Интерактивные занятия, 1 курс, 2 семестр ИНФОРМАТИКА

Лекция №1

Раздел №1 Введение в информатику.

Тема: «Этапы информационного развития общества»

Задание:

- Освоить материал по теме

- Законспектировать базовую информацию в рабочей тетради, записав основные термины и сокращения (если таковые имеются)

- Выучить основные определения

- Ответить письменно в рабочей тетради на контрольные вопросы.

Введение.

     Курс дисциплины «Информатика» рассчитан на 4 семестра. Коренное отличие информатики от других технических дисциплин состоит в том, что её предмет изучения – информационные технологии – меняется быстро и динамично. Сегодня количество компьютеров в мире превышает четыре миллиарда единиц, при этом каждая вычислительная система по-своему уникальна и поэтому для эффективной эксплуатации ВТ требуется достаточно широкий уровень знаний и практических навыков. В ходе изучения дисциплины.

 Нами будут рассмотрены такие разделы, как:

ІI семестр

Раздел І. Введение в информатику

Раздел II. Основы информатики

Раздел III. Компьютерное обеспечение

ІV семестр

Раздел IV. Организация профессиональной деятельности с помощью средств Microsoft   Office

V, VI семестры

Раздел V. Компьютерные технологии в медицине.

Всего- 64 часа лекционных занятий и 56 часов – практических занятий.

С выставлением итоговой оценки  по окончании третьего курса в диплом.

Основная часть

1.1. Современное общество-постиндустриальное общество.

       Современное общество иногда называют информационным обществом, т.е. сегодня информация стала базовым, но не единственным ресурсом общества наряду с такими экономическими ресурсами, как: труд, земля, капитал и пр.

       Информационное общество стало зарождаться не с середины 20 в (как это принято считать), информация стала необходимым жизненным ресурсом с появлением разумной жизни на Земле.

      Самые древние люди уже использовали «информационные системы», которые предупреждали их об опасности, помогали заготавливать пищу, обеспечивали общение и т.д.

1.2.    «Основные этапы информационного развития общества »                             

   В истории человеческого общества несколько раз происходили                         « информационные прорывы».       Рассмотрим их:

1. Первый информационный прорыв:

изобретение письменности     → накопление и распространение знаний.

Цивилизации , освоившие письменность, развивались быстрее других, достигали более высокого культурного и экономического уровня.

          ( Др. Египет,страны Междуречья, Китай) .

          С появленией алфавита цивилизация смещается в Европу ( Греция, Рим).

  До н. э.  было изобретено устройство автоматизации счета – абак.

2. Второй информационный прорыв:  (середина 16 в )

изобретение книгопечатания → не только сохранение информации, но и обеспечение  массовой доступности к ней, что повлияло на развитие науки и техники, помогло промышленной революции.

Книги обеспечили  культурную интеграцию разных культур, что  ускорило создание общечеловеческой цивилизации.

 Книги -  первое средство массовой коммуникации.

3. Третий информационный прорыв (конец 19 в ): с открытием электричества происходит   стремительный прогресс средств связи ( телеграф, телефон, радио ), что позволило передавать информацию на любые расстояния, получать ее в «реальном масштабе  времени».

                                                Календарь

• 6 января 1838 г. впервые была успешно передана информация в кодированном виде  ( последовательность  букв, цифр, точек и тире) получила название Азбуки Морзе.
• 14 февраля 1876 г. Александр Белл запатентовал в США свое изобретение – телефон.
• Первая телефонная  станция в Европе соединила в Европе (5 ноября 1877г. ) Берлинский почтамт  с телеграфом ( длина линии ≈ 2 км ).
• 1878 г. английский ученый, профессор музыки Дейвид Юз изобрел угольный микрофон.
• Первая телефонная станция была установлена в 1879 г. в Нью – Хевене.
• Номеронабиратель был изобретен в 1889 г. американцем Стоуджером.
• Первый телефон – автомат продемонстрирован в 1890 г. на Всемирной выставке в Париже.

4. Четвертый информационный прорыв ( с середины 40-х годов 20 в ):

Создание ЭВМ, работающих в цифровом режиме и микропроцессорной техники, а затем создание на этой основе ПК, LAN,WAN,  которые принципиально изменили системы хранения и поиска информации.

• Так, Всемирная паутина WWW ( волд вайд веб ) была разработана в 1992 г.

Разработчик – физик-ядерщик Тим – Бернерс -Ли из Европейского центра ядерных исследований (Женева, Швейцария ).

Web – технология обеспечила лавинообразный рост Интернета.

(Inter – глобальная , Net – сеть: « Интернет»  в переводе с английского-

 «межсеть»)
Замечание:

                      История Internet в России:

• К осени 1990 г. сложилось ядро сети
• В сентябре 1993 г. зарегистрирован домен .SU
• 7 апреля 1994 г. зарегистрирован домен .RU, официально открывший существование Internet в России

В ноябре 1994 г. начал выходить первый в  Рунете гипертекстовый журнал, т.е. заработал http- протокол, который позволил обмениваться информацией через сайты

  Замечание  Глобальная сеть Интернет в перспективе объединит все средства вещаний и коммуникации, компьютерные, телефонные,  радио – и видео - сети, связав их в единое киберпространство.

1.3. «Информационные   ресурсы общества».

          В информационном обществе все большее внимание уделяется не традиционным видам ресурсов (материальные, природные, трудовые, финансовые, энергетические и т.д.), а информационным, которые приобретают первостепенную значимость. Сегодня овладение информационными ресурсами рассматривается как экономическая категория.

• Информационные ресурсы - это совокупность данных, организованных для получения достоверной информации в самых разных областях знаний и практической деятельности.
• Ресурсы определяют как запасы, источники чего-либо.

Сегодня понятие "информационные ресурсы" достаточно многопланово и включает в себя все многообразие документов на традиционных (бумажных) и нетрадиционных (электронных) носителях.

Информационные ресурсы подразделяются по классам собираемой информации.

1) Первичная информация - информация  которая отражает специфику ее источника, области или сферы создания, возникновения; это информация, образующаяся самостоятельно в природных условиях (например, количество колец на спиле дерева  свидетельствует о его возрасте)

2)  Информация о количественных и качественных характеристиках разных социальных процессов образуют класс "снимаемой информации". Выделенные по этому признаку информационные ресурсы можно классифицировать как естественные, производственные, социально-экономические. Например, информация о росте численности населения.

3) Другой класс информационного ресурса образуют сведения, данные, получаемые искусственно в процессе научно-исследовательской деятельности, а также любой творческой работы. Она базируется на обработке уже имеющейся информации по специальным параметрам и моделям (математическая обработка, логическая, семантическая и т.д.). К этому же классу относятся и объекты, создаваемые как авторские произведения в области литературы, искусства. Важным компонентом этих ресурсов является информация, получаемая в результате интеллектуальной деятельности человека.

4) Выделяется вторичная информация, возникающая на основе переработки уже имеющейся информации, и новая, фиксирующая то, что человечество до сих пор не знало. Сюда относятся открытия, прогнозы в области различных социальных и природных процессов.

К информационным ресурсам относятся:

1) библиотеки, архивы, базы данных, СМИ и т.п.) и

2) информационные сервисы - это группа сайтов, на которых можно воспользоваться разнообразными сервисными услугами: электронной почтой, а также познакомиться с механизмом его ведения, поиском, различными каталогами, словарями, справочниками, прогнозом погоды, телепрограммой, курсами валют и т.д.

Развитие мировых информационных ресурсов позволило:

• превратить деятельность по оказанию информационных услуг (получение и предоставление в распоряжение пользователя информационных продуктов (- совокупность данных, сформированных производителем для распространения в вещественной или невещественной форме) в глобальную человеческую деятельность;
• сформировать мировой и внутригосударственный рынок информационных услуг;
• образовать всевозможные базы данных ресурсов регионов и государств, к которым возможен сравнительно недорогой доступ;
• повысить обоснованность и оперативность принимаемых решений в фирмах, банках, биржах, промышленности, торговли и др. за счет своевременного использования необходимой информации.

По существующей классификации, информационные ресурсы могут быть государственными и негосударственными и как элемент состава имущества находятся в собственности граждан, органов государственной власти, органов местного самоуправления, организаций и общественных объединений.

Виды информационных ресурсов

В настоящее время существуют следующие виды информационных ресурсов.

1) Средства массовой информации ( СМИ ). К ним относятся различного рода новостные и семантические сайты (или электронные версии СМИ). Их отличительной чертой является высокий уровень посещаемости, быстрая смена информации, наличие видеоряда на сайте.)

2) Электронные библиотеки. Электронная библиотека – распределенная информационная система, позволяющая надежно сохранять и эффективно использовать разнородные коллекции электронных документов через глобальные сети передачи данных в удобном для конечного пользователя виде.

3) Электронные базы данных. В самом общем смысле база данных – это набор надписей и файлов, специальным образом организованных.

• Один из типов баз данных - это документы, набранные при помощи текстовых редакторов и сгруппированные по темам.
• Другой тип - это файлы с электронными таблицами, которые объединены в группы по характеру их использования.

4) Сайты. Корпоративный сайт - это Интернет-ресурс, посвященный какой-то организации, фирме, предприятию. Как правило, он знакомит пользователей с фирмой, направлениями и видами ее деятельности, отражает различные справочные материалы: прайс-листы, условия поставок и оплаты; рекламную информацию: наличие сертификатов качества, участие в выставках, публикации в прессе т.п. контактную информацию. В отличие от корпоративного сайта выделяют персональный и любительский сайт, домашнюю страничку. Они отличаются полнотой представляемой информации и профессионализмом исполнения.

5) Сервисы  - это группа сайтов, на которых можно воспользоваться разнообразными сервисными услугами: электронным почтовым ящиком, поиском, различными каталогами, словарями, справочниками, прогнозом погоды, телепрограммой, курсами валют и  т.д. (Например , Яндекс , Рамблер  т.п.)

Можно говорить также о делении информационных ресурсов по другим признакам. А именно:

1.По целевому назначению:

• личные;       *  корпоративные;        *   СМИ;        *     Бизнес;
• Образовательные;     *  Политика;   *учреждения и организации;
• сервисы и услуги;    *  доски объявлений;     *культура;    *   чаты;
• хранилища ПО;    *  спорт;    *   отдых;  *  изображения и фото;
• развлекательные порталы.

2.По способу представления информации:

• Web-страницы;
•   Базы данных;
• Файловые серверы;
• Телеконференции.

3.По виду носителя данных:

• твердая копия (книга, газета, рукопись и т.д.);
• на машиночитаемых носителях (кино- фотопленка, аудио- и видеозапись, данные на винчестере компьютера, дискете, CD, флэш и т.д.);
• на канале связи (TV, радио).

4.По способу организации хранения и использования:

• документы на традиционных носителях (книги, газеты, журналы);
• массив документов;
• фонд документов;
• архив;
• автоматизированные формы.

5.По форме собственности:

• общероссийское национальное достояние;
• государственная собственность;
• собственность субъектов РФ (в том числе муниципальная);
• частная (личная, корпоративная) собственность.

6.По содержанию:

• Тематическая информация;

• Научные публикации;
• Рекламная информация;

• Справочная информация;
• Новости;
•  Вторичная (библиографическая) информация

7. По языковому признаку

Основным языком в сети Интернет является английский, но практически все основные языки мира представлены в Сети. Некоторые из сайтов поддерживают несколько языков - на выбор пользователя.

8. По географическому признаку.

 Информационный ресурс в большинстве случаев принадлежит какой-либо организации, расположенной и осуществляющей свою деятельность на определенной территории, подчиняющейся ее законам. Информация в некоторых случаях может быть предназначена для аудитории, находящейся преимущественно в пределах региона. Таковы , например , сайты объявлений. Навряд ли информация  о купле - продаже в Костроме интересна жителю Вологды. Доступ к этим ресурсам возможен из любой точки, независимо от места нахождения пользователя.

Таким образом:

• Информационные ресурсы общества представляют собой ресурсы, накопленные в форме, позволяющей их воспроизводство для общества, человека. Это- ресурсы, несущие в себе информацию.
• В отличии от всех других видов ресурсов ( трудовых, энергетических, ископаемых и т.д.) информационные ресурсы тем быстрее растут, чем больше их расходуют.
•  Отличительная черта и ценность основной массы информационных ресурсов - их доступность для простых пользователей. Каждый может стать пользователем этих ресурсов.
• Конечно, к современным информационным ресурсам относят и те, которые хранятся в электронном виде. Человечество стремиться сохранить свои информационные ресурсы в цифровом виде, тогда их можно использовать с помощью компьютеров. Все виды информационные ресурсов как в материальном, так и электронном виде можно назвать « долговременной памятью человечества».

• Особое место в информационных ресурсах в последние годы стали занимать электронные книги, отличительной чертой которых является использовании гиперссылок, позволяющих переходить в установленных местах электронного текста (ссылка ) на различные фрагменты книги напрямую.
• Электронные библиотеки в системе информационных образовательных ресурсов  стали неотъемлемой часть жизни - это не только файлы на диске компьютера или материал на компакт- дисках, но и материалы на библиотечных сайтах в Интернете. Удобно создать файл каталога электронной библиотеки по какой- то теме у себя на компьютере и работать далее через него, осуществляя вызов по гиперссылке какого- либо сайта в Интернете.
• В Интернете есть множество различных электронных библиотек. Каталоги электронных библиотек построены иерархически, т.е. сначала разделы, потом подразделы, а затем конкретные ссылки на статьи или тезисы ( например, на сайте « ИКТ в образовании » http://www.ict.edu.ru/lib/)

Заключение

      Таким образом, информационное развитие общества носило поступательный характер и «информационные прорывы » тому подтверждение.

Накопленный сегодня информационный потенциал и появление новых информационных и коммуникационных технологий сказались на социально – экономическом характере современного общества.

И, если до середины 20 в. общество имело ярко выраженный индустриальный характер, то сегодня это – постиндустриальное общество – т.е.  переходное от индустриального к информационному обществу.

Контрольные вопросы

1. Какую роль играла и играет информация в развитии общества? Привести примеры.

2. Почему появление письменности дало толчок развитию науки и культуры?

3. Как связаны развитие технологий и информационное развитие общества?

4. Почему книгопечатание можно рассматривать, как этап массовых коммуникаций в развитии информационного общества?

5. Какие новые информационные возможности открыли перед обществом средства связи?

Как это повлияло на экономическое развитие общества?

Лекция №2

Раздел №1 Введение в информатику.

Тема: «Роль информационной деятельности в современном обществе»

Задание:

- Освоить материал по теме

- Законспектировать базовую информацию в рабочей тетради, записав основные термины и сокращения (если таковые имеются)

- Выучить основные определения

- Ответить письменно в рабочей тетради на контрольные вопросы.

- Выполнить тестовое задание (студенты 1 подгруппы  выполняют  Вариант №1, студенты 2 подгруппы – Вариант №2) и выслать на проверку, создав документ Word «Лекция №2», в котором, указав: ФИО, № группы, № подгруппы, № варианта, следует разместить в  столбик номера вопросов и ответы на них (буквой) (стиль Nimes New Roman, шрифт №14)

Введение.

      Современное общество - постиндустриальное общество так, как наряду с такими экономическими ресурсами, как земля, труд, полезные ископаемые и пр. важным, базовым ресурсом является информация ( « Кто владеет информацией, тот владеет миром»).

     Информационные ресурсы общества представляют собой ресурсы , накопленные в форме, позволяющей их воспроизводить и в бумажной

 ( традиционной) форме и  на электронных носителях-это ресурсы, несущие в себе информацию.

     Сегодня мы рассмотрим сферы применения информационных ресурсов посредством информационных компьютерных технологий и компьютерной техники  такие, как: банковское дело и бухгалтерия, робототехника и геоинформатика, проектирование, строительство и архитектура, фундаментальные науки и историческая наука, торговля и сельское хозяйство, медицина и образование, армия и быт.

Основная часть

     «Информационный бум» изменил современное общество, в том числе – структуру экономики и социальную структуру общества  за счёт широкого проникновения новых ИТ во все сферы жизнедеятельности человека. ИТ обусловили создание новой отрасли человеческой деятельности – появились многочисленные IT-компании; внедряясь в профессиональную деятельность человека, ИТ преобразуют характер труда; успехи ИТ обусловлены развитием КТ.

Способность КОМПов хранить, передавать и обрабатывать большие объёмы информации обусловила изменение характера информационной деятельности человека в самых разных областях.

1. С помощью компов и соответствующего ИО и ПО ведётся бухгалтерия предприятий, осуществляется документооборот, планирование, учёт, контроль и анализ; обеспечивается электронная почта и связь с электронными массивами данных.
2. Робототехника

Робот – это механическое устройство, управляемое компьютером. Роботы выполняют многократно повторяющиеся операции, не теряют внимания к производственному процессу, не нуждаются в отдыхе. Они выполняют ту работу, которая для людей оказывается слишком тяжёлой или невозможной ( в условиях сильной жары или холода, при отсутствии кислорода, в условиях сильно загрязнённого воздуха, в полной темноте, во взрывоопасных зонах; при приготовлении химических препаратов и пр.)

3. Проектирование.

Созданию новой продукции предшествует этап проектирования, который раньше проводился « вручную»- сегодня учёные только конструируют, а  ПК  рассчитывают и готовят чертежи на основе математических моделей.

• САПР –это КС, обеспечивающие такой процесс.
• Auto CAD –это КС проектирования, принятая во всём мире, которая разрабатывает проектную и компьютерную документацию, создаёт эскизы, чертежи, схемы, деталировки трёхмерных твёрдотелых и полых моделей.

4. Строительство и архитектура ( семейство программных комплексов  Archi CAD )
5. Мощные КС позволяют выполнять большое число банковских операций. 
6. В фундаментальной науке компы используются как для моделирования явлений и процессов, так и для обработки результатов экспериментов.

7. Исследование Земли,  ее геофизических процессов, породило новую науку - ГЕОИНФОРМАТИКУ, методы которой успешно применяются при разведке новых месторождений, изучении процессов в глубине Земли => предсказание природных катаклизмов и пр.

8. Информатизация общества вовлекла в свой процесс и историческую науку. Очевидно, ПК-не только средство для редактирования и печатания работ историков,  но и удобный инструмент для реализации исторических методик.

   Появление         сканеров-считывающих устройств - дало возможность оптического ввода в КОМП (его память) текста, изобразительного материала, что дало новый импульс исследованиям по истории культуры, искусств, в музейном и архивном отделе (было разработано специальное ПО)

9. Компьютеры давно вошли в сферу торговли: когда покупатели выкладывают покупки на прилавок, кассир пропускал каждую через оптическое сканирующее устройство, которое считывает код, нанесенный на покупку.

    Уникальный код-это серия точек и цифр, по которым КОМП определяет товар.

  Цена товара хранится в памяти КОМПа и высвечивается на экран кассового аппарата. Как только все товары прошли через сканер, КОМП тут же выдает общую стоимость => применение КОМП-ов не только существенно ускоряет расчет с покупателем, но все время держит под контролем все количество проданного и имеющегося в наличии товара.

10. Своевременное образование: КОМПы позволяют моделировать явления и процессы, осваивать теоретический материал, осуществлять эффективный контроль уровня знаний учащихся.

   Используя сайт образовательного учреждения, можно записаться на лаб.работы, посмотреть расписание, разместить ответ на вопрос на специальном форуме и пр.

    ПК позволяет индивидуализировать учебный процесс, выбрать темп обучения, степень подродности, дать возможность вернуться к ранее изученному и т.д.

Комп. моделирование  дает возможность провести реально невыполнимые, в обычных  условиях, эксперименты. Напр., научиться анализировать кровообращение в организме человека, управлять государством, расщеплять атомное ядро или путешествовать по миру.

    Но КОМП-ы в обучающих заведениях используются не только для обучения, но и для управления образовательным процессом: на основе АСУ ( автоматизированная система управления) и БД (база данных) учреждения составляются расписания занятий, отчеты по успеваемости, сводки по учащимся и т.д. (повышающие скорость и понижающие трудозатраты).

  Во многих образовательных учреждениях созданы локальные комп. сети, имеющие выход в Internet, разработаны Web-сайты, ведутся электронные журналы успеваемости, БД физического и психологического развития учащихся.

11. Дистанционное обучение. ИТ в Internet-е - самое мощное средство самообразования и саморазвития людей. Быстрая смена технологий приводит к появлению новых профессий, требующих постоянного обучения работников.

    Дистанционное обучение является важным средством для самореализации людей с ограниченными физическими возможностями.

12. Медицина-очень сложная наука, и здесь ей на помощь приходит КОМП:

     а) существует множество болезней, каждая из которых имеет только ей присущие симптомы. Есть десятки болезней с похожими симптомами => врачу трудно поставить точный диагноз => врачи используют компьютерную диагностику.

     б) если у человека произошел сердечный приступ и он находится в блоке интенсивной терапии, то его "подключают" к КОМПу, который следит за числом сердечных сокращений: если оно вдруг понижается до опасного уровня, КОМП немедленно сообщит ою этом врачу или мед.сестре.

     Замечание: окончательное решение принимает врач, а компьютер ускоряет принятие решения и влияет на точность диагностирования.

  Например: Томограф-прибор, сканирующий внутренние органы человека , дает точное изображение измененийвнутренних органов человека

     в) КОМПы играют важную роль в мед. исследованиях: позволяют, например, установить, как влияет загрязнение воздуха на заболеваемость населения данного района.

    С помощью КОМПа можно  изучать влияние наследственных воздействий (последствия удара при автокатастрофе для черепа и позвоночника)

     г) базы медицинских данных позволяющие медикам быть в курсе последних научных и практических достижений. КОМП-ы используются для создания карт, показывающих скорость распространения эпидемий.

     КОМПы хранят в памяти истории болезней пациентов, освобождает врачей от бумажной работы, больше времени уделяется больному.

13. Правоохранительные органы:  здесь используется способность КОМПа хранить и обрабатывать большое количество информации. Электронные хранилища больших массивов информации - банки данных  доступны государственным и региональным следственным учреждениям всей страны.

         КОМПы используются в розыскной работе: в лабораториях криминалистов КОМПы проводят анализ веществ, обнаруженных на месте преступления.

        Заключения  КОМПа-эксперта часто оказываются решающими в доказательствах по рассматриваемому делу.

14. В сельском хозяйстве  КОМПы  и индивидуальные микродатчики позволяют контролировать состояния и режим каждого отдельного животного и растения.

15. Современная армия, немыслима без компьютерной техники: каждый самолет, ракета, корабль, подводная лодка, танк оснащены специализированным компьютерным оборудованием и ИС, которые позволяют эффективно ориентироваться на местности, находить и уничтожать объекты противника, оптимизировать различные параметры боевой работы.

      16.  *Несколько десятилетий назад компьютером пользовались лишь ученые и математики.

   Сегодня ИТ стали достоянием писателей, художников, музыкантов и представителей других профессий мира искусств - КОМП помогает писать книги, рисовать, сочинять стихи, песни, музыку; создавать эффекты в кино.

       *Значительные изменения в профессиональной деятельности людей, обусловленные применением информационных технологий, повлекли за собой и изменения в

 17. социальной сфере 

    а )помощь инвалидам (использование КОМПа для обучения, работы, общения и т.д.)

•    Например, люди  с парализованными руками могут работать на КОМПе с помощью ног (используется ножной выключатель).
• люди с парализованными руками и ногами могут использовать специальные устройства, которые вставляются в рот или прикрепляются к голове
• говорящий КОМП (снабженный синтезатором речи) позволяет слепым людям выполнять операции.
• для тех, кто частично утратил зрение, имеется специальное устройство, воспроизводящее текст в увеличенном масштабе-это электронная лупа.

Все это позволяет инвалидам чувствовать себя полноценными членами общества.

18.Быт: это не только ПК, но и "компьютеры-невидимки" (как и электричество!) - крохотный микропроцессор, который "спрятан" в окружающих предметах: электронные часы, телевизор, микроволновка, телефон, радиоприемник, калькулятор, стиральная машина, мобильный телефон и т.д.

     Например, есть часы, которые, отбивая время, исполняют музыку по заданной программе (или входной звонок).

•      К КОМПам подключают устройства поливки приусадебных участков
• Микро КОМПы применяются для выключения освещения в доме в соответствии с заданной программой.
• Они управляют охранной сигнализацией;
• Управляют изменением цвета стен в интерьере.

    *Существует концепция электронного или "умного дома", в котором все процессы, обеспечивающие комфортное проживание, упровляются компьютерные сети.

   19. *Информационные технологии изменили не только быт и характер профессий людей, но и психологию и образ мысли (жизни) людей. Они разрушили границы общения, и во много раз повысили коммуникативную активность людей.

• Глобальная компьютерная сеть и мобильная телефонная связь охватили весь мир.
• Интернет представляет уникальные возможности дешевой, надежной и конфиденциальной глобальной связи по всему миру. Как через КОМПы, так и через мобльники - это удобно для фирм, имеющих свои филиалы по всему миру, сетевых сообществ и обычных людей.

     Человек, не выходя из дома, с помощью Интернета может работать, делать покупки, читать прессу, смотреть репортажи, учиться, вести переговоры, оплачивать ЖКХ и т.д.

     Интернет образует ядро, обеспечивающее связь различных информационных сетей, принадлежащих разным учреждениям и пользователям во всем мире.

Заключение

Сегодня на занятии в рамках темы «Роль информационной деятельности в современном обществе» мы рассмотрели такие вопросы, как:

 - «Информационный бум» и IT-технологии;

 - применение компьютерной техники в  различных сферах жизнедеятельности человека: банковское дело и бухгалтерия, робототехнике и геоинформатике, проектировании, строительстве и архитектуре, фундаментальных науках и исторической науке, торговле и сельском хозяйстве, медицине и образовании, армии и быту.

 Контрольные вопросы и задания

1. Как ИТ изменили характер труда?

2. В чем состоит автоматизация труда на современном производстве, в образовательных организациях, торговле, банках, медицине, различных областях науки и искусства?

3. В каких областях применяют

 а) промышленных роботов,  

 б)  АСУ,

 в) компьютерную диагностику?

4. Какие функции конструктора (проектировщика) сегодня взяли на себя САПР?

5. Почему ИТ позволяют индивидуализировать процесс обучения?

6. Как ИТ помогают реализовать потребности в самообразовании людйе?

7. Как меняется уклад всей жизни человека современного общества? 8. В чем заключается концепция электронного или "умного" дома?

 9. Какова роль ИТ в росте коммуникативной активности людей?

Тест

Выбрать один правильный ответ

Вариант №1

1.Информатика - это

а) техническая наука, изучающая технические аспекты компьютеризации общества;

б) наука о компьютерах;

               в) техническая наука, систематизирующая приёмы создания, хранения, воспроизводства, обработки и передачи данных средствами вычислительной техники.

2.   Информация - это

а) зарегистрированные сигналы;

б) передаваемые данные;

в) компьютерные азбуки.

3.   Информационное общество стало зарождаться

а) в середине 20 века;

б) с появлением разумной жизни на Земле;

в) с момента изобретения письменности.

4.  Информационные системы- это

             а) любой объект, который одновременно рассматривается и как единое целое, и как объединённая в интересах поставленной цели совокупность разнородных элементов;

               б) взаимосвязанная совокупность средств, методов и персонала, используемых для хранения, обработки и выдачи информации в интересах достижения поставленной цели;

в) точно определённые правила выполнения заданий в различных ситуациях.

5.  Информационная революция- это

а) скачёк в социально- культурном и экономическом развитии общества;

б) наличие и модернизация компьютерных технологий;

в) революция в компьютерной технике.

6.  История человечества насчитывает

а) 5;

б) 3;

в) 4 «информационных прорыва».

7.  Сопоставить:

а) изобретение книгопечатания;               а) 1 информационный прорыв;

б) изобретение письменности;                  б) 2 информационный прорыв;

в) прогресс средств связи;                         в) 3 информационный прорыв;

     г)  создание ЭВМ;                                       г) 4 информационный прорыв;

8. Первое средство массовой коммуникации – это

а) книга;

б) телефон, телеграф;

в) персональный компьютер.

9. 6 января 1838 года впервые

а) заработала первая телефонная станция в Европе;

б) был изобретён микрофон;

в) передана информация в кодированном виде.

10. Всемирная паутина - ?

а) WWW                                    б) Internet                                      в) локальная сеть.

Вариант №2

                1. … в перспективе объединит все средства вещания и коммуникации, компьютерные, телефонные и проч. сети, связав их в единое киберпространство.

а) WWW

б) Internet

в) локальная сеть.

               2. Накопленный информационный потенциал и появление новых    информационных и коммуникационных технологий сказались на

     а) политическом курсе страны;

б) дисциплине « Информатика»;

в) социально- экономическом характере современного общества.

3. До середины  … общество носило  … характер

а) 20 века;

б) информационный;

в) индустриальный ;

г)  16 века;

4. Постиндустриальное общество – это

а) переход к культурному обществу;

б) переход к информационному обществу;

в)  информационное общество.

     5. Информационное развитие общества связано с развитием

а) технологий;

б) информационных сетей;

в) Internet

6. Способность компьютеров  … большие объёмы информации обусловила изменение характера информационной деятельности человека в самых разных областях

а) обрабатывать;

б) хранить;

в) передавать;

г) всё перечисленное.

7. Механическое устройство, управляемое компьютером - это

а) системный блок;

б) робот;

в)  АО и ПО.

8. Компьютерные системы, обеспечивающие процесс конструирования, называются

а) САПР;       б) БД;        в) СУБД.

               9.  Наука, занимающаяся исследованием Земли, её геофизических процессов, называется

а) информатикой;

б) геологией;

в) геоинформатикой.

               10. Что даёт возможность провести реально невыполнимые в реальных условиях эксперименты?

а) математическое моделирование;

     б) компьютерное моделирование;

     в) системы автоматизированного проектирования.

Лекция №3

Раздел №2 Основы информатики

Информация и информационные процессы

Тема: «Информатика: предмет и задачи»

Задание:

- Освоить материал по теме

- Законспектировать базовую информацию (лекция в двух частях) в рабочей тетради, записав основные термины и сокращения (если таковые имеются)

- Выучить основные определения

- Ответить письменно в рабочей тетради на 2 набора контрольных вопросов.

Часть №1     Введение.

      Мы живём в материальном мире, где постоянно взаимодействуют материальные тела и поля, в результате чего происходит энергообмен, в результате которого возникают СИГНАЛЫ. Зарегистрированные сигналы -это ДАННЫЕ. Данные несут в себе информацию о событиях материального мира , но это – не информация.

    Среднее количество компьютеров в мире более 1 млрд единиц. При этом каждая вычислительная система по-своему уникальна.

Основным отличием  Информатики от других технических дисциплин является тот факт , что её предметная область изменяется быстро и динамично.   Поэтому

 основная задача Информатики - преодоление общечеловеческого кризисного явления , называемого  «информационным бумом»,путём внедрения средств и методов,  автоматизирующих операции с данными.

Основная часть

Определение.  Информатика – наука об информации , её свойствах, видах, способах сбора, хранения, обработки и передачи и соответствующем инструментарии.                        

Определение.  Информатика – это техническая наука, систематизирующая приёмы создания,  хранения ,воспроизведения , обработки и передачи данных средствами вычислительной техники , а так же принципы функционирования этих средств и методы управления ими.

Определение.  Информатика – наука об автоматической обработке информации .

• Термин  « информатика» произошёл от слияния двух французских слов «информация» и « автоматика».
• Источниками информатики являются

1. кибернетика и       2) документалистика .

Информатика близка к технологии , поэтому её предмет называют ИНФОРМАЦИОННОЙ ТЕХНОЛОГИЕЙ.

Предмет Информатики составляют такие понятия ,как :

- аппаратное обеспечение средств вычислительной техники;

- программное обеспечение средств вычислительной техники;

- средства взаимодействия аппаратного и программного

обеспечения ;

- средства взаимодействия человека с аппаратными и программными средствами.

В информатике большое внимание уделяется вопросам

взаимодействия, для этого существует особое понятие –ИНТЕРФЕЙС.

Различают: пользовательские , аппаратные , программные , аппаратно-программные интерфейсы.

2. Основная задача информатики : систематизация приёмов и методов работы с аппаратными и программными средствами вычислительной техники.

Цель систематизации:

1. выделение , внедрение , развитие передовых , эффективных технологий;
2.  автоматизация работы с данными ;
3. методическое обеспечение новых технологических исследований.

Информатика – практическая наука. Направления информатики для практических приложений :

** архитектура вычислительной системы ;

** интерфейсы вычислительной системы ;

** программирование ;

** преобразование данных ;

**защита информации ;

**автоматизация ;

**стандартизация.

В информатике всё жёстко ориентировано на эффективность.

ДАННЫЕ И  ИНФОРМАЦИЯ.

Мы живём в материальном мире, где постоянно взаимодействуют материальные тела и поля, в результате чего происходит энергообмен, в результате которого возникают СИГНАЛЫ. Зарегистрированные сигналы -это ДАННЫЕ.Данные несут в себе информацию о событиях материального мира , но это – не информация.

Опреление.  Данные – это зарегистрированные сигналы.

                     Данные – это хранящаяся информация.

                     Данные – это диалектическая составная часть информации.

Данные посредством методов преобразуются в информацию.

Данные должны быть объективны, в то время как методы всегда субъективны.

В зависимости от  методов регистрации сигналов данные могут храниться и передаваться на носителях различных видов : бумага, CD-ROMы , магнитные ленты и диски.

3 Основная  задача  информатики :  преобразования данных с целью смены носителя.

Операции с данными

-сбор;                                                -архивация;

-формализация;                              -защита;

- фильтрация;                                -транспортировка;

-сортировка;                                   -преобразование.

Работа с информацией очень трудоёмка ,следовательно ,её надо автоматизировать.

Информация

      Строгого определения информации не существует, существует лишь понятие информации:

1. Информация - совокупность данных , повышающих уровень знаний.
2.  Информация – это продукт  взаимодействия данных и адекватных им методов.
3.  Информация – это передаваемые  данные.
4. Информация – это сообщение с элементом новизны.

Определение. Энтропия – это мера неопределённости.

Информация уменьшает энтропию, т.к. повышает объём наших знаний.

Например:

утверждение№1: «Энтропия – это мера неопределённости » является для студентов гр. №. . . на « . . .дата» Ессентукского филиала СтГМУ сообщением, т.к. уже не несёт для них элемент новизны

утверждение№2: « Основным запоминающим элементом КОМПа является триггер – электронная схема» является для студентов гр. №. . . на « . . .дата» Ессентукского филиала СтГМУ информацией, т.к. уже  несёт для них элемент новизны.

Замечание: если утверждение№2 передать программисту, то для него оно является  уже сообщением. Поэтому для разных приёмников одно и то же утверждение может являться или сообщением, или информацией

Схема передачи сообщений ( информации):

Информация носит динамический характер :она возникает и существует только в момент взаимодействия данных и адекватных им методов, то есть в ходе информационного процесса. Обязательно требование адекватности методов, т. к. одни и те же данные могут поставлять разную информацию .

К искусственным методам относят АЛГОРИТМЫ -упорядоченные последовательности команд.

Фраза « Мы только что получили новую информацию» неверная фраза. Информация не ботинок и не может быть новой или старой. Информация либо есть, либо нет - третьего состояния не дано.

Однако, информация может быть

• своевременной или нет;
• подробной или краткой;
• правдивой или лживой;
• полной или неполной и пр.
• Но эти параметры определяются уже свойствами.

Свойства информации

1. Объективность и субъективность (объективность информации относительна ,т.к. методы субъективны).

2. Полнота (характеризует качество информации и определяет достаточность данных для принятия решения).

3.Достоверность. 4. Адекватность. 5.Доступность.

6. Актуальность ( своевременность).

 7. Мера ( достаточное количество, полнота информации, необходимое для принятия эффективного ( наилучшего) решения).   8. Агрегированность ( степень укрупнения или детализации информации).

Свойства информации тесно связаны со свойствами её носителей.     Характеристики носителя

а) разрешающая способность;  б) динамический диапазон.

От этих свойств носителя зависят такие свойства информации, как : полнота,     доступность,     достоверность.

Информация может быть представлена в разных видах – тексты, числа, рисунки, звук, музыка, аудио-, видео- и пр.        Каждому виду информации в КОМПе соответствует специальный формат, который можно определить по расширению файла, хранящего информацию.

Например:

. doc- текстовая информация;

. xls- табличная информация;

.bmp- точечный рисунок;

. jpg- векторный рисунок;

.wav- звуковая информация;

.mp3- звуковая информация ( музыка);

.avi-   видеоинформация        и пр.

Информация и управление

     После второй мировой войны сформировалась новая наука кибернетика, занимающаяся вопросами управления и обработки информации ( Норберт Винер утверждал, что  понятия «информация» и « управление» связаны между собой, т.к. « Информация – это основа управления»)

• Термин « Кибернетика» ввёл древнегреческий мыслитель Платон, как «искусство управления кораблём»;
• Андре-Мари-Ампер  называл кибернетикой науку об управлении государством;
• Сегодня кибернетика занимается математическим описанием процессов управления в машинах, механизмах, сложных системах ( в том числе электронных и в живых организмах.)

     Кибернетика рассматривает общие законы получения, хранения, передачи и обработки информации.

     Основной объект исследования кибернетики – киберсистемы:

- системы управления в технике;

- компьютеры;

- человеческий мозг;

- биологические популяции;

- человеческое общество и пр.

     Теоретическое ядро кибернетики составляют:  

  * теория алгоритмов (Алан Тьюринг);

 * исследование операций (ИО);

* теория оптимального управления;

* теория распознавания образов.

     С точки зрения кибернетики не важно, чем управлять, т.к. наука об управлении едина.

Управление подразумевает такие функции, как:

• учёт;
• контроль;
• анализ;
• нормирование;
• планирование;
• регулирование;
• организацию;
• прогнозирование.

Управление осуществляется путём обработки и передачи информации и иногда объёмы такой информации огромны- в таких случаях применяют компьютеры.

     Основой кибернетики явилась живая природа. Везде есть управляющий элемент, регулирующий элемент и управляемый элемент, которые взаимодействуют по линиям связи (линия прямой связи, линия обратной связи, линия команды на регулирование)

                                         Линия обратной связи

                                          датчик, снимающий

                                                  информацию о состоянии

Линия прямой связи                                               Команда на регулирование                                                        

Контрольные вопросы

1. Поясните слова Норберта Винера: «Информация- основа управления».
2. Опишите информационно- управляющие закономерности, используя схему.
3. Объясните процесс управления на примере использования телевизионного пульта.
4. Кожный покров человека имеет специальные нервные окончания- рецепторы, которые можно рассматривать, как датчики температуры. Объясните на примере реакции человека на жару или холод систему управления терморегуляцией организма.

Часть №2  Информация и моделирование

Лекция №4

Раздел №2 Основы информатики

Информация и информационные процессы

Тема: «Единицы измерения информации. Системы счисления»

Задание:

- Освоить материал по теме

- Законспектировать базовую информацию (часть №1 и часть №2) в рабочей тетради, записав основные термины и сокращения (если таковые имеются)

- Выучить основные определения

- Ответить письменно в рабочей тетради на контрольные вопросы ( 2 набора)

Часть №1       Единицы измерения информации

Введение

Решая различные задачи, человек вынужден использовать информацию об окружающем нас мире. И чем более полно и подробно человеком изучены те или иные явления, тем подчас проще найти ответ на поставленный вопрос. Так, например, знание законов физики позволяет создавать сложные приборы, а для того, чтобы перевести текст на иностранный язык, нужно знать грамматические правила и помнить много слов. 

Основная часть

Определение  Единица измерения информации – это набор символов, которому придаётся определённый смысл.

Это понятие относится к базе данных (Б.Д.), хранящей форматированные сообщения.

 Минимально необходимы две единицы информации:*  АТРИБУТ, *СОСТАВНАЯ единица информации ( СЕИ).

Определение : атрибутом называется информационное отображение отдельного свойства некоторого объекта , процесса , явления.

Определение: СЕИ – это набор атрибутов и, возможно, других СЕИ. Простейшие СЕИ – это таблицы, позволяющие создавать произвольные комбинации из атрибутов.
     Часто приходится слышать, что сообщение или несет мало информации или, наоборот, содержит исчерпывающую информацию. При этом разные люди, получившие одно и то же сообщение (например, прочитав статью в газете), по-разному оценивают количество информации, содержащейся в нем. Это происходит оттого, что знания людей об этих событиях (явлениях) до получения сообщения были различными. Поэтому те, кто знал об этом мало, сочтут, что получили много информации, те же, кто знал больше, чем написано в статье, скажут, что информации не получили вовсе. Количество информации в сообщении, таким образом, зависит от того, насколько ново это сообщение для получателя. 
     Однако иногда возникает ситуация, когда людям сообщают много новых для них сведений (например, на лекции), а информации при этом они практически не получают (в этом нетрудно убедиться во время опроса или контрольной работы). Происходит это оттого, что сама тема в данный момент слушателям не представляется интересной. 
     Итак, количество информации зависит от новизны сведений об интересном для получателя информации явлении. Иными словами, неопределенность (т.е. неполнота знания) по интересующему нас вопросу с получением информации уменьшается. Если в результате получения сообщения будет достигнута полная ясность в данном вопросе (т.е. неопределенность исчезнет), говорят, что была получена исчерпывающая информация. Это означает, что необходимости в получении дополнительной информации на эту тему нет. Напротив, если после получения сообщения неопределенность осталась прежней (сообщаемые сведения или уже были известны, или не относятся к делу), значит, информации получено не было (нулевая информация). 
     Если подбросить монету и проследить, какой стороной она упадет, то мы получим определенную информацию. Обе стороны монеты "равноправны", поэтому одинаково вероятно, что выпадет как одна, так и другая сторона. В таких случаях говорят, что событие несет информацию в 1 бит. Если положить в мешок два шарика разного цвета, то, вытащив вслепую один шар, мы также получим информацию о цвете шара в 1 бит. Единица измерения информации называется бит (bit) - сокращение от английских слов binary digit, что означает двоичная цифра. 
     В компьютерной технике бит соответствует физическому состоянию носителя информации: намагничено - не намагничено, есть отверстие - нет отверстия. При этом одно состояние принято обозначать цифрой 0, а другое - цифрой 1. Выбор одного из двух возможных вариантов позволяет также различать логические истину и ложь. Последовательностью битов можно закодировать текст, изображение, звук или какую-либо другую информацию. Такой метод представления информации называется двоичным кодированием (binary encoding). 
     В информатике часто используется величина, называемая байтом (byte) и равная 8 битам. И если бит позволяет выбрать один вариант из двух возможных, то байт, соответственно, 1 из 256 (28). В большинстве современных ЭВМ при кодировании каждому символу соответствует своя последовательность из восьми нулей и единиц, т. е. байт. Соответствие байтов и символов задается с помощью таблицы, в которой для каждого кода указывается свой символ. Так, например, в широко распространенной кодировке Koi8-R буква "М" имеет код 11101101, буква "И" - код 11101001, а пробел - код 00100000. 
     Наряду с байтами для измерения количества информации используются более крупные единицы: 
     1 Кбайт (один килобайт) = 210 байт = 1024 байт; 
     1 Мбайт (один мегабайт) = 210 Кбайт = 1024 Кбайт; 
     1 Гбайт (один гигабайт) = 210 Мбайт = 1024 Мбайт.

В последнее время в связи с увеличением объёмов обрабатываемой информации входят в употребление такие производные единицы, как: 
     1 Терабайт (Тб) = 1024 Гбайта = 240 байта, 
     1 Петабайт (Пб) = 1024 Тбайта = 250 байта. 
     Рассмотрим, как можно подсчитать количество информации в сообщении, используя содержательный подход.
     Пусть в некотором сообщении содержатся сведения о том, что произошло одно из N равновероятных событий. Тогда количество информации х, заключенное в этом сообщении, и число событий N связаны формулой: 2x = N. Решение такого уравнения с неизвестной х имеет вид: x=log2N. То есть именно такое количество информации необходимо для устранения неопределенности из N равнозначных вариантов. Эта формула носит название формулы Хартли. Получена она в 1928 г. американским инженером Р. Хартли. Процесс получения информации он формулировал примерно так: если в заданном множестве, содержащем N равнозначных элементов, выделен некоторый элемент x, о котором известно лишь, что он принадлежит этому множеству, то, чтобы найти x, необходимо получить количество информации, равное log2N.
     Если N равно целой степени двойки (2, 4, 8, 16 и т.д.), то вычисления легко произвести "в уме". В противном случае количество информации становится нецелой величиной, и для решения задачи придется воспользоваться таблицей логарифмов либо определять значение логарифма приблизительно (ближайшее целое число, большее ).
     При вычислении двоичных логарифмов чисел от 1 до 64 по формуле x=log2N поможет следующая таблица.

При алфавитном подходе, если допустить, что все символы алфавита встречаются в тексте с одинаковой частотой (равновероятно), то количество информации, которое несет каждый символ (информационный вес одного символа), вычисляется по формуле: x=log2N, где N - мощность алфавита (полное количество символов, составляющих алфавит выбранного кодирования). В алфавите, который состоит из двух символов (двоичное кодирование), каждый символ несет 1 бит (21) информации; из четырех символов - каждый символ несет 2 бита информации(22); из восьми символов - 3 бита (23) и т.д. Один символ из алфавита мощностью 256 (28) несет в тексте 8 битов информации. Как мы уже выяснили, такое количество информации называется байт. Алфавит из 256 символов используется для представления текстов в компьютере. Один байт информации можно передать с помощью одного символа кодировки ASCII. Если весь текст состоит из K символов, то при алфавитном подходе размер содержащейся в нем информации I определяется по формуле: , где x - информационный вес одного символа в используемом алфавите.
     Например, книга содержит 100 страниц; на каждой странице - 35 строк, в каждой строке - 50 символов. Рассчитаем объем информации, содержащийся в книге. 
     Страница содержит 35 x 50 = 1750 байт информации. Объем всей информации в книге (в разных единицах): 
     1750 x 100 = 175000 байт. 
     175000 / 1024 = 170,8984 Кбайт. 
     170,8984 / 1024 = 0,166893 Мбайт.

Вероятностный подход к измерению информации

Формулу для вычисления количества информации, учитывающую неодинаковую вероятность событий, предложил К. Шеннон в 1948 году. Количественная зависимость между вероятностью события р и количеством информации в сообщении о нем xвыражается формулой: x=log2 (1/p). Качественную связь между вероятностью события и количеством информации в сообщении об этом событии можно выразить следующим образом - чем меньше вероятность некоторого события, тем больше информации содержит сообщение об этом событии. 
     Рассмотрим некоторую ситуацию. В коробке имеется 50 шаров. Из них 40 белых и 10 черных. Очевидно, вероятность того, что при вытаскивании "не глядя" попадется белый шар больше, чем вероятность попадания черного. Можно сделать заключение о вероятности события, которые интуитивно понятны. Проведем количественную оценку вероятности для каждой ситуации. Обозначим pч - вероятность попадания при вытаскивании черного шара, рб - вероятность попадания белого шара. Тогда: рч=10/50=0,2; рб40/50=0,8. Заметим, что вероятность попадания белого шара в 4 раза больше, чем черного. Делаем вывод: если N - это общее число возможных исходов какого-то процесса (вытаскивание шара), и из них интересующее нас событие (вытаскивание белого шара) может произойти K раз, то вероятность этого события равна K/N. Вероятность выражается в долях единицы. Вероятность достоверного события равна 1 (из 50 белых шаров вытащен белый шар). Вероятность невозможного события равна нулю (из 50 белых шаров вытащен черный шар).
      Количественная зависимость между вероятностью события р и количеством информации в сообщении о нем x выражается формулой: . В задаче о шарах количество информации в сообщении о попадании белого шара и черного шара получится: .
      Рассмотрим некоторый алфавит из m символов:  и вероятность выбора из этого алфавита какой-то i-й буквы для описания (кодирования) некоторого состояния объекта. Каждый такой выбор уменьшит степень неопределенности в сведениях об объекте и, следовательно, увеличит количество информации о нем. Для определения среднего значения количества информации, приходящейся в данном случае на один символ алфавита, применяется формула . В случае равновероятных выборов p=1/m. Подставляя это значение в исходное равенство, мы получим

Рассмотрим следующий пример. Пусть при бросании несимметричной четырехгранной пирамидки вероятности выпадения граней будут следующими: p1=1/2, p2=1/4, p3=1/8, p4=1/8, тогда количество информации, получаемое после броска, можно рассчитать по формуле:

Для симметричной четырехгранной пирамидки количество информации будет: H=log24=2(бит).
     Заметим, что для симметричной пирамидки количество информации оказалось больше, чем для несимметричной пирамидки. Максимальное значение количества информации достигается для равновероятных событий.

Вопросы для самоконтроля

1. Какие подходы к измерению информации вам известны?
     2. Какова основная единица измерения информации?
     3. Сколько байт содержит 1 Кб информации?
     4. Приведите формулу подсчета количества информации при уменьшении неопределенности знания.
     5. Как подсчитать количество информации, передаваемое в символьном сообщении?

Часть №2      Системы счисления

С детства нас учат считать, чтобы мы умели оценивать количество. Одно и то же количество может быть выражено разными числами. Число записывают с помощью цифр. Понятия: цифра, число, количество - различны. Использовать текстовую информацию позволяет алфавит, а количественную- системы счисления.

КОДИРОВАНИЕ информации - представление информации в той или иной стандартной форме.

Например, письменность и арифметика - кодирование речи и числовой информации, музыку кодируют с помощью нот.

Чтобы использовать числа их нужно как-то записывать и называть.
Самые первые системы нумерации возникли в Др. Египте и Месопотамии - применяли иероглифы

СИСТЕМЫ СЧИСЛЕНИЯ - способы кодирования числовой информации,т.е. способ записи чисел с помощью некоторого алфавита, символы которого называют цифрами.

В древнем Вавилоне делили час на 60 мин., угол на 360 градусов, англосаксы начали делить год на 12 месяцев, сутки на два периода по 12 часов, продолжительность года 360 суток. 

В Риме семь чисел обозначают буквами. 1-I, 5-V, 10-X, 50- L,100-C, 500-D, 1000-M

IV (4=5-1)
VI (6=5+1)

Значение числа определяется как сумма или разность цифр числа. Это НЕПОЗИЦИОННАЯ СИСТЕМА СЧИСЛЕНИЯ.

Славяне числа кодировали буквами а=1, В=2, Г=3; чтобы избежать путаницы ставился специальный знак ~  титло  АЛФАВИТНАЯ  система счисления. Славянская нумерация сохранялась до конца XVII века.

При ПетреI возобладала т.называемая арабская нумерация. Славянская нумерация сохранилась в богослужебных книгах.

Самой популярной системой кодирования чисел оказалась позиционная, десятичная. Используются десять цифр. Значение каждой определяется той позицией, которую цифра занимает в записи числа.
Эта система пришла из Индии, где она появилась не позднее VI века,европейцы заимствовали ее у арабов,назвав ее арабской. Из арабского языка заимствовано слово "цифра". Причина ее возникновения анатомическая-10 пальцев  АНАТОМИЧЕСКАЯ система счисления (существовали пятиричные, двадцатиричные системы счисления)

Напр., 23 -три единицы, два десятка 32 -две единицы, три десятка 400 -4 сотни, два 0 вклад в число не дают, нужны для того,чтобы указывать позицию 4. 

В десятичной позиционной системе особую роль играет число 10 и его степени, например, 1996 - 6 единиц, 9 десятков, 9 сотен 1 тысяча или 1996=6+9*10+9*100+1*1000, т.к.1000=103 в третьей степени, 100=102, 10=101, т.о. 1996=1*103 + 9*102 + 9*101 +6*100.

ЛЮБОЕ ЧИСЛО В НУЛЕВОЙ СТЕПЕНИ РАВНО ЕДИНИЦЕ 0,10 = 1

Т.е. любое 4-х значное число можно записать в следующем виде:

N=a3*103+a2*102+a1*101+a0*100

a3, a2, a1, a0-десятичные цифры, от 1 до 9 или коэффициенты 3 2 1 0 -разряды, степени
число 10 со степенями называют основанием системы счисления

Но основанием системы может быть не обязательно число 10, т.о. мы можем записать число в
р-ичной системе, где основанием будут степени числа р Т.о. любое число N в р-ичной системе мы можем представить в виде формулы:

N=an*Pn+an-1*Pn-1+...+a1*P1+a0*P0

Если взять за основание 60, то придется использовать 60 разных цифр. Такая система была в Древнем Вавилоне. Если основанием возьмем 2, получим систему всего с двумя цифрами:
0 и 1. К сожалению в этой системе даже небольшие числа записываются слишком длинно, так 1995 в двоичной системе записывается

199510=111110010112

Система счисления, где 2 является основанием системы называется ДВОИЧНОЙ СИСТЕМОЙ СЧИСЛЕНИЯ относится к МАШИННОЙ СИСТЕМЕ СЧИСЛЕНИЯ, к машинным системам счисления относятся и восьмиричная и шестнадцатиричная. Т.о. существуют следующие системы счисления: ВАВИЛОНСКАЯ, РИМСКАЯ, АЛФАВИТНЫЕ, АНАТОМИЧЕСКИЕ, МАШИННЫЕ. 

Системы счисления делятся так же на  ПОЗИЦИОННЫЕ И НЕПОЗИЦИОННЫЕ.  

ПЕРЕВОД ИЗ ДВОИЧНОЙ В ДЕСЯТИЧНУЮ СИСТЕМУ СЧИСЛЕНИЯ

Как узнать чему равно девятизначное двоичное число N=1111101002

Подпишем сверху каждый разряд

87654321010 - 1 разряды (степени двойки)

1111101002
В двоичной системе особую роль играет двойка и ее степени.

Т.о.111110100=1*28 +1*27 +1*26 +1*25 +1*24 +0*23 +1*22 +0*21 +0*20 =1*256+1*128+1*64 +1*32 +1*16 +0*8 +1*4 +0*2 +0*1=256 + 128 + 64 + 32 + 16 + 0 + 4 + 0 +0 =500

ПЕРЕВОД В ДВОИЧНУЮ СИСТЕМУ СЧИСЛЕНИЯ ЧИСЕЛ ИЗ ДЕСЯТИЧНОЙ СИСТЕМЫ СЧИСЛЕНИЯ

Пусть нужно перевести в двоичную систему число 234. Будем делить 234 последовательно на 2 и запоминать остатки, не забывая про нулевые.

Выписав все остатки, начиная с последнего 3 в обратном порядке, получим двоичное разложение числа.

23410 = 111010102

ВОСЬМЕРИЧНАЯ И ШЕСТНАДЦАТЕРИЧНАЯ СИСТЕМЫ СЧИСЛЕНИЯ

Запись числа в двоичной системе удобна для компьютера, но громоздка для человека. На помощь приходят системы, родственные двоичной ВОСЬМИРИЧНАЯ СИСТЕМА СЧИСЛЕНИЯ использует 8 цифр: 0,1,2,3,4,5,6,7.

Единица, записанная в самом младшем разряде означает просто единицу (1*8 в нулевой степени), та же единица в следующем разряде обозначает 8 (1*8 в первой), в следующем 64(1*8 во второй)и т.д.

2 1 0  1- разряды (степени восьмерки)
1008 =1*82 +0*81 +0*80 = 1*64+0+0=6410

8 - это 2 в третьей степени. При переводе в восьмиричную систему двоичное число из трех записывается одной цифрой.

Для перевода  из двоичной в восьмиричную число, записанное в двоичной системе делим на триады справа налево
Например , 11011100011=11 011 100 011 и заменить каждую группу одной восьмиричной цифрой 2 2 4 2 и получим 22428

Для перевода числа из восьмиричной системы в двоичную достаточно заменить каждую цифру на ее перевод в двоичную систему, представив каждую цифру в виде триады (1 в двоичной системе 1 добавляем до триады впереди 00)

 Еще компактней выглядит запись двоичного числа в ШЕСТНАДЦАТИРИЧНОЙ СИСТЕМЕ СЧИСЛЕНИЯ.

Для первых 10 из 16 шестнадцатиричных цифр используются привычные цифры 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9, а для остальных используют первые буквы латинского алфавита
A-10 D-13
B-11 E-14
C-12 F-15

Цифра 1 в самом младшем разряде означает 1, в следующем разряде означает 16 (в первой степени), в следующем разряде 16*16 (162)=256, в следующем разряде 1*163 и т.д.

10016 =25610

Цифра F, записанная в самом младшем разряде означает 15 в десятичной системе, F в следующем разряде означает 15*16 в первой степени в десятичной системе и т.д.

2 1 0 - 1 разряды (степени числа 16)
Число 21016=10*162+15*161+0*160
21016=10*256+240+0*1=2560+240+0=280010

2 1 0
BAD16= 11*162+10*161+13*160=11*256+10*16+13*1=2816+160+13=298910

16 - это 2 в четвертой степени. При переводе из двоичной системы в шестнадцатиричную число двоичное число из 4-х цифр кодируется числом из одной цифры в шестнадцатиричной системе.

Для перевода числа из шестнадцатеричной системы в двоичную достаточно заменить каждую цифру на ее перевод в двоичную, представив каждую цифру в виде сочетания четырех 1 и 0

Как осуществить перевод чисел из двоичной системы в шестнадцатиричную? Необходимо разбить число, записанное в двоичной системе на группы по 4 разряда справа налево, заменив каждую группу одной шестнадцатиричной цифрой

Заключение

Сегодня мы рассмотрели  такие вопросы, как

• Единицы измерения информации.
• Минимально необходимые единицы измерения информации: атрибут, составная единица информации.
• Системы счисления. Основные понятия: триггер, регистр, основание системы счисления.
• Позиционные и р-ричные системы счисления.
• Модель перевода  чисел из одной системы счисления в другую.

Контрольные вопросы

1. Сформулировать определение системы счисления.
2. Какие типы систем счисления вы знаете?
3. Как осуществить перевод чисел из двоичной системы в шестнадцатиричную и наоборот?
4. Как осуществить перевод чисел из двоичной системы в восьмиричную и наоборот?
5. Как осуществить перевод чисел из двоичной системы в десятиричную и наоборот.

Лекция №6

Раздел №2 Основы информатики

Информация и информационные процессы

Тема: «Файлы и файловая система»

Задание:

- Освоить материал по теме

- Законспектировать базовую информацию  в рабочей тетради, записав основные термины и сокращения (если таковые имеются)

- Выучить основные определения

- Ответить письменно в рабочей тетради на  контрольные вопросы.

Введение

Сегодня в рамках темы «Файлы и файловая система» мы рассмотрим следующие вопросы:

1. Структуры данных.

 2. Определения понятия «файл». Пустой файл.

3. Файл, как наименьшая единица хранения данных.

4.Файловая система.  

5.Файловая структура.

Основная часть

1. ОСНОВНЫЕ СТРУКТУРЫ ДАННЫХ

      Работа с большим количеством данных автоматизируется проще, когда данные упорядочены. Для упорядочивания данных применяют следующие структуры: линейные (списки), табличные ( таблицы), иерархические (дерево).

Линейная структура. Линейная структура данных (или список) — это упорядоченная структура, в которой адрес данного однозначно определяется его номером (индексом). Примером линейной структуры может быть список учебной группы или дома, стоящие на одной улице.

В списках, как правило, новый элемент начинается с новой строки. Если элементы располагаются в строчку, нужно внести разделительный знак между элементами. Поиск осуществляется по разделителям (чтобы найти, например, десятый элемент, надо отсчитать девять разделителей).

Замечание. Если элементы списка одной длины, структура называется вектором данных, разделители не требуются. При длине одного элемента — d, зная номер элемента — n, его начало определяется соотношением d (n— 1).

Табличная структура данных. Табличная структура данных — это упорядоченная структура, в которой адрес данного однозначно определяется двумя числами — номером строки и номером столбца, на пересечении которых находится ячейка с искомым элементом.

Если элементы располагаются в строчку, нужно внести два разделительных знака — разделительный знак между элементами строки и разделительный знак между строками.

Поиск, аналогично линейной структуре, осуществляется по разделителям. Если элементы таблицы одной длины, структура называется матрицей данных, разделители в ней не требуются. При длине

одного элемента — d, зная номер строки — m и номер столбца n, а также строк и столбцов М, N, найдем адрес его начала:

                               d [N(m - 1) + (n - 1)].

Таблица может быть и трехмерная, тогда три числа характеризуют положение элемента и требуются три типа разделителей, а может быть и п-мерная.

Иерархическая структура. Нерегулярные данные, которые трудно представляются в виде списка или таблицы, могут быть представлены в иерархической структуре, в которой адрес каждого элемента определяется путем (маршрутом доступа), идущим от вершины структуры к данному элементу.

     Адрес одного из домов, расположенных, к примеру, на улице

Солнчная, может выглядеть следующим образом:

Казахстан\ВКО\Усть-Каменогорск\ул. Солнечная\д. 10.

     Линейная и табличная структуры более просты, чем иерархическая структура, но если в линейной структуре появляется новый элемент, то упорядоченность сбивается. Например, если в списке сту-

дентов появляется новый человек, то расположенный по алфавиту список нарушается.

В иерархической структуре введение нового элемента не нарушает структуры дерева, недостатком ее является трудоемкость записи адреса и сложность упорядочения

2.   ФАЙЛЫ И ФАЙЛОВАЯ СТРУКТУРА.

      Существует множество систем представления данных

( например, двоичный код ) с минимальной единицей-битом.

Совокупность двоичных разрядов - битовый рисунок с регулярной формой - называется БАЙТОМ.

Определение. БАЙТ-это группа взаимосвязанных БИТОВ.

                        БАЙТ- наименьшая единица измерения данных.

Единицы  измерения данных :

                                   1 Кбайт   = 1 024 байт    (килобайт);

                                   1 Мбайт  =1024 Кбайт   ( мегабайт);

                                   1 Гбайт   = 1024 Мбайт  (гигабайт );

                                   1 Тбайт   =1024 Гбайт    (терабайт).

Единицы хранения данных: при хранении данных решаются две проблемы:

 1) как сохранить данные в наиболее компактном виде;

 2) как обеспечить к ним удобный и быстрый доступ ?

Данные должны иметь упорядоченную структуру.

В качестве единицы хранения принят объект переменной длины –ФАЙЛ.

Определение . ФАЙЛ – это последовательность произвольного числа байтов , обладающая уникальным собственным именем.

В отдельном файле хранятся данные, относящиеся к одному определённому типу (минимальное количество данных определяет минимальный размер файла).

 ФАЙЛ – безразмерное канцелярское досье, в которое могут доставлять содержимое , или извлекать его оттуда .

Определение. Файл , имеющий 0 байтов называется ПУСТЫМ.

      Имя файла несёт в себе адресные данные, без которых данные, хранящиеся в файле не станут информацией из-за отсутствия метода доступа к ним.

3.ФАЙЛОВАЯ СИСТЕМА

     Фа́йловая систе́ма (англ. file system) — порядок, определяющий способ организации, хранения и именования данных на носителях информации в компьютерах, а также в другом электронном оборудовании: цифровых фотоаппаратах, мобильных телефонах и т. п. Файловая система определяет формат содержимого и способ физического хранения информации, которую принято группировать в виде файлов. Конкретная файловая система определяет размер имен файлов и (каталогов), максимальный возможный размер файла и раздела, набор атрибутов файла. Некоторые файловые системы предоставляют сервисные возможности, например разграничение доступа или шифрование файлов.

Файловая система связывает носитель информации с одной стороны и API для доступа к файлам— с другой. Когда прикладная программа обращается к файлу, она не имеет никакого представления о том, каким образом расположена информация в конкретном файле, так же как и на каком физическом типе носителя (CD, жёстком диске, магнитной ленте, блоке флеш-памяти или другом) он записан. Всё, что знает программа, — это имя файла, его размер и атрибуты. Эти данные она получает от драйвера файловой системы. Именно файловая система устанавливает, где и как будет записан файл на физическом носителе (например, жёстком диске).

С точки зрения операционной системы (ОС), весь диск представляет собой набор кластеров (как правило, размером 512 байт и больше)[1]. Драйверы файловой системы организуют кластеры в файлы и каталоги (реально являющиеся файлами, содержащими список файлов в этом каталоге). Эти же драйверы отслеживают, какие из кластеров в настоящее время используются, какие свободны, какие помечены как неисправные.

Однако файловая система не обязательно напрямую связана с физическим носителем информации. Существуют виртуальные файловые системы, а также сетевые файловые системы, которые являются лишь способом доступа к файлам, находящимся на удалённом компьютере.

Хранение файлов организуется в иерархической файловой структуре

Файловая структура — это основная структура, используемая компьютером для упорядочения информации на жестком диске. Она определяет способ организации, хранения и именования данных на носителях информации в компьютерах, а также в другом электронном оборудовании: цифровых фотоаппаратах, мобильных телефонах и т. п.

В качестве вершины структуры служит имя носителя (диска), на котором сохраняются файлы. В компьютере обычно имеется несколько логических дисков: A:, B:, C:, Д: и т.д.

Далее файлы группируются в каталоги (папки, директории), внутри которых могут быть созданы вложенные каталоги.

Путь доступа к файлу начинается с имени носителя и включает все имена каталогов, через которые проходит. Разделителем является «\».

Каталог (англ. directory — справочник, указатель) — объект в файловой системе, упрощающий организацию файлов.

Каталог - это, с одной стороны, группа файлов, объединенных пользователем исходя из некоторых соображений (например, файлы, содержащие программы игр, или файлы, составляющие один программный пакет), а с другой стороны - это файл, содержащий системную информацию о группе файлов, его составляющих. В каталоге содержится список файлов, входящих в него, и устанавливается соответствие между файлами и их характеристиками (атрибутами).

Каталог (директорий, папка) – специальное место на диске, в котором хранятся имена файлов, сведения о размере файлов, времени их последнего обновления, атрибуты (свойства) файлов и т.д.

Каталоги в ОС Windows бывают системные (служебные, созданные ОС) и пользовательские (созданные пользователем). Пример системных каталогов: «Рабочий стол», «Корзина», «Сетевое окружение», «Панель управления», каталоги логических дисков (корневой каталог) и т. п.

Текущий каталог – каталог, с которым в настоящий момент работает пользователь.

Подкаталоги и надкаталоги – все каталоги, кроме корневого являются файлами специального вида.

Корневой каталог – это каталог, который не является подкаталогом ни одного другого каталога, главный каталог на диске, в котором регистрируются файлы и подкаталоги 1 уровня.

В ОС Windows каждый из дисков имеет свою корневой каталог (А:\, В:\, C:\, D:\ и т. д).

Буквы «A:\» и «B:\» используются для дисководов гибких дисков. Начиная с каталога с буквой «C:\» идут папки жёстких, логических, сетевых и внешних дисков, приводов оптических дисков и т. д. Обычно каталог основного диска (который и хранит все системные файлы, необходимые для работы операционной системы) называется «C:\».

Термин папка (англ. folder) был введён для представления объектов файловой системы в графическом пользовательском интерфейсе путём аналогии с офисными папками.

В этой терминологии, папка, находящаяся в другой папке, называется подпапка или вложенная папка. Все вместе папки на компьютере представляют иерархическую структуру, представляющую собой дерево каталогов.

Полным именем файла считается собственное имя файла вместе с путем доступа к нему.

Полное имя файла имеет следующий вид: Диск:\путь\имя файла. 

Имя файла состоит из двух частей: собственно имени и расширения. Расширение указывает на тип файла, с помощью какой программы он был создан.

Организация файловой системы

Файловая система определяет формат содержимого и физического хранения информации, которую принято группировать в виде файлов.

Файлом называется определенная поименованная область диска, предназначенная для хранения любой информации.

Наименьшей физической единицей хранения данных является сектор, его размер 512 байт.

Группы секторов объединяются в кластеры. Кластер является наименьшей единицей адресации при обращении к данным.

При записи на диск файл разбивается на несколько кусков – кластеров и записывается в произвольные свободные на диске кластеры. Таким образом, файл разбросан по поверхности диска в некоторой, понятной компьютеру последовательности, и эта последовательность кластеров для каждого файла запоминается в таблице размещения файлов FAT (File Allocation Table, таблица размещения файлов) или NTFS (от англ. New Technology File System — «файловая система новой технологии»).  Т.е. принцип организации файловой системы - табличный.

Размер кластера, в отличие от размера сектора, строго не фиксирован. Обычно он зависит от емкости диска.

Файловая система FAT12, основанная на основе таблиц размещения файлов, состоящих из 12-разрядных полей (выделяется 12 битов для хранения адреса кластера) позволяет разместить в таблицах не более 4096 (212) записей о местонахождении единиц хранения данных. По умолчанию размер кластера равен размеру сектора (512 байт), поэтому FAT12 не может использоваться для носителей информации, объемом более:

512*4096= 2097152байт=2048 кБ=2МБ.

Файловая система FAT16 выделяет 16 битов для хранения адреса кластера и позволяет разместить в таблицах не более 65536 (216) записей о местонахождении единиц хранения данных. В  FAT16 объем кластера не может быть больше 128 секторов (64 КБ). Поэтому с дисками более 4 Гбайт FAT16 работать не может:

64кБ*65536=4096МБ=4ГБ

Начиная с Windows98 операционные системы семейства Windows поддерживают файловую систему FAT32, которая может использоваться для носителей информации объемом 16 Тбайт.

Операционные системы Windows NT и Windows XP способны поддерживать совершенно другую файловую систему – NTFS. В ней служебная информация хранится в Главной таблице файлов (Master File Table (MFT)). В системе NTFS размер кластера не зависит от размера диска. NTFS использует систему журналирования для повышения надежности файловой системы. Т.е в отдельной части файловой системы, называемой журналом или логом, файловая система перед фактической записью изменений сохраняет список этих изменений. И только после этого файловая система применит эти изменения к файлам.

При записи файлов будет занято всегда целое количество кластеров, минимальный размер файла равен размеру одного кластера.

Например, в FAT12 объем кластера равен одному сектору, минимальный объем файла будет равен 512 байтам; в  FAT16 объем кластера по умолчанию равен 32 Кбайтам (минимальный размер файла 32 КБ); в FAT32 или NTFS один кластер имеет объем от 512 байтов до 64 КБ, по умолчанию 4 КБ).

Для определения, какая файловая система используется данным диском, надо в контекстном меню этого диска выбрать пункт Свойства (вкладка Общие) или в контекстное меню системной папки «Мой компьютер» выбрать пункт Управление и в окне «Управление компьютером выбрать Управление дисками.

Файловая система обращается к диску непосредственно (напрямую), и поэтому она должна знать его физическую структуру (геометрию).

Магнитный диск состоит из нескольких пластин, обслуживаемых читающими/пишущими головками.

На заводе-изготовителе диски предварительно физически форматируются, т.е. происходит формирование физической структуры диска. Формирование физической структуры диска состоит в создании на диске концентрических дорожек, которые в свою очередь делятся на секторы. В определенных местах диска расставляются метки дорожек и секторов.

Дорожки, расположенные друг над другом, образуют «цилиндр». Исторически сложилось так, что точное место на диске определяется указанием трех «координат»: цилиндра, головки и сектора.

Для того, чтобы на носителе можно было хранить информацию, он должен быть отформатирован, т.е. создана логическая структура, в соответствии с определенной файловой системой.

Обычно диск разбивают на логические диски, или разделы (С:, Д: и т.д.). На один физический диск в разные разделы можно установить разные операционные системы. Первый сектор любого диска отведен под таблицу разделов (partition table). Каждая запись этой таблицы содержит адреса начального и конечного секторов одного раздела. А на каждом разделе хранится таблица файлов, позволяющая определить «координаты» файла на диске.

Логическая структура носителя информации в файловой системе FAT имеет следующие разделы:

•  загрузочный кластер,
•  таблицу размещения файлов, которая содержит в своих ячейках цепочку номеров кластеров для каждого файла,
•  корневой каталог;
•  файлы.

ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ  ИТОГИ

1. Все процессы в природе сопровождаются сигналами.
2. Зарегистрированные сигналы образуют данные.
3. Данные преобразуются , транспортируются и потребляются с помощью методов.
4. При взаимодействии данных и адекватных им методов образуется информация.
5. Информация - это динамический объект, который образуется и существует только в ходе информационного процесса- он отражает взаимосвязь между объективными данными и субъективными методами.

6. Свойства информации зависят  от свойств 1) данных, 2) от свойств методов, 3) от основных параметров носителей. Такие свойства информации, как полнота, достоверность и доступность зависят от таких параметров носителей, как 1)  динамический диапазон и 2)  разрешающая способность

7. Данные различаются типами (числовые, текстовые, графические, звуковые, видео, адресные) из- за различий сигналов в природе,  при регистрации которых они образовались.

8. В качестве средства хранения  и транспортировки данных используют носители данных: материальные и электронные.

9. Для удобства операций с данными их структурируют. Известны такие структуры: линейная, табличная, иерархическая - они отличаются методом адресации к данным.

  10.   При хранении данных образуются данные нового типа-

          АДРЕСНЫЕ ДАННЫЕ.              

  11.   Вопросами систематизации приёмов и методов создания,

          хранения, воспроизведения, обработки, передачи данных      

          средствами вычислительной техники занимается

          техническая наука - ИНФОРМАТИКА – практическая наука об автоматической обработке информации.      

  12.  Выражение данных одного типа через данные другого типа называется кодированием.

  13. Двоичным кодированием называется выражение данных любого типа последовательностью нулей и единиц; ( 0,1)- это1 бит

 (двоичные цифры)

14. Элементарной единицей представления в двоичном коде

        является двоичный разряд (БИТ).

  15. БАЙТ - наименьшая единица измерения данных; - это группа взаимосвязанных битов ( 1 Байт = 8 Бит). Производные единицы измерения данных: Кбайт, Мбайт, Гбайт, Тбайт, Пбайт (петабайт)

  16. Основной (наименьшей) единицей хранения информации является ФАЙЛ - это последовательность БАЙТОВ, имеющая уникальное собственное имя.

Файл, содержащий ноль байтов, называется ПУСТЫМ.

  17. Совокупность файлов образует файловую структуру,

        которая относится к иерархическому типу.

 18. Полный адрес файла в файловой структуре является

        уникальным и включает в себя 1) собственное имя файла и

       2) путь доступа к нему.

  19. Формула расчёта количества кодируемых выражений N:

N = 2m , где  m – количество битов, необходимых для кодирования.

Заключение.

Сегодня на занятии были рассмотрены следующие вопросы:

• структуры данных;
• определения понятия «файл»; пустой файл;
• файл, как наименьшая единица хранения данных;
• файловая система ;
• файловая структура.

Лекция №7

Раздел № 2 Основы информатики

Информация и информационные процессы

        Тема: «История развития компьютерной техники»

Задание:

- Освоить материал по теме

- Законспектировать базовую информацию в рабочей тетради, записав основные термины и сокращения (если таковые имеются)

- Выучить основные определения

- Ответить письменно в рабочей тетради на контрольные вопросы

- Выполнить тестовое задание (студенты 1 подгруппы  выполняют  Вариант №1, студенты 2 подгруппы – Вариант №2) и выслать на проверку, создав документ Word «Лекция №7», в котором, указав: ФИО, № группы, № подгруппы, № варианта, следует разместить в  столбик номера вопросов и ответы на них (буквой) (стиль Nimes New Roman, шрифт №14)

Введение

На занятии в рамках темы «История развития компьютерной техники» будут рассмотрены следующие вопросы:

1. Основные вычислительные приспособления и приборы,  их изобретатели.

2.Основной вклад известных научно-исторических  личностей  в теорию и практику разработки компьютерной техники.

3. Поколения ЭВМ.

4. Языки программирования.

Основная часть

ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА.

История развития ЭВМ

Для ускорения и облегчения выполнения математических расчётов разрабатывались и применялись различные приспособления. Одним из первых таких устройств принято считать

1. Абак- математическое счётное приспособления ( 6-5 вв до н.э.), которое представляло собой глиняную пластинку с углубления, в которых находились камешки, представляющие числа. До наших дней это приспособления дошло в виде счёт, которые использовали в бухгалтерских расчётах до конца 20 века ( название: русские счёты).
2. Часы- прибор, способный автоматически выполнять вычисления (основа- тактовый генератор)
3. В развитие вычислительных средств свой вклад внёс изобретатель Леонардо да Винчи, который в 1500 году разработал проект счётной машины для выполнения действий с  13- разрядными числами.
4. Первое суммирующее устройство изобрёл в 1642г. французский физик и математик Блез Паскаль ( 1623- 1662 ) 1623 г. « Суммирующие часы Шикарба». Это устройство выполняло операции сложения и вычитания и было первым в мире механическим калькулятором, который выпускался серийно.
5. В 1673г. Г.В. Лейбниц ( 1646-1717) дополнил калькулятор Паскаля операциями умножения и деления, путём многократного повторения операций сложения и вычитания. Калькулятор Лейбница получил широкое распространение при проведении сложных и громоздких расчётов. Модернизированные механические калькуляторы- арифмометры успешно применялись до 80-х годов 20 века.
6. Новая эра в создании вычислительных устройств связана с именем английского математика Чарльза Бэббиджа ( 1792- 1871 ), который занимался разработкой аналитической машины Бэббиджа. Идеи Беббиджа легли в основу создания современных ЭВМ.
7. Дочь известного поэта Байрона Ада Лавлейс ( 1815- 1852 ) признана первой в мире программисткой, т.к. именно она предложила использовать перфокарты для программирования вычислительных действий. Сегодня известен алгоритмический язык АДА, названный в ёё честь.
8. В годы второй мировой войны американец Говард Эйкен воплотил идеи Беббиджа , создав на фирме IBM машину « Марк- 1» на основе электромеханического реле. Эта разработка участвовала в создании американскими физиками атомной бомбы. В СССР была также создана мощная релейная машина РВМ- 1; однако, релейные машины были очень громоздки.
9. Начало отсчёта создания современных вычислительных машин связано с применением электронных ламп, что значительно увеличило:

•  Быстродействие
• Надёжность машин

Такие машины получили название ЭВМ и первая из них была создана в США в 1946 году под руководством Джона Моучли и Проспера Эккерта- машина получила название ENIAC ( электроник ньюмерикал интегрейта энд компьютэ) , весила более 50 тонн, обладала быстродействием несколько сотен операций в секунду, хранила в памяти 20 чисел и занимала площадь 100кв .м. Одновременно велись работы по созданию ЭВМ в Великобритании, Германии, СССР.

        К этому времени разработаны математические основы работы ЭВМ:

• Лейбниц доказал возможность представления любых чисел ( и не только чисел) двоичными цифрами.
• Джордж Буль разработал логическую алгебру, где было использовано 2 логических значения : « истина» и « ложь», которые легко кодировались цифрами «1» и «0».
• Алан Тьюринг создал основы теории алгоритмов и теории кодирования. Клод Шеннон разработал теорию информации.
• Но основополагающий вклад в теорию и практику создания ЭВМ внёс американский математик Джон фон Нейман- он разработал « принципы фон Неймана», согласно которым в состав ЭВМ должны входить такие устройства, как:

•  Арифметическое- логической устройство- для выполнения арифметических и логических операций;
• Устройство управления- для хранения данных и программ;
• Внешние устройства- для ввода исходных данных и программ и вывода результатов вычислений.

Первая машина, созданная по принципу фон Неймана была создана в 1949 г. в Великобритании.

В СССР работы по созданию ЭВМ велись под руководством С.А. Лебедева. Первая машина под названием МЭСМ ( малая электронно- счётная машина) была создана в Киеве в 1951 г., а БЭСМ ) большая электронно- счётная машина ) , не уступавшая своим зарубежным аналогам – в 1952 г. в Москве.

3.Поколения ЭВМ

1. ЭВМ, созданные на базе электронных вакуумных ламп, относятся к первому поколению, которые активно разрабатывалось и применялось с 1946 по 1956 год. Машины этого поколения занимали большие площади , имели малое быстродействие, требовали специальной системы охлаждения, часто выходили из строй , имели минимальную память.
2. Второе поколение ЭВМ использовало в качество элементной базы полупроводниковые приборы ( транзисторы) и эксплуатировалось в 60- ые годы 20 века. Применение транзисторов позволило уменьшить объёмы и вес ЭВМ, повысить быстродействие и надёжность.
3. Машины третьего поколения создавались на базе полупроводниковых интегральных схем с малой и средней степенью интеграции ( 1000 транзисторов в одном корпусе). В машинах этого поколения применялся режим разделения времени- работа через удалённые терминалы пользователя, что позволяло эффективно использовать машинное время. Машины третьего поколения были основой вычислительных центров (ВЦ) в конце 60-х- начале 70-х годов 20 века.
4. Создание машин четвёртого поколения связано с дальнейшие интеграцией активных элементов на одной небольшой кремниевой подложке, что привело к появлению больших интегральных схем ( БИС) , что способствовало оперативной и внешней памятью. На основе (БИС) создаются микропроцессоры- небольшая электронная схема, выполняющая сотни различных операций со скоростью в несколько сотен и тысяч миллионов операций в секунду. « Пик» применения этих ЭВМ пришёлся на конец 70-х- начало 80-х годов.
5. Логическим продолжение развития технологии производства интегральных схем является появление в начале 90-х годов машин пятого поколения, основой которых служат СБИС ( сверхбольшие интегральные схемы). Основная особенность таких ЭВМ: использование десятка параллельно работающих микропроцессоров, одновременно выполняющих несколько последовательных команд программы. Для машин этого поколения характерно наличие дружеского языка общения с пользователем и возможность решения интеллектуальных задач на основе обработки знаний. Наряду с ТО развивалось и ПО: так программирование ЭВМ первого поколения осуществлялось на машинном языке- очень медленно и неудобно для пользователя; в машинах второго и последующих поколения использовались алгоритмические языки, которые по своей структуре были ближе к человеческому языку( IBM, 1945г. Фортан- переводчик формул- решения научных задач; 1964 г. Бейсик; 1968г. Алгол; 1971 г. PL-1 и др.) В дальнейшем были разработаны специализированные алгоритмические языки для решения задач различных предметных областях ( так, для создания систем искусственного интеллекта используется язык Пролог- 1973г.).

Замечание: в основе создания всех пяти поколений ЭВМ лежат принципы фон Неймана.

6. В последнее время активно развиваются компьютеры, использующие иные принципы построения- это нейрокомпьютеры.  Нейрокомпьютер- это операционная система с архитектурой АО и ПО, адекватной выполнения алгоритмов, представленных в нейросетевом логическом базисе.

Замечание: Рассматривая историю создания ЭВМ, следует отметить разработку Эдварда Хоффа 1971г. первого микропроцессора Intel 4004; в 1974- его модификация Intel 8008; в 1974- построен первый микрокомпьютер « Альтаир» прадед ПК.

7. Началом эры ПК считается 1977 г., когда студенты Стефан Возняк и Спивен Джобе сконструировали компьютер «Apple». Он был оснащён клавиатурой, экраном дисплея и обладал большими возможностями , чем « Альтаир». По вычислительной мощности ПК не уступает большим ЭВМ, занимает мало места, умещается на письменном столе и может использоваться специалистом индивидуально. Учитывая малую стоимость, ПК стал доступен широкому кругу пользователей. За несколько лет было продано свыше двух миллионов ПК, а создатели стали миллионерами. В дальнейшем лидерство в производстве ПК захватила фирма IBM, которая в 1981 году выпустила персональный компьютер IBM PC ( Personal Computer- персональный компьютер). Программным обеспечением ПК занимались молодая фирма Microsoft, которая разработала « общение» пользователя с компьютером. Кроме того, было разработано огромное количество прикладных программ для решения задач в любой области человеческой деятельности. Это избавило пользователя ПК от необходимости составлять программы, достаточно было изучить конструкцию по применению имеющихся программ.

В дальнейшем ПК начали объединяться между собой с целью обмена информацией, что привело к появлению в 90-х годах прошлого века глобальной компьютерной сети Интернет. Подключение к ней позволяло получить доступ к любой информации, интересующей пользователя. Интернет объединяет всех людей, находящихся в различных уголках Земли, является средством доступа к мировым хранилищам культуры, искусства, науки.

МЕТОДЫ КЛАССИФИКАЦИИ  КОМПЬЮТЕРОВ.

а) Классификация по назначению :* большие Э.В.М. ; *П.К.;

* мини - Э.В.М.;  *микро – Э.В.М.

  Персональные компьютеры ( П.К.) :*массовые ;*деловые;

*портативные; *развлекательные; * рабочие станции.

б) Классификация по уровню специализации :* универсальные,

                                                                        * специализированные.

в) Классификация по типаразмерам :

  * настольные (  deskpot );

  * портативные (  notebook );

  * карманные  ( рalmtop )                модели.

г) Классификация по совместимости:

В мире существует множество различных видов и типов компьютеров ; они выпускаются разными производителями,

собираются из разных деталей, работают с разными программами- поэтому важным вопросом является вопрос  СОВМЕСТИМОСТИ компьютеров между собой. Существуют

** аппаратная совместимость;

** программная совместимость;

** совместимость на уровне операционной системы;

** совместимость на уровне данных.

д) Классификация по типу используемого процессора :

ПРОЦЕССОР - основной компонент любого компьютера.

В Э.В.М. – это специальный блок, в  П.К. – это специальная

микросхема. Даже  если компьютеры принадлежат одной аппаратной платформе, они могут различаться по ТИПУ ис-

пользуемого процессора, который в значительной мере характеризует технические  свойства  компьютера.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ 

1. Как вы можете объяснить бытовой термин «переизбыток

информации»?

2. Как вы понимаете термин «средство массовой информации»?
3. Как вы полагаете , являются ли данные товаром ?
4. Могут ли методы быть товаром ?
5. Как вы понимаете диалектическое единство данных и методов ?
6. Как вы понимаете динамический характер информации? Что происходит с ней по окончании информационного процесса ?
7. Как вы понимаете термины : « аппаратно-программный

Интерфейс»,  »программный интерфейс», «аппаратный

Интерфейс»?

8. Как бы вы назвали специальность людей  разрабатывающих аппаратные , программные интерфейсы?
9.  На основе личных наблюдений сделайте вывод о том, какими средствами может пользоваться преподаватель для обеспечения интерфейса с аудиторией ?
10.  Может ли преподаватель рассматривать  ВАШУ тетрадь и авторучку , как своё средство обеспечения интерфейса? Если ДА , то в какой ме ре ?

ТЕМЫ РЕФЕРАТОВ

1. История возникновения и развития вычислительной техники.
2. История возникновения и развития вычислительной техники в  медицине.
3. Использование компьютеров в медицине.

4. Языки программирования

       Существует множество сред языков программирования. И у каждой из них есть свои преимущества и недостатки.

Ada. Этот язык был создан в 1979—1980 годах в результате проекта, предпринятого Министерством обороны США с целью разработать единый язык программирования для встроенных систем (то есть систем управления автоматизированными комплексами, функционирующими в реальном времени). Имелись в виду, прежде всего, бортовые системы управления военными объектами (кораблями, самолётами, танками, ракетами, снарядами и т. п.). Перед разработчиками не стояло задачи создать универсальный язык, поэтому решения, принятые авторами Ады, нужно воспринимать в контексте особенностей выбранной предметной области. Язык назван в честь Ады Лавлэйс. Ада — мощнейший объектно–ориентированный язык общего назначения, ориентированный на разработку надёжного программного обеспечения. Ада — это структурный, модульный, объектно-ориентированный язык программирования, содержащий высокоуровневые средства программирования параллельных процессов. Язык Ада используется в США и Европе при разработке сложных больших проектов, главным образом, встроенных систем, причём, далеко не только в военных приложениях.

Basiс

Этот язык  был разработан в 1963 году профессорами Дартмутского колледжа Томасом Курцем и Джоном Кемени.

Язык предназначался для обучения программированию и получил широкое распространение в виде различных диалектов, прежде всего как язык для домашних компьютеров.

При проектировании языка использовались следующие восемь принципов. Новый язык должен:

1.Быть простым в использовании для начинающих

2.Быть языком программирования общего назначения

3.Предоставлять возможность расширения функциональности, доступную опытным программистам

4.Быть интерактивным

5.Предоставлять ясные сообщения об ошибках

6.Быстро работать на небольших программах

7.Не требовать понимания работы аппаратного обеспечения

8.Защищать пользователя от операционной системы

Язык был основан частично на Фортран II и частично на Алгол-60, с добавлениями, делающими его удобным для работы в режиме разделения времени и, позднее, обработки текста и матричной арифметики. Первоначально Бейсик был реализован на мейнфрейме GE-265 с поддержкой множества терминалов. Вопреки распространённому убеждению, в момент своего появления это был компилируемый язык.

Синтаксис языка напоминает Fortran, и многие элементы — явные заимствования из него. Язык задумывался для обучения, поэтому его конструкции максимально просты. Как и в других языках программирования, ключевые слова взяты из английского языка. Основных типов данных два: строки и числа. С появлением версии Visual Basic, а также различных его модификаций (таких как VBA), в языке появились многие другие типы данных и дополнения, типичные для современных языков программирования (например, такие, как объектная модель). Объявление переменных не требует специальной секции (в отличие, например, от Паскаля). Объявление переменной — это первое её использование.

C Sharp

 C# (произносится си шарп) — объектно-ориентированный язык программирования. Разработан в 1998—2001 годах группой инженеров под руководством Андерса Хейлсберга в компании Microsoft как язык разработки приложений для платформы Microsoft .NET Framework и впоследствии был стандартизирован как ECMA-334 и ISO/IEC 23270.

C# относится к семье языков с C-подобным синтаксисом, из них его синтаксис наиболее близок к C++ и Java. Переняв многое от своих предшественников — языков C++, Java, Delphi, Модула и Smalltalk — С#, опираясь на практику их использования, исключает некоторые модели, зарекомендовавшие себя как проблематичные при разработке программных систем, например, C# не поддерживает множественное наследование классов (в отличие от C++).

C# разрабатывался как язык программирования прикладного уровня для CLR и, как таковой, зависит, прежде всего, от возможностей самой CLR.

 Java                                                            

Java — объектно-ориентированный язык программирования, разработанный компанией Sun Microsystems (в последующем, приобретённой компанией Oracle). Приложения Java обычно компилируются в специальный байт-код, поэтому они могут работать на любой виртуальной Java-машине (JVM) независимо от компьютерной архитектуры. Дата официального выпуска — 23 мая 1995 года.

Программы на Java транслируются в байт-код, выполняемый виртуальной машиной Java (JVM) — программой, обрабатывающей байтовый код и передающей инструкции оборудованию как интерпретатор.

Достоинство подобного способа выполнения программ — в полной независимости байт-кода от операционной системы и оборудования, что позволяет выполнять Java-приложения на любом устройстве, для которого существует соответствующая виртуальная машина. Другой важной особенностью технологии Java является гибкая система безопасности благодаря тому, что исполнение программы полностью контролируется виртуальной машиной. последнее время был внесен ряд усовершенствований, которые несколько увеличили скорость выполнения программ на Java.

Внутри Java существуют несколько основных семейств технологий:

- Java SE — Java Standard Edition, основное издание Java;

- Java EE — Java Enterprise Edition, представляет собой набор спецификаций для создания программного обеспечения уровня предприятия.

- Java ME — Java Micro Edition, создана для использования в устройствах, ограниченных по вычислительной мощности, например в мобильных телефонах, КПК, встроенных системах;

- JavaFX — технология, являющаяся следующим шагом в эволюции Java как Rich Client Platform; предназначена для создания графических интерфейсов корпоративных приложений и бизнеса.

- Java Card — технология предоставляет безопасную среду для приложений, работающих на смарт-картах и ​​других устройствах с очень ограниченным объемом памяти и возможностями обработки.  

Основные возможности

- автоматическое управление памятью;

- расширенные возможности обработки исключительных ситуаций;

- богатый набор средств фильтрации ввода/вывода;

- набор стандартных коллекций, таких как массив, список, стек и т. п.;

- наличие простых средств создания сетевых приложений (в том числе с - использованием протокола RMI);

- встроенные в язык средства создания многопоточных приложений;

- параллельное выполнение программ.

     Таким образом, в наше время существует множество языков, и у каждого из них свои особенности. Но из всех мне больше всего понравился C#, по производительности он опережает Java, по удобству – Basic. В наше время каждый программист может найти для себя тот, с которым ему будет наиболее удобно работать.

Выводы    

• Вычислительная техника прошла те же исторические этапы эволюции, которые прошли и все прочие технические устройства: от ручных приспособлений и механическим устройством и далее- к гибким автоматическим устройством системам.
• Современные компьютеры – это прибор. Его принцип действия - электронный. Назначение - автоматизация операций с данными.
• Гибкость автоматизации основана на том, что операции с данными выполняются по заранее заготовленным и легко сменяемым программам.
• Универсальность компьютеров основана на том, что типы данных представляются в нем с помощью универсального двоичного кодирования.

ТЕСТ по разделу №2

Выбрать один правильный ответ

Вариант №1

1. Основная задача информатики-

а) освоение ПК;

б) преодоление « информационного бума» путём внедрения средств и методов, автоматизирующих операции с данными;

в) изучение компьютерных и информационных технологий.

2. Результат энергообмена взаимодействия материальных полей и тел материального мира-

а) сигналы;               б) данные;          в) информация.

3. Зарегистрированные сигналы – это

а) информация;       б) сигналы;         в) данные.

4. Алгоритм- это

а) упорядоченная последовательность команд;

б) хранящиеся данные;

в) совокупность определённых действий.

5. К свойствам информации относят такие, как:

а) архивация, защита;

б) достоверность, доступность;

в) трудоёмкость, автоматизация.

6.  . . . – это диалектическая составная часть информации.

а) алгоритмы;           б) сигналы;          в) данные.

7. Одна из важных задач информатики:

а) преобразование данных с целью смены носителя;

б) освоение ПК;

в) изучение компьютерных и информационных технологий.

8. Операции с данными:

а) адекватность, актуальность;  б) сортировка, фильтрация;   в) кодирование.

9.  Выражение данных одного типа через данные другого типа называется

а) алгоритмизацией;               б) преобразованием;            в) кодированием.

10. Человеческие языки- это

а) системы кодирования понятий для выражения мысли с помощью речи;

б) системы автоматизации данных;

в) АСУ.

11. Системы кодирования с помощью графических символов называются

а) алгоритмами;                   б) азбуками;                 в) АСУ.

12. Последовательность нулей и единиц в информатике – это

а) числовая последовательность;        б) одна из систем ВТ;     в) двоичный код.

13. Основная система в вычислительной технике

а)  двоичное кодирование информации;

б) двоичное кодирование данных;

в)  компьютерная система.

14. Двумя битами можно выразить . . . понятия

а) 8;         б) 2;       в) 4.

15. . . . двоичных разрядов достаточно для того, чтобы закодировать . . . различных символов.

а) 4; 16;                              б)   256; 8;                             в) 8; 256.

Вариант №2

1. Отличительная черта информатики от других технических дисциплин

а) компьютеризация всех сфер жизнедеятельности человека;

б) мобильность;

в) быстрое и динамичное изменение предметной области.

2. . . . – совокупность данных, повышающая уровень знаний

а) данные;  

б) информация;

 в) сообщение.

3.  Информация возникает и существует только  

а) в момент взаимодействия данных и адекватных им методов;

б) в момент взаимодействия данных друг с другом;       в) при передаче данных.

4. Одни и те же данные поставляют

а) разную информацию;      б) одинаковую информацию;       в) нет правильного ответа.

5. Данные должны быть . . . , методы всегда - . . .

а) субъективны, объективны;          б) объективны, субъективны;

в)  отсортированы ,адекватны.

6. Свойства информации тесно связаны

а) между собой;        б) с алгоритмами;            в) со  свойствами её носителей.

7. Тремя битами можно выразить  . . .  понятий

а) 4;                           б) 6;                       в) 8.

8. В формуле: N = 2n  N- . . . ,  n- . . .  

а)   разрядность независимых кодируемых значений, количество двоичного кода;

б)   количество независимых кодируемых значений, разрядность двоичного кода;

в)   разрядность двоичного кода , количество независимых кодируемых значений.

9. Бит - это

а) минимальная единица представления данных;

б) минимальная единица представления информации;

в) совокупность двоичных разрядов.

10. Байтом называется . . .

а) наименьшая единица хранения данных;

б) пустой файл;

в) битовый рисунок с регулярной формой.

11. . . .  – наименьшая единица измерения данных.

а) Бит;                           б) Байт;                              в) ( 0; 1).

12. Хранение файлов организуется в  . . . файловой структуре.

а) иерархической;             б) системной;                     в) многослойной.

13. Имя файла несёт в себе . . .

а) достоверную информацию;  б) адресные данные;

 в) битовый рисунок с регулярной формой.

14. В отдельном  . . .  хранятся . . . , относящиеся к одному   . . .

а) Байте; типы данных;  размеру;

б) файле;  данные;  типу;

 в) блоке;  свойства информации; параметру.

15. 1 Кбайт = . . .

а) 1024 Байт;                           б) 1024 Мбайт;                           в) 1024 Гбайт.

Лекция №5

Раздел №2 Основы информатики

Информация и информационные процессы

Тема: «Кодирование информации»

Задание:

- Освоить материал по теме

- Законспектировать базовую информацию  в рабочей тетради, записав основные термины и сокращения (если таковые имеются)

- Выучить основные определения и термины по ТИПиС (теория информационных процессов и систем)

- Ответить письменно в рабочей тетради на  контрольные вопросы.

- Выполнить тестовое задание  по терминам ТИПиС и выслать на проверку, создав документ Word «Лекция №5», в котором, указав: ФИО, № группы, № подгруппы, следует разместить в  столбик номера вопросов и ответы на них (буквой) (стиль Nimes New Roman, шрифт №14)

Введение

Сегодня в рамках темы «Кодирование информации»  мы рассмотрим следующие вопросы:

1. Кодирование: основные понятия и определения.

2. Примеры различных систем кодирования данных.

3. Двоичное кодирование: основные понятия и определения.

4. Кодирование данных разных типов.

1. КОДИРОВАНИЕ ДАННЫХ

       Рассмотрим основные понятия, связанные с кодированием информации. Для передачи в канал связи сообщения преобразуются в сигналы. Символы, при помощи которых создаются сообщения, образуют первичный алфавит, при этом каждый символ характеризуется вероятностью его появления в сообщении. Каждому сообщению однозначно соответствует сигнал, представляющий определенную последовательность элементарных дискретных символов, называемых кодовыми комбинациями.

• Кодирование - это преобразование сообщений в сигнал, т.е. преобразование сообщений в кодовые комбинации.

• Кодирование – выражение данных одного типа через данные другого типа.
• КОДИРОВАНИЕ информации -  это представление информации в той или иной стандартной форме.
• Человеческие языки - это системы кодирования понятий для выражения мысли с помощью речи. К языкам тесно примыкают

• азбуки – системы кодирования с помощью графических символов. Универсального языка не существует, хотя, имеются системы записи математических выражений, телеграфная азбука, морская флажковая азбука, система Брайля для слепых и т. д.
• Код - система соответствия между элементами сообщений и кодовыми комбинациями.
•  Кодер - устройство, осуществляющее кодирование. Декодер - устройство, осуществляющее обратную операцию, т.е. преобразование кодовой комбинации в сообщение. Алфавит - множество возможных элементов кода, т.е. элементарных символов (кодовых символов) X = {xi }, где i = 1, 2,..., m. Количество элементов кода - m называется его основанием . Для двоичного кода xi = {0, 1} и m = 2. Конечная последовательность символов данного алфавита называется кодовой комбинацией (кодовым словом). Число элементов в кодовой комбинации - n называется значностью (длиной комбинации). Число различных кодовых комбинаций (N = mn ) называется объемом или мощностью кода.
• Если N0 - число сообщений источника, то N ³ N0 . Множество состояний кода должно покрывать множество состояний объекта. Полный равномерный n - значный код с основанием m содержит

 N = mn кодовых комбинаций. Такой код называется примитивным. 

• 2. Классификация кодов

Коды можно классифицировать по различным признакам:

1. По основанию (количеству символов в алфавите): бинарные (двоичные m=2) и не бинарные (m ¹ 2).

2. По длине кодовых комбинаций (слов):

равномерные - если все кодовые комбинации имеют одинаковую длину;

неравномерные - если длина кодовой комбинации не постоянна.

3. По способу передачи:

последовательные и параллельные; 

блочные - данные сначала помещаются в буфер, а потом передаются в канал и бинарные непрерывные .

4. По помехоустойчивости:

простые (примитивные, полные) - для передачи информации используют все возможные кодовые комбинации (без избыточности);

корректирующие (помехозащищенные) - для передачи сообщений используют не все, а только часть (разрешенных) кодовых комбинаций.

5. В зависимости от назначения и применения условно можно выделить следующие типы кодов:

Внутренние коды - этокоды, используемые внутри устройств. Это машинные коды, а также коды, базирующиеся на использовании позиционных систем счисления (двоичный, десятичный, двоично-десятичный, восьмеричный, шестнадцатеричный и др.). Наиболее распространенным кодом в ЭВМ является двоичный код, который позволяет просто реализовать аппаратно устройства для хранения, обработки и передачи данных в двоичном коде. Он обеспечивает высокую надёжность.

2. Примеры различных систем кодирования данных

     Использовать текстовую информацию позволяет алфавит, а количественную - системы счисления.

Например, письменность и арифметика - кодирование речи и числовой информации, музыку кодируют с помощью нот.

Определение. СИСТЕМЫ СЧИСЛЕНИЯ - способы кодирования числовой информации, т.е. способ записи чисел с помощью некоторого алфавита, символы которого называют цифрами.

Существуют следующие системы счисления:

• ВАВИЛОНСКАЯ,
• РИМСКАЯ,
• АЛФАВИТНЫЕ,
• АНАТОМИЧЕСКИЕ,
•  МАШИННЫЕ. 

Системы счисления делятся так же на

ПОЗИЦИОННЫЕ И НЕПОЗИЦИОННЫЕ.

Различают также ДЕСЯТИРИЧНУЮ, ДВОИЧНЫУЮ, ВОСЬМЕРИЧНУЮ И ШЕСТНАДЦАТЕРИЧНУЮ СИСТЕМЫ СЧИСЛЕНИЯ

3.Двоичное кодирование

Своя система счисления существует и в вычислительной технике  - это двоичное кодирование, где данные представляют последовательностью нулей и единиц. (0 ,1 )-двоичные цифры. Запись числа в двоичной системе удобна для компьютера, но громоздка для  человека.

В переводе с английского : binaru  dijit (сокращённо   bit  ). Одним битом могут быть выражены два понятия :0 или 1 (да – нет; чёрное – белое; истина – ложь).Двумя битами можно выразить четыре понятия : 00  01  10  11 ;тремя-восемь и т. д. Общая расчётная формула           m

                                    N = 2    , где N- количество независимых кодируемых значений ;  m- разрядность двоичного кодирования.

4.Кодирование данных разных типов

• При кодировании целых чисел: целое число делят на 2 до тех пор , пока в остатке не образуется «0» ,или «1». Совокупность остатков, записанная справа-налево вместе с

последним остатком    и образует двоичный аналог десятичного числа. Например : 1910==10112,  т. к  19 :2=9+1 ;   9:2=4+1 ;4:2=2+0;

2:2=1.

Замечание :при кодировании целых чисел от 0 до 255 достаточно иметь 8 разрядов двоичного кода ,т.е. 8 бит; от 0 до 65 535 достаточно иметь 16 бит; более 16,5 млн. -24 бит.

• При кодировании текстовых данных каждому символу алфавита ставится в соответствие определённое целое число ,

например, порядковый номер. Восьми двоичных разрядов достаточно для того ,чтобы закодировать 256 различных символов. (Этого достаточно, чтобы закодировать всеми комбинациями 8 битов все символы английского и русского языков).

• Кодирование графических данных

Опр:Растр –узор из точек. Яркость каждой точки можно выразить целым числом ,которое кодируется последовательностью нулей и единиц. Растровое ( индексное ) кодирование позволяет использовать двоичный код для представления графических данных : для чёрно-белых иллюстраций -комбинации точек с 256 градациями серого цвета.(Восьмиразрядный двоичный код).

Для цветных иллюстраций используется принцип ДЕКОМПОЗИЦИИ любого цвета на основные составляющие

(красный, зелёный , синий )-полноцветный режим.

• Кодирование звуковой информации

1) производится FM-методом : звук раскладывается на последовательность сигналов различных частот ,каждый из которых кодируется. В природе звуковые сигналы имеют непрерывный спектр, т. е. являются аналоговыми.

 2) Замечание: Используется также метод таблично-волнового

синтеза: в заранее подготовленных таблицах хранятся образцы звуков (сэмплы).

Заключение

Сегодня мы рассмотрели такие вопросы, как:

• кодирование: основные понятия и определения;
• примеры различных систем кодирования данных;
• двоичное кодирование: основные понятия и определения;
• кодирование данных разных типов.

        И узнали, что:

•  выражение данных одного типа через данные другого типа называется кодированием;
• двоичным кодированием называется выражение данных любого типа последовательностью нулей и единиц; ( 0,1)- это1 бит ( двоичные цифры)

Контрольные вопросы

1. Сформулируйте определение кодирования.
2. Сформулируйте определение двоичного кодирования.
3. Сформулируйте определение системы кодирования.
4. Перечислите  существующие типы систем кодирования данных.
5. Расскажите  о принципах кодирования в двоичной системе целых чисел.
6. Расскажите  о принципах кодирования в двоичной системе текстовой информации.
7. Расскажите  о принципах кодирования в двоичной системе графических данных.
8. Расскажите о принципах кодирования в двоичной системе звуковой информации.

ТЕРМИНЫ ПО ТИПиС

1. Система (systema - систэма ) - это элементы и связи   между ними;  это совокупность элементов, находящихся в отношениях и связях между собой и образующих некоторое целостное единство.
2. Подсистема (subsystema - субсистэма ) – это часть системы, более крупная, чем элемент и более детальная, чем сама система.
3. Элемент (elementum - элемэнтум ) – это простейшая неделимая часть системы.
4. Компоненты (componens  - компонэнс  ) – это простейшие неделимые части исследуемого объекта или явления, но не входящие в одну систему.
5. Структура (structura - структура ) –   это совокупность элементов и связей между ними (в переводе с лат.) - это строение, расположение, порядок.
6. Иерархия (hierarchia - хиэрархиа ) – это упорядоченность компонентов по степени их важности.
7. Связь (nexus - нэксус ) – это процесс,  обеспечивающий возникновение и сохранение структуры, а так же целостных свойств системы (базовое понятие кибернетики).
8. Состояние (status  - статус ) – это « мгновенная фотография», «срез» системы, остановка в её развитии; - это множество существенных свойств, которыми система обладает в данный момент времени.
9. Поведение (gestura - гэстура) – это способность системы переходить из одного состояния в другое.
10. Внешняя среда (circumatantia ) – это множество элементов, которые обладают двумя свойствами: а) не входят в систему ;   б)  изменение их состояния вызывает изменение поведения системы.
11. Модель (proplasma - проплязма )   – это описание системы, отображающее определённую группу её свойств ( с переводе с лат. – это  мера, норма).
12. Равновесие (аеquilibrium- эквилибриум ) – это способность системы сохранять своё состояние сколь угодно долго.
13. Устойчивость (stabilitas – стабилитас ) – это способность системы возвращаться в состояние равновесия.
14. Развитие (evolution - эволюцио) – это существенное, необходимое движение, изменение чего- либо во времени.
15. Цель (finis - финис) – это заранее мыслимый результат сознательной деятельности человека.

ТЕСТ по терминам ТИПиС

    1.Способность системы переходить из одного состояния в другое

а) состояние; б) равновесие; в) поведение.

2. Упорядоченность компонентов по степени их важности

а) иерархия; б) система; в) связь.

      3. Самые маленькие неделимые части одной и той же системы

а) компоненты; б) подсистемы; в) элементы.

4. Часть системы, более крупная, чем элемент, но более детальная, чем сама система

  а) связь; б) подсистема; в) иерархия.

5. Совокупность элементов, находящихся в отношениях и связях между собой и образующих некоторое целостное единство

а) подсистема; б) система; в) компоненты.

6. Что в переводе с латинского означает «строение», «расположение», «порядок»?

 а) структура; б) иерархия; в) состояние.

7. Простейшие неделимые части исследуемого объекта или явления, но не входящие в одну систему

а) элементы; б) иерархия; в) компоненты.

8. Процесс, обеспечивающий возникновение и сохранение структуры, а так же целостных свойств системы (базовое понятие кибернетики)

а) связь; б) иерархия; в) структура.

9. Множество существенных свойств, которыми система обладает в данный момент времени

а) равновесие; б) состояние; в) поведение.

10. Заранее мыслимый результат сознательной деятельности человека

а) равновесие; б) цель; в) развитие.

11. Существенное, необходимое движение, изменение чего- либо во времени

а) внешняя среда; б) цель; в) развитие.

12. Множество элементов, которые не входят в систему, но  изменение их состояния вызывает изменение поведения системы

а) внешняя среда;   б) цель;   в) развитие.

13. Способность системы возвращаться в состояние равновесия

а) устойчивость;   б) поведение;   в)  равновесие.

14. Способность системы сохранять своё состояние сколь угодно долго

а) устойчивость;   б) поведение;   в)  равновесие.

15. Описание системы, отображающее определённую группу её свойств

а) внешняя среда;   б) модель;   в) состояние.

16. «Мера», «норма» в переводе с латинского языка

а) связь;   б) модель;   в) развитие.

Лекция №8

Раздел №3 Компьютерное обеспечение.

Техническая и программная базы информатики

        Тема: «Аппаратное обеспечение ПК»

Задание:

- Освоить материал по теме

- Законспектировать базовую информацию в рабочей тетради, записав основные термины и сокращения (если таковые имеются)

- Выучить основные определения

- Ответить письменно в рабочей тетради на контрольные вопросы

- Выполнить тестовое задание (студенты 1 подгруппы  выполняют  Вариант №1, студенты 2 подгруппы – Вариант №2) и выслать на проверку, создав документ Word «Лекция №8», в котором, указав: ФИО, № группы, № подгруппы, № варианта, следует разместить в  столбик номера вопросов и ответы на них (буквой) (стиль Nimes New Roman, шрифт №14)

Введение

На занятии в рамках темы «Аппаратное обеспечение ПК» будут рассмотрены следующие вопросы:

1.Состав вычислительной системы.

2.Аппаратное обеспечение и аппаратная конфигурация.

3. Виды аппаратных интерфейсов и их характеристика.

4. Базовая аппаратная конфигурация ПК.

5. Определения, основные параметры и характеристики: системный блока, монитора, клавиатуры, мыши.

Основная часть

1.Состав вычислительной системы

   Состав вычислительной системы называется конфигурацией

*    Аппаратное обеспечение.

К аппаратному обеспечению вычислительной системы

относятся устройства и приборы , образующие аппаратную конфигурацию. Современные компьютеры и вычислительные комплексы имеют блочно – модульную конструкцию. Аппаратную конфигурацию собирают из готовых узлов и блоков. По способу расположения устройств относительно центрального процессорного устройства (ЦПУ) различают внутренние и внешние устройства.

К внешним - относят большинство устройств ввода – вывода

( периферийные устройства ) и устройства длительного хранения данных.

Аппаратные интерфейсы – переходные аппаратно – логические устройства ,согласующие работу между отдельными узлами и блоками.

Протоколы ( стандарты на интерфейсы )- совокупность технических условий , которые должны быть обеспечены разработчиками устройств для успешного согласования их работы с другими устройствами.

 АППАРАТНЫЕ  ИНТЕРФЕЙСЫ

Кроме аппаратного обеспечения и программного обеспечения рассматривается   .( Например : автоматическая орфографическая проверка).

В специализированных компьютерных системах таких , как бортовые компьютеры автомобилей , судов , ракет , космических аппаратов  совокупность программного обеспечения и информационного обеспечения называют математическим обеспечением. Оно « жёстко» записывается в микросхемы ПЗУ(постоянное запоминающее устройство) и изменить его можно только после перепрограммирования.

                                           Таким образом,

1. Работа компьютерной системы протекает в непрерывном взаимодействии программного и аппаратного обеспечений.

Совокупность оборудования , подключённого к компьютеру , называется АППАРАТНОЙ  КОНФИГУРАЦИЕЙ.

Не найдётся двух таких компьютеров , которые имели бы одинаковые аппаратную и программную конфигурации.

Устройство компьютера

Компьютер - универсальная техническая система с электронным принципом действия, предназначенная для автоматической обработки информации.

Базовая  аппаратная конфигурация ПК:

1) системный блок;                 3) клавиатура;

2) монитор;                              4) мышь.

• Системный блок

Устройства, находящихся внутри системного блока- внутренние,

вне системного блока- внешние(устройства для ввода, вывода данных, (периферийные) и их длительного хранения).

Системные блоки имеют разные корпуса (горизонтальные - {desktop)  ( плоские и особо  плоские) и вертикальные - (tower) ( мало-, средне- и полноразмерные)).

Основные параметры:

- форма корпуса;

- форм-фактор (от него зависят требования к размещаемым устройствам)4

- мощность блока питания( для массовых моделей достаточной является мощность блока питания 250-300 Ват).

• Монитор

- устройство визуального представления данных (главное устройство вывода).

Виды мониторов: ж\к и ЭЛТ

Размеры монитора (дюймы ( 1 дюйм=2,54 см; в переводе с нидерландского «дюйм»- это «большой палец») : 14// ; 15//; 17//; 19//;20//;21//)

Наиболее универсальные: 15//(ж/ к) и 17//-ЭЛТ

Для операций с графикой 19//-21//(ЭЛТ).

Класс защиты определяется протоколом, которому соответствует монитор с точки зрения требований техники безопасности. В настоящее время общепризнанными считаются следующие международные стандарты: MPR-II, ТСО-92, ТСО-95, ТСО-99 (приведены в хронологическом порядке.

 Шаг маски экрана ( измеряется в долях миллиметра)- минимальное расстояние между регулярно расположенными  вертикальными щелями и проколами маски экрана ( панель, устанавливаемая перед экраном с внутренней стороны). Чем меньше шаг между отверстиями или щелями (шаг маски), тем четче и точнее полученное изображение.

Частота регенерации кадров измеряется в Гц. ( Герцах).

Чем она выше, тем четче и устойчивее изображение, тем меньше утомление глаз, тем больше времени можно работать с компьютером непрерывно. При частоте регенерации порядка 60 Гц мелкое мерцание изображения может быть заметно невооруженным глазом. Сегодня такое значение считается недопустимым. Для ЭЛТ-мониторов минимальным считают значение 75 Гц, нормативным — 85 Гц и комфортным — 100 Гц и более. У жидко- кристаллических мониторов изображение более инерционно, так что мерцание подавляется автоматически. Для них частота обновления в 75 Гц уже считается комфортной.

• Клавиатура

- клавишное устройство управления персональным компьютером, служит для ввода алфавитно-цифровых (знаковых) данных и команд управления;

-это стандартное средство персонального компьютера.

С помощью клавиатуры управляют компьютерной системой, а с помощью монитора  получают от неё отклик.

Комбинация монитора и клавиатуры обеспечивает простейший интерфейс пользователя. С помощью клавиатуры управляют компьютерной системой, а с помощью монитора получают от нее отклик.

 Принцип действия. Клавиатура относится к стандартным средствам персонального компьютера. Ее основные функции не нуждаются в поддержке специальными системными программами (драйверами). Необходимое программное обеспечение для начала работы с  компьютером уже имеется в микросхеме ПЗУ в составе базовой системы ввода-вывода (BIOS), и потому компьютер реагирует на нажатия клавиш сразу после включения.

Стандартная клавиатура имеет более 100 клавиш.

Выделяют 5 основных групп клавиш, распределённых по функциональным возможностям:

• алфавитно-цифровые;
• функциональные;
• служебные;
• курсорные;
• дополнительные.

Средства настройки клавиатуры относятся к системным и обычно входят в состав операционной системы.

• Мышь

- это внешнее  устройство управления ПК  манипуляторного типа. Плоская коробка с 2-3 кнопками. Перемещение ее на плоской поверхности синхронизировано с перемещением графического объекта (указателя) на экране монитора.

     Сразу после включения ПК мышь не работает, она нуждается в поддержке специальной системной программы — драйвера мыши.  

     Компьютером управляют перемещением мыши по плоскости и кратковременными нажатиями правой и левой кнопок. (Эти нажатия называются щелчками или кликами .) В отличие от клавиатуры мышь не может напрямую использоваться для ввода знаковой информации- поэтому  принцип управления мышью – событийный.

     Стандартная мышь имеет только две кнопки, хотя существуют нестандартные мыши с тремя кнопками. Сегодня наиболее распространены мыши, в которых роль третьей кнопки играет вращающееся колесико-регулятор.

Параметры мыши:

-  чувствительность (выражает величину перемещения указателя на экране при заданном линейном перемещении мыши),

- функции левой и правой кнопок,

- чувствительность к двойному нажатию (максимальный интервал времени, при котором два щелчка кнопкой мыши расцениваются как один двойной щелчок).

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

1. Как называется состав вычислительной системы?
2. Какие виды конфигураций вы знаете?
3. Сформулируйте определение АО.
4. Сформулируйте определение АК.
5. Что означает термин « интерфейс»?
6. Перечислите виды интерфейсов.
7. Перечислите и охарактеризуйте виды аппаратных интерфейсов.
8. Что представляет собой базовая аппаратная конфигурация ПК?
9. Сформулируйте определение системного блока и перечислите его параметры.
10. Сформулируйте определение монитора и перечислите его параметры.
11. Сформулируйте определение клавиатуры и перечислите её параметры.
12. Сформулируйте определение мыши и перечислите её параметры.

Основные сокращения

1.        S-система

2.        ПК-персональный компьютер

3.        ПК-программная конфигурация

4.        ЭВМ-электронная вычислительная машина

5.        БД-база данных

6.        СУБД-система управления базой данных

7.        ИС- информационная система

8.        ИС- информационная сеть

9.        ПО- программное обеспечение

10.        АО- аппаратное обеспечение

11.        МО- математическое обеспечение

12.        ИО- информационное обеспечение

13.        ИО- исследование операций

14.        ТО- техническое обеспечение компьютера

15.        КС-  компьютерная сеть

16.        КС- компьютерная система

17.        ИТ- информационные технологии

18.        КТ- компьютерные технологии

19.        КТ-компьютерная техника

20.        САПР- система автоматизированного проектирования

21.        АСУ- автоматизированная система управления

22.        ВС- вычислительная система

23.        ВС- вычислительная сеть

24.        АК- аппаратная конфигурация

25.        ВК- вычислительный комплекс

26.        ЦПУ- центральное процессорное устройство

27.        ОС- операционная система

28.        ОЗУ (RAM)- оперативное запоминающее устройство

29.        ПЗУ (ROM)- постоянное запоминающее устройство

30.        BIOS- базовая система ввода-вывода

31.        DRAM- динамическая оперативная память

32.        SRAM- статическая оперативная память

33.        СЕИ-  составная единица информации

34.        ИКТ-информационные компьютерные технологии

35.        ВТ- вычислительная техника

36.        LAN- локальная компьютерная сеть

37.        WAN- глобальная компьютерная сеть

38.        MAN- корпоративная вычислительная сеть

39.        CMOS-энергонезависимая память

40.        ВЦ- вычислительный центр

41.        CD-ROM- компакт-диск

42.        WWW-Всемирная паутина

43.        CБ- системный блок

44.        МП- материнская плата (системная плата)

45.        AGP- видеокарта (видеоадаптер)

46.        МИС- медицинская информационная система

47.        МЭС- медицинская экспертная система

48.        НИТ-новая информационная технология

ТЕСТ по теме «АО ПК»

Вариант№1

1. Как называется состав ВС? а) интерфейс; б) АО; в) конфигурация
2. Относительно чего все устройства ПК делятся на внешние и внутренние? а) ЦПУ; б) СБ; в) ОС
3. Протоколы – это ? а) свод правил; б) набор стандартов; в) всё верно
4. Аппаратная конфигурация – это ?

а) состав ПО ВС; б) устройства и приборы, образующие АК; в) состав АО ВС

5. Виды аппаратных интерфейсов

а) пользовательские и программные; б) последовательные и параллельные; в) аппаратные и программные

6. Назовите виды конфигураций

а) АК и ПК; б) пользовательские и программные; в) последовательные и параллельные

7. Как иначе называют внешние устройства ПК?

а) периферические; б) периферийные; в) всё верно

8. Как передаются данные в последовательных аппаратных интерфейсах? а) последователь бит за битом; б) группами битов – байтами; в) в файлах
9. Какой интерфейс называется асинхронным?

а) графический; б) параллельный; в) последовательный

10. Какова структура аппаратных интерфейсов? а) блочная; б) блочно-модульная; в) модульная
11. Наименьшая единица представления данных а) бит; б) байт; в) файл
12. Какое базовое устройство ПК не является ни внешним, ни внутренним?

а) монитор; б) системный блок; в) клавиатура

Вариант№2

1.        Что означает термин «интерфейс»? а)взаимодействие; б) передача информации; в) конфигурация

2.        Как передаются данные в параллельных аппаратных интерфейсах?

а) битами; б) байтами; в) файлами

3.        Каким устройством является аппаратный интерфейс?

 а) периферийным; б) внешним; в) аппаратно-логическим

4.        Для чего используют внешние устройства ПК?

а) ввод-вывод и длительное хранение данных; б) ввод данных; в) хранение информации

5.        Как называется объём обрабатываемых данных в 1 секунду?

а) скорость чтения аппаратных интерфейсов; б) быстродействие аппаратных интерфейсов; в) производительность аппаратных интерфейсов

6.        В базовое АО ПК входят:

а) монитор, клавиатура, мышь ; б) СБ, монитор, клавиатура, мышь; в) СБ, монитор

7.        Каким устройством не является СБ?

а) ни внутренним, ни внешним; б) внутренним; в) внешним

8.        Внешние базовые устройства ПК?

 а) монитор, клавиатура, мышь ; б) СБ, монитор, клавиатура, мышь; в) СБ, монитор

9.        Дополнительное внешнее устройство ПК

а) принтер; б) мышь; в) монитор

10.        Какой интерфейс, являясь аппаратно-логическим устройством, согласует работу между отдельными узлами и блоками ПК? а) программный; б) аппаратно-программный; в) аппаратный

11.        Наименьшая единица измерения данных а) бит; б) байт; в) файл

12. Аппаратные интерфейсы работают по _______ протоколам        

а) программным; б) аппаратно-программным; в) аппаратным

Лекция №9

Раздел №3 Компьютерное обеспечение.

Техническая и программная базы информатики

        Тема: «Периферийные устройства ПК»

Задание:

- Освоить материал по теме

- Законспектировать базовую информацию в рабочей тетради, записав основные термины и сокращения (если таковые имеются)

- Выучить основные определения

- Ответить письменно в рабочей тетради на контрольные вопросы

Введение

На занятии в рамках темы «Периферийные устройства ПК» будут рассмотрены следующие вопросы:

1. Классификация периферийных устройств ПК.
2. Устройства ввода знаковых данных.
3. Устройства командного управления.
4. Устройства ввода графических данных.
5. Устройства вывода данных.
6. Устройства хранения данных.
7. Устройства обмена данными.

Основная часть

1. Классификация периферийных устройств ПК ( ПУ)

       Периферийное устройство ( ПУ) является важной составной частью ЭВМ. Мир ПУ настолько разнообразен, насколько разнообразна форма представления информации. Информация может быть представлена в виде текста, графических образов, звука, закодирована в электрических сигналах ( информация с датчиков температуры, давления и пр.). Центральная часть ЭВМ или её ядро, состоящее из центрального процессора  и ОЗУ, могут интерпретировать или понимать только одну форму представления информации-наборы двоичных чисел в виде байтов, слов и т.п. Таким образом, ПУ   предназначены для связи ЭВМ с внешней средой.

Рис. Связь ЭВМ с внешней средой.

Состав ПУ, входящих в ЭВМ, зависит от того, с какой целью используется ЭВМ, и от её производительности.

ПУ обмениваются информацией с центральной частью с помощью системы BIOS, представляющей собой совокупность аппаратных и программных средств.

Выделяют 2 основных способа организации управления обменом с ПУ:

- централизованное ( управление вводом-выводом организуется саамим процессором);

- автономное (вводом-выводом управляют специальные средства – каналы ввода-вывода).

По функциональным признакам ПУ делятся на следующие группы:

- устройства связи ЭВМ с объектом или оператором (УС): устройства ввода и  устройства вывода;

- внешние запоминающие устройства;

- устройства подготовки данных (УПД)

2. Устройства ввода знаковых данных

Периферийные устройства персонального компьютера

Периферийные устройства персонального компьютера подключаются к его интерфейсам и предназначены для выполнения вспомогательных операций.

Благодаря им компьютерная система приобретает гибкость и универсальность.

По назначению периферийные устройства можно подразделить на:

- устройства ввода данных;

-  устройства вывода данных;

- устройства хранения данных;

- устройства обмена данными.

Устройства ввода знаковых данных

Специальные клавиатуры. Клавиатура является основным устройством ввода данных. Специальные клавиатуры предназначены для повышения эффективности процесса ввода данных. Это достигается путем изменения формы клавиатуры, раскладки ее клавиш или метода подключения к системному блоку.

Клавиатуры имеющие специальную форму, рассчитанную с учетом требований эргономики, называют эргономичными клавиатурами. Их целесообразно применять на рабочих местах, предназначенных для ввода большого количества знаковой информации. Эргономичные клавиатуры не только повышают производительность наборщика и снижают общее утомление в течение рабочего дня, но и снижают вероятность и степень развития ряда заболеваний.

По методу подключения к системному блоку различают проводные и беспроводные клавиатуры. Передача информации в беспроводных системах осуществляется инфракрасным лучом. Обычный радиус действия таких клавиатур составляет несколько метров. Источником сигнала является клавиатура.

Устройства командного управления

Специальные манипуляторы. Кроме обычной мыши существуют и другие типы манипуляторов, например: трекболы, пенмаусы, инфракрасные мыши.

Трекбол в отличие от мыши устанавливается стационарно, и его шарик приводится в движение ладонью руки. Преимущество трекбола состоит в том, что он не нуждается в гладкой рабочей поверхности, поэтому трекболы нашли широкое применение, в портативных персональных компьютерах.

Пенмаус представляет собой аналог шариковой авторучки, на конце которой вместо пишущего узла установлен узел, регистрирующий величину перемещения.

Инфракрасная мышь отличается от обычной наличием устройства беспроводной связи с системным блоком для компьютерных игр и в некоторых специализированных имитаторах применяют также манипуляторы рычажно-нажимного типа (джойстики) и аналогичные им джойпады, геймпады и штурвально-педалъные устройства. Устройства этого типа подключаются к специальному порту, имеющемуся на звуковой карте, или к порту USB.

Устройства ввода графических данных

• Для ввода графической информации используют сканеры, графические планшеты (дигитайзеры) и цифровые фотокамеры. 
• Интересно отметать, что с помощью сканера можно вводить и знаковую информацию. В этом случае исходный материал вводится в графическом виде, после чего обрабатывается специальными программными средствами.
• Планшетные сканеры. Планшетные сканеры предназначены для ввода графической информации с прозрачного или непрозрачного листового материала. Принцип действия этих устройств состоит в том, что луч света, отраженный от поверхности материала (или прошедший сквозь прозрачный материал), фиксируется специальными элементами, называемыми приборами с зарядовой связью (ПЗС). Обычно элементы ПЗС конструктивно оформляют в виде линейки, располагаемой по ширине исходного материала. Перемещение линейки относительно листа бумаги выполняется механическим протягиванием линейки при неподвижной установке листа или протягиванием листа при неподвижной установке линейки. Основными потребительскими параметрами планшетных сканеров являются:
• разрешающая способность;
• производительность;
• динамический диапазон;
• максимальный размер сканируемого материала.
• Ручные сканеры. Принцип действия ручных сканеров в основном соответствует планшетным. Разница заключается в том, что протягивание линейки ПЗС в данном случае выполняется вручную. Равномерность и точность сканирования при этом обеспечиваются неудовлетворительно, и разрешающая способность ручного сканера составляет 150-300 dpi.
• Барабанные сканеры. В сканерах этого типа исходный материал закрепляется на цилиндрической поверхности барабана, вращающегося с высокой скоростью.Устройства этого типа обеспечивают наивысшее разрешение (2400-5000 dpi) благодаря применению не ПЗС, а фотоэлектронных умножителей. Их используют для сканирования исходных изображений, имеющих высокое качество, но недостаточные линейные размеры (фотонегативов, слайдов и т. п.)
• Сканеры форм. Предназначены для ввода данных со стандартных форм, заполненных механически или «от руки». Необходимость в этом возникает при проведении переписей населения, обработке результатов выборов и анализе анкетных данных.
• Штрих-сканеры. Эта разновидность ручных сканеров предназначена для ввода данных, закодированных в виде штрих-кода. Такие устройства имеют применение в розничной торговой сети.
• Графические планшеты (дигитайзеры). Эти устройства предназначены для ввода художественной графической информации. Существует несколько различных принципов действия графических планшетов, но в основе всех их лежит фиксация перемещения Специального пера относительно планшета. Такие устройства удобны для художников и иллюстраторов, поскольку позволяют им создавать экранные изображения привычными приемами, наработанными для традиционных инструментов (карандаш, перо, кисть).
• Цифровые фотокамеры. Как и сканеры, эти устройства воспринимают графические данные с помощью приборов с зарядовой связью, объединенных в прямоугольную матрицу. Основным параметром цифровых фотоаппаратов является разрешающая способность, которая напрямую связана с количеством ячеек ПЗС в матрице.Наилучшие потребительские модели в настоящее время имеют до 1 млн. ячеек

ПЗС и, соответственно, обеспечивают разрешение изображения до 800х 1200 точек. У профессиональных моделей эти параметры выше.

Устройства вывода данных

• В качестве устройств вывода данных, дополнительных к монитору, используют печатающие устройства (принтеры), позволяющие получать копии документов на бумаге или прозрачном носителе. По принципу действия различают матричные, лазерные, светодиодные и струйные принтеры.
• Матричные принтеры. Это простейшие печатающие устройства. Данные выводятся на бумагу в виде оттиска, образующегося при ударе цилиндрических стержней («иголок») через красящую ленту. Качество печати матричных принтеров напрямую зависит от количества иголок в печатающей головке. Наибольшее распространение имеют 9-игольчатые и 24- игольчатые матричные принтеры. Последние позволяют получать оттиски документов, не уступающие по качеству документам, исполненным на пишущей машинке. Производительность работы матричных принтеров оценивают по количеству печатаемых знаков в секунду (cps-characters per second). Обычными режимами работы у матричных принтеров являются:draft - режим черновой печати, normal - режим обычной печати и режим NLQ (Near Letter Quality), который обеспечивает качество печати, близкое к качеству пишущей машинки.
• Лазерные принтеры. Лазерные принтеры обеспечивают высокое качество печати, не уступающее, а во многих случаях и превосходящее полиграфическое. Они отличаются также высокой скоростью печати, которая измеряется в страницах в минуту (ppm - page per minute), Как и в матричных принтерах, итоговое изображение формируется из отдельных точек.
• К основным параметрам лазерных принтеров относятся:
• разрешающая способность, dpi (Dots per inch - точек на дюйм)]
• производительность (страниц в минуту);
• формат используемой бумаги;
• объем собственной оперативной памяти.
• Основное преимущество лазерных принтеров заключается в возможности получения высококачественных отпечатков. Модели среднего класса обеспечивают разрешение печати до 600 dрi, а профессиональные модели - до 1200 dрi.
• Светодиодные принтеры. Принцип действия светодиодных принтеров похож на принцип действия лазерных принтеров. Разница заключается в том, что источником света является не лазерная головка, а линейка светодиодов.
• Струйные принтеры. В струйных печатающих устройствах изображение на бумаге формируется из пятен, образующихся при попадании капель красителя на бумагу. Выброс микрокапель красителя происходит под давлением, которое развивается в печатающей головке за счет парообразования, В некоторых моделях капля выбрасывается щелчком в результате пьезоэлектрического эффекта - этот метод позволяет обеспечить более стабильную форму капли, близкую к сферической.

Устройства хранения данных

• Необходимость во внешних устройствах хранения данных возникает в двух случаях:

- когда на вычислительной системе обрабатывается больше данных, чем можно разместить на базовом жестком диске;

- когда данные имеют повышенную ценность и необходимо выполнять регулярное резервное копирование на внешнее устройство (копирование данных на жестком диске не является резервным и только создает иллюзию безопасности).

• В настоящее время для внешнего хранения данных используют несколько типов устройств, использующих магнитные или магнитооптические носители.
• Стримеры. Стримеры - это накопители на магнитной ленте. Их отличает сравнительно низкая цена. К недостаткам стримеров относят малую производительность (она связана, прежде всего, с тем, что магнитная лента - это устройство последовательного доступа) и недостаточную надежность (кроме электромагнитных наводок,: ленты стримеров испытывают повышенные механические нагрузки и могут физически выходить из строя).Р-накопители. ZIР-накопители выпускаются компанией Iomega, специализирующейся на создании внешних устройств для хранения данных.
• Накопители HiFD. Основным недостатком ZIР -накопителей является отсутствие их совместимости со стандартными гибкими дисками 3,5 дюйма. Такой совместимостью обладают устройства НiFD компании Sony. Они позволяют использовать как специальные носители емкостью 200 Мбайт, так и обычные гибкие диски. В настоящее время распространение этих устройств сдерживается повышенной ценой.
• Накопители JAZ. Этот тип накопителей, как и ZIР -накопители, выпускается компанией Iomega По своим характеристикам JAZ приближается к жестким дискам, но в отличие от них является сменным. В зависимости от модели накопителя на одном диске можно разместить 1 или 2 Гбайт данных.
• Магнитооптические устройства. Эти устройства получили широкое распространение в компьютерных системах высокого уровня благодаря своей универсальности. С их помощью решаются задачи резервного копирования, обмена данными и их накопления. Однако достаточно высокая стоимость приводов и носителей не позволяет отнести их к устройствам массового спроса. Стандартная емкость для носителей 3,5 640 Мбайт.
• В формате 3,5 недавно была разработана новая технология GIGAMO, обеспечивающая емкость носителей в 1,3 Гбайт, полностью совместимая сверху вниз с предыдущими стандартами. В перспективе ожидается появление накопителей и дисков форм-фактора 5,25. поддерживающих технологию NFR (Near Held Recording) которая обеспечит емкость дисков до 20 Гбайт, а Позднее и до 40 Гбайт.

Устройства обмена данными

• Модем. Устройство, предназначенное для обмена информацией между удаленными компьютерами по каналам связи, принято называть модемом (Модулятор +ДЕМодулятор). При этом под каналом связи понимают физические линии (проводные, оптоволоконные, кабельные, радиочастотные), способ их использования (коммутируемые и выделенные) и способ передачи данных (цифровые или аналоговые сигналы). В зависимости от типа канала связи устройства приема-передачи подразделяют на радиомодемы. кабельные модемы и прочие. Наиболее широкое применение нашли модемы, ориентированные на подключение к коммутируемым телефонным каналам связи.
• Цифровые данные, поступающие в модем из компьютера, преобразуются в нем путем модуляции (по амплитуде, частоте, фазе) в соответствии с избранным стандартом (протоколом) и направляются в телефонную линию. Модем-приемник, понимающий данный протокол, осуществляет обратное преобразование (демодуляцию) и пересылает восстановленные цифровые данные в свой компьютер. Таким образом обеспечивается удаленная связь между компьютерами и обмен данными между ними.
• К основным потребительским параметрам модемов относятся:
• - производительность (бит/с);
• - поддерживаемые протоколы связи и коррекции ошибок;
• - шинный интерфейс, если модем внутренний (ISА или РСI)
• От производительности модема зависит объем данных, передаваемых в единицу времени. От поддерживаемых протоколов зависит эффективность взаимодействия данного модема с сопредельными модемами (вероятность того, что они вступят во взаимодействие друг с другом при оптимальных настройках). От шинного интерфейса в настоящее время пока зависит только простота установки и настройки модема (в дальнейшем при общем совершенствовании каналов связи шинный интерфейс начнет оказывать влияние и на производительность).
• Заключение
•  На занятии были рассмотрены следующие вопросы:
• классификация периферийных устройств ПК;
• устройства ввода знаковых данных;
• устройства командного управления;
• устройства ввода графических данных;
• устройства вывода данных;
• устройства хранения данных;
• устройства обмена данными.

Контрольные вопросы

1. Представьте классификацию периферийных устройств ПК.
2. Расскажите об устройствах  ввода знаковых данных.
3. Расскажите об устройствах  командного управления.
4. Расскажите об устройствах  ввода графических данных.
5. Расскажите об устройствах  вывода данных.
6. Расскажите об устройствах  хранения данных.
7. Расскажите об устройствах  обмена данными.

Лекция №10

Раздел №3 Компьютерное обеспечение.

Техническая и программная базы информатики

        Тема: «Внутренние устройства ПК»

Задание:

- Освоить материал по теме

- Законспектировать базовую информацию в рабочей тетради, записав основные термины и сокращения (если таковые имеются)

- Выучить основные определения

- Ответить письменно в рабочей тетради на контрольные вопросы

Введение

На занятии в рамках темы «Внутренние  устройства системного блока и материнской платы» будут рассмотрены следующие вопросы:

1.Внутренние устройства системного блока: определения, характеристики, основные параметры.

2. Системы, расположенные на материнской плате: определения, характеристики, основные параметры.

Основная часть

1.Внутренние устройства системного блока: определения, характеристики, основные параметры.

Устройства, располагающиеся внутри СБ, называются внутренними устройствами  ПК.

Внутри СБ размещаются:

• Материнская плата ( МП);
• Жёсткий диск ( ЖД);
• Дисковод гибких дисков ( дискет);
• Дисковод компакт-дисков CD-ROM;
• Видеокарта ( видеоадаптер);
• Звуковая карта.

1. Материнская плата
   Материнская плата — основная плата персонального компьютера, на которой размещаются:
   - процессор — основная микросхема, выполняющая большинство математических и логических операций;
   - микропроцессорный комплект (чипсет) — набор микросхем, управляющих работой внутренних устройств компьютера и определяющих основные функциональные возможности материнской платы;
   - шины — наборы проводников, по которым происходит обмен сигналами междувнутренними устройствами компьютера;
   - оперативная память (оперативное запоминающее устройство, ОЗУ) — набормикросхем, предназначенных для временного хранения данных, когда компьютер включен;
   - ПЗУ (постоянное запоминающее устройство) — микросхема, предназначенная для длительного хранения данных, в том числе и когда компьютер выключен;
   - разъемы для подключения дополнительных устройств (слоты).
   
2. Жесткий диск
   Жесткий диск — основное устройство для долговременного хранения больших объемов данных и программ. На самом деле это не один диск, а группа соосных дисков, имеющих магнитное покрытие и вращающихся с высокой скоростью.

Над каждой поверхностью располагается головка, предназначенная для чтения-записи данных. При высоких скоростях вращения дисков (90 об/с) в зазоре между головкой и поверхностью образуется аэродинамическая подушка, и головка парит над магнитной поверхностью на высоте, составляющей несколько тысячных долей миллиметра. При изменении силы тока, протекающего через головку, происходит изменение напряженности динамического магнитного поля в зазоре, что вызывает изменения в стационарном магнитном поле ферромагнитных частиц, образующих покрытие диска. Так осуществляется запись данных на магнитный диск.
Операция считывания происходит в обратном порядке. Намагниченные частицы покрытия, проносящиеся на высокой скорости вблизи головки, наводят в ней ЭДС самоиндукции. Электромагнитные сигналы, возникающие при этом, усиливаются и передаются на обработку.
Управление работой жесткого диска выполняет специальное аппаратно-логическое устройство — контроллер жесткого диска. В прошлом оно представляло собой отдельную дочернюю плату, которую подключали к одному из свободных слотов материнской платы. В настоящее время функции контроллеров дисков выполняют микросхемы, входящие в микропроцессорный комплект (чипсет), хотя некоторые виды высокопроизводительных контроллеров жестких дисков по-прежнему поставляются на отдельной плате.
К основным параметрам жестких дисков относятся

-  емкость и

- производительность.

 Емкость дисков зависит от технологии их изготовления. Сегодня все жесткие диски имеют очень высокий показатель скорости внутренней передачи данных (до 30-60 Мбайт/с), и потому их производительность в первую очередь зависит от характеристик интерфейса, с помощью которого они связаны с материнской платой.

Кроме скорости передачи данных с производительностью диска напрямую связан параметр среднего времени доступа. Он определяет интервал времени, необходимый для поиска нужных данных, и зависит от скорости вращения диска. Для дисков, вращающихся с частотой 5400 об/мин, среднее время доступа составляет 9-10 мкс, для дисков с частотой 7200 об/мин — 7-8 мкс. Изделия более высокого уровня обеспечивают среднее время доступа к данным 5-6 мкс.
3. Дисковод гибких дисков
Информация на жестком диске может храниться годами, однако иногда требуется ее перенос с одного компьютера на другой. Несмотря на свое название, жесткий диск является весьма хрупким прибором, чувствительным к перегрузкам, ударам и толчкам. Теоретически, переносить информацию с одного рабочего места на другое путем переноса жесткого диска возможно, и в некоторых случаях так и поступают, но все-таки этот прием считается нетехнологичным, поскольку требует особой аккуратности и определенной квалификации.
Для оперативного переноса небольших объемов информации используют так называемые гибкие магнитные диски (дискеты), которые вставляют в специальный накопитель — дисковод. Приемное отверстие накопителя находится на лицевой панели системного блока. Правильное направление подачи гибкого диска отмечено стрелкой на его пластиковом кожухе.
Основными параметрами гибких дисков являются: 

- технологический размер (измеряется в дюймах),

- плотность записи (измеряется в кратных единицах) и,

- полная емкость.
Замечание. Первый компьютер IBM PC (родоначальник платформы) был выпущен в 1981 году.  К нему можно было подключить внешний накопитель, использующий односторонние гибкие диски диаметром 5,25 дюйма. Емкость диска составляла 160 Кбайт. В следующем году появились аналогичные двусторонние диски емкостью 320 Кбайт. Начиная с 1984 года выпускались гибкие диски 5,25 дюйма высокой плотности (1,2 Мбайт). В наши дни диски размером 5,25 дюйма не используются, и соответствующие дисководы в базовой конфигурации персональных компьютеров после 1994 года не поставляются.
Гибкие диски размером 3,5 дюйма выпускают с 1980 года. Односторонний диск обычной плотности имел емкость 180 Кбайт, двусторонний — 360 Кбайт, а двусторонний двойной плотности — 720 Кбайт. Ныне стандартными считают диски размером 3,5 дюйма высокой плотности. Они имеют емкость 1440 Кбайт (1,4 Мбайт) и маркируются буквами HD {high density — высокая плотность).
     Гибкие диски считаются малонадежными носителями информации. Пыль, грязь, влага, температурные перепады и внешние электромагнитные поля очень часто становятся причиной частичной или полной утраты данных, хранившихся на гибком диске. Поэтому использовать гибкие диски в качестве основного средства хранения информации недопустимо. Их используют только для транспортировки информации или в качестве дополнительного (резервного) средства хранения.
4. Дисковод компакт-дисков CD-ROM
В период 1994—1995 годах в базовую конфигурацию персональных компьютеров перестали включать дисководы гибких дисков диаметром 5,25 дюйма, но вместо них стандартной стала считаться установка дисковода CD-ROM, имеющего такие же внешние размеры.

Рис.  Принцип действия  дисковода CD-ROM

Аббревиатура CD-ROM (Compact Disc Read-Only Memory) переводится на русский язык как постоянное запоминающее устройство на основе компакт-диска. Принцип действия этого устройства состоит в считывании числовых данных с помощью лазерного луча, отражающегося от поверхности диска (рис. 3.3). Цифровая запись на компакт-диске отличается от записи на магнитных дисках очень высокой плотностью, и стандартный компакт-диск может хранить примерно 650 Мбайт данных.
Большие объемы данных характерны для мультимедийной информации (графика, музыка, видео), поэтому дисководы CD-ROM относят к аппаратным средствам мультимедиа.

Программные продукты, распространяемые на лазерных дисках, называют мультимедийными изданиями. Сегодня мультимедийные издания завоевывают все более прочное место среди других традиционных видов изданий. Так, например, существуют книги, альбомы, энциклопедии и даже периодические издания (электронные журналы), выпускаемые на CD-ROM.
Основным недостатком стандартных дисководов CD-ROM является невозможность записи данных, но параллельно с ними существуют и устройства однократной записи CD-R (Compact Disk Recorder), и устройства многократной записи CD-RW.
Основным параметром дисководов  является скорость чтения данных. Она измеряется в кратных долях. За единицу измерения принята скорость чтения в первых серийных образцах, составлявшая 150 Кбайт/с. Таким образом, дисковод с удвоенной скоростью чтения обеспечивает производительность 300 Кбайт/с, с учетверенной скоростью — 600 Кбайт/с и т. д. В настоящее время наибольшее распространение имеют устройства чтения CD-ROM с производительностью 32х-48х. Современные образцы устройств однократной записи имеют производительность 4х-8х, а устройств многократной записи — до 4х.
 
5. Видеокарта (видеоадаптер)
Совместно с монитором видеокарта образует видеоподсистему персонального компьютера. Видеокарта не всегда была компонентом ПК. На заре развития персональной вычислительной техники в общей области оперативной памяти существовала небольшая выделенная экранная область памяти, в которую процессор заносил данные об изображении. Специальный контроллер экрана считывал данные об яркости отдельных точек экрана из ячеек памяти этой области и в соответствии с ними управлял разверткой горизонтального луча электронной пушки монитора.
С переходом от черно-белых мониторов к цветным и с увеличением разрешения экрана (количества точек по вертикали и горизонтали) области видеопамяти стало недостаточно для хранения графических данных, а процессор перестал справляться с построением и обновлением изображения. Тогда и произошло выделение всех операций, связанных с управлением экраном, в отдельный блок, получивший название видеоадаптер. Физически видеоадаптер выполнен в виде отдельной дочерней платы, которая вставляется в один из слотов материнской платы и называется видеокартой. Видеоадаптер взял на себя функции видеоконтроллера, видеопроцессора и видеопамяти.
За время существования персональных компьютеров сменилось несколько стандартов видеоадаптеров: MDA (монохромный); CGA (4 цвета); EGA (16 цветов); VGA (256 цветов). В настоящее время применяются видеоадаптеры SVGA, обеспечивающие по выбору воспроизведение до 16,7 миллионов цветов с возможностью произвольного выбора разрешения экрана из стандартного ряда значений (640x480, 800x600,1024x768,1152x864; 1280x1024 точек и далее).
Разрешение экрана является одним из важнейших параметров видеоподсистемы. Чем оно выше, тем больше информации можно отобразить на экране, но тем меньше размер каждой отдельной точки и, тем самым, тем меньше видимый размер элементов изображения.

- Использование завышенного разрешения на мониторе малого размера приводит к тому, что элементы изображения становятся неразборчивыми и работа с документами и программами вызывает утомление органов зрения.

- Использование заниженного разрешения приводит к тому, что элементы изображения становятся крупными, но на экране их располагается очень мало. Если программа имеет сложную систему управления и большое число экранных элементов, они не полностью помещаются на экране. Это приводит к снижению производительности труда и неэффективной работе.
Таким образом, для каждого размера монитора существует свое оптимальное разрешение экрана, которое должен обеспечивать видеоадаптер 

 Таблица.    Разрешение экрана монитора

 
Большинство современных прикладных и развлекательных программ рассчитаны на работу с разрешением экрана 800x600 и более. Именно поэтому сегодня наиболее популярный размер мониторов составляет 15 дюймов.
Цветовое разрешение (глубина цвета) определяет количество различных оттенков, которые может принимать отдельная точка экрана. Максимально возможное цветовое разрешение зависит от свойств видеоадаптера и, в первую очередь, от количества установленной на нем видеопамяти. Кроме того, оно зависит и от установленного разрешения экрана. При высоком разрешении экрана на каждую точку изображения приходится отводить меньше места в видеопамяти, так что информация о цветах вынужденно оказывается более ограниченной.
В зависимости от заданного экранного разрешения и глубины цвета необходимый объем видеопамяти можно определить по следующей формуле:
 

 
где Р — необходимый объем памяти видеоадаптера;
т — горизонтальное разрешение экрана (точек);
п — вертикальное разрешение экрана (точек);
b — разрядность кодирования цвета (бит).
 
Минимальное требование по глубине цвета на сегодняшний день — 256 цветов, хотя большинство программ требуют не менее 65 тыс. цветов (режим High Color). Наиболее комфортная работа достигается при глубине цвета 16,7 млн цветов (режим True Color).
Работа в полноцветном режиме True Color с высоким экранным разрешением требует значительных размеров видеопамяти. Современные видеоадаптеры способны также выполнять функции обработки изображения, снижая нагрузку на центральный процессор ценой дополнительных затрат видеопамяти. Еще недавно типовыми считались видеоадаптеры с объемом памяти 2-4 Мбайт, но уже сегодня обычным считается объем 16 Мбайт.
Видеоускорение — одно из свойств видеоадаптера, которое заключается в том, что часть операций по построению изображений может происходить без выполнения математических вычислений в основном процессоре компьютера, а чисто аппаратным путем — преобразованием данных в микросхемах видеоускорителя.  Видеоускорители могут входить в состав видеоадаптера (в таких случаях говорят о том, что видеокарта обладает функциями аппаратного ускорения), но могут поставляться в виде отдельной платы, устанавливаемой на материнской плате и подключаемой к видеоадаптеру.
Различают два типа видеоускорителей — ускорители плоской (2D) и трехмерной (3D) графики. Первые наиболее эффективны для работы с прикладными программами (обычно офисного применения) и оптимизированы для операционной системы Windows, а вторые ориентированы на работу мультимедийных развлекательных программ, в первую очередь компьютерных игр и профессиональных программ обработки трехмерной графики. Обычно в этих случаях используют разные математические принципы автоматизации графических операций, но существуют ускорители, обладающие функциями и двумерного, и трехмерного ускорения.
 
6. Звуковая карта
Звуковая карта явилась одним из наиболее поздних усовершенствований персонального компьютера. Она подключается к одному из слотов материнской платы в виде дочерней карты и выполняет вычислительные операции, связанные с обработкой звука, речи, музыки. Звук воспроизводится через внешние звуковые колонки, подключаемые к выходу звуковой карты. Специальный разъем позволяет отправить звуковой сигнал на внешний усилитель. Имеется также разъем для подключения микрофона, что позволяет записывать речь или музыку и сохранять их на жестком диске для последующей обработки и использования.
Основным параметром звуковой карты является разрядность, определяющая количество битов, используемых при преобразовании сигналов из аналоговой в цифровую форму и наоборот. Чем выше разрядность, тем меньше погрешность, связанная с оцифровкой, тем выше качество звучания. Минимальным требованием сегодняшнего дня являются 16 разрядов, а наибольшее распространение имеют 32-разрядные и 64-разрядные устройства.
В области воспроизведения звука наиболее сложно обстоит дело со стандартизацией. Отсутствие единых централизованных стандартов привело к тому, что ряд фирм, занимающихся выпуском звукового оборудования, де-факто ввели в широкое использование свои внутрифирменные стандарты.

2.Системы, расположенные на материнской плате: определения, характеристики, основные параметры.

МАТЕРИНСКАЯ ПЛАТА - это основная плата ПК, на которой размещаются:

Системы, расположенные на МП

1. Оперативная память (ОЗУ, RAM)- это массив кристаллических ячеек, способных временно хранить данные. Существует много типов ОЗУ. С точки зрения физического принципа

Каждая ячейка памяти имеет свой адрес, который выражается числом.

Всего независимых адресов может быть .

Одна ячейка хранит 1 байт ( 8 бит) данных. байт =4 Гбайт.

ОЗУ в ПК размещается на стандартных панельках – модулях, которые бывают 3 типов: модуль объёма памяти; модуль скорости передачи данных; модуль времени доступа ( наносекунды).

2. Процессор – внешняя память; основная микросхема ПК, в которой производятся все вычисления.

Состоит из ячеек, как ОЗУ, но в них данные могут не только храниться, но и изменяться.

Ячейки процессора делятся на 2 класса: внутренние ( регистры) и внешние.

Данные , попавшие в некоторые регистры, рассматриваются как команды.

С ОЗУ процессор связан шинами ( группы проводников), которые бывают 3 типов: * шина данных;  * адресная шина;  * командная шина.

Основные параметры процессора:

• рабочее напряжение;
• разрядность;
• рабочая тактовая частота;
• коэффициент внутреннего умножения тактовой частоты;
• размер кэш-памяти.

3. Постоянная память и система BIOS

В момент включения компьютера в его ОЗУ ничего нет-ни данных, ни программ, т.к. ОЗУ не может ничего хранить без подзарядки ячеек ( сотые доли секунды).

Сразу после включения ПК на адресной шине процессора выставляется стартовый адрес - аппаратно, без участия программы и всегда одинаково.

По выставленному адресу процессор обращается за своей первой командой и далее начинает работать по программам.

Этот исходный адрес указывает не на ОЗУ ( в нём пока ничего нет), а на ПЗУ- именно ПЗУ способно длительно хранить данные, даже когда ПК выключен.

Программы, находящиеся в ПЗУ называются « зашитыми» - их записывают туда на этапе изготовления микросхем ( например, это – программы базового уровня).

Комплект программ, находящихся в ПЗУ, образует базовую систему ввода-вывода- BIOS.

Основное назначение BIOS:

• проверить состав и работоспособность КС;
• обеспечить взаимодействие с клавиатурой, монитором, ЖД и дисководом гибких дисков.

Программы, входящие в BIOS позволяют

1.  наблюдать на экране диагностические сообщения, сопровождающие запуск ПК;
2.  Вмешиваться в ход запуска ПК с помощью клавиатуры.

4. Энергонезависимая память CMOS

- это микросхема, расположенная на МП.

Известно, что , например, клавиатура может обслуживаться программами, входящими в BIOS, но такими средствами нельзя обеспечить работу со всеми устройствами.

На МП есть микросхема « энергонезависимой памяти», которая от ОЗУ отличается тем, что данные в неё можно вносить и изменять самостоятельно.

Эта микросхема подпитывается от аккумуляторной батарейки на МП: даже, если ПК не будет включаться месяцами, микросхема не потеряет данные.

В микросхемах CMOS хранятся данные о жёстких и гибких дисках, о процессоре, о некоторых других устройствах МП.

Таким образом, программы, записанные в BIOS, считывают данные о составе оборудования ПК из микросхем CMOS, после чего они могут выполнить обращение к жёсткому или гибкому диску и передать управление тем программам, которые там записаны.

5. Шинные интерфейсы МП

Шины – группы проводников- выполняют связь между собственными и подключаемыми устройствами МП.

Стандарты:

• ISA- (статус-промышленный стандарт)связывает все устройства СБ между собой и обеспечивает простое подключение новых устройств через слоты ( стандартные разъёмы)- устаревший стандарт.
• EISA- расширение стандарта ISA- имеет увеличенный разъём и лучшую производительность – устаревший стандарт.
• VLB- локальная шина стандарта VESA
• PCI- стандарт подключения внешних компонентов ( первые версии Pentium).
• FSB- шина для связи процессора и памяти.
• AGP- видеоадаптер- устройство, требующее особенно высокой скорости передачи данных.
• PCMCIA- стандарт международной ассоциации производителей плат памяти для ПК.
• USB- универсальная последовательная магистраль

- одно из последних нововведений в архитектуре МП;

- этот стандарт определяет способ взаимодействия ПК с внешним оборудованием;

- позволяет подключать до 256 различных устройств, имеющих последовательный интерфейс;

- устройства можно включать цепочками.

6. Функции микропроцессорного комплекта ( чипсета)

Параметры чипсета определяют свойства и функции МП.

Большинство чипсетов МП выпускают на базе двух микросхем:

• «Северный мост»

• «Южный мост»

       У предыдущих поколений МП связь между «Северным» и «Южным» мостами обеспечивала шина PCI, контролёр которой располагался в  « Северном мосте».

       У современных МП мосты соединены новой шиной повышенной производительности, а контролёр шины PCI находится в « Южном мосте» вместе с контролёрами прочих устройств.

Заключение.

На занятии были рассмотрены следующие вопросы:

- внутренние устройства системного блока: определения, характеристики, основные параметры;

- системы, расположенные на материнской плате: определения, характеристики, основные параметры.

Контрольные вопросы

1. Перечислите внутренние устройства системного блока.
2. Сформулируйте определение материнской  платы ( МП); , представьте характеристики и основные параметры.
3. Сформулируйте определение  жёсткого диска (ЖД), представьте характеристики и основные параметры.
4. Сформулируйте определение дисковода гибких дисков ( дискет), представьте характеристики и основные параметры.
5. Сформулируйте определение  дисковода компакт-дисков CD-ROM , представьте характеристики и основные параметры.
6. Сформулируйте определение видеокарты ( видеоадаптера), представьте характеристики и основные параметры.
7. Сформулируйте определение звуковой карты , представьте характеристики и основные параметры.
8. Перечислите  устройства , расположенные на материнской плате.
9. Сформулируйте определение  оперативной  памяти, представьте характеристики и основные параметры.
10. Сформулируйте определение чипсета , представьте характеристики и основные параметры.
11. Сформулируйте определение ПЗУ , представьте характеристики и основные параметры.
12. Сформулируйте определение шинных интерфейсов , представьте характеристики и основные параметры.

Лекция №11

Раздел №3 Компьютерное обеспечение.

Техническая и программная базы информатики

        Тема: «Программное обеспечение ПК»

Задание:

- Освоить материал по теме

- Законспектировать базовую информацию в рабочей тетради, записав основные термины и сокращения (если таковые имеются)

- Выучить основные определения

- Ответить письменно в рабочей тетради на контрольные вопросы

- Выполнить тестовое задание (студенты 1 подгруппы  выполняют  Вариант №1, студенты 2 подгруппы – Вариант №2) и выслать на проверку, создав документ Word «Лекция №11», в котором, указав: ФИО, № группы, № подгруппы, № варианта, следует разместить в  столбик номера вопросов и ответы на них (буквой) (стиль Nimes New Roman, шрифт №14)

Введение

На занятии в рамках темы «Программное обеспечение ПК » будут рассмотрены следующие вопросы:

1. Основные понятия и определения: программа, программное обеспечение, программная конфигурация, алгоритм.
2. Уровни программного обеспечения и их структура.

Характеристика уровней программного обеспечения: базовый, системный, служебный, прикладной.

Основная часть

1.Основные понятия и определения: программа, программное обеспечение, программная конфигурация, алгоритм.

     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.

Алгоритм – это упорядоченная последовательность действий.

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.

Межпрограммный интерфейс - это распределение программного обеспечения на несколько связанных между собою уровней.

3. Уровни программного обеспечения

Уровни программного обеспечения представляют собой пирамиду, где каждый высший уровень базируется на программном обеспечении предшествующих уровней. Уровни ПО образуют иерархическую структуру типа « слоёный пирог».

4. Характеристика уровней программного обеспечения: базовый, системный, служебный, прикладной.

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.

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.

Заключение

Сегодня были рассмотрены следующие вопросы:

- основные понятия и определения: программа, программное обеспечение, программная конфигурация, алгоритм;

- уровни программного обеспечения и их структура;

 - характеристика уровней программного обеспечения: базовый, системный,   служебный, прикладной.

                                           ИТОГИ

1.Работа компьютерной системы протекает в непрерывном взаимодействии программного и аппаратного обеспечений.

2.Работа компьютерных программ имеет многоуровневый характер : программы базового ( низшего ) уровня занимаются лишь взаимодействием с базовыми аппаратными средствами и согласованием их работы. Ключевая роль таких программ проявляется в момент первичного запуска компьютера.

3.Программы системного уровня опираются на программы базового уровня и обеспечивают взаимодействие пользователя с оборудованием, взаимодействие дополнительного оборудования с базовым и предоставляют возможность для установки и работы программ более высоких уровней.

4.Программы служебного уровня выполняют обслуживание компьютерной системы, обеспечивают её контроль и настройку .В работе опираются на программы базового и системного уровней.

5.Программы прикладного уровня используются  человеком для исполнения практических задач с помощью компьютера.

6.Совокупность программ , установленных на компьютере,

называется ПРОГРАММНОЙ КОНФИГУРАЦИЕЙ.

Контрольные вопросы

1.Сформулируйте определение программного обеспечения.

2. Сформулируйте определение программной конфигурации.

3. Сформулируйте определение программы.

4. Сформулируйте определение  алгоритма.

5. Перечислите уровни программного обеспечения.

6. Какую структуру образуют уровни программного обеспечения?

7. Какого типа структура уровней программного обеспечения?

8. Охарактеризуйте базовый уровень ПО.

9. Охарактеризуйте системный уровень ПО.

10. Охарактеризуйте служебный уровень ПО.

11. Охарактеризуйте прикладной уровень ПО.

12. Какие виды системных программ вы знаете?

Основные сокращения

1. S-система
2. ПК-персональный компьютер
3. ПК-программная конфигурация
4. ЭВМ-электронная вычислительная машина
5. БД-база данных
6. СУБД-система управления базой данных
7. ИС- информационная система
8. ИС- информационная сеть
9. ПО- программное обеспечение
10. АО- аппаратное обеспечение
11. МО- математическое обеспечение
12. ИО- информационное обеспечение
13. ИО- исследование операций
14. ТО- техническое обеспечение компьютера
15. КС-  компьютерная сеть
16. КС- компьютерная система
17. ИТ- информационные технологии
18. КТ- компьютерные технологии
19. КТ-компьютерная техника
20. САПР- система автоматизированного проектирования
21. АСУ- автоматизированная система управления
22. ВС- вычислительная система
23. ВС- вычислительная сеть
24. АК- аппаратная конфигурация
25. ВК- вычислительный комплекс
26. ЦПУ- центральное процессорное устройство
27. ОС- операционная система
28. ОЗУ (RAM)- оперативное запоминающее устройство
29. ПЗУ ( ROM)- постоянное запоминающее устройство
30. BIOS- базовая система ввода-вывода
31. DRAM- динамическая оперативная память
32. SRAM- статическая оперативная память
33. СЕИ-  составная единица информации
34. ИКТ-информационные компьютерные технологии
35. ВТ- вычислительная техника
36. LAN- локальная компьютерная сеть
37. WAN- глобальная компьютерная сеть
38. MAN- корпоративная вычислительная сеть
39. CMOS-энергонезависимая память
40. ВЦ- вычислительный центр
41. CD-ROM- компакт-диск
42. WWW-Всемирная паутина
43. CБ- системный блок
44. МП- материнская плата ( системная плата)
45. AGP- видеокарта (видеоадаптер)
46. МИС- медицинская информационная система
47. МЭС- медицинская экспертная система
48. НИТ-новая информационная технология

ТЕСТ по теме «ПО ПК»

Вариант №1

1. Как называется совокупность всех программ, образующих программную конфигурацию? а) ПК; б) ПО; в) АО
2. Программа – это ?

а) упорядоченная последовательность действий;

б) упорядоченная последовательность команд;

в) протокол

3. Цель любой компьютерной программы?

а) управление аппаратными средствами;

б) упорядочить последовательность действий;

в) упорядочить последовательность команд

4. Как называется состав программного обеспечения ВС? а) программа;

б) межпрограммный интерфейс; в) программная конфигурация

5. Какую структуру образуют уровни ПО? а) иерархическую; б) табличную; в) линейную
6. Какого типа структуру образуют уровни ПО? а) плоская; б) «Слоёный пирог»; в) многомерная
7. Сколько уровней ПО Вам известно? а) 2; б) 3; в) 4
8. Перечислите уровни ПО

а) базовый, системный, служебный, прикладной;

б) прикладной, служебный, системный, базовый;

в) операционный, тактический, стратегический

9. Как называются программы базового уровня?

а) утилиты; б) базовые;  в) драйверы устройств

10.  Базовый уровень ПО отвечает за взаимодействие с ______

а) базовыми аппаратными средствами;

          б) СБ, монитором, клавиатурой и мышью;

          в) всё верно

Вариант №2

1.        Программы базового уровня ____ в микросхемах_____

а) «зашиты»; ПЗУ;          б) хранятся; ОЗУ;          в) находятся; жёсткий диск

2.        Программа базового уровня формируются  _______ и __?__могут быть изменены пользователем.

а) на этапе производства; не могут;

б) на этапе производства;  могут;

в) программистами; могут

3. Программы базового уровня называются а) системными; б) базовыми; в) прикладными        

4.        Каким является системный уровень ПО?

а) связующим;    б) переходным;    в) основным

5.        Сколько различают видов системных программ? а) 2; б) 3; в) 4

6.        Какого типа структуру образуют уровни ПО? а) плоская; б) «Слоёный пирог»; в) многомерная

7.        Как называются системные программы, которые отвечают за работу конкретных устройств? а) утилиты; б) средства обеспечения пользовательского интерфейса; в) драйверы устройств

8.        Перечислите уровни ПО

а) базовый, системный, служебный, прикладной;

б) прикладной, служебный, системный, базовый;

в) операционный, тактический, стратегический

9.        Как называется комплекс программ, с помощью которых решаются конкретные задачи?

а) служебный уровень ПО; б) базовый уровень ПО;  в) прикладной уровень ПО

10.         Какие классы  ПО прикладного уровня Вам известны?

а) общие;          б) специальные;             в) всё верно

Лекция №12

Раздел №3 Компьютерное обеспечение.

Техническая и программная базы информатики

        Тема: «Классификация прикладных программных средств»

Задание:

- Освоить материал по теме

- Законспектировать базовую информацию в рабочей тетради, записав основные термины и сокращения (если таковые имеются)

- Выучить основные определения

- Ответить письменно в рабочей тетради на контрольные вопросы

Введение

На занятии в рамках темы «Классификация прикладных программных средств» будут рассмотрены следующие вопросы:

1.Текстовые редакторы и процессоры.

2.Графические редакторы.

3.Системы управления базами данных (СУБД).

4.Электронные таблицы.

5.Системы автоматизированного проектирования (САПР).

6.Настольные издательские и экспертные системы.

      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.

Основная часть

1. Текстовые редакторы. Основные функции - это ввод и редактирование текстовых данных. Для операций ввода, вывода и хранения данных текстовые редакторы используют системное программное обеспечение. С этого класса прикладных программ начинают знакомство с программным обеспечением и на нем приобретают первые привычки работы с компьютером.

2. Текстовые процессоры. Разрешают форматировать, то есть оформлять текст. Основными средствами текстовых процессоров являются средства обеспечения взаимодействия текста, графики, таблиц и других объектов, составляющих готовый документ, а также средства автоматизации процессов редактирования и форматирования. Современный стиль работы с документами имеет два подхода: работа с бумажными документами и работа с электронными документами. Приемы и методы форматирования таких документов различаются между собой, но текстовые процессоры способны эффективно обрабатывать оба вида документов.

3. Графические редакторы. Широкий класс программ, предназначенных для создания и обработки графических изображений. Различают три категории:

• растровые редакторы;
• векторные редакторы;
• 3-D редакторы (трехмерная графика).

- В растровых редакторах графический объект представлен в виде комбинации точек (растров), которые имеют свою яркость и цвет. Такой подход эффективный, когда графическое изображение имеет много цветов и информация про цвет элементов намного важнее, чем информация про их форму. Это характерно для фотографических и полиграфических изображений. Применяют для обработки изображений, создания фотоэффектов и художественных композиций.

- Векторные редакторы отличаются способом представления данных изображения. Объектом является не точка, а линия. Каждая линия рассматривается, как математическая кривая ІІІ порядка и представлена формулой. Такое представление компактнее, чем растровое, данные занимают меньше места, но построение объекта сопровождается пересчетом параметров кривой в координаты экранного изображения, и соответственно, требует более мощных вычислительных систем. Широко применяются в рекламе, оформлении обложек полиграфических изданий.

- Редакторы трехмерной графики используют для создания объемных композиций. Имеют две особенности: разрешают руководить свойствами поверхности в зависимости от свойств освещения, а также разрешают создавать объемную анимацию.

3. Системы управления базами данных (СУБД). Базой данных называют большие массивы данных, организованные в табличные структуры. Основные функции СУБД:

• создание пустой структуры базы данных;
• наличие средств ее заполнения или импорта данных из таблиц другой базы;
• возможность доступа к данных, наличие средств поиска и фильтраци.

В связи с распространением сетевых технологий, от современных СУБД требуется возможность работы с отдаленными и распределенными ресурсами, которые находятся на серверах Интернета.

4. Электронные таблицы. Предоставляют комплексные средства для хранения разных типов данных и их обработки. Основной акцент смещен на преобразование данных, предоставлен широкий спектр методов для работы с числовыми данными. Основная особенность электронных таблиц состоит в автоматическом изменении содержимого всех ячеек при изменении отношений, заданных математическими или логическими формулами.

Широкое применение находят в бухгалтерском учете, анализе финансовых и торговых рынков, средствах обработки результатов экспериментов, то есть в автоматизации регулярно повторяемых вычислений больших объемов числовых данных.

5. Системы автоматизированного проектирования (CAD-системы). Предназначены для автоматизации проектно-конструкторских работ. Применяются в машиностроении, приборостроении, архитектуре. Кроме графических работ, разрешают проводить простые расчеты и выбор готовых конструктивных элементов из существующей базы данных.

Особенность CAD-систем состоит в автоматическом обеспечении на всех этапах проектирования технических условий, норм и правил. САПР являются необходимым компонентом для гибких производственных систем (ГВС) и автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУ ТП).

6. Настольные издательские системы. Автоматизируют процесс верстки полиграфических изданий. Издательские системы отличаются расширенными средствами управления взаимодействия текста с параметрами страницы и графическими объектами, но имеют более слабые возможности по автоматизации ввода и редактирования текста. Их целесообразно применять к документам, которые предварительно обработаны в текстовых процессорах и графических редакторах.

7. Редакторы HTML (Web-редакторы). Особый класс редакторов, объединяющих в себе возможности текстовых и графических редакторов. Предназначены для создания и редактирования Web-страниц Интернета. Программы этого класса можно использовать при подготовке электронных документов и мультимедийних изданий.

8. Браузеры (средства просмотра Web-документов). Программные средства предназначены для просмотра электронных документов, созданных в формате HTML. Восроизводят, кроме текста и графики, музыку, человеческий язык, радиопередачи, видеоконференции и разрешают работать с электронной почтой.

9. Системы автоматизированного перевода. Различают электронные словари и программы перевода языка.

Электронные словари - это средства для перевода отдельных слов в документе. Используются профессиональными переводчиками, которые самостоятельно переводят текст.

Программы автоматического перевода используют текст на одном языке и выдают текст на другом, то есть автоматизируют перевод. При автоматизированном переводе невозможно получить качественный исходный текст, поскольку все сводится к переводу отдельных лексических единиц. Но, для технического текста, этот барьер снижен.

10.       Экспертные системы

Экспе́ртная систе́ма (ЭС, англ. expert system) — компьютерная система, способная частично заменить специалиста-эксперта в разрешении проблемной ситуации. Современные экспертные системы начали разрабатываться исследователями искусственного интеллекта в 1970-х годах, а в 1980-х получили коммерческое подкрепление. Предтечи экспертных систем были предложены в 1832 году С. Н. Корсаковым, создавшим механические устройства, так называемые «интеллектуальные машины», позволявшие находить решения по заданным условиям, например определять наиболее подходящие лекарства по наблюдаемым у пациента симптомам заболевания[1].

В информатике экспертные системы рассматриваются совместно с базами знаний как модели поведения экспертов в определенной области знаний с использованием процедур логического вывода и принятия решений, а базы знаний — как совокупность фактов и правил логического вывода в выбранной предметной области деятельности.

Похожие действия выполняет такой программный инструмент как «Мастер» (англ. Wizard). Мастера применяются как в системных программах так и в прикладных для упрощения интерактивного общения с пользователем (например, при установке ПО). Главное отличие мастеров от экспертных систем — отсутствие базы знаний — все действия жестко запрограммированы. Это просто набор форм для заполнения пользователем.

Другие подобные программы — поисковые или справочные (энциклопедические) системы. По запросу пользователя они предоставляют наиболее подходящие (релевантные) разделы базы статей (представления об объектах областей знаний, их виртуальную модель).

В настоящее время «классическая» концепция экспертных систем, сложившаяся в 70-80 годах прошлого века, переживает серьезный кризис, по всей видимости связанный с её глубокой ориентацией на общепринятый в те годы текстовый человеко-машинный интерфейс, который в настоящее время в пользовательских приложениях почти полностью вытеснен графическим (GUI). Кроме того, «классический» подход к построению экспертных систем плохо согласуется с реляционной моделью данных, что делает невозможным эффективное использование современных промышленных СУБД для организации баз знаний таких систем. Все приводимые в литературных и интернет-источниках примеры «известных» или «распространенных» экспертных систем на самом деле относятся к 80-м годам прошлого столетия и в настоящее время давно не существуют, либо безнадежно устарели и поддерживаются лишь немногочисленными энтузиастами.[источник не указан 613 дней] С другой стороны, нередко в качестве маркетингового хода экспертными системами объявляются современные программные продукты, в «классическом» понимании таковыми не являющиеся (например, компьютерные справочно-правовые системы). Предпринимаемые энтузиастами попытки объединить «классические» подходы к разработке экспертных систем с современными подходами к построению пользовательского интерфейса (проекты CLIPS Java Native Interface, CLIPS.NET и др.) не находят поддержки среди крупных компаний-производителей программного обеспечения и по этой причине остаются пока в экспериментальной стадии.

Выделяют также: системы видеомонтажа, геоинформационные системы (ГИС), финансовые аналитические системы, бухгалтерские системы, интегрированные системы делопроизводства, веб-редакторы и электронные таблицы.

Отдельные категории прикладных программных средств, обладающие своими развитыми системами классификации, представляют обучающие, развивающие, справочные и развлекательные системы и программы. Характерной особенностью этих классов ПО являются повышенные требования к мультимедийной составляющей (использование музыкальных композиций, средств графической анимации и видеоматериалов).

Контрольные вопросы

1. Каковы основные функции текстовых редакторов?
2. В чём сходство и каковы различия текстовых редакторов и текстовых процессоров?
3. Сформулируйте определение графических редакторов.
4. Перечислите категории графических редакторов.
5. В каких случаях применяются растровые редакторы?
6. В чём отличие векторных редакторов от растровых?
7. Где используют редакторы трёхмерной графики?
8. Сформулируйте определение баз данных.
9. Сформулируйте определение систем управления базами данных.
10. Для чего предназначены экспертные системы?
11. Как иначе называют браузеры?

Лекция №13

Раздел №3 Компьютерное обеспечение.

Техническая и программная базы информатики

        Тема: «Классификация служебных программных средств»

Задание:

- Освоить материал по теме

- Законспектировать базовую информацию в рабочей тетради, записав основные термины и сокращения (если таковые имеются)

- Выучить основные определения

- Ответить письменно в рабочей тетради на контрольные вопросы

- Выполнить тестовое задание (студенты 1 подгруппы  выполняют  Вариант №1, студенты 2 подгруппы – Вариант №2) и выслать на проверку, создав документ Word «Лекция №13», в котором, указав: ФИО, № группы, № подгруппы, № варианта, следует разместить в  столбик номера вопросов и ответы на них (буквой) (стиль Nimes New Roman, шрифт №14)

Введение

На занятии в рамках темы «Классификация служебных программных средств» будут рассмотрены следующие вопросы:

1.Файловые менеджеры и архиваторы.

2.Средства просмотра и воспроизведения.

3.Средства диагностики и контроля.

4.Коммуникационные программы.

5.Мониторы установки.

6.Средства обеспечения компьютерной безопасности.

 7.Понятие об информационном и  математическом обеспечении  вычислительных систем.

      Программы служебного 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.

Основная часть          

Основное назначение служебных программ (их также называют утилитами) состоит в автоматизации работ по проверке, наладке и настройке компьютерной системы. Во многих случаях они используются для расширения или улучшения функций системных программ. Некоторые служебные программы (как правило, это программы обслуживания) изначально включают в состав операционной системы, но большинство служебных программ являются для операционной системы внешними и служат для расширения ее функций.

В разработке и эксплуатации служебных программ существует два альтернативных направления: интеграция с операционной системой и автономное функционирование. В первом случае служебные программы могут изменять потребительские свойства системных программ, делая их более удобными для практической работы. Во втором случае они слабо связаны с системным программным обеспечением, но предоставляют пользователю больше возможностей для персональной настройки их взаимодействия с аппаратным и программным обеспечением.

Классификация служебных программных средств

1. Диспетчеры файлов (файловые менеджеры). С их помощью выполняется большинство операций по обслуживанию файловой структуры: копирование, перемещение, переименование файлов, создание каталогов (папок), уничтожение объектов, поиск файлов и навигация в файловой структуре. Базовые программные средства содержатся в составе программ системного уровня и устанавливаются вместе с операционной системой

2. Средства сжатия данных (архиваторы) предназначены для создания архивов. Архивные файлы имеют повышенную плотность записи информации и соответственно, эффективнее используют носители информации.

3. Средства диагностики предназначены для автоматизации процессов диагностики программного и аппаратного обеспечения. Их используют для исправления ошибок и для оптимизации работы компьютерной системы.

4. Программы инсталляции (установки). Предназначены для контроля за добавлением в текущую программную конфигурацию нового программного обеспечения. Они следят за состоянием и изменением окружающей программной среды, отслеживают и протоколируют образование новых связей, утерянных во время уничтожения определенных программ. Простые средства управления установлением и уничтожением программ содержатся в составе операционной системы, но могут использоваться и дополнительные служебные программы.

5. Средства коммуникации. С появлением электронной связи и компьютерных сетей программы этого класса приобрели очень большое значение. Они позволяют устанавливать соединения с удаленными компьютерами, обслуживают передачу сообщений электронной почты, работу с телеконференциями (группами новостей), обеспечивают пересылку факсимильных сообщений и выполняют множество других операций в компьютерных сетях.

6. Средства просмотра и воспроизведения. Преимущественно, для работы с файлами, их необходимо загрузить в "родную" прикладную программу и внести необходимые исправления. Но, если редактирование не нужно, существуют универсальные средства для просмотра (в случае текста) или воспроизведения (в случае звука или видео) данных.

7. Средства компьютерной безопасности. К ним относятся средства пассивной и активной защиты данных от повреждения, несанкционированного доступа, просмотра и изменения данных. Средства пассивной защиты - это служебные программы, предназначенные для резервного копирования. Средства активной защиты применяют антивирусное программное обеспечение. Для защиты данных от несанкционированного доступа, их просмотра и изменения используют специальные системы, базирующиеся на криптографии

8. Мониторы установки. Программы этой категории предназначены для контроля за установкой программного обеспечения. Необходимость в данном программном обеспечении связана с тем, что между различными категориями программного обеспечения могут устанавливаться связи. Вертикальные связи (между уровнями) являются необходимым условием функционирования всех компьютеров. Горизонтальные связи (внутри уровней) характерны для компьютеров, работающих с операционными системами, поддерживающими принцип совместного использования одних и тех же ресурсов разными программными средствами. И в тех и в других случаях при установке или удалении программного обеспечения могут происходить нарушения работоспособности прочих программ.

Мониторы установки следят за состоянием и изменением окружающей программной среды, отслеживают и протоколируют образование новых связей и позволяют восстанавливать связи, утраченные в результате удаления ранее установленных программ.

Простейшие средства управления установкой и удалением программ обычно входят в состав операционной системы и размещаются на системном уровне программного обеспечения, однако они редко бывают достаточны. Поэтому в вычислительных системах, требующих повышенной надежности, используют дополнительные служебные программы.

9.Средства контроля.  Средства контроля (мониторинга) - программные средства контроля иногда называют мониторами. Они позволяют следить за процессами, происходящими в компьютерной системе. При этом возможны два подхода: наблюдение в реальном режиме времени или контроль с записью результатов в специальном протокольном файле. Первый подход обычно используют при изыскании путей для оптимизации работы вычислительной системы и повышения ее эффективности. Второй подход используют в тех случаях, когда мониторинг выполняется автоматически и (или) дистанционно. В последнем случае результаты мониторинга можно передать удаленной службе технической поддержки для установления причин конфликтов в работе программного и аппаратного обеспечения. Средства мониторинга, работающие в режиме реального времени, особенно полезны для практического изучения приемов работы с компьютером, поскольку позволяют наглядно отображать те процессы, которые обычно скрыты от глаз пользователя.

Понятие об информационном и математическом обеспечении вычислительных систем.

Наряду с аппаратным и программным обеспечением средств вычислительной техники в некоторых случаях целесообразно рассматривать информационное обеспечение, под которым понимают совокупность программ и предварительно подготовленных данных, необходимых для работы данных программ.

Рассмотрим, к примеру, систему автоматической проверки орфографии в редактируемом тексте. Ее работа состоит по сути в том, что лексические единицы исходного текста сравниваются с заранее заготовленным эталонным массивом данных (словарем). В данном случае для успешной работы системы крайне важно иметь кроме аппаратного и программного обеспечения специальные наборы словарей, подключаемые извне. Это пример информационного обеспечения вычислительной техники.

В специализированных компьютерных системах (бортовых компьютерах автомобилей, судов, ракет, самолетов, космических летательных аппаратов и т. п.) совокупность программного и информационного обеспечения называют математическим обеспечением. Как правило, оно “жестко” записывается в микросхемы ПЗУ и должна быть изменено только путем замены ПЗУ или его перепрограммирования на специальном оборудовании.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Каково основное назначение служебных программ?

2. Каких направлений придерживаются в разработке и эксплуатации служебных программ?

3. Представьте классификацию служебных программ.

4. Охарактеризуйте файловые менеджеры.

5. Охарактеризуйте архиваторы.

6. Охарактеризуйте средства диагностики.

7. Охарактеризуйте программы инсталяции.

8. Охарактеризуйте средства коммуникации.

9. Охарактеризуйте средства просмотра и воспроизведения.

10. Охарактеризуйте  средства компьютерной безопасности.

11. Что мы называем мониторами установки?

12. Как связаны информационное и математическое обеспечение КС?

ТЕСТ

Выбрать один правильный ответ

Вариант №1

1. Как называется состав вычислительной системы?

а) конфигурацией;    б) интерфейсом;    в) протоколом.

2. Периферийное устройство манипуляторного типа

а) системный блок;  б) мышь;  в) монитор.

3.Клавиатура – это

а) внешнее устройство визуального представления данных;

 б) устройство, находящееся на материнской плате;

в) внешнее устройство клавишного типа.

4. Внешнее устройство визуального представления данных

а) монитор;     б)  принтер;  в) мышь.

5. Уровни программного обеспечения

а) базовый, служебный, системный, прикладной;

 б) базовый, системный, служебный, прикладной;

  в) прикладной, служебный, системный, базовый.

6. Базовое аппаратное обеспечение ПК

а) монитор, клавиатура, мышь;  б) аппаратная и программная конфигурации;  в) системный блок, монитор, клавиатура, мышь.

7.Виды аппаратных интерфейсов

  а) последовательные и параллельные;

  б) иерархические и асинхронные;      в) перпендикулярные и параллельные.

8. Интерфейс – это

а) связь;    б) взаимодействие;   в) стандарт.

9. Протокол - это

а) связь;    б) взаимодействие;   в) стандарт.

10. Упорядоченная последовательность команд– это

а)  программа;           б) алгоритм;           в)интерфейс.

11. Алгоритм – это        

а) упорядоченная последовательность команд;

б) упорядоченная последовательность действий;

в)  упорядоченная последовательность программ.

12. Асинхронный интерфейс – это

а) параллельный интерфейс;   б) пользовательский интерфейс;

в) последовательный интерфейс ; г) аппаратный интерфейс.

13. Утилиты – это программы  . . . уровня программного обеспечения ПК

а) служебного;     б) системного;    в) базового.

14. Драйверы устройств – это программы   . . . уровня программного обеспечения ПК

а) базового;     б) системного;   в) служебного.

15. Персональный компьютер – это

а) программное обеспечение вычислительной системы;

б) аппаратное обеспечение вычислительной системы;

в) универсальная техническая система с электронным принципом действия.

16. Какой является структура уровней ПО?

а) иерархической; б) линейной;  в) табличной.

Вариант №2

1. Что наблюдает пользователь на экране монитора, пользуясь манипулятором мышью?

а) графические объекты и  элементы управления;

б) текстовые документы;     в) персонифицированные регистры.

2. Как называется периферийное устройство визуального представления данных?

а) мышь;     б) клавиатура;   в) монитор.

3. Графический элемент, перемещение которого по экрану монитора синхронизировано с перемещением мыши по плоской поверхности

а) файл;        б) курсор;          в) папка.

14 Монитор можно отнести к  устройствам

а)  ввода данных;  б) вывода данных;   в) обработки информации.

5. Каких видов различают мониторы?

а) жидко- кристаллические; б) вертикальные и горизонтальные;

в)  суперплоские.

6. Относительно чего все устройства ПК делятся на внешние и внутренние?

а) СБ;    б) ЦПУ;   в) монитор;  г) СУБД.

7. Какими бывают виды корпусов СБ?

а) вертикальные и горизонтальные;

б) полноразмерные и малоразмерные;  

 в) плоские и особо плоские.

8. Сколько групп клавиш на клавиатуре можно выделить по функциональному признаку?

а)  2;      б)  3;      в) 5.

9. К какой группе клавиш относится клавиша  Esc?

а)  алфавитно- цифровые;   б)  служебные;    в) функциональные.

10. Какой клавишей включается дополнительная панель на клавиатуре?

а) Insert;                                б) Esc;                  в) Num Lock.

11. Клавиши Home, End относятся к клавишам

а) дополнительной панели;   б) курсорным;   в) функциональным.

12. Какие стандартные индикаторы имеются на клавиатуре?

  а) Num Lock, Caps Lock, Scroll   Lock;

  б) Num Lock, Insert,  Caps Lock ;                            

  в) Esc, Num Lock, Home.

13. Каковы функции драйверов устройств?

а) средства обеспечения пользовательского интерфейса;

б)  компонент архитектуры ПК;

в) конкретные программы, отвечающие за взаимодействие с конкретными устройствами.

14. Как называют нажатия кнопок мыши?

а) кликами;    б) щелчками;  в) всё верно.

15.  Какие  системы расположены на материнской плате?

а) ПЗУ и система BIOS;   б) ОЗУ, процессор;  в) монитор и системный блок.  

16. Какого типа структура уровней ПО?

а) «Вертикаль»;   б) «Слоёный пирог»;  в) «Пирамида».

Лекция №14 Итоговое занятие

Раздел №3 Компьютерное обеспечение.

Техническая и программная базы информатики

        Тема: «Понятие об информационном и математическом обеспечении вычислительных систем»

Задание:

- Освоить материал по теме

- Законспектировать базовую информацию в рабочей тетради, записав основные термины и сокращения (если таковые имеются)

- Выучить основные определения

- Ответить письменно в рабочей тетради на контрольные вопросы

- Выполнить тестовое задание и выслать на проверку, создав документ Word «Лекция №14», в котором, указав: ФИО, № группы, № подгруппы, следует разместить в  столбик номера вопросов и ответы на них (буквой) (стиль Nimes New Roman, шрифт №14)

Понятие об информационном и математическом обеспечении вычислительных систем

       Наряду с АО и ПО средств ВТ в некоторых случаях целесообразно рассматривать информационное обеспечение, под которым понимают совокупность программ и предварительно подготовленных данных , необходимых для работы данных программ.

       Рассмотрим, например, систему автоматической проверки орфографии в редактируемом тексте. Ее работа заключается в том, что лексические единицы исходного текста сравниваются с заранее заготовленным эталонным массивом данных (словарем). В данном случае для успешной работы системы необходимо иметь кроме АО и ПО специальные наборы словарей, подключаемые извне. Это пример информационного обеспечения ВТ.

       В специализированных компьютерных системах (бортовых компьютерах автомобилей, судов, ракет, самолетов, космических летательных аппаратов и т.п.) совокупность программного  и информационного обеспечения называют математическим обеспечением. Как правило, оно «жестко» записывается в микросхемах ПЗУ и может быть изменено только путем замены ПЗУ или его программирование на специальном оборудовании.

Информационное обеспечение

Назначение подсистемы информационного обеспечения состоит в своевременном формировании и выдаче достоверной информации для принятия управленческих решений.

Информационное обеспечение – совокупность единой системы классификации и кодирования информации, унифицированных систем документации, схем информационных потоков, циркулирующий в организации, а также методология построения баз данных.

Математическое и программное обеспечение

Математическое и программное обеспечение- совокупность математических методов, моделей, алгоритмов и программ для реализации целей и задач информационной системы, а также нормального функционирования комплекса технических средств.

        К средствам математического обеспечения относится:

• средства моделирования процессов управления;
• типовые задачи управления;
• методы математического программирования, математической статистики, теории массового обслуживания и др.

       В состав программного обеспечения входят общесистемные и специальные программные продукты, а также техническая документация.

       К общесистемному ПО относят комплексы программ, ориентированных на пользователей и предназначенных для решения типовых задач обработки информации. Они служат для расширения функциональных возможностей компьютеров, контроля и управления процессом обработки данных.

       Специальное ПО представляет собой совокупность программ, разработанных при создании конкретной информационной системы. В его состав входят пакеты прикладных программ (ППП), реализующие разработанные модели разной степени адекватности, отражающие функционирование реального объекта.

Техническая документация на разработку программных средств должна содержать описание задач, задание на алгоритмизацию, экономико-математическую модель задачи, контрольные примеры.

Заключение

      Сегодня мы заканчиваем  курс лекций по информатике  данного семестра, рассмотрев такие разделы , как:

Раздел І. Введение в информатику

Раздел II. Основы информатики

Раздел III. Компьютерное обеспечение,

 освоив информацию по таким  вопросам, как:

- этапы информационного развития общества

- роль информационной деятельности в современном обществе

- информатика: предмет и задачи

- единицы измерения информации.

- системы счисления

- кодирование информации

- файлы и файловая система

- история развития компьютерной техники

- аппаратное обеспечение ПК

- периферийные устройства ПК

- внутренние  устройства системного блока и материнской платы

- программное обеспечение ПК

- классификация прикладных программных средств

- классификация служебных программных средств.

Мы также познакомились с такими основными терминами информатики, как

Информатика - наука об информации , её свойствах, видах, способах сбора, хранения, обработки и передачи и соответствующем инструментарии;

 - это техническая наука, систематизирующая приёмы создания,  хранения ,воспроизведения , обработки и передачи данных средствами вычислительной техники , а так же принципы функционирования этих средств и методы управления ими;

- это наука об автоматической обработке информации .

• Термин  « информатика» произошёл от слияния двух французских слов «информация» и « автоматика».

Основная задача Информатики - преодоление общечеловеческого кризисного явления , называемого  «информационным  бумом», путём внедрения средств и методов,  автоматизирующих операции с данными.

Компьютер –

Мы живём в материальном мире, где постоянно взаимодействуют материальные тела и поля, в результате чего происходит энергообмен, в результате которого возникают сигналы. Зарегистрированные сигналы –это данные.

 Данные несут в себе информацию о событиях материального мира , но это – не информация.

Данные – это зарегистрированные сигналы

               – это хранящаяся информация

               – это диалектическая составная часть информации.

Информация - совокупность данных , повышающих уровень знаний.

 – это продукт  взаимодействия данных и адекватных им методов

 – это передаваемые  данные

 – это сообщение с элементом новизны.

Информация – это основа управления.

Информационные ресурсы - это совокупность данных, организованных для получения достоверной информации в самых разных областях знаний и практической деятельности.

Единица измерения информации – это набор символов, которому придаётся определённый смысл.

Минимально необходимы две единицы информации :*  АТРИБУТ, *СОСТАВНАЯ единица информации ( СЕИ).

Атрибутом называется информационное отображение отдельного свойства некоторого объекта , процесса , явления.

СЕИ – это набор атрибутов и , возможно, других СЕИ.

СИСТЕМЫ СЧИСЛЕНИЯ - способы кодирования числовой информации,т.е. способ записи чисел с помощью некоторого алфавита, символы которого называют цифрами( позиционные и непозиционные; двоичные, десятиричные,  восьмиричные,  шестнадцатиричные).

КОДИРОВАНИЕ информации - представление информации в той или иной стандартной форме.

- это преобразование сообщений в сигнал, т.е. преобразование сообщений в кодовые комбинации

-это выражение данных одного типа через данные другого типа.

Двоичное кодирование – это выражение данных любого типа последовательностью нулей и единиц.

  Формула расчёта количества кодируемых выражений N:

N = 2m , где  m – количество битов, необходимых для кодирования.

Бит – наименьшая единица представления данных; пара цифр типа(0;1).

Байт – наименьшая единица измерения данных.

Файл – наименьшая единица хранения данных

– это последовательность произвольного числа байтов , обладающая уникальным собственным именем

- безразмерное канцелярское досье, в которое могут доставлять содержимое , или извлекать его оттуда .

Файл , имеющий 0 байтов называется ПУСТЫМ.

Для упорядочивания данных применяют следующие структуры: линейные (списки), табличные ( таблицы), иерархические (дерево).

Фа́йловая систе́ма (англ. file system) — порядок, определяющий способ организации, хранения и именования данных на носителях информации в компьютерах, а также в другом электронном оборудовании: цифровых фотоаппаратах, мобильных телефонах и т. п.

Файловая структура — это основная структура, используемая компьютером для упорядочения информации на жестком диске.

Компьютер – универсальная техническая система с электронным принципом действия, предназначенная для автоматической обработки информации.

Состав вычислительной системы называется конфигурацией.

Различают программную и аппаратную конфигурации.

Интерфейс - взаимодействие; ( аппаратные, программные, аппаратно-программные, пользовательские)

Аппаратные интерфейсы – переходные аппаратно – логические устройства ,согласующие работу между отдельными узлами и блоками.

Аппаратные протоколы ( стандарты на интерфейсы )- совокупность технических условий , которые должны быть обеспечены разработчиками устройств для успешного согласования их работы с другими устройствами.

Информационное обеспечение – это совокупность программ и предварительно подготовленных данных , необходимых для работы данных программ.

В базовую аппаратную конфигурацию ПК входят такие устройства, как

- системный блок;

- монитор;

- клавиатура;

- мышь.

Монитор - это устройство визуального представления данных (главное устройство вывода).

Клавиатура - клавишное устройство управления персональным компьютером, служит для ввода алфавитно-цифровых (знаковых) данных и команд управления; -это стандартное средство персонального компьютера.

Мышь - это внешнее  устройство управления ПК  манипуляторного типа; плоская коробка с 2-3 кнопками, перемещение которой  на плоской поверхности синхронизировано с перемещением графического объекта (указателя мыши, курсора) на экране монитора.

Системный блок – это базовое  устройство ПК, внутри которого располагаются основные электронные узлы и блоки.

Относительно ЦПУ( расположенном внутри СБ) все устройства ПК делятся на внутренние и внешние ( периферийные).

Внутри СБ размещаются:

• Материнская плата ( МП);
• Жёсткий диск ( ЖД);
• Дисковод гибких дисков ( дискет);
• Дисковод компакт-дисков CD-ROM;
• Видеокарта ( видеоадаптер);
• Звуковая карта.

Материнская плата — основная плата персонального компьютера, на которой  размещены:  процессор; микропроцессорный комплект ( чипсет)

шины;  ОЗУ;  ПЗУ;   слоты.

Жесткий диск — основное устройство для долговременного хранения больших объемов данных и программ.

Процессор - внешняя память ; основная микросхема, выполняющая большинство математических и логических операций.

Микропроцессорный комплект ( чипсет)- это набор микросхем, управляющих работой внутренних устройств и определяющих основные функциональные возможности.

Шины - это набор проводников ,по которым происходит обмен сигналами между внутренними устройствами ПК.

ОЗУ –это оперативная память; набор микросхем для временного хранения данных, в том числе после выключения компа

ПЗУ – это постоянное запоминающее устройство; микросхема для длительного хранения данных в том числе, когда ПК выключен.

BIOS – базовая система ввода-вывода.

Слоты - это разъёмы для подключения дополнительных внутренних устройств.

Программа - это запись алгоритма решения задачи в виде последовательности команд или операторов языком, который понимает компьютер.

         Алгоритм – это упорядоченная последовательность действий.

Состав программного обеспечения вычислительной системы называется. программной конфигурацией.

Межпрограммный интерфейс - это распределение программного обеспечения на несколько связанных между собою уровней.

         Уровни ПО  образуют иерархическую структуру типа « слоёный пирог».

Базовые программы отвечают за работу базового аппаратного обеспечения

Программы системного уровня ( переходного уровня) обеспечивают взаимодействие других программ компьютера с программами базового уровня и непосредственно с аппаратным обеспечением и бывают 2 типов: драйверы устройств и средства обеспечения пользовательского интерфейса.

Драйверы устройств – это системные программы, отвечающие за работу конкретных устройств.

Утилиты - это программы служебного уровня ПО; предназначены для автоматизации работ по проверке и настройки компьютерной системы, а также для улучшения функций системных программ.

Прикладные программы – это программы, предназначенные для решения конкретных задач( от развлекательных до обучающих и производственных.)

Основная часть

Выполнение итогового тестирования

( работа рассчитана на 30 минут

выполняется на отдельных листах

возможны несколько верных  вариантов ответов)

ИТОГОВЫЙ ТЕСТ

1.Состав вычислительной системы называется

а) конфигурацией;    б) интерфейсом;    в) протоколом.

2. Периферийное устройство манипуляторного типа

а) системный блок;  б) мышь;  в) монитор.

3.Клавиатура – это

а) внешнее устройство визуального представления данных;

 б) устройство, находящееся на материнской плате;

в) внешнее устройство клавишного типа.

4. Внешнее устройство визуального представления данных

а) монитор;     б)  принтер;  в) мышь.

5. Уровни программного обеспечения

а) базовый, служебный, системный, прикладной;

 б) базовый, системный, служебный, прикладной;

  в) прикладной, служебный, системный, базовый.

6. Базовое аппаратное обеспечение ПК

а) монитор, клавиатура, мышь;  б) аппаратная и программная конфигурации;  в) системный блок, монитор, клавиатура, мышь.

7.Виды аппаратных интерфейсов

а) последовательные и параллельные;

  б) иерархические и асинхронные;      в) перпендикулярные и параллельные.

8. Интерфейс – это

а) связь;    б) взаимодействие;   в) стандарт.