Понятие информатики как науки

Семестр 1

Понятие информации

Термин информация происходит от латинского слова informatio – разъяснение, изложение. Первоначальное значение этого термина – «сведения, передаваемые людьми устным, письменным или иным способом». В середине ХХ века термин «информация» превратился в общенаучное понятие, означающее обмен сведениями между людьми, между человеком и автоматом, между автоматами, а также обмен сигналами в животном и растительном мире.

В философском смысле информация есть отражение реального мира. Это сведения, которые один реальный объект содержит о другом реальном объекте. Таким образом, понятие информации связывается с определенным объектом, свойства которого она отражает.

В информатике под информацией понимается сообщение, снижающее степень неопределенности знаний о состоянии предметов или явлений и помогающее решить поставленную задачу.

Изменение некоторой физической величины во времени, обеспечивающее передачу сообщений, называется сигналом.

Свойства информации

На свойства информации влияют как свойства данных, так и свойства методов её обработки.

1. Объективность информации. Понятие объективности информации относительно. Более объективной является та информация, в которую методы обработки вносят меньше субъективности. Например, в результате наблюдения фотоснимка природного объекта образуется более объективная информация, чем при наблюдении рисунка того же объекта. В ходе информационного процесса объективность информации всегда понижается.

2. Полнота информации. Полнота информации характеризует достаточность данных для принятия решения. Чем полнее данные, тем шире диапазон используемых методов их обработки и тем проще подобрать метод, вносящий минимум погрешности в информационный процесс.

3. Адекватность информации. Это степень её соответствия реальному состоянию дел. Неадекватная информация может образовываться при создании новой информации на основе неполных или недостоверных данных. Однако полные и достоверные данные могут приводить к созданию неадекватной информации в случае применения к ним неадекватных методов.

4. Доступность информации. Это мера возможности получить информацию. Отсутствие доступа к данным или отсутствие адекватных методов их обработки приводят к тому, что информация оказывается недоступной.

5. Актуальность информации. Это степень соответствия информации текущему моменту времени. Поскольку информационные процессы растянуты во времени, то достоверная и адекватная, но устаревшая информация может приводить к ошибочным решениям. Необходимость поиска или разработки адекватного метода обработки данных может приводить к такой задержке в получении информации, что она становится ненужной.

Измерение информации

Информация – это знания человека. Сообщение несет информацию для человека (информативно), если содержащиеся в нем сведения являются для него новыми и понятными.

Можно различить две ситуации: “нет информации” - “есть информация” т.е. количество информации равно нулю или не равно нулю). Нужна единица измерения, тогда можно определить, в каком сообщении информации больше, в каком – меньше. Эта единица называется бит.

Сообщение, уменьшающее неопределенность знаний в два раза, несет 1 бит информации.

Неопределенность знаний о некотором событии – это количество возможных результатов события. Что такое“неопределенность знаний”? Рассмотрим пример: Вы бросаете монету, загадывая, что выпадет: орел или решка? Есть два варианта возможного результата бросания монеты. Ни один из этих вариантов не имеет преимущества перед другим (равновероятны). Перед подбрасыванием монеты неопределенность знаний о результате равна двум. После совершения действия неопределенность уменьшилась в 2 раза. Получили 1 бит информации. Результат подбрасывания монеты принес 1 бит информации.

Еще пример: после сдачи зачета или выполнения контрольной работы ученик мучается неопределенностью, он не знает, какую оценку получил. Наконец, учитель объявляет результаты, и он получаете одно из двух информационных сообщений: “зачет” или “незачет”, а после контрольной работы одно из четырех информационных сообщений: “2”, “3”, “4” или “5”.

Информационное сообщение об оценке за зачет приводит к уменьшению неопределенности знания в два раза, так как получено одно из двух возможных информационных сообщений. Информационное сообщение об оценке за контрольную работу приводит к уменьшению неопределенности знания в четыре раза, так как получено одно из четырех возможных информационных сообщений.

Неопределенность знаний о некотором событии — это количество возможных результатов события.

Если обозначить возможное количество событий, или, другими словами, неопределенность знаний N, а буквой i количество информации в сообщении о том, что произошло одно из N событий, то можно записать формулу\

:N = 2i,

которую используют для решения задач на содержательный подход к измерению информации.

В презентации рассматриваются примеры решения задач по этой теме, а также предлагается решить задачи самостоятельно и проверить ответы (Презентация: слайды 10, 11, 12, 13).

Единицы измерения информации

Бит – наименьшая единица представления информации.

Байт – наименьшая единица обработки и передачи информации.

Один байт равен восьми битам, т.к. именно восемь битов требуется для того, чтобы закодировать любой из 256 символов алфавита клавиатуры компьютера (256=28).

Широко используются также ещё более крупные производные единицы информации:

1 Килобайт (Кбайт) = 1024 байт = 210 байт

1 Мегабайт (Мбайт) = 1024 Кбайт = 220 байт

1 Гигабайт (Гбайт) = 1024 Мбайт = 230 байт

1 Терабайт (Тбайт) = 1024 Гбайт = 240 байт

1 Петабайт (Пбайт) = 1024 Тбайт = 250 байт

Для перевода из крупных единиц в мелкие числа умножают, согласно таблице переводов

Пример:

2 Кбайта = 2 * (1 Кбайт) = 2 * 1024 байтов = 2048 байтов = 2048 * 8 бит = 16384 бита.

или можно считать так, так иногда проще:

2 Кбайта = 2 * 210 байтов = 211 байт = 211 * 23 бит = 214 бит

Для перевода количества информации из мелких единиц в более крупные нужно делить.

Пример:

8192 бита = 8192: 8 (т.к. в 1 байте 8 бит) = 1024 байт = 1024: 1024 (т.к. в 1 Кбайте 1024 байт) = 1 Кбайт

или можно считать так

8192 бита = 213 бит = 213: 23 = 210 байт = 210: 210 = 1 Кбайт

Примеры объемов информации

Страница книги 2,5 Кбайт

Учебник 0,5 Мбайт

Газета 150 Кбайт

Черно-белый кадр 300 Кбайт

Цветной кадр из 3 цветов 1 Мбайт

1,5 часовой цветной фильм 135 Гбайт

В презентации рассматриваются примеры решения задач по этой теме, а также предлагается решить задачи самостоятельно и проверить ответы (Презентация: слайды 19, 20, 21).

Алфавитный подход к измерению информации

Алфавитный подход к измерению количества информации основан на подсчете числа символов в сообщении. При алфавитном подходе к определению количества информации отвлекаются от содержания информации и рассматривают информационное сообщение как последовательность знаков определенной знаковой системы. Все множество используемых в языке символов будем традиционно называть алфавитом. Обычно под алфавитом понимают только буквы, но поскольку в тексте могут встречаться знаки препинания, цифры, скобки, то мы их тоже включим в алфавит. В алфавит также следует включить и пробел, т.е. пропуск между словами. Полное количество символов алфавита принято называть мощностью алфавита.

 

N = 2i – формула для решения задач на алфавитный подход к измерению информации.

N – мощность алфавита

i – количество информации одного символа

I = K*i - информационный объем сообщения

K - количество символов в сообщении

В презентации рассматриваются примеры решения задач по этой теме, а также предлагается решить задачи самостоятельно и проверить ответы (Презентация: слайды 26, 27, 28, 29, 30

Системы счисления

Общие понятия систем счисления
Способ представления чисел посредством числовых знаков (цифр) называется системой счисления (СС). Правила записи и действий над числами в системах счисления, используемых в цифровой вычислительной технике, определяют арифметические основы цифровых ЭВМ.
Различают два основных вида систем счисления: непозиционные и позиционные.
Непозиционные системы счисления характеризуются тем, что значение числа, выражаемое совокупностью цифр, определяется только конфигурацией цифровых символов. Классическим примером непозиционной системы является римская система счисления.
Наибольшее распространение получили позиционные системы счисления, в которых значение любой цифры определяется не только конфигурацией ее символа, но и местоположением (позицией), которое она занимает в числе. При этом под основанием позиционной системы счисления q понимается количество различных цифр, используемых для представления числа.

Среди позиционных систем различают однородные и смешанные системы счисления. В однородных системах количество допустимых цифр для всех позиций (разрядов) числа одинаково. Однородной позиционной системой является общепринятая десятичная система счисления (q = 10), использующая для записи чисел десять цифр от 0 до 9. Примером смешанной системы счисления может служить система отсчета времени, где в разрядах секунд и минут используется по 60 градаций, а в разрядах часов – 24 градации и т.д.
Любое число N, записанное в однородной позиционной системе может быть представлено в виде суммы ряда:
,
где q – основание системы счисления (, целое положительное число);
– цифры системы счисления с основанием ();
– номер (вес) позиции (разряда) цифры.
Принято представлять числа в виде последовательности соответствующих цифр (коэффициентов):

Запятая отделяет целую часть числа от дробной части. В вычислительной технике чаще всего для отделения целой части числа от дробной используют точку. Позиции цифр, отсчитываемые от точки, называют разрядами. В позиционной системе счисления вес каждого разряда отличается от веса (вклада) соседнего разряда в число раз, равное основанию системы счисления. В десятичной системе счисления цифры 1-го разряда – единицы, 2-го – десятки, 3-го – сотни и т.д.
Может быть реализовано бесконечное множество различных систем счисления. В цифровых вычислительных машинах в основном используются однородные позиционные системы.
В ЭВМ находят широкое применение системы счисления с основанием, являющимся степенью числа 2, то есть двоичная, восьмеричная и шестнадцатеричная системы счисления. Примеры записи чисел в различных системах счисления: 15₁₀; 1011₂; 73.5₈; 1EA.9F₁₆.
Есть еще один способ обозначения систем счисления: при помощи латинских букв, добавляемых после числа. D – десятичное, B – двоичное, Q – восьмеричное, H – шестнадцатиричное. Например, 15D; 1011B;73.5Q; 1EA.9FH.
В таб. 2 приведены некоторые числа, представленные в различных системах счисления

Таб. 2. Числа в различных системах счисления

Правила перевода чисел из одной системы счисления в другую
Правила перехода из восьмеричной и шестнадцатеричной системы счисления в двоичную систему счисления.
Для перевода восьмеричного числа в двоичное число достаточно заменить каждую цифру восьмеричного числа соответствующим трехразрядным двоичным числом. Затем необходимо удалить крайние нули слева, а при наличии точки – и крайние нули справа.
Для перехода от шестнадцатеричной к двоичной системе счисления каждая цифра шестнадцатеричного числа заменяется соответствующим четырехразрядным двоичным числом. У двоичного числа удаляются крайние нули слева, а если имеется дробная часть, то и крайние правые нули.

 

Пример 1. Перевести число 305.4Q из восьмеричной СС в двоичную СС.

Отмеченные крайние нули отбросим. Заметим, что двоичные числа взяты из таб. 1.
Пример 2. Самостоятельно перевести в двоичную СС.
Пример 3. Перевести число 7D2.EH из шестнадцатеричной СС в дво­ичную СС.

Отмеченные крайние нули следует отбросить.
Пример 4. Самостоятельно перевести в двоичную СС.
Правила перехода из двоичной системы счисления в восьмеричную и шестнадцатеричную системы счисления
Переход от двоичной СС к восьмеричной (шестнадцатеричной) ССосуществляют по триадам (тетрадам).
Двоичное число разбивается на триады (по три цифры) [на тетрады (по четыре цифры)] влево и вправо от запятой.
Если крайние триады (тетрады) получаются неполными, то они дополняются нулями до триад, т.е. до 3-х цифр [до тетрад, т.е. до 4-х цифр].
Затем каждую группу из трех (четырех) разрядов заменяют соответствующей восьмеричной (шестнадцатеричной) цифрой.
Пример 5. Перевести число 111001100.001В из двоичной СС в вось­меричную СС.

Пример 6. Самостоятельно перевести в восьмиричную СС.
Пример 7. Самостоятельно перевести в восьмиричную СС.
Пример 8. Самостоятельно перевести в восьмиричную СС.
Пример 9. Перевести число 10111110001.001В из двоичной СС в шестнадцатеричную СС.

Общий метод перевода чисел из одной системы счисления в другую систему счисления
При переводе чисел из системы счисления с основанием q1 в систему счисления с основанием q2 необходимо рассмотреть два случая.
1. Пусть q1 < q2.
Число в системе счисления с основанием q1 расписывается по формуле

и вычисляется сумма ряда.
При этом арифметические действия выполняются по правилам системы счисления с основанием q2.
Следуя этому правилу легко перевести числа из двоичной и восьмеричной систем счисления в десятичную.
2. Если q1 > q2, используются два правила: для целых и дробных чисел.
Если переводятся целые числа, то необходимо последовательно делить число в системе q1 (по правилам системы q1) на основание системы q2 до тех пор, пока не частное не станет равным нулю.
Число в основании q2 записывается как последовательность остатков от деления, записанных в обратном порядке, начиная с последнего.
Пример 14. Перевести целое десятичное число 37D в двоичную СС:
Решение:

Пример 15. Самостоятельно перевести целое десятичное число 1854D в восьмеричную СС:
Пример 16. Самостоятельно перевести целое десятичное число 19D в двоичную СС..
При переводе дробных чисел необходимо последовательно умножать число в системе q1 на основание системы q2 (по правилам системы q1), отделяя после каждого умножения целую часть произведения. Число в системе q2 (после запятой) записывается как последовательность полученных целых частей произведения. Умножение производится до тех пор, пока дробная часть произведения не станет равной нулю.
Это значит, что сделан точный перевод. В противном случае перевод осуществляется до заданной точности.
Пример 17. Перевести правильную десятичную дробь 0.1875D в двоич­ную СС.
Решение:

Пример 18. Переведем
Решение:

Результат перевода:
При переводе неправильной дроби переводят отдельно целую и дробную ча­сти, руководствуясь соответствующими правилами.
Пример 19. Самостоятельно перевести десятичное число 9.625D в двоичную СС.
Замечание: Для перевода шестнадцатеричного числа в десятичное число: 1) можно вначале шестнадцатеричное число перевести в двоичное, а затем двоичное представить в виде суммы по формуле (1); 2) можно также представить число в виде полинома (по формуле (1)), подставить в него известные коэффициенты и вычислить сумму.
Пример 20. Перевести шестнадцатеричное число 2Е5.АН в десятичную СС.
Решение:
1.
2E5.A₁₆ = 1011100101.101₂ = 1·2⁹ + 0·2⁸ + 1·2⁷ + 1·2⁶ + 1·2⁵ +
+ 0·2⁴ + 0·2³ + 1·2² + 0·2¹ + 1·2⁰ + 1·2^-1 + 0·2^-2 + 1·2^-3 = 512 + 128 +
+ 64 + 32 + 4 + + 1 + 1/2 + 1/8 = 741+5/8 = 741.625.
2.

Прикладные программы

Прикладные программы Прикладная программа – это любая конкретная программа, способствующая решению какой-либо задачи в пределах данной проблемной области. Прикладные программы могут носить и общий характер, например, обеспечивать составление и печатание документов и т.п. В противоположность этому, операционная система или инструментальное ПО не вносят прямого вклада в удовлетворение конечных потребностей пользователя. 38 Прикладные программы могут использоваться либо автономно, то есть решать поставленную задачу без помощи других программ, либо в составе программных комплексов или пакетов.

Системные программы

Системные программы выполняются вместе с прикладными и служат для управления ресурсами компьютера – центральным процессором, памятью, вводом-выводом. Это программы общего пользования, которые предназначены для всех пользователей компьютера. Системное программное обеспечение разрабатывается так, чтобы компьютер мог эффективно выполнять прикладные программы. Среди десятков тысяч системных программ особое место занимают операционные системы, которые обеспечивают управление ресурсами компьютера с целью их эффективного использования. Важными классами системных программ являются также программы вспомогательного назначения – утилиты(лат. utilitas – польза). Они либо расширяют и дополняют соответствующие возможности операционной системы, либо решают самостоятельные важные задачи. Кратко опишем некоторые разновидности утилит: · программы контроля, тестирования и диагностики, которые используются для проверки правильности функционирования устройств компьютера и для обнаружения неисправностей в процессе эксплуатации; указывают причину и место неисправности; · программы-драйверы, которые расширяют возможности операционной системы по управлению устройствами ввода- вывода, оперативной памятью и т.д.; с помощью драйверов возможно подключение к компьютеру новых устройств или нестандартное использование имеющихся; · программы-упаковщики (архиваторы), которые позволяют записывать информацию на дисках более плотно, а также объединять копии нескольких файлов в один архивный файл; · антивирусные программы, предназначенные для предотвращения заражения компьютерными вирусами и ликвидации последствий заражения вирусами; · программы оптимизации и контроля качества дискового пространства; · программы восстановления информации, форматирования, защиты данных; · коммуникационные программы, организующие обмен информацией между компьютерами; 39 · программы для управления памятью, обеспечивающие более гибкое использование оперативной памяти; · программы для записи CD-ROM, CD-R и многие другие. Часть утилит входит в состав операционной системы, а другая часть функционирует независимо от нее, т. е. автономно.

Операционные системы

Операционная система (ОС) – это набор программ, который выполняет общее управление работой компьютера, запускает приложения, организует работу с файлами, обеспечивает защиту данных, выполняет различные сервисные функции по запросам пользователя и программ, значительно облегчая общение с компьютером. Без ОС компьютер вообще не может функционировать и представляет не более чем совокупность электронных устройств. ОС может размещаться в постоянной памяти компьютера или загружаться в оперативную память с диска при включении компьютера (последние называют дисковыми ОС). В функции операционной системы входит: · осуществление диалога с пользователем; · ввод-вывод и управление данными; · планирование и организация процесса обработки программ; · распределение ресурсов (оперативной памяти и кэша, процессора, внешних устройств); · запуск программ на выполнение; · всевозможные вспомогательные операции обслуживания; · передача информации между различными внутренними устройствами; · программная поддержка работы периферийных устройств (дисплея, клавиатуры, дисковых накопителей, принтера и др.). ОС обычно классифицируют по следующим признакам: – число пользователей, одновременно работающих с системой (однопользовательские и многопользовательские); – число задач, которые могут решаться с их помощью в любой момент времени (однозадачные и многозадачные); – базовый способ общения пользователя с ОС (диалог на языке команд, диалог на языке меню, диалог на языке графических представлений); – число разрядов адресной шины (16, 32, 64 …); – минимально требуемые ресурсы, т.е. минимально необходимые объемы оперативной и дисковой памяти, класс микропроцессора. В этой классификации MS DOS – однопользовательская, однозадачная, 16-разрядная ОС, общающаяся с пользователем на языке команд. Windows – это многопользовательская, многозадачная, 32- и 64- разрядная ОС. Еще одним важным свойством операционной системы является отсутствие или наличие в ней средств поддержки многопроцессорной 41 обработки – мультипроцессирование. В наши дни становится общепринятым введение в ОС функций поддержки многопроцессорной обработки данных. На свойства ОС непосредственное влияние оказывают аппаратные средства, на которые она ориентирована. По типу аппаратуры различают ОС персональных компьютеров, мини-компьютеров, мейнфреймов, кластеров и компьютерных сетей. Наряду с ОС, ориентированными на совершенно определенный тип аппаратной платформы, существуют ОС, специально разработанные таким образом, чтобы они могли быть легко перенесены с компьютера одного типа на компьютер другого типа, так называемые мобильные или многоплатформенные ОС. Наиболее ярким примером такой ОС является популярная система UNIX. В этих системах аппаратно-зависимые места тщательно локализованы, так что при переносе системы на новую платформу переписываются только они. Средством, облегчающим перенос остальной части ОС, является написание ее на машинно-независимом языке, например, на Си, который и был разработан для программирования операционных систем. Многозадачные ОС подразделяются на три типа в соответствии с использованными при их разработке критериями эффективности: – системы пакетной обработки (например, ЕС); – системы разделения времени (UNIX, VMS); – системы реального времени (QNX, RT/11). Системы пакетной обработки предназначались для решения задач в основном вычислительного характера. Главной целью и критерием эффективности систем пакетной обработки является максимальная пропускная способность, т.е. решение максимального числа задач в единицу времени. Для систем разделения времени критерием эффективности является не максимальная пропускная способность, а удобство и эффективность работы пользователя. В таких ОС каждой задаче выделяется только квант процессорного времени, ни одна задача не занимает процессор надолго, и у всех пользователей, одновременно работающих на одной и той же машине, складывается впечатление, что каждый из них единолично использует машину. Системы реального времени применяются для управления различными техническими объектами, такими, например, как станок, спутник и т.п. Критерием эффективности для таких систем является способность выдерживать заданные интервалы времени между запуском программы и получением результата (управляющего воздействия). Это время называется временем реакции системы, а соответствующее свойство системы – реактивностью. 42 Основу любой вычислительной сети составляет сетевая ОС. Сетевая ОС – это операционная система отдельного компьютера, обеспечивающая ему возможность работать в сети. Так, например, одноранговые сети (в которых компьютеры имеют равные права доступа к ресурсам друг друга) могут построены на базе Windows 98/NT/2000/XP/VISTA и т.п. К настоящему времени разработано достаточно большое количество различных типов операционных систем: MacOS (предназначена для работы на компьютерах с процессорами PowerPC), DOS, Windows 95, Windows 98, Windows Me, Windows NT, Windows 2000, Windows XP, Windows VISTA, Linux и др). В нашей стране одной из наиболее используемых, является MS Windows. Среди вышеназванных операционных систем весьма примечательна ОС Linux – это оригинальная реализация ОС UNIX для Intel-платформ, разработанная в 1990-х гг. Линусом Торвальдсом. С самого начала эта ОС распространяется свободно на условиях, определяемых лицензией GPL, принятой для программного обеспечения, разрабатываемого в рамках движения Open Source (Открытый код) и проекта GNU – проекта создания свободного программного обеспечения. Благодаря открытости исходных кодов и возможности доработки ОС Linux – самая современная, устойчивая и быстроразвивающаяся система. ОС Linux – это многопользовательская ОС с сетевым оконным графическим интерфейсом. В настоящее время существует большое количество дистрибутивов ОС Linux, которые распространяются с лицензией на свободное копирование и установку для неограниченного числа пользователей. Любопытно, что существуют специальные Linux-дистрибутивы, не требующие инсталляции. Это означает, что для начала работы достаточно вставить в дисковод CD-ROM загрузочный диск с дистрибутивом (один из таких CD- дистрибутивов – KNOPPIX). Операционная система для персонального компьютера, ориентированного на профессиональное применение, должна содержать следующие основные компоненты: · программы управления вводом/выводом; · программы, управляющие файловой системой и планирующие задания для компьютера; · процессор командного языка, который принимает, анализирует и выполняет команды, адресованные операционной системе. Каждая операционная система имеет свой командный язык, который позволяет пользователю выполнять те или иные действия: · обращаться к каталогу; · выполнять разметку внешних носителей; · запускать программы и т.д. 43 Анализ и исполнение команд пользователя, включая загрузку готовых программ из файлов в оперативную память и их запуск, осуществляет командный процессор операционной системы. Для управления внешними устройствами компьютера используются специальные системные программы – драйверы. Драйверы стандартных устройств образуют в совокупности базовую систему ввода-вывода (BIOS), которая обычно заносится в постоянное запоминающее устройство компьютера.

MS DOS

Первая операционная система DOS – MS DOS (Дисковая операционная система Microsoft), была создана в 1981 г. Для первых компьютеров IBM на процессорах Intel 8088, имевших 256 Кбайт оперативной памяти, а вместо жесткого диска использовавших дискету емкостью 160 Кбайт. Информация выводилась в текстовом режиме на черно-белый монитор. MS DOS была компактной, не предъявляла высоких требований к аппаратуре и выполняла необходимый минимум функций. Вместе с совершенствованием компьютеров совершенствовалась и операционная система MS DOS, которая стала поддерживать новые устройства (жесткий диск и др.) с помощью драйверов, обеспечивала поддержку национальных клавиатур и т.д. Наряду с MS DOS выпускались и выпускаются совместимые с ней ОС других производителей: IBM- PC DOS, Novel – Novel DOS и др. Последняя MS DOS 6.22 вышла в 1994 г. и на этом завершила свое развитие, как самостоятельная ОС. Последующие версии были основой ОС Windows: – MS DOS 7.0 – составная часть Windows 95; – MS DOS 7.1 – составная часть Windows 95 OSR2 и Windows 98; – MS DOS 8.0 – составная часть Windows ME. Хотя ОС MS DOS перестала разрабатываться, до сих пор в эксплуатации остается значительное число программ, работающих в ее среде. В настоящее время можно использовать свободную операционную систему FreeDOS (создатель Джим Холл, 1994 г.). Эта ОС использует свой код, являясь лицензионно чистым продуктом, обладает отличной совместимостью с DOS-программами. Эту ОС можно встретить установленной на ноутбуки. К особенностям FreeDOS можно отнести поддержку файловой системы FAT32, поддержку сети, работает с USB- мышками, дисками Serial-ATA (если их поддерживает BIOS компьютера), но не поддерживает NTFS. MS DOS состоит из следующих основных модулей: · базовая система ввода/вывода (BIOS); · блок начальной загрузки (Boot Record); · модуль расширения базовой системы ввода/вывода (IO. SYS); · модуль обработки прерываний (MSDOS.SYS); · командный процессор (COMMAND.COM); · утилиты MS DOS. Каждый из указанных модулей выполняет определенную часть функций, возложенных на ОС. Места постоянного размещения этих модулей различны. Так, базовая система ввода/вывода находится в 58 постоянном запоминающем устройстве (ПЗУ), а не на дисках, как все остальные модули. Базовая система ввода/вывода (BIOS) выполняет наиболее простые и универсальные услуги операционной системы, связанные с осуществлением ввода-вывода. В функции BIOS входит также автоматическое тестирование основных аппаратных компонентов (оперативной памяти и др.) при включении машины и вызов блока начальной загрузки DOS. Блок начальной загрузки (или просто загрузчик) – это очень короткая программа, единственная функция которой заключается в считывании с диска в оперативную память двух других частей DOS – модуля расширения базовой системы ввода/вывода и модуля обработки прерываний. Модуль расширения базовой системы ввода/вывода дает возможность использования дополнительных драйверов, обслуживающих новые внешние устройства, а также драйверов для нестандартного обслуживания внешних устройств. Модуль обработки прерываний реализует основные высокоуровневые услуги DOS, поэтому его и называют основным. Командный процессор DOS обрабатывает команды, вводимые пользователем. Утилиты DOS – это программы, поставляемые вместе с операционной системой в виде отдельных файлов. Они выполняют действия обслуживающего характера, например, разметку дискет, проверку дисков и т.д. Еще сравнительно недавно ОС DOS пользовалась достаточно большой популярностью. Но в настоящее время большинство прикладных программ требуют для своей работы ОС Windows (Windows 2000, XP и выше).

MS Windows

Microsoft была вынуждена создать семейство операционных систем Windows (Окна) ввиду невозможности внесения в DOS необходимых принципиальных усовершенствований, обеспечивающих надлежащий сервис для пользователей и разработчиков, поддерживающих многозадачность, средства защиты данных и позволяющих эффективнее использовать современные микропроцессоры. Первой ОС этого семейства, получившей распространение и популярность, была многозадачная Windows 95, появившаяся 1995 г. Выпущенные до этого Windows 3.х и Windows for Workgroups были фактически оболочками с графическим интерфейсом и требовали для своей работы однозадачной DOS. По словам разработчиков, основная цель – сделать работу с компьютером в максимальной степени простой для всех пользователей была достигнута. Этому способствовала и поддержка технологии Plug and Play (для автоматической настройки оборудования), а также возможность работы с Интернетом без дополнительных программ. Дальнейшая эволюция ОС семейства Windows привела к появлению Windows 95 (1995 г.) (для которой стала характерной возросшая скорость выполнения программ, работа с несколькими мониторами, поддержка универсальной последовательной шины USB и т.д.) и Windows NT (которая изначально разрабатывалась для работы в сети), позволившая администраторам централизованно управлять и контролировать работой сетей. И хотя впоследствии Microsoft выпустила еще две версии – Windows 98 и Windows Me, улучшающие свойства Windows 95, дальнейшее развитие ОС пошло по пути объединения технологий NT с линейкой 9.х. Появляются Windows 2000, Windows XP (2002 г.), созданные на основе технологии NT. ОС стала более надежной, простой, безопасной и быстрой. В XP интерфейс используется привычный, но более простой и «интеллектуальный». Сегодня Windows XP является самой популярной операционной системой в мире. Но разработчики программного обеспечения от Microsoft предлагают пользователям новую ОС Windows Vista (что в переводе означает новые возможности). Следует отметить, что разработчики этой ОС уделили достаточно большое внимание вопросам безопасности (появился Windows Defender – Защитник Windows, улучшена работа брандмауэра, имеется механизм контроля учетной записи пользователя UAC и др.), появилась функция быстрого поиска, изменился и интерфейс ОС, что потребует некоторого «привыкания» пользователей. 61 ОС Windows предоставляет следующие возможности: – предоставляет пользователю удобный и понятный интерфейс; – работает на IBM PC большинства современных конфигураций. При этом сохранена и даже улучшена совместимость с существующими DOS и Windows-приложениями; – содержит32-разрядное ядро, обеспечивающее более быстрое и эффективное управление памятью и всеми процессами; – имеет новую32-разрядную файловую систему с открытой для дальнейшего развития архитектурой; – имеет встроенные средства для работы со звуком, видео- и компакт- дисками; – предоставляет такие инструменты, как Мастера (Wizards), которые автоматизируют процесс выполнения операций путем задания достаточно простых вопросов пользователю; – включает встроенные средства диагностики, оптимизации и исправления ошибок, которые помогают устранять конфликты между устройствами и повышают эффективность функционирования всей системы. – выполнение всех функций DOS (Windows 2000 и Windows ХР для обеспечения безопасности не поддерживают режим DOS); – поддержку независимой мультизадачности для 32-разрядных приложений, т.е. обеспечивает одновременную работу нескольких приложений, распределяя кванты времени(временные интервалы) между активными приложениями и автоматически передавая управление другой задаче по окончанию выделенного времени; – максимально упрощает установку и настройку периферийных устройств за счет поддержки стандарта Plug and Play; – обеспечивает работу в режиме удаленного доступа и синхронизации файлов настольного и портативного компьютеров; – поддерживает работу ПК в неоднородных сетях.

Введение в базы данных

Базы данных — это именованная совокупность данных, содержащая информацию об указанной конкретной области. Эта информация описывает текущее состояние и связи объектов предметной области(области человеческой деятельности). Реляционная модель баз данных представляет предметную область в виде совокупности взаимосвязанных таблиц. Каждая строка таблицы включает данные об одном объекте(например, клиенте, автомобиле, документе), а столбцы таблицы содержат различные характеристики этих объектов — атрибуты(например, наименования и адреса клиентов, марки и цены автомобилей). Строки таблицы называются записями; все записи имеют одинаковую структуру — они состоят из полей, в которых хранятся атрибуты объекта. Каждое поле записи содержит одну характеристику объекта и имеет строго определенный тип данных (например, текстовая строка, число, дата). Все записи имеют одни и те же поля, только в них содержатся разные значения атрибутов.

Типы данных: логический, строковый, целый, вещественный, дата, время, денежный, перечислимый, интервальный, массивы, записи и т. д. Для работы с данными используются системы управления базами данных (СУБД). Основные функции СУБД — это определение данных (описание структуры баз данных), обработка данных и управление данными. Выделяют две категории СУБД: локальные (Microsoft Access, DBase, Paradox) и клиент-серверные(Oracle, InterBase, Microsoft SQLServer). Прежде чем заносить данные в таблицы, нужно определить структуру этих таблиц. Под этим понимается не только описание 67 наименований и типов полей, но и ряд других характеристик(например, формат, критерии проверки вводимых данных). Кроме описания структуры таблиц, обычно задаются связи между таблицами. Реляционные связи определяются по совпадению значений полей в разных таблицах. Выделяют следующие связи: «Один-ко-многим», пример — отношение продавец-клиент, т. к. од-ной записи в таблице, содержащей сведения о клиентах, может соответст-вовать несколько записей в таблице заказов этих клиентов. «Многие-ко-многим», отношение между преподавателями и курсами лекций, которые они читают, т. к. один преподаватель может читать несколько курсов, но и