Предмет и задачи информатики

Предмет и задачи информатики

Информатика – это наука, изучающая информацию, информационные процессы и информационные системы во всех областях человеческой деятельности.

Понятие информации, её виды и свойства

С одной стороны, информация - это сведения о ком-либо, о чем-либо, которые когда-либо кого-либо интересовали

Аспекты изучения информации:

· Семантический

· Прагматический

· Синтаксический

Виды информации

· Символьная (текстовая)

· Графическая

· Аудио, видео

· Анимация

· Таблица

Свойства информации:

· Адекватность

· Полнота

· Своевременность

· Достоверность

· Доступность

· Защищенность

· Эргономичность

В технике под информацией понимаются сведения, которые являются объектом хранения, передачи и преобразования.

С понятием информации связаны понятии:

- Сигнал – любой процесс, несущий в себе информацию.

- Сообщение – информация, представленная в определенной форме и предназначенная для передачи.

- Данные – информация, представленная в формализованном виде и предназначенная для обработки техническими средствами.

Передача данных – технический перенос данных в виде сигналов от точки к точке или несколькими точками.

Хранение – процесс обеспечения целостности, доступности и защищенности данных.

Обработка – систематизированная последовательность действий, совершаемых с данными, прежде всего в компьютере, для получения новой информации путем вычислений, пересмотра и уточнений имеющейся информации.

Системы счисления и кодировка информации.

Система счисления – способ записи чисел с помощью набора специальных символов (цифр) и сопоставление этим записям реальных значений. CС называется позиционной, если одна и та же цифра имеет различное значение, которое определяется ее местом в числе.

Кодирование информации – это преобразование информации в символьную форму удобную для хранения, передачи, обработки. Кодирование используется в технических средствах работы с информацией.

История развития вычислительной техники.

Выделяют следующие этапы развития ВТ:

· Ручной этап (абак, счеты)

· Механический этап (с середины 17 века) – суммирующая машина Б. Паскаля, машина Лейбница.

· Аналитическая машина Ч. Бэббиджа (1823 год)

· Электромеханический этап (с 90-х годов 19 века) – Г. Холлерит (табулятор – электромеханическая машина, предназначенная для автоматической обработки числовой и буквенной информации)

· Электронный этап (Поколение ЭВМ с 40-х годов)

Аналитическая машина Ч. Бэббиджа.

Основные части:

· «склад» для хранение чисел (память)

· «мельница» для операций над числами (процессор)

· устройство управления (процессор)

· устройство ввода/вывода

5. Электронный этап (с 40-х годов 20-го века)

Поколение ЭВМ – период развития ВТ, отмеченный относительной стабильностью архитектуры и технических решений. Смена поколений связана с переходом на новую элементарную базу.

· Первое поколение ЭВМ (1945 – 1955гг) – техническая платформа – электронно-вакуумные лампы

· Второе поколение ЭВМ (1966- 1965гг) – Появление транзисторов. Один транзистор заменял до 40 электронных ламп.

· Третье поколение ЭВМ (1966 – 1973гг) – появление интегральных схем

· Четвертое поколение ЭВМ (1974 – по наст.время) – появление больших интегральных схем(СБИС)

Архитектура

Архитектурой компьютера называется его описание на некотором общем уровне.

Архитектура определяет принципы действия, информационные связи и взаимодействие основных логических узлов компьютера.

Архитектура Фон Неймана (классическая архитектура) состоит из арифметико- логического устройства(АЛУ), через которое происходит поток данных, запоминающего устройства(ЗУ), устройства управления(УУ), а также из устройств ввода/вывода.

Классификация ЭВМ

По назначению ЭВМ:

· Универсальные

· Проблемно-ориентированные

· Специализированые

По функциональным возможностям и размеру ЭВМ:

· Супер ЭВМ

· Большие ЭВМ

· Малые ЭВМ

· Микро ЭВМ

Микро ЭВМ по назначению делят на универсальные (многопльз. и однопольз.), специализированные (многопольз., однопльз. и встраиваемые)

Аппаратное обеспечение ПК

По отношению к материнской плате выделяют внутренние, внешние и периферийные устройства.

Внутренние устройства находятся на материнской плате:

1. Процессор

2. Чипсет

3. Слоты

4. ПЗУ (BIOS)

5. Системная батарейка

Внешние устройства подключаются к материнской плате через слоты:

1. Шины проводники

2. Карты (видео, звуковая, сетевая)

3. ОЗУ

Периферийные устройства подключаются через порты.

По назначению выделяют:

1. Устройства ввода – клавиатура, сканеры (планшетные, барабанные, ручные), микрофон, камера.

2. Устройства вывода – монитор, принтеры (матричные, лазерные, струйные и 3D принтеры), плоттеры и звуковые (колонки, наушники, динамики)

3. Устройства хранения – ОЗУ, ПЗУ, ВЗУ. Носители памяти: винчестер, жесткий диск, HHD, HardDisk.

4. Устройства управления – мышь, таучпад, джойстик, симуляторы, устр-ва голосового управления и тд.

5. Устройства передачи – модем, сетевой адаптер (сетевая карта), магистраль.

Процессор

Микропроцессор ПК – это центральное устройство ПК, которое выполняет арифметические и логические операции и управляет работой устройств.

Он представляет собой сверх большую интегральную схему (СБИС) - тонкую пластинку кристаллического кремния прямоугольной формы площадью несколько квадратных миллиметров, на которой размещены схемы, реализующие все функции проводников

Основные модели – Intel и AMD.

Характеристика:

- Тактовая частота – это количество тактов (операций) процессора в секунду.   Как правило, чем выше тактовая частота процессора, тем выше его производительность.

- Разрядность – это максимальная длина двоичного кода, который может обрабатывать микропроцессор целиком.

- Адресное пространство - совокупность всех допустимых адресов каких-либо объектов вычислительной системы — ячеек памяти, секторов диска, узлов сети и т. п., которые могут быть использованы для доступа к этим объектам при определенном режиме работы (состоянии системы).

Принтеры

Принтер – это периферийное устройство, предназначенное для вывода графической и текстовой информации.

Существуют матричные, лазерные, струйные и 3D принтеры.

Матричный принтер – состоит из 9-25 иголок, выскакивающих из головки и наносящих удар по красящей ленте, после чего на бумаге появляется точка.

Струйный принтер – по принципу схож с матричным, изображения образуются из множества точек. Только вместо иголок в нем находится головка, которая печатает жидкими красителями.

Лазерный – внутри имеется барабан и лазерный луч (краска в сухом порошковом виде). Лист помещается на барабан в зависимости от заданных параметров (изображения или текста), на барабане определенные участки становятся заряженными, распыляется порошок, затем лазер выжигает изображения, впечатывая краску в определенных местах в зависимости от того был барабан в этом участке заряжен, или нет.

3D принтер – формирует материальную объемную модель. Используется для проектирования или создания сложных деталей и запчастей.

Память ПК

Память ПК – устройство, предназначенное для хранения информации. Память бывает внутренняя и внешняя.

1) Внутренняя память

Оперативная память (ОЗУ) предназначена для временного хранения выполняемых программ и данных, обрабатываемых этими программами. Это энергозависимая память. При выключении электропитания вся информация в оперативной памяти исчезает.

Кэш-память – высокоскоростная память для временного хранения информации.

Постоянная память (ПЗУ) - энергонезависимая память для хранения программ управления работой и тестирования устройств ПК. Важнейшая микросхема ПЗУ – модуль BIOS (Basic Input/Output System – базовая система ввода/вывода).

2) Внешняя память - это память, предназначенная для длительного хранения программ и данных. Целостность содержимого ВЗУ не зависит от того, включен или выключен компьютер

Жесткие магнитные диски

Твердотельные накопители

Оптические диски

Флеш-накопители

Модем

Модем – это устройство, предназначенное для переработки аналогового сигнала в цифровой. Данное устройство зачастую используют для подключения к интернету.

Виды модемов:

· Внутренний - находится внутри устройства, у них отсутствует свой блок питания.

· Внешний - имеют собственный корпус и блок питания, подключаются к компьютеру через кабель, имеют свои индикаторы.

Системный блок

Системный блок – металлический корпус, в котором располагаются основные функциональные компоненты ПК. Он защищает содержимое от физических повреждений и внешнего воздействия.

Системный блок содержит:

· Блок питания (снабжение электроэнергией)

· Материнская плата с центральны процессором

· Куллер (охлаждение системы)

· Видеокарта (обрабатывает и выводит графическую информацию на монитор)

· Сетевая карта (служит для соединения ПК с локальной сетью или сетью интернет)

· Жесткий диск

· Оптический накопитель

· Дисковод (устройство для чтения и записи оптических дисков)

· ОЗУ

Программное обеспечение

Программа – это описание алгоритма на формальном, «понятном» компьютеру языке.

Разновидности программного обеспечения:

Системное ПО – обеспечивает взаимодействие пользователя и прикладных программ с аппаратными средствами

· операционные системы

· драйверы

· утилиты

Прикладное ПО – программы, которые пользователь использует для решения своих задач по обработке всех видов информации

· текстовые редакторы

· графические редакторы

· база данных

Системы программирования – средства создания новых программ.

Определение ОС и её функции

Операционная система – это комплекс программ, которое обеспечивает совместное функционирование всех устройств компьютера и предоставляющих пользователю доступ к ресурса компьютера.

Функции операционной системы

· Управление аппаратурой

· Управление процессами ввода/вывода и передачи данных на внешние устройства

· Поддержка файловой системы

· Управление работой прикладных программ

· Администрирование

· Поддержка сетевого взаимодействия

История ОС

-Первая ОС была разработана в 1969 году для ЭВМ 3-го поколения фирмой IBM

-В 1981 была выпущена первая ОС для ПК фирмой Microsoft

-В 1991 году была выпущена графическая надстройка MS Dos, которая поддерживала графический интерфейс

-В 1995 году появилась самостоятельная система Windows 3.1/3.11

-В 1998 Windows 98

-2000 год – Windows Millenium

-2002 – Windows XP

-2004 – Windows Vista

-2006 – Windows 7

-2010 – Windows 10

Классификация ОС

По состоянию ядра ОС различают:

· закрытые

· открытые

По числу одновременно выполняемых задач:

· однозадачные

· многозадачные

По числу одновременно работающих пользователей:

· однопользовательские

· многопользовательские

Файловая система ОС Windows

Файловая система ОС Windows представлена в виде FAT-таблицы, а информация сохраняется в цифровом виде и разбивается на кластеры, которые в свою очередь сохраняются в ячейке памяти. ОС у себя записывает адрес каждого кластера.

Компьютерные сети

Компьютерные сети – это объединение компьютеров в единую систему для совместной работы с помощью сетевых устройств.

Сетевой адаптер – устройство, позволяющее компьютеру взаимодействовать с другими устройствами сети.

Канал связи – система технических средств и среда распространения сигналов для передачи данных.

Протокол связи – набор соглашений, который определяет обмен данными между различными программами.

Модем – электронное устройство для отправления и получения компьютерных сигналов.

Клиент – компонент вычислительной системы, посылающий запросы серверу.

Сервер – компьютер, обрабатывающий запросы, поступающие от клиентов.

Ресурсы – технические устройства, оборудования.

Виды КС

1. Локальная сеть – объединения компьютеров в пределах 1-го км.

2. Региональная сеть – объединение компьютеров и локальных сетей в пределах 100 км.

3. INTERNET – глобальная сеть

4. INTRANET/EXTRANET - корпоративные сети

Топология КС

Топология – способ объединения компьютеров в сеть.

· Линейная шина

· Кольцо

· Звезда

· Ячеистая топология

· Древовидная

История развития КС

  1963г. – первые попытки объединить ЭВМ

  1964г. – объединение двух ЭВМ в разных штатах

  1969г. – объединение всех штатов – ARPONET

  1972г. – EURONET – объединение нескольких европейских стран

  1974-1979гг. – INTERNET

  1989г. – появление WEB-технологий

Протоколы КС

TCP/IP — набор протоколов передачи данных
Наиболее известные протоколы, используемые в сети Интернет:

• HTTP (Hyper Text Transfer Protocol) — это протокол передачи гипертекста.

• FTP (File Transfer Protocol) — это протокол передачи файлов со специального файлового сервера на компьютер пользователя.

• POP (Post Office Protocol) — это стандартный протокол почтового соединения.

• SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) — протокол, который задает набор правил для передачи почты.

• TELNET — это протокол удаленного доступа.

URL -адрес

URL (УРЛ, от англ. Uniform Resource Locator) — указатель размещения сайта в интернете. URL-адрес содержит доменное имя и указание пути к странице, включая название файла этой страницы.

Служба интернет

• World Wide Web – всемирная паутина – служба поиска и просмотра гипертекстовых документов, включающих в себя графику, звук и видео.
• E-mail – электронная почта – служба передачи электронных сообщений.
• Usenet, News – телеконференции, группы новостей – разновидность сетевой газеты или доски объявлений.
• FTP – служба передачи файлов.
• ICQ – служба для общения в реальном времени с помощью клавиатуры.
• Telnet – служба удаленного доступа к компьютерам.
• Gopher – служба доступа к информации с помощью иерархических каталогов

 

Предмет и задачи информатики

Информатика – это наука, изучающая информацию, информационные процессы и информационные системы во всех областях человеческой деятельности.