Предмет и задачи информатики.

Понятие о информации.

Основное понятие информатики - это информация. Дать исчерпывающее определение этому термину сложно. Тем не менее, существует несколько опреде­лений понятия информация.. Информация- сведения об объектах и явлениях окр. Среды, их параметры, свойства и состояние, кот. лишают их стеени неопределенности и неполноты знаний. В середине 20 века термин информация стал общенаучным понятием, включающим себя обмен сведениями между людьми, человеком и ЭВМ, ме­жду ЭВМ и ЭВМ, и в целом от организма к организму. Теоретические и практические вопросы, относящиеся к информации изучает информатика. Понятие инф-и предполагает наличие 2х объектов:источника и приемника. Инф-я в виде материально энергетической форме. Непрерывная(аналоговая)и_дискретная(цифровая). Информация – специфический атрибут реального мира представ-й собой его объективное отраж-е в виде совокупности сигналов и проявляющ-ся при взаимодействии с приемником инф. позволяющий выделять эти сигналы из окр. мира и по тому или иному критерию их идентифицировать .1. Инф. объективна ,2. Инф. в виде сигналов и лищь при взаимодействии объектов, 3. Одна и та же инф может восприниматься по разному(зависит от приемника).

 

Предмет и задачи информатики.

Термином информатика обозначают совокупность дисциплин изучаю­щих свойства информации, а также способы представления, накопления, об­работки и передачи информации с помощью технических средств. Слово ин­форматика происходит от французского слова informatique образованного от informacion и automatique, что выражает ее суть как науки об автоматической обработке информации.Кроме Франции термин информатика используется в ряде стран Вос­точной Европы, в то же время в ряде стран Западной Европы и в США ис­пользуется другой термин Computer Science, т.е. наука о средствах Вычисли­тельной Техники. Информатика - это область человеческой деятельности, связанная с процессом сбора, хранения, передачи и обработки информации с помощью средств вычислительной техники, а так же принципы функционирования этих систем. Современная информатика коренным образом изменяет не только сферу материального производства, но и сферу духовной жизни.

Теоретическую основу информатики образует группа фундаменталь­ных наук, а именно теория информации, теория алгоритмов, информацион­ная логика, формальная грамматика и т.д. Ядро информатики - это информационные технологии как совокуп­ность конкретных технических и программных средств, с помощью которых выполняют разнообразные операции по обработке информации. Таким об­разом, предмет информатики составляют:1. аппаратное обеспечение средств вычислительной техники; 2. программное обеспечение вычислительной техники; 3. средства взаимодействия аппаратного и программного обеспечения; 4. средства взаимодействия человека с аппаратными и программными средствами.

В информатике уделяется особое внимание взаимодействию. Для этого есть даже специальное понятие интерфейс. Методы и средства взаимодействия человека с аппаратными и про­граммными средствами называют пользовательским интерфейсом. Следова­тельно, существуют аппаратные, программные и аппаратно - программные интерфейсы. Основной задачей информатики является систематизация приемов и методов работы с аппаратными и программными средствами вычислитель­ной техники. Цель систематизации состоит в выделении, внедрении и разви­тии передовых и наиболее эффективных технологий. Направления задач инф-ки: 1. Архитектура вычисл-х систем, 2. интерфейсф выч. Сист., 3. Программирование, 4. Преобраз-е данных, 5. Защита инф., 6. Автоматизация, 7. Стандартизация.

 

Представление числ-й и текст-й инф в ЭВМ.

Числа зап-ся с исп-м особых знаковых систем,кот наз-ся системами счисления. Алфавит систем счисления сост из символов, кот наз-ся цифрами.Мы пользуемся 10й сист счисл,а комп 2ю,в кот любые числа запис-ся с помощью 0 и 1.правило перевода цифр:целая часть числа перевод-ся в двоич-ю последоват-м делением на 2,а дробную часть- умножением на 2.Громоздкие числа запис-т в 8й и 16й системе счисления.

Текстовая инф: кажд символ имеет уникальный 10й код цифрами от 0 до 9,осле этого кажд номер перевод-ся в 2ю сист,поскольку нумеровать символы можно по разному то получ-ся разные коды.поэтому треб-ся стандартизация кодовых таблиц.Сейчас исп-ся америк-й стандарт кодирования- ASCII, он припис-т кажд символу код от о до 255 и позволяет код-ть 256 разных символов.Т.о. исп-ся восьмирядный двоичный код,кажд символу припис-ся 1 байт. Еще был UNICODE в кот кажд символ код-ся 2 байтами,он позволяет закод-ть 65536 символов.

 

Представление граф-й и звук-й инф в ЭВМ.

Зрит-я и звук-я инф может быть представлена в аналоговой или дискретной форме,при аналоговой физ величина принимает бесконечно много значений, при чем ее значения меняются нерерывно, при дискретном- физ величина принимает бесконечно много значений,при чем ее величина изм-ся скачкообразно.Например аналоговая: живописное полотно,виниловая пластинка,дискретное – изображение напечатанное принтером,компактдиск. Для представления граф или звук инф на компе необходимо преобразовать из аналоговой в дискретную.

 

Структура ЭВМ по фон Нейману, его принципы.

Первым теоретиком, сформулировавшим основы построения ЭВМ, был знаменитый математик Д. фон Нейман. По мнению фон Неймана ЭВМ состоит из:

1. арифметико - логического устройства (АЛУ), предназначенного для вы­полнения арифметических и логических операций;

2. устройства управления (УУ), организующего процесс выполнение про­граммы;

3. оперативно запоминающего устройства (ОЗУ) - для хранения исходных данных и программ;

4. внешнего устройства для ввода и вывода информации.

Стрелки указаны пути прохождения информации и управляющего сиг­нала. ОЗУ состоит из пронумерованных ячеек, в каждой из которых могут находиться или обрабатываться данные либо команды программы. Номер ячейки называется адресом ячейки. Ячейка состоит из разрядов. В современ­ных ЭВМ минимальной адресуемой единицей памяти служит 8 разрядная ячейка памяти - байт. Более крупные ячейки: 2-байтовые - полуслово, 4 - байтовые- слово, 8 - байтовые - двойное слово.

Первый принцип фон Неймана гласит, что все ячейки ОЗУ должны быть одинаково доступны для всех других устройств компьютера, т.е. время доступа для чтения или записи информации должно быть одинаково для всех ячеек памяти и не зависит от момента доступа. Этот принцип называют принципом произвольного доступа к основной памяти.

Второй принцип фон Неймана - принцип хранимой программы. Он гласит: программа, предназначенная для решения поставленной задачи, вво­дится в ОЗУ с внешнего устройства и хранится в ней наряду с обрабатывае­мыми данными. Программа выполняется автоматически по сигналу из уст­ройства управления. Этот принцип делает ЭВМ универсальным средством обработки информации, поскольку для решения новой задачи нужно ввести в память новую программу и соответствующие данные, а не перемонтировать электрические цепи, что делали в машине ENIAC.Программа, введенная в ОЗУ, выполняется следующим образом. По сигналу УУ считывается ячейка, где находится первая команда программы. Затем команда расшифровывается, т.е. определяется какая операция должна быть выполнена, и определяются адреса ячеек, содержащих данные участ­вующие в операции. Посылаются соответствующие сигналы в АЛУ и ОЗУ. По этим сигналам организуется выполнение команды АЛУ. После этого из памяти выбирается следующая команда программы. Организуется ее выпол­нение и так до тех пор, пока не встретится команда, предписывающая закон­чить вычисления. Конечно, в программе должна быть команда, предписы­вающая вывести из памяти полученные результаты. По сигналу из УУ ре­зультаты выводятся на устройство вывода информации.

 

Классификация ЭВМ. ПК.

По принципу действия вычислительные машины делятся на три больших класса: аналоговые (АВМ), цифровые (ЦВМ) и гибридные (ГВМ).

Цифровые вычислительные машины (ЦВМ) – вычислительные машины дискретного действия, работают с информацией, представленной в дискретной, а точнее, в цифровой форме.

Аналоговые вычислительные машины (АВМ) – вычислительные машины непрерывного действия, работают с информацией, представленной в непрерывной (аналоговой) форме, т.е. в виде непрерывного ряда значений какой-либо физической величины (чаще всего электрического напряжения). Аналоговые вычислительные машины весьма просты и удобны в эксплуатации; программирование задач для решения на них, как правило, нетрудоемкое; скорость решения задач изменяется по желанию оператора и может быть сделана сколь угодно большой (больше, чем у ЦВМ), но точность решения задач очень низкая (относительная погрешность 2-5 %). На АВМ наиболее эффективно решать математические задачи, содержащие дифференциальные уравнения, не требующие сложной логики.

Гибридные вычислительные машины (ГВМ) – вычислительные машины комбинированного действия, работают с информацией, представленной и в цифровой, и в аналоговой форме; они совмещают в себе достоинства АВМ и ЦВМ. ГВМ целесообразно использовать для решения задач управления сложными быстродействующими техническими комплексами.

Классификация ЭВМ по этапам создания:

По назначению ЭВМ можно разделить на три группы: универсальные (общего назначения), проблемно-ориентированные и специализированные.

Универсальные ЭВМ предназначены для решения самых различных инженерно-технических задач: экономических, математических, информационных и других задач, отличающихся сложностью алгоритмов и большим объемом обрабатываемых данных. Они широко используются в вычислительных центрах коллективного пользования и в других мощных вычислительных комплексах.

Проблемно-ориентированные ЭВМ служат для решения более узкого круга задач, связанных, как правило, с управлением технологическими объектами; регистрацией, накоплением и обработкой относительно небольших объемов данных.

Специализированные ЭВМ используются для решения узкого круга задач или реализации строго определенной группы функций. Такая узкая ориентация ЭВМ позволяет четко специализировать их структуру, существенно снизить их сложность и стоимость при сохранении высокой производительности и надежности их работы.

Персональный компьютер (ПК; англ. personal computer) — компьютер, предназначенный для личного использования, цена, размеры и возможности которого удовлетворяют запросам большого количества людей. Созданный как вычислительная машина, компьютер, тем не менее, всё чаще используется как инструмент доступа в компьютерные сети и как платформа для компьютерных игр.

В употребление термин был введён в конце 1970-х годов компанией Apple Computer для своего компьютера Apple II и впоследствии перенесён на компьютеры IBM PC. Некоторое время персональным компьютером называли любую машину, использующую процессоры Intel и работающую под управлением операционных систем DOS, OS/2 и первых версий Microsoft Windows. С появлением других процессоров, поддерживающих работу перечисленных программ, таких, как AMD, Cyrix (ныне VIA), название стало иметь более широкую трактовку. Курьёзным фактом стало противопоставление «персональным компьютерам» вычислительных машин Amiga и Macintosh, долгое время использовавших альтернативную компьютерную архитектуру.

В Советском Союзе вычислительные машины, предназначенные для личного использования, носили официальное название персональных электронных вычислительных машин (ПЭВМ). В терминологии, принятой в российских стандартах, это словосочетание и сегодня указывается вместо используемого де-факто названия «персональный компьютер».

 

Краевые задачи.

При математическом моделировании с помощью диф. урав-й получается задача, которая должна иметь одно единичное решение: для этого к диф. ур-ю добавляется дополнительные условия, накладываемые на искомую функцию и ее производную.Эти условия получаются из существующих характеристик исследования объекта или процесса. Если доп-ые условия задаются в одной точке области определения искомой функции, то эти условия называются-начальным условиями, а задача называется -задачей Коши, если же дополнительные условия задаются более чем в одной точке, то эти условия называются - граничные условия, а задача решения диф. урав-й при этих условиях называется КРАЕВОЙ ЗАДАЧЕЙ

 

 

Понятие о информации.

Основное понятие информатики - это информация. Дать исчерпывающее определение этому термину сложно. Тем не менее, существует несколько опреде­лений понятия информация.. Информация- сведения об объектах и явлениях окр. Среды, их параметры, свойства и состояние, кот. лишают их стеени неопределенности и неполноты знаний. В середине 20 века термин информация стал общенаучным понятием, включающим себя обмен сведениями между людьми, человеком и ЭВМ, ме­жду ЭВМ и ЭВМ, и в целом от организма к организму. Теоретические и практические вопросы, относящиеся к информации изучает информатика. Понятие инф-и предполагает наличие 2х объектов:источника и приемника. Инф-я в виде материально энергетической форме. Непрерывная(аналоговая)и_дискретная(цифровая). Информация – специфический атрибут реального мира представ-й собой его объективное отраж-е в виде совокупности сигналов и проявляющ-ся при взаимодействии с приемником инф. позволяющий выделять эти сигналы из окр. мира и по тому или иному критерию их идентифицировать .1. Инф. объективна ,2. Инф. в виде сигналов и лищь при взаимодействии объектов, 3. Одна и та же инф может восприниматься по разному(зависит от приемника).

 

Предмет и задачи информатики.

Термином информатика обозначают совокупность дисциплин изучаю­щих свойства информации, а также способы представления, накопления, об­работки и передачи информации с помощью технических средств. Слово ин­форматика происходит от французского слова informatique образованного от informacion и automatique, что выражает ее суть как науки об автоматической обработке информации.Кроме Франции термин информатика используется в ряде стран Вос­точной Европы, в то же время в ряде стран Западной Европы и в США ис­пользуется другой термин Computer Science, т.е. наука о средствах Вычисли­тельной Техники. Информатика - это область человеческой деятельности, связанная с процессом сбора, хранения, передачи и обработки информации с помощью средств вычислительной техники, а так же принципы функционирования этих систем. Современная информатика коренным образом изменяет не только сферу материального производства, но и сферу духовной жизни.

Теоретическую основу информатики образует группа фундаменталь­ных наук, а именно теория информации, теория алгоритмов, информацион­ная логика, формальная грамматика и т.д. Ядро информатики - это информационные технологии как совокуп­ность конкретных технических и программных средств, с помощью которых выполняют разнообразные операции по обработке информации. Таким об­разом, предмет информатики составляют:1. аппаратное обеспечение средств вычислительной техники; 2. программное обеспечение вычислительной техники; 3. средства взаимодействия аппаратного и программного обеспечения; 4. средства взаимодействия человека с аппаратными и программными средствами.

В информатике уделяется особое внимание взаимодействию. Для этого есть даже специальное понятие интерфейс. Методы и средства взаимодействия человека с аппаратными и про­граммными средствами называют пользовательским интерфейсом. Следова­тельно, существуют аппаратные, программные и аппаратно - программные интерфейсы. Основной задачей информатики является систематизация приемов и методов работы с аппаратными и программными средствами вычислитель­ной техники. Цель систематизации состоит в выделении, внедрении и разви­тии передовых и наиболее эффективных технологий. Направления задач инф-ки: 1. Архитектура вычисл-х систем, 2. интерфейсф выч. Сист., 3. Программирование, 4. Преобраз-е данных, 5. Защита инф., 6. Автоматизация, 7. Стандартизация.