«Информатика – одна из самых быстроразвивающихся отраслей науки и техники, многие ее термины и понятия претерпевают постоянные изменения». Информатика. Толковый словарь

Информатика новая информационная индустрия и научная дисциплина, одна из которых соответственно занимается, а другая изучает способы, методы и средства автоматизации следующих процессов: создания, сбора, хранения, обработки и передачи информации. Термин информатика возник в начале 60-х годов во французском языке для обозначения автоматизированной переработки информации в обществе. Этот термин является своеобразным гибридом двух слов – информация и автоматика . Информатику можно разделить на три составные части: теоретическая информатика ; средства информатизации ; информационные системы и технологии . Каждая из названных частей структурируется на несколько отдельных, причем, некоторые из них рассматриваются как самостоятельные учебные дисциплины. Теоретическая информатика включает разделы:

Теория алгоритмов и автоматов.

Теория информации.

Теория кодирования.

Математическая логика.

Теория формальных языков и грамматик.

Исследование операций и др.

Средства информатизации (технические и программные) – раздел, в кортом рассматривают общие принципы построения вычислительных устройств и систем обработки данных и вопросы разработки систем программного обеспечения. Здесь отдельно можно выделить раздел – программирование , связанный с разработкой систем программного обеспечения. Информационные системы и технологии – раздел, который изучает вопросы анализа потоков информации, возможность их оптимизации, структурирования; принципы реализации информационных процессов. В настоящее время выделяют еще один раздел – искусственный интеллект – область информатики, в которой решаются сложнейшие проблемы, находящиеся на пересечении с психологией, физиологией, лингвистикой и другими науками. Основные направления разработок, относящихся к этой области – моделирование рассуждений, компьютерная лингвистика, машинный перевод, создание экспертных систем, распознавание образов и другие. Как комплексная научная дисциплина информатика связана с другими научными дисциплинами:

философией и психологией – через учение об информации и теории познания;

математикой – через теорию математического моделирования, дискретную математику, математическую логику и теорию алгоритмов;

лингвистикой – через учение о формальных языках и знаковых системах;

кибернетикой – через теорию информации и теорию управления;

физикой и химией, электроникой и радиотехникой – через «материальную» часть компьютера и информационных систем.

Понятие информации

В настоящее время информация – это один из самых дорогих видов ресурсов. Создание новых средств обработки информации – ЭВМ стало толчком к интенсивному развитию информационной индустрии. Все большее количество субъектов экономики втянуто в процесс переработки информации. Используя термин информация мы, как правило, не задумываемся о том, что такое информация . Надо отметить, что вопрос этот является достаточно сложным. До настоящего времени в науке не выработано строгого определения понятия информации . Например, при аксиологическом подходе стремятся исходить из ценности, практической значимости информации, т.е. из качественных характеристик, значимых в социальной системе. При семантическом подходе информация рассматривается с точки зрения как формы, так и содержания. При этом информацию связывают с тезаурусом, т.е. полнотой систематизированного набора данных о предмете информации. Понятие информации нельзя считать лишь техническим, междисциплинарным и даже наддисциплинарным термином. Информация – это фундаментальная философская категория. Можно выделить три точки зрения на явление информация . Первая отождествляет понятие «информация» со знанием. Хотя данный подход широко критикуется в отечественной литературе, во многих научных трудах он имеет место. Вторая точка зрения ограничивает предметную область понятия «информация» социальными и биологическими процессами, отвергая существование информационных процессов в неорганической природе. Третья точка зрения, широко используемая в настоящее время и связана с атрибутивным понятием информации. Впервые атрибутивное понятие информации было сформулировано Н. Винером, полагавшим, что все явления в природе охватываются тремя основными понятиями: вещество, энергия, информация. Многие современные авторы, в отличие от Н. Винера, не рассматривавшего взаимосвязь этих компонентов, тесно увязывают их и рассматривают как единую систему.

Основы информатики - Учебник для ВУЗов - Савельев А.Я. - 2001

Излагаютcя основные понятия информатики, методы измерения и представления информации, спoсобы представления числовой информации в информаиионных системах, методы и алгоритмы выполнения арифметических и логических операций в различных системах счисления. Уделяется вниманиe методам контроля правильности функционирования цифровых автоматов как основному элементу информанцинных систем, а также способам защиты информации в вычислительных и информационных системах. Рассматриваются методы логического описания и проектирования на основе использования aппapaтa теории булевых функций, теории автоматов и автоматных языков.

Для студетов высших технических учебных заведений.

Савельев А. Я. Основы информатики: Учеб. для ВУЗов. - М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2001. - 328 с,ил. (Сер. Информатика в техническом университете).

ISBN 5-7038-1515-0
УДК 002 (075.8)
ББК 73
С12

Бесплатно скачать электронную книгу в удобном формате, смотреть и читать:
Скачать книгу Основы информатики - Учебник для ВУЗов - Савельев А.Я. - 2001 - fileskachat.com, быстрое и бесплатное скачивание.

Предисловие

1. Базовые понятия информатики
1.1. Общие сведения об информации
1.2. Структурная мера информации
1.3. Статистическая мера информации
1.4. Семантическая мера информации
1.5. Преобразование информации
1.6. Формы представления информации
1.7. Передача информации
Задание для самоконтроля

2. Автомат как основной элемент информационных систем
2.1. ЭВМ как автомат
2.2. Абстрактные автоматы и понятие алгоритма
2.3. Основные понятия алгебры логики
2.4. Свойства элементарных функций алгебры логики
2.5. Аналитическое представление функций алгебры логики
2.6. Совершенные нормальные формы
2.7. Системы функций алгебры логики
Задание для самоконтроля

3. Представление числовой информации в информационных системах
3.1. Выбор системы счисления для представления числовой информации
3.2. Перевод числовой информации из одной позиционной системы в другую
3.3. Разновидности двоичных систем счисления
3.4. Системы счисления с отрицательным основанием
3.5. Формы представления числовой информации
3.6. Представление отрицательных чисел
3.7. Погрешности представления числовой информации
Задание для самоконтроля

4. Алгоритмы выполнения операций сложения и вычитания чисел на двоичных сумматорах
4.1. Формальные правила двоичной арифметики
4.2. Сложение чисел, представленных в форме с фиксированной запятой, на двоичных сумматорах
4.3. Переполнение разрядной сетки
4.4. Особенности сложения чисел, представленных в форме с плавающей запятой
4.5. Методы ускорения операции сложения
4.6. Оценка точности выполнения арифметических операций
Задание для самоконтроля

5. Выполнение операций умножения чисел на двоичных сумматорах
5.1. Методы умножения двоичных чисел.
5.2. Умножение чисел, представленных в форме с фиксированной и той, на двоичном сумматоре прямого кода
5.3. Особенности умножения чисел, представленных в форме с плавающей запятой
5.4. Умножение чисел, представленных в форме с фиксированной а той, на двоичном сумматоре дополнительного кода
5.5. Умножение чисел на двоичном сумматоре обратного кода
5.6. Метод сокращенного умножения
5.7. Ускорение операции умножения
5.8. Матричные методы умножения
5.9. Методы параллельного умножения с использованием итеративных структур
5.10. Систолический метод вычислений
Задание для самоконтроля.

6. Выполнение операций деления чисел на двоичных сумматорах
6.1. Методы деления двоичных чисел
6.2. Деление чисел, представленных в форме с фиксированной заняла сумматорах обратного и дополнительного кода
6.3. Особенности деления чисел, представленных в форме с плавающей запятой
6.4. Ускорение операции деления
6.5. Параллельные методы деления с использованием итеративных структур
6.6. Операция извлечения квадратного корня
Задание для самоконтроля

7. Выполнение операций над десятичными числами в цифровых автоматах
7.1. Представление десятичных чисел в Д-кодах
7.2. Формальные правила поразрядного сложения в Д-кодах
7.3. Представление отрицательных чисел в Д-кодах
7.4. Выполнение операций сложения и вычитания чисел в Д-кодах
7.5. Умножение чисел в Д-кодах
7.6. Деление чисел в Д-кодах
7.7. Извлечение квадратного корня в Д-кодах
7.8. Перевод чисел в Д-код.
Задание для самоконтроля

8. Контроль работы цифрового автомата
8.1. Кодирование информации как средство обеспечения контроля р боты автомата
8.2. Основные понятия теории кодирования
8.3. Методы эффективного кодирования информации
8.4. Кодирование по методу четности-нечетности
8.5. Коды Хэминга
8.6. Контроль по модулю
8.7. Выбор модуля для контроля
8.8. Контроль логических операций
8.9. Контроль арифметических операций
8.10. Арифметические коды
Задание для самоконтроля

9. Способы защиты информации
9.1. Особенности систем защиты информации
9.2. Криптографические методы защиты информации
9.3. Аппаратные средства защиты
9.4. Программные средства защиты
9.5. Надежность средств защиты информации

10. Методы логического проектирования
10.1. Числовое и геометрическое представление функций алгебры логики
10.2. Минимизация логических функций. Метод неопределенных коэффициеитов для базиса И-ИЛИ-НЕ
10.3. Метод Квайна
10.4. Метод Квайна-Мак-Класки
10.5. Метод минимизирующих карт
10.6. Минимизация логических функций в базисе
10.7. Минимизация функций в базисах Шеффера и Пирса
10.8. Реализация частотно-минимальиого метода

11. Логическое описание и анализ электронных схем
11.1. Логические операторы электронных схем
11.2. Электронные схемы с одним выходом
11.3. Электронные схемы с несколькими выходами
11.4. Не полностью определенные функции алгебры логики
11.5. Синтез электронных схем с использованием свойств не полностью определенных функций
11.6. Временные булевы функции
11.7. Последовательностный автомат
11.8. Анализ поеледовательностиых автоматов с помощью реккурентных булевых функций
11.9. Разновидности триггерных схем
Задание для самоконтроля

12. Методы описания и синтеза цифровых автоматов
12.1. Основные понятия теории автоматов
12.2. Начальные языки описания цифровых автоматов
12.3. Автоматные языки для задания автоматных отображений
12.4. Соединение автоматов
12.5. Синтез управляющего автомата
12.6. Логическое проектирование управляющего автомата

Задание для самоконтроля
Список литературы

JPAGE_CURRENT_OF_TOTAL

Лекция 1. Предмет и основные понятия информатики

Сигналы - результат энергообмена между физическими телами или полями. При взаимодействии сигналов с физическими телами в последних возникают определенные изменения свойств - это явление называется регистрация сигналов. Такие изменения можно наблюдать, измерять или фиксировать - при этом возникают и регистрируются новые сигналы, то есть - образуются данные.

Данные - это зарегистрированные сигналы, являющиеся составной частью информации. Физический метод регистрации может быть любым: механическое перемещение тел. изменение их формы или параметров качества поверхности, изменение электрических, магнитных, оптических характеристик, химического состава и (или) характера химических связей, изменение состояния электронной системы и многое другое. В соответствии с методом регистрации данные могут храниться и транспортироваться на носителях различных типов.

Носители данных - самым распространенным носителем данных, хотя и не самым экономичным, является бумага. На бумаге данные регистрируются путем изменения оптических характеристик её поверхности. Изменение оптических свойств (изменение коэффициента отражения поверхности в определенном диапазоне длин волн) используются также в устройствах, осуществляющих запись лазерным лучом на пластмассовых носителях с отражающим покрытием. В качестве носителей, использующих изменение магнитных свойств, можно назвать магнитные ленты и диски. Регистрация данных путем изменения химического состава поверхностных веществ носителя широко используется в фотографии. На молекулярном уровне происходит накопление и передача данных в живой природе.

Любой носитель можно характеризовать параметром разрешающая способность (количеством данных, записанных в принятой для носителя единице измерения) и динамическим диапазоном (логарифмическим отношением интенсивности амплитуд максимального и минимального регистрируемого сигналов). От этих свойств носителя нередко зависят такие свойства информации, как полнота, доступность и достоверность.

Информация

Информация - это совокупность данных (зарегистрированных сигналов), которая воспринимается из окружающей среды, выдается в окружающую среду или сохраняется внутри определенной системы. Информация существует в виде документов, чертежей, рисунков, текстов, звуковых и световых сигналов, электрических и нервных импульсов и т.п.

Важнейшие свойства информации:

• о бъективность и субъективность информации - понятие объективности информации является относительным. Это и понятно, ели учесть, что сами методы обработки или сбора информации являются субъективными. Более объективной будет та информация, в которую методы вносят меньший субъективный элемент. В качестве примера можно рассмотреть фотографию и рисунок, сделанный человеком, одного и того же природного объекта. Понятно, что фотоаппарат беспристрастен и сделает объективный снимок, в отличие от человека, который может приукрасить или наоборот ухудшить вид объекта, имея свое субъективное отношение к нему;
• полнота информации - во многом характеризует качество информации и определяет достаточность данных, для принятия решений или для создания новых данных на основе имеющихся. Чем полнее данные, тем шире диапазон методов, которые можно использовать, тем проще подобрать метод, вносящий минимум погрешностей в ход информационного процесса;
• достоверность информации - данные возникают в момент регистрации сигналов, но не все зарегистрированные сигналы являются нужными. Всегда присутствует какой-то уровень посторонних сигналов, в результате чего образуется “информационный шум"". Чем меньше уровень “шума”, тем достовернее полученная информация;
• адекватность информаций - это степень соответствия реальному состоянию дел. Неадекватная информация может образовываться при создании новой информации на основе неполных или недостоверных данных. Однако и полные, и достоверные данные могут приводить к созданию неадекватной информации в случае применения к ним неадекватных методов обработки;
• доступность информации - мера возможности получить ту или иную информацию. На степень доступности информации влияют одновременно как доступность данных, так и доступность адекватных методов для их интерпретации. Отсутствие доступа к данным или отсутствие адекватных методов обработки данных приводит к недоступности информации. Отсутствие адекватных методов для работы с данными во многих случаях приводит к применению неадекватных методов, в результате чего образуется неполная, неадекватная или недостоверная информация;
• 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 адекватного метода для работы с данными может приводить к такой задержке в получении информации, что она становится неактуальной и ненужной.

Информатика, документалистика и кибернетика.

Информатика - это комплексная, техническая наука, систематизирующая приемы создания, хранения, воспроизведения, обработки и передачи, данных средствами вычислительной техники, а также принципы функционирования этих средств и методы управления ими.

Появление информатики обусловлено возникновением и распространением новой технологии сбора, обработки и передачи информации, связанной с фиксацией данных на носителях различного типа.

В качестве первоисточников информатики обычно называют две науки - документалистику и кибернетику.

Термин "информатика" происходит от французского слова Informatique, образованного в результате объединения терминов Informacion (информация) и Automatique (автоматика). В англоязычных странах используется термин - Computer Science (наука о средствах вычислительной техники). Теперь эти термины являются синонимами и используются для обозначения науки о преобразовании информации, которая базируется на использовании вычислительной техники.

Документалистика - наука, основным предметом которой является изучение рациональных средств и методов повышения эффективности документооборота.

Кибернетика (от греч. kybernetike - искусство управления, от kybernao - правлю рулём, управляю), наука об управлении, связи и переработке информации. Предметом кибернетики являются принципы построения и функционирования систем автоматического управления, а основными задачами - методы моделирования процесса принятия решений техническими средствами, связь между психологией человека и математической логикой, связь между информационным процессом отдельного индивидуума и информационными процессами в обществе, разработка принципов и методов искусственного интеллекта.

Предмет и основной вопрос информатики

Информатика очень близка к технологии, поэтому ее предмет нередко называют информационной технологией.

Предмет информатики как науки составляют:

• аппаратное обеспечение средств вычислительной техники;
• программное обеспечение средств вычислительной техники;
• средства взаимодействия аппаратного и программного обеспечения;
• средства взаимодействия человека с аппаратными и программными средствами.

Как видно из этого списка, в информатике особое внимание уделяется вопросам взаимодействия. Взаимодействие в информатике обозначается термином интерфейс. Методы и средства взаимодействия человека с аппаратными и программными средствами называются - пользовательским интерфейсом. Соответственно, существуют аппаратные, программные и аппаратно-программные интерфейсы.

Основная задача информатики - это систематизация приемов и методов работы с аппаратными и программными средствами вычислительной техники.

Цель систематизации состоит в том, чтобы выделять, внедрять и развивать передовые, более эффективные технологии автоматизации этапов работы с данными, а также методически обеспечивать новые технологические исследования.

Информатика - практическая наука. Ее достижения должны проходить проверку на практике и приниматься в тех случаях, если они отвечают критерию повышения эффективности. В составе основной задачи сегодня можно выделить такие основные направления информатики для практического применения:

• архитектура вычислительных систем (приемы и методы построения систем, предназначенных для автоматической обработки данных);
• интерфейсы вычислительных систем (приемы и методы управления аппаратным и программным обеспечением);
• программирование (приемы, методы и средства разработки комплексных задач);
• преобразование данных (приемы и методы преобразования структур данных);
• защита информации (обобщение приемов, разработка методов и средств защиты данных);
• автоматизация (функционирование программно-аппаратных средств без участия человека);
• стандартизация (обеспечение совместимости между аппаратными и программными средствами, между форматами представления данных, относящихся к разным типам вычислительных систем).

На всех этапах технического обеспечения информационных процессов для информатики ключевым вопросом является эффективность.

• Эффективность аппаратных средств - это соотношение производительности оснащения к его стоимости.

• Эффективность программного обеспечения - это производительность работающих с соответствующим программным обеспечением пользователей.

• Эффективность программирования - это объем программного кода, созданного программистом за единицу времени.

В информатике все жестко ориентировано на эффективность. Вопрос как осуществить ту или другую операцию для информатики важный, но не основной. Основным вопросом информатики является то, как совершить данную операцию эффективно.

Информационный процесс, информационная система и информационная технология

В рамках информатики, как технической науки, можно сформулировать понятия информации, информационной системы и информационной технологии.

Информационный процесс - это некоторые действия, когда данные преобразовываются в информацию. Обработка данных включает в себя множество разных операций, основными из которых являются:

• сбор данных - накопление информации с целью обеспечения достаточной полноты для принятия решения;
• формализация данных - приведение данных, которые поступают из разных источников к единой форме;

• фильтрация данных - устранение лишних данных, которые не нужны для принятия решений;
• сортировка данных - приведение в порядок данных за заданным признаком с целью удобства использования;

• архивация данных - сохранение данных в удобной и доступной форме;
• защита данных - комплекс мер, направленных на предотвращение потерь, воспроизведения и модификации данных;

• транспортирование данных - прием и передача данных между отдаленными пользователями информационного процесса. Источник данных принято называть сервером, а потребителя - клиентом;
• преобразование данных - преобразование данных из одной формы в другую, или из одной структуры в другую, или изменение типа носителя.

Информационная система

В информатике понятие "система" чаще используют относительно набора технических средств и программ. Системой называют также аппаратную часть компьютера. Дополнение понятия "система" словом "информационная" отображает цель ее создания и функционирования.

Информационная система - это взаимосвязанная совокупность средств, методов и персонала, используемая для сохранения, обработки и выдачи информации с целью решения конкретной задачи.

Современное понимание информационной системы предусматривает использование компьютера, как основного технического средства обработки информации. Компьютеры, оснащенные специализированными программными средствами, являются технической базой и инструментом информационной системы.

В работе информационной системы можно выделить следующие этапы:

1. Зарождение данных - формирование первичных сообщений, которые фиксируют результаты определенных операций, свойства объектов и субъектов управления, параметры процессов, содержание нормативных и юридических актов и т.п. -
2. Накопление и систематизация данных - организация такого их размещения, которое обеспечивало бы быстрый поиск и отбор нужных сведений, методическое обновление данных, защита их от искажений, потерь, деформирования и др.;
3. Обработка данных - процессы, вследствие которых на основании прежде накопленных данных формируются новые виды данных: обобщающие, аналитические, рекомендательные, прогнозные. Производные данные тоже можно обрабатывать, получая более обобщенные сведения;
4. Отображение данных - представление их в форме, пригодной для восприятия человеком. Прежде всего - это вывод на печать, то есть создание документов на, так называемых, твердых (бумажных) носителях. Широко используют построение графических иллюстративных материалов (графиков, диаграмм) и формирование звуковых сигналов.

Подавляющее большинство информационных систем работает в режиме диалога с пользователем. Типичные программные компоненты информационных систем включают:

• диалоговую подсистему ввода-вывода;
• подсистему прикладной логики обработки данных;
• подсистему логики управления данными.

Значительная часть функциональных возможностей информационных систем закладывается в системном программном обеспечении: операционных системах, системных библиотеках и конструкциях инструментальных средств разработки.

Кроме программной составной информационных систем важную роль играет информационная составная, которая задает структуру, атрибутику и типы данных, а также тесно связана с логикой управления данными.

Для сетевых информационных систем важным элементом является коммуникационный сервис, обеспечивающий взаимодействие узлов сети при общем решении задачи.

Информационные технологии

Технология - это способ освоения человеком материального мира с помощью социальноорганизованной деятельности, которая включает три компоненты:

• информационную (научные принципы и обоснование);
• материальную (орудие работы);
• социальную (специалисты, имеющие профессиональные навыки).

Эта триада составляет сущность современного понимания - технологии.

Понятие информационной технологии появилось с возникновением: информационного общества, основой социальной динамики в котором являются не традиционные материальные, а информационные ресурсы: знания, наука, организационные факторы, интеллектуальные способности, инициатива, творчество и т.д. Наиболее удачным определением понятия информационной технологии дано академиком Глушковым В.М., который трактовал ее как человеко-машинную технологию сбора, обработки и передачи информации, которая базируется на использовании вычислительной техники . Эти технологии быстро развиваются, охватывая все виды общественной деятельности.

Профилю подготовки

По направлению подготовки

Стадии интеллектуального развития детей по Ж.Пиаже

Стадия, возраст ребенка	Поведение и мышление ребенка
1.Сенсомоторного интеллекта от 8-10 мес. до 1,5 лет	Ребенок понимает новый предмет, применяя старые схемы (вытряхнуть, ударить); варьирование действий
2. Символический интеллект от 1,5 – 2 до 4 лет	Усвоение вербальных знаков языка, переход к простым символическим действиям (притвориться спящим)
3.Интуитивный(наглядный)интеллект от 4 до 7-8 лет	Проявляют себя наглядные схемы, к-е выстраивают причинные связи в логике наглядных впечатлений
4.Конкретных операций от 7-8 до 11- 12 лет	Понимание неизменности количества веса, площади и т.д. Появляются схемы конкретного порядка реальных процессов
5.Формальных операций или рефлексивный интеллект от 11-12 до 14-15 лет	Формируются логические схемы, построение гипотетико-дедуктивных рассуждений без связи с конкретной действительностью

Курс лекций по дисциплине «Информатика»

для студентов I курса заочной формы обучения

034400.62 «Физическая культура для лиц с отклонениями в состоянии здоровья (адаптивная физическая культура»

«Адаптивное физическое воспитание»

План:

1. Информатика и информация. Свойства информации. Формы представления информации.
2. История развития вычислительной техники.
3. Базовая аппаратная конфигурация.
4. Дополнительные устройства персонального компьютера.
5. Классификация компьютеров.

1. Информатика и информация.

Слово «информатика» происходит от французского слова, образованного из слов «информация» и «автоматика», что выражает ее суть, как науки об автоматической обработке информации. Источником информатики являются две науки: документалистика и кибернетика .

Документалистика (конец 19 в.) – изучает рациональные средства и методы повышения эффективности документооборота. Кибернетика (термин ввел Ампер в первой половине 19 в.) – дает математическую и логическую базу. Основы кибернетики были заложены трудами по математической логике Н. Винером (1948 г.).

Информатика – техническая наука, систематизирующая приемы создания, хранения, воспроизведения, обработки и передачи информации средствами вычислительной техники, а также принципы функционирования этих средств и методы управления ими.

Основная задача информатики – систематизация приемов и методов работы с аппаратными и программными средствами вычислительной техники.

Особая математическая дисциплина – теория информации, рассматривает понятие информация как первичное, и определяет его как продукт взаимодействия объективных данных и субъективных методов.

Свойства информации

1. Объективность и субъективность – объективность является относительной, т.к. методы получения или обработки являются субъективными.

2. Полнота – характеризует качество информации и определяет достаточность для принятия решений или для создания новых данных на основе имеющихся.

3. Достоверность – обычно полезные данные сопровождаются определенным уровнем «информационного шума».

4. Адекватность – степень соответствия реальному объективному состоянию дела. Неадекватная информация – результат неполных или недостаточных данных, или применения неадекватных методов.

5. Доступность – мера возможности получить информацию.

6. Актуальность – степень соответствия информации текущему моменту времени.

Операции с данными

Сбор – накопление с целью обеспечения достаточной полноты для принятия решений.

Формализация – приведение информации из разных источников к одинаковой форме (для повышения доступности).

Фильтрация – отсеивание «лишней» информации.

Сортировка – упорядочение информации по заданному признаку.

Архивация – организация хранения информации в удобной и легкодоступной форме.

Защита – предотвращение утраты, воспроизведения и модификации.

Преобразование – перевод из одной формы в другую (например, модем).

Формы представления информации

В информатике рассматривают два вида информации – аналоговый (непрерывный) – использует непрерывно и плавно изменяющийся информационный сигнал; цифровой (дискретный) – использует скачкообразный информационный сигнал, принимающий конечное число значений.

Аналоговый (непрерывный)

вид информации

– телефон;

– проигрыватель грампластинок;

– магнитная и оптическая запись звука.

Графически аналоговый сигнал выглядит в виде синусоиды разной амплитуды.

Цифровой (дискретный)

вид информации

– монитор;

– музыкальный проигрыватель лазерных компакт-дисков;

Графически цифровой сигнал выглядит в виде столбиков разной амплитуды (гистограмма).

Для обработки в компьютере информация должна быть преобразована в числовую (закодирована). Такое преобразование осуществляют специальные программы. Современные компьютеры кодируют информацию с помощью двух состояний –

есть сигнал (1);

нет сигнала (0).

Поэтому вся информация должна быть закодирована наборами двух знаков 0 и 1. Отсюда название – двоичная система счисления.

Цифра двоичной системы счисления называется – битом .

Бит – это наименьшая единица информации, которая выражается логическим значением Да или Нет и обозначается числом 1 или 0.

8 бит = 1 байт

1 Кбайт =1024 байт

1 Мбайт = 1024 Кбайт

1 Гбайт = 1024 Мбайт

1 Тбайт = 1024 Гбайт

2. История развития вычислительной техники

История персонального компьютера насчитывает чуть более 20 лет. Вычислительные же устройства появились значительно раньше. История компьютера связана с именами многих великих ученых разных стран, увлеченных идеей автоматизации вычислений.

1623 г. Вильгельм Шикард – автоустройство для выполнения сложения на базе механических часов;

1642 г. Блез Паскаль – «паскалина»;

1673 г. Г.В.Лейбниц – арифмометр, выполняющий четыре арифметических действия; он первый предложил возможность представления любых чисел двоичными цифрами;

1834 г. Ч.Беббедж – разработал идею создания Аналитической машины, имеющей память и управляющейся с помощью программ, посредством перфокарт;

1842 г. А.Лавлейс – сформулировала основы программирования для аналитической машины Беббиджа;

1853 г. П.Г.Шютц – разностная машина.

1890 г. табулятор Холлерита.

1924 г. IBM (International Business Machines).

Математическую основу будущего компьютера составила логика Дж. Буля, т.е. логика с двумя возможными состояниями – истиной и ложью, которая хорошо применима для описания электротехнических переключательных систем. В 40-е годы 20 в. Были созданы компьютеры на электро-механических реле.

В 1946 г. Джон Фон Нейман сформулировал общие принципы функционирования компьютера, которые используются до сих пор.

ü АЛУ - арифметическо-логическое устройство, выполняющее арифметические и логические операции;

ü УУ – устройство управления, которое организует процесс выполнения программ;

ü ЗУ – запоминающее устройство, или память для хранения программ и данных;

ü внешние и внутренние устройства для ввода-вывода информации.

Поколения ЭВМ

Конец 40-х – первая машина на принципах Неймана, на ламповых схемах (1-е поколение);

Конец 50-х – вычислительные машины на полупроводниковых схемах (2-е поколение);

60-е г.г. – вычислительные машины на малых интегральных схемах (чипах – Роберт Нойс) 3-е поколение;

70-е г.г. – вычислительные машины на центральных микропроцессорах (Маршан Эдвард Хофф, фирма Intel) и появились ПК (4-е поколение).

Стандартом для 90% производимых ПК стал IBM PC, появившийся в августе 1981 г. в его конструкции использовался принцип «открытой архитектуры». Возможность модернизации комплектующих, подключение дополнительных блоков и программного обеспечения, сделанного посторонними программистами, называется принципом открытой архитектуры .

3. Базовая аппаратная конфигурация

Базовая конфигурация персонального компьютера состоит из четырёх элементов:

v системный блок;

v монитор;

v клавиатура;

Системный блок содержит все основные устройства ПК, к нему так же подключаются все дополнительные внешние (периферийные) устройства.

Главная часть системного блока – системная материнская плата – набор электронных схем, управляющих работой ПК, к которой подключены все комплектующие (микропроцессор, оперативная память, другие виды памяти, видео и звуковая карта, системная магистраль данных).

Микропроцессор – электронная схема, выполняющая все вычисления и управляющая работой остальных элементов персонального компьютера (АЛУ и УУ).

Основные характеристики микропроцессора –

а)тактовая частота(скорость работы) – количество элементарных операций, выполняемых за единицу времени (секунду), измеряется в МГц;

б)модель (производители – AMD, Intel, Sun, IBM);

в) ядерность (1, 2, 4, 8, 16, 32, 64).

Оперативная память (ОЗУ) – запоминающее устройство, временно хранящее информацию.

Основные характеристики ОЗУ –

а) объём (в Мб) до 2 ГБ в одном модуле;

б) рабочая частота (время доступа к памяти).

Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) – обеспечивает надёжное хранение и выдачу информации. Содержание ПЗУ не может быть изменено, в нём хранится наиболее важная и всегда используемая информация.

КЭШ-память – память небольшого объема, расположена между микропроцессором и опе-ративной памятью, хранит наиболее часто используемые участки оперативной памяти, повышает скорость работы ОЗУ.

Системная магистраль данных (шина) – предназначена для передачи сигналов между устройствами системного блока. Различают – командную, адресную и информационную шины.

Основная характеристика шины –

разрядность – количество одновременно передаваемых сигналов (8; 16; 32; 64; 128; 256; 1024).

Накопители информации –

а) накопитель на жёстком магнитном диске (винчестер);

в) оптический дисковод CD-ROM и BluRay;

б) накопитель на гибком магнитном диске;

г) DVD и HDDVD-дисководы.

Носители информации –

а) оптические диски с одно-кратной записью – CD-R, DVD-R, HDDVD-R, BR-R и многократной записью – CD-RW, DVD-RW, HDDVD-RW, BR-RW ;

б) флэш-карты.

Адаптеры – преобразователи информации, необходимые для согласования скорости передачи информации между внешними устройствами, формируются в виде отдельных карт, снабжены разъемом, к которому присоединяются внешние устройства.

Видеокарта – управляет работой монитора.

Звуковая карта – управляет работой звука в компьютере.

Монитор – устройство предназначенное для отображения текстовой и графической информации. Изображение формируется совокупностью точек (пикселов).

Основные характеристики монитора

а) размер по диагонали (в дюймах);

б) разрешение экрана (количество пикселей по горизонтали и вертикали), чем больше тем лучше качество изображения;

в) время отклика (мс);

г) плоскость экрана («Flatron»).

Виды мониторов по принципу действия

1. ЭЛТ – электронно-лучевая трубка.

2. Жидко-кристаллические (LCD): главным элементом является жидкое вещество, обладающее свойствами кристаллов, экран представляет собой массив ячеек с жидким кристаллом.

3. Плазменные.

Клавиатура – устройство ввода информации.

Мышь – устройство ввода, управляет движением курсора по экрану, служит для управления работой программ. Различают – трекбол – в ноутбуках (сенсорная панель); пентмаус – похож на шариковую ручку, на рабочем конце находится узел, регистрирующий её перемещение.

Модем – устройство для обмена информацией с другими ПК через телефонную сеть. (МОдулятор-ДЕМодулятор) преобразовывает цифровой сигнал, идущий от компьютера, в аналоговый сигнал, передаваемый по телефонной линии (и наоборот).

встроенный модем (вставляемый в системный блок)

внешний модем (подключаемый к системному блоку)

4. Дополнительные устройства персонального компьютера

Принтер – устройство, предназначенное для вывода информации на «твердый» носитель.

Основные характеристики принтера –

а) скорость печати;

б) разрешение (количество отдельных точек, которые могут быть напечатаны на участке единичной длины – дюйм), измеряется в dpi (пиксель на дюйм);

в) эксплуатационные расходы.

По организации процесса печати принтеры делятся –

матричный струйный лазерный светодиодный

Сканер – устройство, предназначенное для преобразования графической или текстовой информации в электронные цифровые данные.

Основные характеристики сканера –

а) разрешающая способность (dpi);

б) количество принимаемых цветов (распознавание оттенков);

в) время сканирования.

ручной планшетный барабанный

Дигитайзер (графический планшет) – устройство, предназначенное для ввода графической информации, в основе их действия перо относительно планшета или световое перо, относительно дисплея.

Плоттер – устройство для подготовки на бумаге различного рода конструкторских документов, чертежей, графиков, рисунков.

5. Классификация компьютеров

С технической точки зрения современные компьютеры можно классифицировать следующим образом –

ü Суперкомпьютеры;

ü Рабочие станции;

ü Серверы;

ü Персональные компьютеры;

ü Ноутбуки;

ü Карманные (мобильные) ПК;

ü Специальные компьютеры, используемые в системах управления различными подвижными объектами специального назначения;

ü Игровые компьютеры;

ü Технологические (производство);

Slide_image" src="https://ppt4web.ru/images/1152/37720/640/img1.jpg" alt="Цели: Более подробно изучить основы информатики, так как в ней выступают одновременно инструмент для работы и объект изучения и совершенствования – информация." title="Цели: Более подробно изучить основы информатики, так как в ней выступают одновременно инструмент для работы и объект изучения и совершенствования – информация.">

1 из 21

Презентация на тему: Основы информатики

№ слайда 1

Описание слайда:

№ слайда 2

Описание слайда:

№ слайда 3

Описание слайда:

План. Введение.Информация и группы знаний.Язык-способ выражения информации.Информационные процессы.Количество информации.Cистема счисления.Архитектура ЭВМ.Устройство ПК.Текстовые файлы и редакторы.Тексты в компьютерной памяти.Компьютерная графика.Устройство компьютерной сети.Электронная почта.

№ слайда 4

Описание слайда:

Введение.Информатика - Это наука, изучающая все аспекты получения, хранения, преобразования, передачи и использования информации.Информатика- Это множество дисциплин, объединенных общим предметом изучения -информацией.Теория информации;Кибернетика;Программирование;Теория алгоритмов.

№ слайда 5

Описание слайда:

Информация и группы знаний.Информация для человека - это знания, которые он получает из различных источников. Все знания делят на 3 группы:1 группа начинается со слов «я знаю, что…». Эти знания называют декларативными (от слова «декларация»- знания, сообщение).2 группа начинается со слов «я знаю, как..». Эти знания называют процедурными. Они определяют достижение какой-либо цели.3 группа называется знания неинформативные. Эти сообщения не пополняют знания человека.

№ слайда 6

Описание слайда:

Язык - как способ выражения информации.Язык- Это знаковый способ представления информации. Общение на языках- это процесс передачи информации в знаковой форме.Языки бывают:Естественными и формальными.Образная информация- Это сохранение в памяти ощущения человека от контакта с источником.

№ слайда 7

Описание слайда:

Информационные процессы. Делят на 3 группы: Процесс хранения информации, процесс передачи информации, процесс обработки информации.Человек хранит информацию в собственной памяти и на внешних носителях. Процесс передачи информации осуществляется от источника к приемнику по информационным каналам связи. Процесс обработки информации связан с получением новой или изменением формы или структуры данной информации; осуществлением поиска информации на внешних носителях.

№ слайда 8

Описание слайда:

Количество информации. Бит- Информационный вес символа двоичного алфавита принятый за единицу информации.Алфавит- Это вся совокупность символов, используемых в некотором языке для представления информации.Мощность алфавита- это число символов в нем.Байт- Информационный вес символа из алфавита мощностью 256 символов. 1 байт=8 бит.

№ слайда 9

Описание слайда:

Cистема счисления. Система счисления- Это способ изображения чисел и соответствующие ему правила действия над числами. Системы счисления бывают позиционными и непозиционными. Примером непозиционной системы является римская система чисел. Наименьшее возможное основание позиционной системы счисления – 2. Такая система называется двоичной.

№ слайда 10

Описание слайда:

Архитектура ЭВМ. Архитектура ЭВМ- Это описание устройства и принципов работы компьютера, достаточное для пользователя и программиста.Программа- Это указание на последовательность действий, которую должен выполнить компьютер. В состав компьютера входят: процессор, память, устройство ввода, устройство вывода. У компьютера имеется внутренняя и внешняя память. Внутренняя- оперативная память. Внешняя- долговременная память.

№ слайда 11

Описание слайда:

Устройство ПК. В состав системного блока входят: микропроцессор, внутренняя память, дисководы, блок питания, контроллеры внешних устройств. Все устройство ПК связаны между собой по многопроводной линии, которая называется информационной магистралью. Основными техническими характеристиками ПК являются: объем внутренней памяти, тактовая чистота микропроцессора, разрядность микропроцессора. Каждое внешнее устройство имеет свой адрес. Передаваемая к нему информация – по шине данных сопровождается адресом устройства – по адресной шине.

№ слайда 12

Описание слайда:

Текстовые файлы и редакторы. Текстовый файл- Простейший способ организации данных в компьютере. Он состоит только из кодов таблицы символьной кодировки.Текстовый редактор- Это прикладная программа, позволяющая создать текстовые документы, редактировать их, просматривать содержимое документа на экране, распечатывать документ, изменять формат документа. Стандартными компонентами среды ТР являются: рабочее поле, текстовый курсор, строка состояния, меню команд. Текстовый файл разделен на строки. Разделителем является специальные управляющие коды. В конце файла ставится код «Конец файла».

№ слайда 13

Описание слайда:

Тексты в компьютерной памяти. Гипертекст- Это способ организации текста, который можно просматривать в последовательности смысловых связей между его отдельными фрагментами.Таблица кодировки- Таблица в которой всем символам компьютерного алфавита поставлены в соответствие порядковые номера. Международным стандартом является код ASCII- американский стандартный код информационного обмена. Каждый символ текста кодируется восьмиразрядным двоичным кодом. Для представления текстов в компьютере используется алфавит мощностью 256 символов.

№ слайда 14

№ слайда 15

Описание слайда:

Средства компьютерной графики. Система вывода изображения на экран включает в себя дисплей и видеоадаптер. Изображение на дисплее получается из совокупности множества светящихся точек - видеопикселей. Пиксели на экране образуют сетку из горизонтальных строк и вертикальных столбцов, которая носит название «растр». Размер графической сетки M * N определяет разрешающую способность экрана, от которой зависит качество изображения. Луч электронной пушки периодически сканирует строки растра с высокой частотой, воспроизводя изображение. На черно-белых дисплеях пиксель может иметь только два цвета. Электронная пушка испускает один луч. Видеоадаптер состоит из видеопамяти и дисплейного процессора. В видеопамяти хранится двоичный код изображения, выводимого на экран. Для ввода изображения в компьютер используются сканеры, цифровые фотоаппараты, цифровые видеокамеры.

№ слайда 16

Описание слайда:

Таблицы и модели. Модель- это некоторое упрощенное подобие реального объекта. Модели бывают материальными и информационными. Информационная модель представляет собой описание моделированного объекта. Прежде чем строить информационную модель, производится системный анализ объекта моделирования. Задача системного анализа- выделить существенные части, свойства, связи моделируемой системы, определить её структуру. Наглядным способом представления информационных моделей являются графические изображения: карты, чертежи, схемы, графики.

№ слайда 17

Описание слайда:

Графический редактор. Графический редактор- прикладная программа для получения рисованных изображений. Рисунок, создаваемый средствами графического редактора, формируется на экране, а затем может быть сохранен в файле. Среда любого ГР содержит рабочее поле, меню инструментов, цветов, меню команд для работы с файлами, печати рисунка и других операций. ГР позволяет включать в рисунок тексты, используя буквы разных размеров и шрифтов.

№ слайда 18

Описание слайда:

Устройство компьютерной сети. Компьютерная сеть- Система компьютеров, связанных каналами передачи информации. Компьютерные сети бывают локальными и глобальными. В одноранговых локальных сетях все компьютеры равноправны. Локальная сеть с выделенным компьютером включает в себя сервер и множество рабочих станций. Сервер используется как хранилище общих информационных ресурсов, а так же содержит некоторые технические устройства общего доступа. Глобальная сеть- это система связанных между собой локальных сетей и компьютеров отдельных пользователей. Персональные компьютеры пользователей подсоединяются к узлам глобальной сети. Существуют сети региональные, отраслевые. В настоящее время большинство из них объединено в мировую систему –Internet.

№ слайда 19

Описание слайда:

Электронная почта. Электронная почта- обмен письмами в компьютерных сетях.Почтовый ящик- Это раздел внешней памяти почтового сервера, отделенный для абонента.Электронное письмо- это текстовый файл, содержащий конверт с адресом получателя и текст письма.Телеконференция- это система обмена информацией на определенную тему между абонентами сети.

№ слайда 20

Описание слайда:

"Всемирная паутина". Гипермедиа- система гиперсвязей между мультимедиа-документамиКиберпространство-это совокупность мировых систем телекоммуникаций и циркулирующей в них информации.Web страница- отдельный документ W W W.Web сервер- компьютер в сети Интернет, хранящий web страницы и соответствующее программное обеспечение.Internet-всемирная глобальная компьютерная сеть

№ слайда 21

Описание слайда: