Информатика как наука

3. Генерация данных, информации, знаний – процесс организации,  реорганизации и преобразования  данных (информации, знаний) в требуемую пользователем форму, в том числе и путем ее обработки. Например, процесс получения форматированных отчетов (документов).

4. Хранение данных, информации, знаний – процессы накопления, размещения, выработки и копирования данных (информации, знаний) для дальнейшего их использования (обработки и передачи).

5. Передача данных, информации, знаний – процесс распространения данных (информации, знаний) среди пользователей посредством средств и систем коммуникаций и путем перемещения (пересылки) данных от источника (отправителя) к приемнику (получателю).

 

3. Роль информации в развитии общества

 

В последние десятилетия мир переходит от индустриального общества к информационному. Практически речь идет о новой промышленной революции. Уровень развития информационного общества оказывает непосредственное влияние на экономическую, политическую, военную и иные сферы развития государства. Информационное пространство определяется следующими основными компонентами:

• Информационными ресурсами;
• Информационно-телекоммуникационной инфраструктурой;
• Системой массовой информации;
• Рынком информационных технологий, средств связи, информатизации и телекоммуникаций, информационных продуктов и услуг;
• Сопряженностью с мировыми открытыми сетями;
• Системой информационного законодательства.

Значение информации в мире постоянно  возрастает, в наше время этот сектор показывает более высокие темпы роста, чем экономика в целом. Информационные ресурсы, технологии и инфраструктура вместе образуют информационную среду, которая является системообразующим фактором общественной жизни и всех сфер государственного управления.

По прогнозам через 10-15 лет экономический  потенциал государств будет определятся не запасами сырья (которые истощаются все быстрее) и энергетическими ресурсами, а уровнем развития наукоемких технологий.

Информатизация ведет к созданию единого информационного пространства, в котором происходит накопление, обработка, хранение и обмен информацией между людьми, организациями и государствами. Электронная связь (как сеть Интернет) – это новые формы профессионального и личного обмена информацией. Около 60% ресурсов и 80% занятого населения США приходится на сферу, связанную с переработкой информации. Там же чаще всего имеют место преступления, связанные с использованием программных средств, ущерб исчисляется сотнями миллионов долларов.

Выделяют четыре основных ресурса человеческого общества: природные богатства, труд, капитал, информация. Также в истории произошло пять информационных революций:

• Изобретение печатного станка;
• Телефон;
• Радио;
• Телевидение;
• Компьютер.

Есть и негативные последствия информатизации – рост насилия, провоцируемый обилием такого насилия в СМИ, а, особенно на телевидении и в интернете, уход от реальной жизни в виртуальный мир, «информационный захват» - внесение в жизнь не свойственных ценностей, идеалов, устремлений. В России часто говорят о проблеме «вестернизации», связанной с потоком массовой западной массовой культуры, в последние годы занявшей господствующее место на нашем рынке.

В плане информационного  развития США опережает все остальные  страны на 8-10 лет и стремится к тотальному мировому господству. ЮСИА, информационное агентство Соединенных Штатов, созданное в 1953 году – мощное оружие в достижении этих целей.

 

 

 

 

 

Классификация прикладных программных средств.

 

В основу работы компьютеров положен  программный принцип управления, состоящий в том, что компьютер выполняет действия по заранее заданной программе. Этот принцип обеспечивает универсальность использования компьютера: в определенный момент времени решается задача соответственно выбранной программе. После ее завершения в память загружается другая программа и т.д.

Программа - это запись алгоритма  решения задачи в виде последовательности команд или операторов языком, который понимает компьютер. Конечной целью любой компьютерной программы является управление аппаратными средствами. Для нормального решения задач на компьютере нужно, чтобы программа была отлажена, не требовала доработок и имела соответствующую документацию. Поэтому, относительно работы на компьютере часто используют термин программное обеспечение (software), под которым понимают совокупность программ, процедур и правил, а также документации, касающихся функционирования системы обработки данных.

Программное и аппаратное обеспечение  в компьютере работают в неразрывной связи и взаимодействии. Состав программного обеспечения вычислительной системы называется программной конфигурацией. Между программами существует взаимосвязь, то есть работа множества программ базируется на программах низшего уровня.

Междупрограммный интерфейс - это  распределение программного обеспечения на несколько связанных между собою уровней. Уровни программного обеспечения представляют собой пирамиду, где каждый высший уровень базируется на программном обеспечении предшествующих уровней. Структура программного обеспечения разделяется на: прикладной уровень, служебный уровень, системный уровень и базовый уровень.

 

Базовый уровень.

Базовый уровень является низшим уровнем  программного обеспечения. Отвечает за взаимодействие с базовыми аппаратными средствами. Базовое программное обеспечение содержится в составе базового аппаратного обеспечения и сохраняется в специальных микросхемах постоянного запоминающего устройства (ПЗУ), образуя базовую систему ввода-вывода BIOS. Программы и данные записываются в ПЗУ на этапе производства и не могут быть изменены во время эксплуатации.

Системный уровень.

Системный уровень - является переходным. Программы этого уровня обеспечивают взаимодействие других программ компьютера с программами базового уровня и непосредственно с аппаратным обеспечением. От программ этого уровня зависят эксплуатационные показатели всей вычислительной системы. При подсоединении к компьютеру нового оборудования, на системном уровне должна быть установлена программа, обеспечивающая для остальных программ взаимосвязь с устройством. Конкретные программы, предназначенные для взаимодействия с конкретными устройствами, называют драйверами. Другой класс программ системного уровня отвечает за взаимодействие с пользователем. Благодаря ему, можно вводить данные в вычислительную систему, руководить ее работой и получать результат в удобной форме. Это средства обеспечения пользовательского интерфейса, от них зависит удобство и производительность работы с компьютером.

Совокупность программного обеспечения  системного уровня образует ядро операционной системы компьютера. Наличие ядра операционной системы - это первое условие для возможности практической работы пользователя с вычислительной системой. Ядро операционной системы выполняет такие функции: управление памятью, процессами ввода-вывода, файловой системой, организация взаимодействия и диспетчеризация процессов, учет использования ресурсов, обработка команд и т.д.

Служебный уровень.

Программы этого уровня взаимодействуют  как с программами базового уровня, так и с программами системного уровня. Назначение служебных программ (утилит) состоит в автоматизации работ по проверке и настройки компьютерной системы, а также для улучшения функций системных программ. Некоторые служебные программы (программы обслуживания) сразу входят в состав операционной системы, дополняя ее ядро, но большинство являются внешними программами и расширяют функции операционной системы. То есть, в разработке служебных программ отслеживаются два направления: интеграция с операционной системой и автономное функционирование.

Классификация служебных программных  средств:

1. Диспетчеры файлов (файловые менеджеры).

2. Средства сжатия данных (архиваторы).

3. Средства диагностики. 

4. Программы инсталляции (установки).

5. Средства коммуникации.

6. Средства просмотра и воспроизведения.

7. Средства компьютерной безопасности.

Прикладной уровень.

Программное обеспечение этого  уровня представляет собой комплекс прикладных программ, с помощью которых  выполняются конкретные задачи (производственных, творческих, развлекательных и учебных). Между прикладным и системным программным обеспечением существует тесная взаимосвязь. Универсальность вычислительной системы, доступность прикладных программ и широта функциональных возможностей компьютера непосредственно зависят от типа имеющейся операционной системы, системных средств, помещенных в ее ядро и взаимодействии комплекса человек-программа-оборудование.

Классификация прикладного программного обеспечения:

1. Текстовые редакторы. 

2. Текстовые процессоры.

3. Графические редакторы.

4. Системы управления базами данных (СУБД).

5. Электронные таблицы.

6. Настольные издательские системы.

8. Редакторы HTML (Web-редакторы).

9. Браузеры (средства просмотра Web-документов).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Языки программирования низкого и высокого уровней.

 

При программировании для ПК используются: машинно-ориентированный язык Assembler – это так называемый язык низкого  уровня, и языки высокого уровня: Basic, Pascal, С, Ada, Modula, PL/1, Snobol, Fortran, Delphi (Развитие языка Pascal), Visual Basic, Visual С и т.п.

Низкий уровень подразумевает  не качество программ, а уровень  детализации инструкций. Так, команда, записанная на Ассемблере, например, MOV AL,OOh, означает, что в регистр процессора (указывается, в какой именно!) надо занести число 0. Для большинства программ такой подробный и детализированный способ указаний не нужен. И, хотя, в конечном итоге, все исполняемые программы содержат именно такие подробные инструкции, да еще в числовом представлении, человеку удобнее записывать команды более общего плана, на языке, более похожем на человеческий. Методы программирования для старых компьютеров были громоздкими, медленными и крайне ограниченными. Эти компьютеры программировались путем установки ряда переключателей (включено или выключено), каждый переключатель представлял одну двоичную единицу (или бит), принимая значение 0 или 1. Это сильно ограничивало возможности и занимало много времени.

Следующим этапом было создание хранимых программ. Принцип был таким же – использовался двоичный машинный код, но информация хранилась в памяти компьютера на магнитных сердечниках. После этого был сделан маленький шаг по введению кода в виде, лучше поддающемся управлению: в виде шестнадцатеричных чисел (основание 16), в котором каждый разряд представлялся четырьмя битами. Этот тип программирования был еще подвержен ошибкам, но дела улучшились с появлением ассемблера. Ассемблер позволял записывать программы с помощью мнемонических сокращений, которые представляли команды в виде, более удобном для запоминания: например, ADD представляет код команды сложения двух чисел. Ассемблер использует мнемонические обозначения и преобразует их более или менее один к одному в двоичный код. Преимущество программирования на языке Ассемблер в том, по крайней мере теоретически, что он создает наиболее быстрые и эффективные программы, так как в нем существует прямая связь между кодом программы и конечным машинным кодом. Программирование на языке Ассемблер до сих пор используется для тех приложений, когда важно уменьшить время выполнения программы, а современные варианты ассемблера даже позволяют использовать объектно-ориентированные конструкции.

Реальный скачок в программировании был сделан при появлении языков высокого уровня: Алгола, Фортрана и, позднее, КОБОЛА. Эти языки позволяют писать программы текстом, похожим на английский язык. Компилятор получает каждую команду и преобразует ее в машинный код. Он позволяет использовать имена (переменные) для представления элементов данных так, что одна и та же программа может быть использована с любыми входными данными. Программы, написанные на языках высокого уровня, более компактны, легче для понимания, а вероятность появления в них ошибок меньше.

Недостаток этих программ в том, что компиляция часто приводит к  избыточному коду, содержащему лишние сложные подпрограммы, включенные в конечную исполняемую программу. Это также уменьшает скорость работы программы. Ранние языки высокого уровня были довольно специализированными: Фортран (FORmula TRANslation) был предназначен для использования в научных целях, КОБОЛ (Common business Orientated Language) – для использования в мире бизнеса. Появление в 50-х гг. языка BASIC (Beginners All-purpose Symbolic Instruction Code) закрыло существовавший в языках высокого уровня пробел между языками для науки и для бизнеса. BASIC в равной степени годится для любых задач и в то же время достаточно прост для изучения.

Тем временем были изобретены новые методы программирования, которые привели к новой волне языков высокого уровня. Одним из этих языков, выдержавших проверку временем, является основанный на методах структурного программирования Pascal. Дальнейшее развитие программирования идет в направлении более абстрактного (интуитивно ясного) объектного подхода.