Шпаргалка по дисциплине "Информатика"

1. Назовите наиболее важные  свойства информации.

 

 Наиболее важными свойствами  информации являются: объективность, полнота, понятность, достоверность, доступность, актуальность.

Объективность – зависимость от человеческого фактора. Информация – это отражение внешнего мира, а он существует независимо от нашего сознания и желаний. Информация объективна, если она не зависит от чьего-либо мнения, суждения.

Достоверность – зависит от уровня «информационного шума», чем он выше, тем меньше достоверность информации. Информация достоверна, если она отражает истинное положение дел.

Полнота – характеризует качество и достаточность информации. Информацию можно назвать полной, если ее достаточно для понимания и принятия решения.

Понятность – информация понятна, если она выражена на языке, доступном для получателя.

Доступность – мера возможности получить ту или иную информацию.

Актуальность – степень соответствия информации текущему моменту времени. Только вовремя полученная информация может принести пользу.

 Одна и та же информация  при различных обстоятельствах  обладает различными свойствами. В ходе информационного процесса  человек или техническое устройство  отбирает из всего потока информации  только ту, которая обладает свойствами, наиболее приемлемыми в данной  ситуации.

5.Основные  этапы развития вычислительной  техники

   Основными этапами  развития вычислительной техники  являются:

     I. Ручной —  с 50-го тысячелетия до н. э.;

     II. Механический  — с середины XVII века;

     III. Электромеханический  — с девяностых годов XIX века;

     IV. Электронный  — с сороковых годов XX века.

 

    I. Ручной период  автоматизации вычислений начался  на заре человеческой цивилизации. Он базировался на использовании  пальцев рук и ног. Счет с  помощью группировки и перекладывания  предметов явился предшественником  счета на абаке — наиболее  развитом счетном приборе древности. Аналогом абака на Руси являются  дошедшие до наших дней счеты. Использование абака предполагает  выполнение вычислений по разрядам, т.е. наличие некоторой позиционной  системы счисления.

     В начале XVII века шотландский математик Дж. Непер ввел логарифмы, что оказало  революционное влияние на счет. Изобретенная им логарифмическая  линейка успешно использовалась  еще пятнадцать лет назад, более 360 лет прослужив инженерам. Она, несомненно, является венцом вычислительных инструментов ручного периода автоматизации.

 

    II. Развитие механики  в XVII веке стало предпосылкой  создания вычислительных устройств  и приборов, использующих механический  способ вычислений. Вот наиболее  значимые результаты, достигнутые  на этом пути.

     1623 г. — немецкий  ученый В.Шиккард описывает и реализует в единственном экземпляре механическую счетную машину, предназначенную для выполнения четырех арифметических операций над шестиразрядными числами.

     1642 г. — Б.Паскаль  построил восьмиразрядную действующую  модель счетной суммирующей машины. Впоследствии была создана серия  из 50 таких машин, одна из которых  являлась десятиразрядной. Так формировалось  мнение о возможности автоматизации  умственного труда.

     1673 г. — немецкий  математик Лейбниц создает первый  арифмометр, позволяющий выполнять  все четыре арифметических операции.

     1881 г. — организация  серийного производства арифмометров.

     Арифмометры  использовались для практических  вычислений вплоть до шестидесятых  годов XX века.

     Английский  математик Чарльз Бэббидж (Charles Babbage, 1792—1871) выдвинул идею создания программно-управляемой счетной машины, имеющей арифметическое устройство, устройство управления, ввода и печати. Первая спроектированная Бэббиджем машина, разностная машина, работала на паровом двигателе. Она заполняла таблицы логарифмов методом постоянной дифференциации и заносила результаты на металлическую пластину. Работающая модель, которую он создал в 1822 году, была шестиразрядным калькулятором, способным производить вычисления и печатать цифровые таблицы. Второй проект Бэббиджа — аналитическая машина, использующая принцип программного управления и предназначавшаяся для вычисления любого алгоритма. Проект не был реализован, но получил широкую известность и высокую оценку ученых.

     Аналитическая  машина состояла из следующих  четырех основных частей: блок  хранения исходных, промежуточных  и результирующих данных (склад  — память); блок обработки данных (мельница — арифметическое устройство); блок управления последовательностью  вычислений (устройство управления); блок ввода исходных данных  и печати результатов (устройства  ввода/вывода).

     Одновременно  с английским ученым работала  леди Ада Лавлейс (Ada Byron, Countess of Lovelace, 1815— 1852). Она разработала первые программы для машины, заложила многие идеи и ввела ряд понятий и терминов, сохранившихся до настоящего времени.

 

    III. Электромеханический  этап развития ВТ явился наименее  продолжительным и охватывает  около 60 лет — от первого табулятора  Г.Холлерита до первой ЭВМ “ENIAC”.

     1887 г. — создание  Г.Холлеритом в США первого  счетно-аналитического комплекса, состоящего  из ручного перфоратора, сортировочной  машины и табулятора. Одно из  наиболее известных его применений  — обработка результатов переписи  населения в нескольких странах, в том числе и в России. В дальнейшем фирма Холлерита стала одной из четырех фирм, положивших начало известной корпорации IBM.

     Начало — 30-е  годы XX века — разработка счетноаналитических комплексов. Состоят из четырех основных устройств: перфоратор, контрольник, сортировщик и табулятор. На базе таких комплексов создаются вычислительные центры.

     В это же  время развиваются аналоговые  машины.

     1930 г. — В.Буш  разрабатывает дифференциальный  анализатор, использованный в дальнейшем  в военных целях.

     1937 г. — Дж. Атанасов, К.Берри создают электронную машину ABC.

     1944 г. — Г.Айкен разрабатывает и создает управляемую вычислительную машину MARK-1. В дальнейшем было реализовано еще несколько моделей.

     1957 г. — последний  крупнейший проект релейной вычислительной  техники — в СССР создана  РВМ-I, которая эксплуатировалась  до 1965 г.

 

    IV. Электронный  этап, начало которого связывают  с созданием в США в конце 1945 г. электронной вычислительной  машины ENIAC.

     В истории  развития ЭВМ принято выделять  несколько поколений, каждое из  которых имеет свои отличительные  признаки и уникальные характеристики. Главное отличие машин разных  поколений состоит в элементной  базе, логической архитектуре и  программном обеспечении, кроме  того, они различаются по быстродействию, оперативной памяти, способам ввода  и вывода информации и т.д. Эти  сведения обобщены ниже в таблице  на c. 10.

     ЭВМ пятого  поколения должны удовлетворять  следующим качественно новым  функциональным требованиям:

     1) обеспечивать  простоту применения ЭВМ путем  эффективных систем ввода/вывода  информации, диалоговой обработки  информации с использованием  естественных языков, возможности  обучаемости, ассоциативных построений и логических выводов (интеллектуализация ЭВМ);

     2) упростить  процесс создания программных  средств путем автоматизации  синтеза программ по спецификациям  исходных требований на естественных  языках; усовершенствовать инструментальные  средства разработчиков;

     3) улучшить  основные характеристики и эксплуатационные  качества ЭВМ, обеспечить их разнообразие  и высокую адаптируемость к приложениям.

 

11. Назначение, основные характеристики и типы  мониторов

Самым старым типом являются ЭЛТ-мониторы. Как это видно из названия, они работают, основываясь на электронно-лучевой трубке. Свечение происходит за счет люминофора. Зерна этого вещества светятся под действием электронных лучей. Применяются три вида люминофора. Они разделяются по цветовым признакам: красный, синий и зеленый. В наше время такие мониторы уже мало где применяются, их не встретишь в магазинах. Еще примечательной особенностью ЭЛТ-мониторов служит большой объем их корпуса. Вторым видом являются жидкокристаллические мониторы. Они по другому называются LCD-мониторы. Жидкие кристаллы являются основой их работы. В данной технологии используются люминесцентные лампы. У таких мониторов меньший объем корпуса, а также ниже уровень энергопотребления. По сравнению с ЭЛТ-мониторами, данный вид обладает способностью воспроизводить более качественную картинку, а также не имеет искажений. Большая часть плоских мониторов (TFT) имеют в основе технологии LCD.

Также существуют LED-мониторы (LED — Light Emitting Diode). В них используется LED-подсветка (на основе светоизлучающих диодов), которая проявляет свою высокую эффективность. Плюсами таких мониторов являются — опять же улучшенное качество изображения, долговечность и компактность.

Пришло время упомянуть основные характеристики мониторов

Одной из них является контрастность. Это разница между двумя участками поверхности дисплея — самым светлым и самым темным. Чем больше показатель контрастности, тем качественнее считается монитор.

Также важным параметром является яркость. Она определяется следующим образом: максимальная удельная светимость отображающей поверхности. Единицей измерения служит нит. 1 нит = 1 кд/кв.м, кд — это кандела. Изображение будет более светлым с повышением яркости. И конечно же разрешение. На этот параметр обращают внимание все при выборе для себя монитора. Это число всех пикселей, из которых формируется отображаемая картинка. Допустим, разрешение 1024 x 768 говорит о том, что изображение составляют 768 строк, в каждой из которых по 1024 точки. Чем выше разрешающая способность дисплею, тем более четче будет выводимое изображение.

Частота вертикальной развертки характеризует максимальное число горизонтальных строк, выводимое электронным лучом за единицу времени. Чем больше показатель частоты вертикальной развертки, тем выше разрешение можно будет использовать при допустимой частоте кадров.

Частота горизонтальной развертки измеряется в герцах. Она показывает частоту перерисовки изображение на экране.

Это основные параметры дисплеев, на них нужно обращать внимание, когда выбираете монитор или сравниваете различные модели.

 

12.Приведите  основные принципы архитектуры  ЭВМ, предложенные фон Нейманом.

 

Джон фон Нейман (1903 – 1957) – американский математик, внесший большой вклад в создание первых ЭВМ и разработку методов их применения. Именно он заложил основы учения об архитектуре вычислительных машин, подключившись к созданию первой в мире ламповой ЭВМ ENIAC в 1944 году, когда ее конструкция была уже выбрана. В процессе работы, во время многочисленных дискуссий со своими коллегами Г.Голдстайном и А.Берксом, Джон фон Нейман высказал идею принципиально новой ЭВМ. В 1946 году ученые изложили свои принципы построения вычислительных машин в ставшей классической статье «Предварительное рассмотрение логической конструкции электронно-вычислительного устройства». С тех пор прошло более полувека, но выдвинутые в ней положения сохраняют свою актуальность и сегодня.

 

 В статье убедительно  обосновывается использование двоичной  системы для представления чисел, в ведь ранее все вычислительные  машины хранили обрабатываемые  числа в десятичном виде. Авторы  продемонстрировали преимущества  двоичной системы для технической  реализации, удобство и простоту  выполнения в ней арифметических  и логических операций. В дальнейшем  ЭВМ стали обрабатывать и нечисловые  виды информации – текстовую, графическую, звуковую и другие, но двоичное кодирование данных  по-прежнему составляет информационную  основу любого современного компьютера.

 

 Еще одной революционной  идеей, значение которой трудно  переоценить, является предложенный  Нейманом принцип «хранимой программы». Первоначально программа задавалась  путем установки перемычек на  специальной коммутационной панели. Это было весьма трудоемким  занятием: например, для изменения  программы машины ENIAC требовалось  несколько дней, в то время  как собственно расчет не мог  продолжаться более нескольких  минут – выходили из строя  лампы, которых было огромное  количество. Нейман первым догадался, что программа может также  храниться в виде набора нулей и единиц, причем в той же самой памяти, что и обрабатываемые ею числа. Отсутствие принципиальной разницы между программой и данными дало возможность ЭВМ самой формировать для себя программу в соответствии с результатами вычислений.

 

 

Структура ЭВМ

 

 Джон фон Нейман  не только выдвинул основополагающие  принципы логического устройства  ЭВМ, но и предложил ее структуру, которая воспроизводилась в течение  первых двух поколений ЭВМ. Основными  блоками по Нейману являются  устройство управления (УУ) и арифметико-логическое  устройство (АЛУ), обычно объединяемые  в центральный процессор, в который  также входит набор регистров  общего назначения (РОН) – для  промежуточного хранения информации  в процессе ее обработки; память, внешняя память, устройства ввода  и вывода. Следует отметить, что  внешняя память отличается от  устройств ввода и вывода тем, что данные в нее заносятся  в виде, удобном компьютеру, но  недоступном для непосредственного  восприятия человеком. Теперь более подробно поговорим о том, как же работает машина построенная на данной архитектуре. Машина фон Неймана состоит из запоминающего устройства (памяти) – ЗУ, арифметико-логического устройства – АЛУ, устройства управления – УУ, а также устройств ввода и вывода, что видно их схемы и о чем говорилось ранее.