21  20                                                                    05

      000  = 0+0+0=0                                      06

      001 = 0*22+0*21+1*20= 1                      07

      010 =0*22+ 1*21+0* 20 =2                     08

      011 = 0*22+1*21 +1* 20 = 3                     09

      100 =                                                      10

      101 =                                                      11

      110 =                                                      13

      111 =                                                      14

 

Если  m =2, то это двоичная система счисления. Именно эта система счисления и является основной для  архитектуры  ЭВМ. Поэтому в современных ЭВМ минимальной единицей измерения данных является бит - один двоичный разряд. Широко используются также более крупные единицы измерения: байт, равный 8 битам; килобайт, равный 1024 байтам; мегабайт, равный 1024 килобайтам и т.д.

Для измерения объемов веб-трафика можно использовать ЭКСАБАЙТЫ

(один эксабайт равен миллиарду  гигабайт ).

 

После 2012 года для оценки объемов информации потребуются ЗЕТТАБАЙТЫ

(один зеттабайт равен триллиону  гигабайт).

 

 

2-й  вопрос. Информационные технологии.

 

 

Информационные технологии – происхождение термина

Понятие технологии относится к сфере промышленного производства и  обозначает систему взаимосвязанных способов обработки различных материалов, приемов изготовления того или иного вида продукции.

 

Технология при переводе  с  греческого  (techne)  означает искусство, мастерство,  умение, т.е. процессы. Под процессом понимают определенную последовательность действий,  направленных на достижение поставленной цели. Процесс определяется выбранной стратегией и реализуется совокупностью различных средств и методов.

Применение в обществе новых аппаратных, программных, коммуникационных средств, привели к вытеснению терминов «технологии», "компьютерные технологии", «офисные технологии» понятием "информационные технологии". Информационная технология (ИТ) – система процедур преобразования информации с целью формирования, организации, обработки, распространения и использования информации.

 

Информационная технология - это совокупность средств и методов сбора, обработки и передачи данных для обработки  информации о состоянии объекта, процесса или явления.

 

Информационная система - это взаимосвязанная совокупность средств, методов и персонала, используемых для хранения, передачи, обработки и выдачи информации для достижения цели управления.

 

Технология в узком смысле это совокупность приемов и методов, определяющих последовательность действий для реализации производственного процесса обработки информации.

 

Цель информационной технологии – переработка информации для ее анализа человеком и принятия на его основе решения по выполнению какого-либо действия.

Информационная технология  (ИТ) – совокупность процессов циркуляции и переработки информации и описание этих процессов.

 

Информационные технологии  основываются и зависят от технического, программного, информационного, методического и организационного обеспечения.

 

Этапы развития ИТ в 19 - начале 20 вв.:

Создание почтовой связи как формы

стабильных международных коммуникаций              (1874-78 гг.)

Изобретение фотографии                                              (1879)

Изобретение телеграфа                                                 (1832)

Телефона                                                                        (1895)

Кинематографа                                                              (1895)

Беспроводной передачи изображения                         (1911)

Промышленного телевидения                            (конец 20 гг. 20 века).

 

Каждая конкретная информационная технология для своей реализации требует:

1.      комплекса технических средств (техническая среда)

2.      комплекса программного обеспечения (программная среда)

3.     организационно-методического обеспечения (методическая среда - инструкции, порядок пользования, оценка эффективности и др.)

Основу современных ИТ составляют:

-         компьютерная обработка  информации по заданным алгоритмам;

-         хранение больших объемов информации на машинных носителях;

-         передача информации на любое расстояние в ограниченное время.

Информационные технологии – это функциональные компоненты и интеллектуальное ядро других технологий (производственных, организационных, социальных).

Информационные технологии повышают качество жизни общества.

        В научно-методической  и популярной литературе часто встречается термин новые информационные технологии (НИТ). Это достаточно широкое понятие для различных практических приложений. Прилагательное "новое" в данном случае подчеркивает новаторский, то есть принципиально отличающийся от предшествующего направления технического развития.

Страны становятся зависимыми от источников информации, от уровня развития и эффективности использования средств передачи и переработки информации.

 

В зависимости от вида обрабатываемой информации, информационные технологии могут быть ориентированы на обработку:

• данных (системы управления базами данных, электронные таблицы, алгоритмические языки, системы программирования);
• текстовой информации (текстовые процессоры, гипертекстовые системы);
• графики (средства для работы с растровой графикой, векторной графикой);
• анимации, видеоизображения, звука (инструменты для создания мультимедийных приложений);
• знаний (экспертные системы).

 

 

3-й  Вопрос. Общая архитектура компьютера. Процессор и его характеристики.

 

Архитектура ПЭВМ

Компьютер - это многофункциональное электронное устройство, предназначенное для накопления, обработки и передачи информации.

В основу построения большинства компьютеров положены принципы, сформулированные Джоном фон Нейманом:

1. Принцип программного управления - программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в определенной последовательности.
2. Принцип однородности памяти - программы и данные хранятся в одной и той же памяти; над командами можно выполнять те же действия, что и над данными.
3. Принцип адресности - основная память структурно состоит из пронумерованных ячеек.

Под архитектурой компьютера понимается его логическая организация, структура и ресурсы, т.е. средства вычислительной системы, которые могут быть выделены процессу обработки данных.

Архитектура современных персональных компьютеров основана на магистрально-модульном принципе. Модульный принцип позволяет пользователю самому комплектовать нужную ему конфигурацию компьютера и производить при необходимости ее модернизацию. Модульная организация системы опирается на магистральный принцип обмена информацией. Все контроллеры устройств взаимодействуют с микропроцессором и оперативной памятью через системную магистраль передачи данных, называемую системной шиной. Системная шина выполняется в виде печатного мостика на материнской плате.

Системная шина является основной интерфейсной системой компьютера, обеспечивающей сопряжение и связь всех его устройств между собой. Системная шина обеспечивает три направления передачи информации:

-    между микропроцессором  и основной памятью;

- между микропроцессором и портами  ввода-вывода внешних устройств;