Шпаргалка по "Информатике"

1. Информатика-предмет и задачи.

Термин информатика  возник в 60-х гг. во Франции для  названия области, занимающейся автоматизированной обработкой информации с помощью  электронных вычислительных машин.

Информатика в широком  смысле представляет собой единство разнообразных отраслей науки, техники  и производства, связанных с переработкой информации.

Информатику в узком  смысле можно представить как  состоящую из трех взаимосвязанных  частей.

Информатика как отрасль  народного хозяйства состоит  из однородной совокупности предприятий  разных форм хозяйствования, где занимаются производством компьютерной техники, программных продуктов и разработкой  современной технологии переработки  информации. Специфика и значение информатики как отрасли производства состоят в том, что от нее во многом зависит рост производительности труда в других отраслях народного  хозяйства. В настоящее время  около 50% всех рабочих мест в мире поддерживается средствами обработки информации.

Информатика как фундаментальная  наука занимается разработкой методологии создания информационного обеспечения процессов управления любыми объектами на базе компьютерных информационных систем. В Европе можно выделить следующие основные научные направления в области информатики: разработка сетевой структуры, компьютерно-интегрированные производства, экономическая и медицинская информатика, информатика социального страхования и окружающей среды, профессиональные информационные системы.

Информатика как прикладная дисциплина занимается:

-изучением закономерностей  в информационных процессах (накопление, переработка, распространение);

-созданием информационных  моделей коммуникаций в различных  областях человеческой деятельности;

-разработкой информационных  систем и технологий в конкретных  областях и выработкой рекомендаций  относительно их жизненного цикла:  для этапов проектирования и  разработки систем, их производства, функционирования и т.д.

Существует множество  определений информатики, что связано  с многогранностью ее функций, возможностей, форм, методов. Одно из наиболее общих  определений такое.

Информатика – это  область человеческой деятельности, связанная с процессами преобразования информации с помощью компьютеров  и их взаимодействием со средой применения.

Информатика занимается изучением процессов преобразования и создания новой информации более  широко, практически не решая задачи управления различными объектами, как  кибернетика. Информатика появилась  благодаря развитию компьютерной техники, базируется на ней и совершенно немыслима  без нее. Кибернетика развивается  сама по себе и, хотя достаточно активно  использует достижения компьютерной техники, совершенно от нее не зависит, т.к. строит различные модели управления объектами.

Задачи информатики состоят в следующем:

=исследование информационных процессов любой природы

=разработка информационной техники и создание новейшей технологии переработки информации на базе полученных результатов исследования информационных процессов;

=решение научных и инженерных проблем создания, внедрения и обеспечения эффективного использования компьютерной техники и технологии во всех сферах общественной жизни.

 

 

2. История развития ЭВМ  по поколениям.

Классификация ЭВМ по поколениям.

Поколение 

Годы 

Элементная база 

Быстродействие 

Память 

Примеры

 

1 

1940 -1955 

электронные вакуумные  лампы 

десятки тысяч операций в секунду 

2 - 8 Кб 

ENIAC (США), Mark I (Великобритания), МЭСМ (Киев)

 

2 

1955 - 1964 

транзисторы 

сотни тысяч операций в секунду 

100 Кб 

NEC - 1101 (Япония), IBM - 709 (США), Минск, БЭСМ (СССР)

 

3 

1964 – 1977 

полупроводниковые интегральные схемы (сотни – тысячи транзисторов в одном корпусе) 

сотни миллионов операций в секунду 

до десятков Мб 

IBM System 360 (США), ЭВМ ЕС и СМ (СЭВ)

 

4 

1977 – 1991 

большие и сверхбольшие интегральные схемы- микропроцессоры (десятки тысяч- миллионы транзисторов в одном кристалле) 

более миллиарда операций в секунду 

до нескольких Гб 

IBM PC AT/XT (США), Macintosh (Apple, США), ДВК “Искра” (СССР), MSX Yamaha (Япония)

 

5 

1991 – 1995 

сверхсложные микропроцессоры  с параллельно-векторной структурой 

сотни миллиардов операций в секунду   

 

6 

с 1995 

сеть большого числа (десятки тысяч) микропроцессоров, моделирующих архитектуру нейронных биологических  систем .

 

 

3. Понятия и свойства информации.

Информация – совокупность каких либо сведений, передаваемых людьми устно, письменно либо каким либо др. способом.                        

Информационные процессы реализуются с помощью сигналов, сооб-й и данных: 1) сигнал представляет собой любой процесс, несущий информацию.

2) сообщ-е представляет собой информацию в упорядоченном виде и предназначенное для передачи.

3) данные – это  информация, представленная в формализованном  виде и предназначенная для  обработки техническими средствами (ЭВМ). Данные - это зарегистрированные  сигналы, несут информацию о  событиях в материальном мире.

С точки зрения информатики  информация обладает следующими свойствами:

Объективность, полнота, достоверность, адекватность, доступность, актуальность.

          В ходе информационного процесса  данные преобразуются из одного  вида в другой с помощью  методов: обработка данных включает  в себя множество различных  операций, среди которых можно выделить основные:

1) сбор данных –  накопление информации

2) формализация данных  – приведение данных, поступающих  из различных источников к  одной одинаковой форме, чтобы сделать их сопоставимыми.

3) фильтрация – отсеивание  лишнего, при этом уменьшается  уровень шума и достоверность информации возрастает

4) сортировка данных  – упорядочение данных по заданному  признаку для удобства пользования.

5) архивация данных  – организация хранения данных  в удобной и легко доступной форме.

6) защита данных –  комплекс мер, направленных на  предотвращение утраты данных.

7) транспортировка данных  – прием и передача данных  между удаленными участниками  информационного процесса.

 

4. Кодирование информации.

Кодирование информации — процесс преобразования сигнала  из формы, удобной для непосредственного  использования информации, в форму, удобную для передачи, хранения или  автоматической переработки.

Современный компьютер  может обрабатывать числовую, текстовую, графическую, звуковую и видео информацию. Все эти виды информации в компьютере представлены в двоичном коде, т. е. используется алфавит мощностью два (всего два символа 0 и 1). Связано это с тем, что удобно представлять информацию в виде последовательности электрических импульсов: импульс отсутствует (0), импульс есть (1). Такое кодирование принято называть двоичным, а сами логические последовательности нулей и единиц - машинным языком.

Кодирование текстовых  данных

 

Если каждому символу  алфавита сопоставить определенное целое число (порядковый номер), то с  помощью двоичного кода можно  кодировать текстовую информацию. 8-ми двоичных разрядов достаточно для кодирования 256 различных символов. Этого хватит для того, чтобы выразить различными комбинациями 8-ми видов все символы английского и русского языка.

          Лидером в разработке техники  явл-ся США.

Кодирование графических  данных

Графические данные кодируются с помощью растра – деления  поля на мельчайшие точки. Поскольку  линейные координаты и индивидуальные свойства каждой точки можно выразить с помощью целых чисел, то значит растровое кодирование можно выразить в двоичной форме. Считается, что для того чтобы правильно передать черно-белое изображение достаточно иметь комбинацию с 256-ю градациями серого цвета.

          Для кодирования цвета нужно  затратить 24 разряда, при этом  система кодирования обеспечивает 16,5 млн оттенков разных цветов. Такой режим называется True Color.

          65536 цветов – 16-ти разрядное  кодирование – High Color; 256 цветов – 8 разрядов – индексное кодирование.

 

 

5. Классификация информации.

1. Информация подразделяется  по форме представления на 2 вида:

- дискретная форма  представления информации - это последовательность  символов, характеризующая прерывистую,  изменяющуюся величину (количество  дорожно-транспортных происшествий, количество тяжких преступлений  и т.п.);

- аналоговая или непрерывная  форма представления информации - это величина, характеризующая  процесс, не имеющий перерывов  или промежутков (температура  тела человека, скорость автомобиля  на определенном участке пути  и т.п.).

 

2. По области возникновения  выделяют информацию:

 

- элементарную (механическую), которая отражает процессы, явления неодушевленной природы;

- биологическую, которая отражает процессы животного и растительного мира;

- социальную, которая отражает процессы человеческого общества.

3. По способу передачи  и восприятия различают следующие  виды информации:

- визуальную, передаваемую видимыми образами и символами;

- аудиальную, передаваемую звуками;

- тактильную, передаваемую ощущениями;

- органолептическую, передаваемую запахами и вкусами;

- машинную, выдаваемую и воспринимаемую средствами вычислительной техники.

4. Информацию, создаваемую  и используемую человеком, по  общественному назначению можно  разбить на три вида:

- личную, предназначенную для конкретного человека;

- массовую, предназначенную  для любого желающего ее пользоваться (общественно-политическая, научно-популярная  и т.д.) ;

- специальную, предназначенную  для использования узким кругом  лиц, занимающихся решением сложных  специальных задач в области  науки, техники, экономики.

5. По способам кодирования  выделяют следующие типы информации:

- символьную, основанную на использовании символов - букв, цифр, знаков и т. д. Она является наиболее простой, но практически применяется только для передачи несложных сигналов о различных событиях. Примером может служить зеленый свет уличного светофора, который сообщает о возможности начала движения пешеходам или водителям автотранспорта.

- текстовую, основанную на использовании комбинаций символов. Здесь так же, как и в предыдущей форме, используются символы: буквы, цифры, математические знаки. Однако информация заложена не только в этих символах, но и в их сочетании, порядке следования. Так, слова КОТ и ТОК имеют одинаковые буквы, но содержат различную информацию. Благодаря взаимосвязи символов и отображению речи человека текстовая информация чрезвычайно удобна и широко используется в деятельности человека: книги, брошюры, журналы, различного рода документы, аудиозаписи кодируются в текстовой форме.

- графическую, основанную на использовании произвольного сочетания в пространстве графических примитивов. К этой форме относятся фотографии, схемы, чертежи, рисунки, играющие большое значение в деятельности человек.

Свойства информации можно рассматривать в трех аспектах: техническом - это точность, надежность, скорость передачи сигналов и т.д.; семантическом - это передача смысла текста с помощью  кодов и прагматическом - это насколько  эффективно информация влияет на поведение  объекта.

 

6. Классификация компьютеров 

Компьютер – это устройство или средство, предназначенное для  обработки информации. Компьютер  может обрабатывать только информацию, представленную в числовой форме. Информацию в иной форме представления для  ввода в компьютер необходимо преобразовать в числовую форму.

 Современным компьютерам  предшествовали ЭВМ нескольких  поколений. В развитии ЭВМ выделяют  пять поколений. В основу классификации  заложена элементная база, на  которой строятся ЭВМ.

1. В 1943 году была  создана вычислительных машин  ЭВМ первого поколения на базе  электронных ламп.

2. Второе поколение  (50 – 60 г.г.) компьютеров построено  на базе полупроводниковых элементов  (транзисторах).

3. Основная элементная  база компьютеров третьего поколения  (60 – 70 г.г.) - интегральные схемы  малой и средней интеграции.

4. В компьютерах четвертого  поколения (70 – по н/в) применены больших интегральных схемах БИС (микропроцессоры). Применение микропроцессоров в ЭВМ позволило создать персональный компьютер (ПК), отличительной особенностью которого является небольшие размеры и низкая стоимость.

5. В настоящее время  ведутся работы по созданию  ЭВМ пятого поколения, которые  разрабатываются на сверхбольших  интегральных схемах.

Существует и другие различные системы классификации  ЭВМ:

По производительности и быстродействию

По назначению

По уровню специализации

По типу используемого  процессора

По особенностям архитектуры

По размерам.

Суперкомпьютеры – это  самые мощные по быстродействию и  производительности вычислительные машины. К суперЭВМ относятся “Cray” и “IBM SP2” (США). Используются для  решения  крупномасштабных  вычислительных  задач и моделирования, для сложных вычислений в аэродинамике, метеорологии, физике высоких энергий, также находят применение и в финансовой сфере.

 Большие машины  или мейнфреймы (Mainframe). Мейнфреймы используются в финансовой сфере, оборонном комплексе, применяются для комплектования ведомственных, территориальных и региональных вычислительных центров.