Наука информатики, информационные технологии и ее разделы.

Цель: Формирование умений, навыков и знаний по изучению наука информатики, информационные технологии и ее разделы.

План:

1. Об информатике.
2. Понятие информации.
3. Классификация информации.
4. Принципы работы компьютера.
5. Краткая характеристика устройств  компьютера.

 {spoiler=Подробнее}

ИНФОРМАТИКА – это наука, изучающая все вопросы, связанные с получением, хранением, преобразованием, передачей и использованием информации. Развивается с 50-х годов этого века, с появлением компьютеров. Она включает в себя следующие направления исследований:

-         кибернетика;

-         программирование;

-         искусственные системы;

-         информационные системы;

-         вычислительная техника.

Объектом исследований информатики как научной дисциплины является информация. На  современном  этапе развития науки и техники  информатику можно определить как область исследований, которая изучает информационные процессы  и методы их автоматизации на основе аппаратно - программных средств компьютерной техники и техники связи. Под информационным процессом в общем случае будем понимать процесс, в ходе которого появляется и видоизменяется информация.

Существует несколько подходов к объяснению понятия «информация» - от неформального, принятого в повседневной жизни, до строгого математического определения в теории информации. В различных источниках можно встретить, например, такие определения информации:

информация - это понятие, объединяющее в себе сведения об объектах, свойства которых объясняются;

         информация - это сведения об окружающем мире и протекающих в нём процессах, воспринимаемые человеком или специальным устройством;

         информация - это сообщения, осведомляющие о положении дел, о состоянии чего-нибудь;

информация - это сведения о лицах, предметах, фактах, событиях, явлениях и процессах независимо от формы их представления;

         информация – это сведения, неизвестные до их получения, являющиеся  объектом хранения, передачи и обработки;

         информация - это событии, вероятность появления которого равна р.,  определяется формулой  I =-log₂p.

Применительно к информатике будем ориентироваться  на следующее  определение:

Понятие информации предполагает наличие ее источника и ее потребителя. Важно, чтобы информация для потребителя имела смысл. Потребитель информации оценивает ее в зависимости от того, для решения какой  конкретной задачи она предназначается.

Всякая информация с момента своего возникновения меняется, пополняется, и это может послужить основной для классификации.

Различают информацию:

-         неструктурированную;

-         структурированную или научную.

К неструктурированной информации можно отнести разрозненные факты, данные, эмпирические сведения, не объединенные иерархией понятий. Структурированная информация качественно отличается от  неструктурированной уже тем, что на ее основе возможно предсказание. Принято называть научной информацией логически упорядоченные, систематизированные сведения об окружающим мире, его объектах и связях между ними. В свою очередь, научную информацию можно делить по областям использования:

• естественнонаучная:

-         биологическая;

-         химическая;

-         медицинская;

-         физическая и т.д.;

• техническая:

-         технологическая;

-         конструкторское - технологическая;

-         планово-экономическая и т.д.;

• гуманитарная.

Превращение неструктурированной информации в научную  приводит к тому, что начальная совокупность данных и сведений по конкретной предметной области превращается в знания по этой области. Знания в данной предметной области позволяют создавать информационные модели ее объектов.

Существует несколько форм представления информации. К основным можно отнести символьную, текстовую и графическую формы представления. Символьная основана на  использовании символов – букв, цифр, знаков, в том числе знаков пунктуации и других знаков. Текстовая также использует образующие тексты символы, но расположенные в определенном порядке. Самой емкой и  является графическая форма представления  информации. К ней относятся различные виды изображений.

         Технология – совокупность методов,  документации и технических средств,  позволяющая получить из исходных продуктов требуемый конечный  продукт.

         Метод – способ  достижения какой-либо цели, решения конкретной задачи;  совокупность приемов практического и теоретического освоения (познания) действительности.

         Если исходным и конечным продуктом служит информация,  то такую технологию будем называть информационной технологией (ИТ). Чаще всего технической базой  информационных  технологий служит компьютерная техника и техника связи (коммуникационная).

         Принципиальное устройство одинаково для всех типов компьютеров.

Здесь изложены принципы работы компьютера с  архитектурой фон Неймана. Вначале с помощью какого - либо внешнего устройства в память компьютера вводится программа.   Устройство   управления  ЦП  считывает из ячеек памяти инструкции  программы  и организует  их выполнение. Эти инструкции  могут  задавать  выполнение   арифметических  или  логических  операций  с  помощью  арифметико-логического  устройства,  чтение  из   памяти  данных для выполнения  этих  операций  или  запись  их  результатов  в  память ,ввод  данных  из  внешнего  устройства  в  память  или  вывод  данных  из  памяти  на  внешнее  устройство.

Материнская  плата – основная  часть  аппаратуры  компьютера,  его  ''скелет''. На ней находятся центральный процессор, дополнительные микросхемы (chipset),  постоянная и оперативная память, кэш-память и специальные разъемы (слоты) для  подключения дополнительных внешних устройств.

При выборе материнской платы  необходимо обратить внимание на ее форм-фактор.

Форм-фактором называют размеры платы и структуру  расположения на ней компонентов. Форм-фактор задается форматом платы. Этот формат определяет как собственно материнские платы, так и форматы корпусов, а также функциональные возможности блоков питания.

До 1996 года основным форматов был формат АТ, который теперь заменен форматом АТХ. Этот формат имеет более рациональную компоновку, делающую процедуру замены компонентов значительно проще. Приобретая плату с форм-фактором АТХ, нужно помнить, что такие платы требуют более дорогих корпусов и блоков питания.

Кроме того, нужно обратить внимание на типы процессоров, которые поддерживает установленный на плате  BIOS (базовая система ввода-вывода), а также на возможности по расширению списка устанавливаемых устройств (количество слотов различных шин- ISA и PCI).

Центральный процессор  в ПК выполнен в виде интегральной микросхемы, называемой микропроцессором. В ПК IBM  РС  используются  микропроцессоры фирмы INTEL (80286, 80386, 80486, Pentium), а  также совместимые с ними микропроцессоры  других фирм.

Микропроцессор обычно характеризуется своим типом и тактовой частотой. Она указывает, сколько элементарных операций выполняется в секунду. Частота измеряется в мегагерцах. Производительность ЦП характеризуется следующими параметрами:

• степень интеграции, которая показывает, сколько транзисторов может уместиться в  микросхеме ЦП (например, 3 млн. транзисторов для  процессора Pentium, 7,5 млн. транзисторов для процессора Pentium-II);
• разрядность обрабатываемых данных – количество бит, которые процессор способен обрабатывать  одновременно (16,32  или 64);
• тактовая частота;
• размер адресуемой памяти (у современных процессоров он достигает десятков и сотен Мбайт физической памяти).

В процессор входят:

• арифметико-логическое устройство для выполнения арифметических или логических операций;
• устройства  управления, организующие  и контролирующие работу частей ЦП, взаимодействие их между собой и другими частями компьютера;
• регистры – внутренняя память ЦП.

Chipset – набор микросхем для обеспечения работы ЦП по обмену данными с периферийными устройствами.

Память. Различают  внутреннюю и внешнюю память. Внутренняя  в свою очередь подразделяется на  постоянную, оперативную  и кэш-память. Любая память компьютера характеризуется объемом (размером), то есть числом единиц информации, максимально возможным для хранения.

С процессором взаимодействуют три вида памяти. В только читаемой памяти ROM помещаются программы,  необходимые для запуска компьютера и важнейших компонент операционной системы (ОС), например, обеспечивающих ввод и вывод данных. Более дорогая память с произвольным доступом  RAM  используется для тех данных, которые все время должны обновляться. Кэш-память позволяет увеличить производительность  процессора.

Шина – это  линия обмена данными между отдельными элементами и устройствами на материнской плате. По функциональному назначению различают три категории шин: шина данных,  адресная шина (современная 32- разрядная шина обеспечивает адресацию до 4 Гбайт) и шина управления.

Устройства ввода-вывода

• клавиатура (для  ввода команд ОС, информации, управления работой программы в режиме диалога). Специальные устройства управления (мышка и др.) позволяют обходиться без клавиатуры;
• дисплей. Дисплей (монохромный или цветной) позволяет выводить на него тексты и любые графические изображения;
• звукогенератор;
• принтер (для вывода на бумагу);
• дисководы;
• CD-ROM, сети, модем, факс-модем, сканер и др.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:  

1. Дайте  определение информатике?
2. Что представляет собой информация?
3. Что вы понимаете под информационной технологией?
4. Что понимаете под материнской платой?
5. Что относиться устройства ввода – вывода?

ОПОРНЫЕ СЛОВА:

Информатика, информация, технология, технические средства, устройства, центральный процессор, материнская плата, шина, память, клавиатура, дисплей, сеть,  модем, факс, сканер.

ИСПОЛЬЗУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА:

1. Персональный компьютер: Диалог и программные средства. Москва – 1991 г. УДН. В.М.Матюшок и др.
2. Численные методы для ПЭВМ на языках Бейсик, Фортран и Паскаль. Томск МП ’’Раско’’ 1992 г. А.Е.Мудров.
3. Программирование на языке Паскаль. Радио и связи. Москва 1998 г. О.Н.Перминов.
4. Программирование на алгоритмических языках Бейсик, Фортран, Паскаль. Москва. ’’Просвещение 1991г.Б.И.Чернов.
5. Языки  программирования (ПАСКАЛЬ, ПЛ./М). Москва «Высшая школа» 1987. В.Е.Алексеев, А.С. Ваулин.
6. comp-science.narod.ru

{/spoilers}