Контрольная работа по "Информатике"

 

 

 

 

Тема 1; вопрос №3 - Виды информации

Ответ: В информатике наиболее часто используется следующее определение этого термина: Информация - это осознанные сведения об окружающем мире, которые являются объектом хранения, преобразования, передачи и использования. Сведения - это знания, выраженные в сигналах, сообщениях, известиях, уведомлениях и т. д. Каждого человека в мире окружает море информации различных видов (Рис 1).

Стремление зафиксировать, сохранить  надолго свое восприятие информации было всегда свойственно человеку. Мозг человека хранит множество информации, и использует для хранения ее свои способы, основа которых - двоичный код, как и у компьютеров. Человек всегда стремился иметь возможность поделиться своей информацией с другими людьми и найти надежные средства для ее передачи и долговременного хранения. Для этого в настоящее время изобретено множество способов хранения информации на внешних (относительно мозга человека) носителях и ее передачи на огромные расстояния.

Основные виды информации по ее форме представления, способам ее кодирования и хранения:

(Рис  1)

· графическая или изобразительная - первый вид, для которого был реализован способ хранения информации об окружающем мире в виде наскальных рисунков, а позднее в виде картин, фотографий, схем, чертежей на бумаге, холсте, мраморе и др. материалах, изображающих картины реального мира (Рис 2);

 

 

 

(Рис  2)

· звуковая - мир вокруг нас полон звуков и задача их хранения и тиражирования была решена с изобретением звукозаписывающих устройств в 1877 г. Ее разновидностью является музыкальная информация - для этого вида был изобретен способ кодирования с использованием специальных символов, что делает возможным хранение ее аналогично графической информации (Рис 3);

(Рис  3)

· текстовая - способ кодирования речи человека специальными символами -- буквами, причем разные народы имеют разные языки и используют различные наборы букв для отображения речи; особенно большое значение этот способ приобрел после изобретения бумаги и книгопечатания;

· числовая - количественная мера объектов и их свойств в окружающем мире; особенно большое значение приобрела с развитием торговли, экономики и денежного обмена; аналогично текстовой информации для ее отображения используется метод кодирования специальными символами --цифрами, причем системы кодирования (счисления) могут быть разными (Рис 4);

             (Рис 4)

 

· видеоинформация - способ сохранения «живых» картин окружающего мира, появившийся с изобретением кино.

 

Существуют также виды информации, для которых до сих пор не изобретено способов их кодирования и хранения - это тактильная информация, передаваемая ощущениями, органолептическая, передаваемая запахами и вкусами и др. (Рис 5)

                                                                                                       (Рис 5)

 

С появлением компьютеров (или, как  их вначале называли в нашей стране, ЭВМ - электронные вычислительные машины) вначале появилось средство для обработки числовой информации. В дальнейшем, особенно после широкого распространения персональных компьютеров (ПК), компьютеры стали использоваться для хранения, обработки, передачи и поиска текстовой, числовой, изобразительной, звуковой и видеоинформации.

Хранение информации при использовании  компьютеров осуществляется на магнитных  дисках или лентах, на лазерных дисках (CD и DVD), специальных устройствах  энергонезависимой памяти (флэш-память и пр.). Эти методы постоянно совершенствуются, изобретаются новые устройства и носители информации. Обработку информации (воспроизведение, преобразование, передача, запись на внешние носители) выполняет процессор компьютера. С помощью компьютера возможно создание и хранение новой информации любых видов, для чего служат специальные программы, используемые на компьютерах, и устройства ввода информации.

Особым видом информации в настоящее  время можно считать информацию, представленную в глобальной сети Интернет. Здесь используются особые приемы хранения, обработки, поиска и передачи распределенной информации больших объемов и особые способы работы с различными видами информации. Постоянно совершенствуется программное обеспечение, обеспечивающее коллективную работу с информацией всех видов.

 

 

 

 

 

 

Тема 2; вопрос №12 - Системные платы и чипсеты

Ответ: Системная (материнская) плата – это тот каркас, на котором собирается компьютер (Рис 6) . Свойства материнской платы определяют те компоненты компьютерной системы, которые устанавливаются или могут быть установлены, то какие процессоры, какие типы памяти, какие режимы и шины поддерживаются.

В первую очередь материнскую плату  характеризует тип поддерживаемых процессоров и процессорный разъем, установленный на плате. Раньше успешно применялись процессоры с разъемом Socket478, но с ростом частоты процессоров их работоспособность вызывала все больше нареканий, и сейчас они почти не встречаются в продаже, также как и платы с разъемом Slot1.

 

 

 

 

 

 

 

 

                                  (Рис 6) 

Большинство свойств материнской  платы определяются чипсетом, на основе которого построена материнская плата.

Чипсет - это набор системной логики, управляющий всеми компонентами, интегрированными в системную плату или установленными на нее (Рис 7). Устройства, за взаимодействие которых отвечает чипсет, это прежде всего, процессор, системная память, порты ввода-вывода, карты расширения, контроллеры жестких дисков.

                         

               (Рис 7)

Функционально чипсет разделен на две  части – Северный и Южный мосты. Названы они так из-за своего размещения на материнской плате – северный мост расположен на верху платы, а южный – внизу.

Северный мост отвечает за работу и взаимодействие процессора, системной памяти, порта AGP и за связь с южным мостом. Южный мост – за все остальное (порты ввода-вывода, АС97 контроллер, контроллеры IDE, SATA, шины PCI и т. д.). Таким образом, за выбор платформы (тип процессора, памяти и поддерживаемые режимы AGP видеоадаптера) отвечает северный мост, а за функциональные возможности – южный.

Северный мост определяет тип шины и частоты поддерживаемых процессоров, типы поддерживаемой памяти, количество банков памяти и возможность чередования их, максимальный объем и временные характеристики обмена данными системной памяти, спецификации и режимы порта AGP.

Южный мост представляет собой многофункциональное устройство, на которое возлагаются следующие функции: организация моста между шинами PCI, реализация интерфейса SАТА (IDE), подключенного к шине PCI, реализация стандартных системных средств ввода/вывода — контроллеров прерываний, контроллеров прямого доступа к памяти, системного счетчика-таймера, канала управления динамиком и т.д.

 

 

 

 

 

Тема 3; вопрос №7 - История развития и краткая характеристика ОС

Ответ: Важный период развития ОС относится к 1965-1975 годам. В это время в технической базе вычислительных машин произошёл переход от отдельных полупроводниковых элементов типа транзисторов к интегральным микросхемам, что открыло путь к появлению следующего поколения компьютеров. В эти годы начинается расцвет системного программирования. Революционным событием данного этапа явилась промышленная реализация мультипрограммирования. В условиях резко возросших возможностей компьютера по обработке и хранению данных выполнение только одной программы в каждый момент времени оказалось крайне неэффективным. Решением стало мультипрограммирование – способ организации вычислительного процесса, при котором в памяти компьютера находилось одновременно несколько программ, попеременно выполняющихся на одном процессоре. Эти усовершенствования значительно улучшили эффективность вычислительной системы. Мультипрограммирование было реализовано в двух вариантах – в системах пакетной обработки и разделения времени. Мультипрограммные системы пакетной обработки так же, как и их однопрограммные предшественники, имели своей целью обеспечение максимальной загрузки аппаратуры компьютера, однако решали эту задачу более эффективно. В мультипрограммном пакетном режиме процессор не простаивал, пока одна программа выполняла операцию ввода-вывода (как это происходило при последовательном  выполнении программ в системах ранней пакетной обработки), а переключался на другую готовую к выполнению программу. В результате достигалась сбалансированная загрузка всех устройств компьютера, а следовательно, увеличивалось число задач, решаемых в единицу времени.

В мультипрограммных системах пакетной обработки пользователь по-прежнему был лишен возможности интерактивного взаимодействия со своими программами. Для того, чтобы хотя бы частично вернуть пользователям ощущение непосредственного взаимодействия с компьютером, был разработан другой вариант мультипрограммных систем – системы разделения времени. Этот вариант рассчитан на многотерминальные системы, когда каждый пользователь работает за своим терминалом. В числе первых операционных систем разделения времени, разработанных в середине 60-х годов, были TSS/360 (компания IBM), CTSS и MULTICS (Массачусетский технологический институт совместно с Bell Labs и компанией General Electric). Вариант мультипрограммирования, применяемый в системах разделения времени, был нацелен на создание для каждого отдельного пользователя иллюзии единоличного владения вычислительной машиной за счёт периодического выделения каждой программе своей доли процессорного времени. В системах разделения времени эффективность использования оборудования ниже, чем в системах пакетной обработки, что явилось платой за удобства работы пользователей. Многотерминальный режим использовался не только в системах разделения времени, но и в системах пакетной обработки. При этом не только оператор, но и все пользователи получали возможность формировать свои задания и управлять их выполнением со своего терминала. Такие ОС получили название систем удалённого ввода заданий. Терминальные комплексы могли располагаться на большом расстоянии от процессорных стоек, соединяясь с ними с помощью различных глобальных связей – модемных соединений телефонных сетей или выделенных каналов. Для поддержания удалённой работы терминалов в операционных системах появились специальные программные модули, реализующие различные (в то время, как правило, нестандартные) протоколы связи. Такие вычислительные системы с удалёнными терминалами, сохраняя централизованный характер обработки данных, в какой-то степени являлись прообразом современных сетей, а соответствующее системное программное обеспечение – прообразом сетевых операционных систем.

В компьютерах 60-х годов большую  часть действий по организации вычислительного процесса взяла на себя операционная система. Реализация мультипрограммирования потребовала внесения очень важных изменений в аппаратуру компьютера, непосредственно направленных на поддержку нового способа организации вычислительного процесса. При разделении ресурсов компьютера между программами необходимо обеспечить быстрое переключение процессора с одной программы на другую, а также надёжно защитить коды и данные одной программы от непреднамеренной или преднамеренной порчи другой программы. В процессорах появился привилегированный и пользовательский режим работы, специальные регистры для быстрого переключения с одной программы на другую, средства защиты областей памяти, а также развитая система прерываний.

В привилегированном режиме, предназначенном  для работы программных модулей операционной системы, процессор мог выполнять все команды, в том числе и те из них, которые позволяли осуществлять распределение и защиту ресурсов компьютера. Программам, работающим в пользовательском режиме, некоторые команды процессора были недоступны. Таким образом, только ОС могла управлять аппаратными средствами и исполнять роль арбитра для пользовательских программ, которые выполнялись в непривилегированном, пользовательском режиме.

Система прерываний позволяла синхронизировать работу различных устройств компьютера, работающих параллельно и асинхронно, таких как каналы ввода-вывода, диски, принтеры и т.п.

Ещё одной важной тенденцией этого  периода является создание семейств программно – совместимых машин и операционных систем для них. Примерами семейств программно – совместимых машин, построенных на интегральных микросхемах, являются серии машин IBM/360, IBM/370 и  PDP-11.

Программная совместимость требовала  и совместимости операционных систем. Однако такая совместимость подразумевает  возможность работы на больших и  малых вычислительных системах, с  большим и малым количеством  разнообразной периферии, в коммерческой области и в области научных исследований. Операционные системы, построенные с намерением удовлетворить всем этим противоречивым требованиям, оказались чрезвычайно сложными. Они состояли из многих миллионов ассемблерных строк, написанных тысячами программистов, и содержали тысячи ошибок, вызывающих нескончаемый поток исправлений. Операционные системы этого поколения были очень дорогими. Так, например, разработка OS/360, объём кода для которой составил 8 Мбайт, стоила компании IBM 80 миллионов долларов.

Однако, несмотря на необозримые размеры  и множество проблем, OS/3600 и другие ей подобные операционные системы этого  поколения действительно удовлетворяли  большинству требований потребителей. За это десятилетие был сделан огромный шаг вперёд и заложен  прочный фундамент для создания современных операционных систем.

Существует несколько видов операционных систем: DOS, Windows, UNIX разных версий и др. Наиболее распространенной является операционная система Windows. Существует несколько версий Windows: Windows-3.1, Windows-95, Windows-98, Windows-2000, Windows NT. Все они близки между собой по содержанию, поэтому в дальнейшем рассмотрим операционные системы DOS и Windows-9х

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тема 4; вопрос №6 - Компьютерное моделирование

Ответ: Компьютерная модель — компьютерная программа, работающая на отдельном компьютере, суперкомпьютере или множестве взаимодействующих компьютеров (вычислительных узлов), реализующая абстрактную модель некоторой системы. Компьютерные модели стали обычным инструментом математического моделирования и применяются в физике, астрофизике, механике, химии, биологии, экономике, социологии, метеорологии, других науках и прикладных задачах в различных областях радиоэлектроники, машиностроения, автомобилестроения и проч. Компьютерные модели используются для получения новых знаний о моделируемом объекте или для приближенной оценки поведения систем, слишком сложных для аналитического исследования.