Buch lesen: «Информатика. Шпаргалка»

Предмет информатики

Понятие «информатика» (от лат. – «осведомленность в чем-либо» появилось в середине XX в. во Франции. Термин образовался посредством объединения слов «информация» (information) и «автоматика» (automatique) и в переводе на русский язык означает «автоматизированная обработка информация»; возник, чтобы определить область знании, которая занимается обработкой информации с использованием ЭВМ. Другими словами, информатика является наукой о компьютерной технике.

В результате развития компьютеров информатика выделилась в отдельную область знания. В 1975 г. началась вторая электронная революция, вследствие того что появилась микропроцессорная техника. Область науки, связанная с созданием и применением компьютеров, стала развиваться намного стремительнее.

Понятие «информатика» получило новую жизнь. Оно применяется для закрепления достижений компьютерной индустрии и, как результат этого, процессов преобразования (передачи, накопления и обработки) информации.

В России такое объяснение понятия информатики установилось в 1982 г. Информатика в то время понималась как комплексная научная и инженерная дисциплина, изучающая все аспекты разработки, проектирования, создания, оценки, функционирования основанных на ЭВМ систем переработки информации, их применения и воздействия на различные области социальной практики.

Методы информатики могут применяться везде, где можно описывать какие-либо процессы, объекты или явления посредством использования информационных моделей. Объяснением этого служит то, что информатика направлена на разработку общих принципов построения информационных моделей.

При многообразии определений информатики наиболее популярным является следующее: информатика – это комплексная наука о методах и способах сбора, накопления, хранения, обработки, обмена, а также использования информации; область знаний, которая тем или иным образом связана с процессом обработки информации при помощи ЭВМ и взаимодействием их со средой применения.

Информатика изучает процессы создания и обработки информации, решает проблемы, которые сопряжены с применением компьютеров и оргтехники, благодаря развитию которых она и появилась.

В информатике все внимание сосредоточено на свойствах информации и средствах ее преобразования. Цель информатики – приобретение знаний об информационных системах, определение общих принципов их построения и работы. Основная функция информатики – нахождение и использование средств и методов обработки информации.

Задачи информатики – создание техники и технологии преобразования информации; решение трудностей разработки и использования информационных технологий и компьютерной техники; исследование информационных процессов.

Данные и информация. Свойства информации

В информатике различают понятия «данные» и «информация».

Данные представляют собой информацию, находящуюся в формализованном виде и предназначенную для обработки техническими системами.

Под информацией понимается совокупность представляющих интерес фактов, событий или явлений, которые необходимо зарегистрировать и обработать.

Информация в отличие от данных – это не все, что мы знаем о предмете, а только то, что нам интересно, что можно хранить, накапливать, применять, передавать и т. д. Например, если составить перечень из двадцати оценок и показать кому-либо, то они будут восприниматься как обыкновенные данные. А если напротив каждой оценки написать фамилии студентов, то это будет восприниматься уже как информация, она будет интересной в данном случае для студентов, получивших оценки по некоторой дисциплине.

Данные только хранятся, а не используются. Но как только данные начинают использоваться, т. е. представлять интерес, то они преобразуются в информацию.

В процессе обработки информация изменяется по структуре и форме. Признаками структуры является взаимосвязь элементов информации. Структура информации классифицируется на формальную и содержательную. Формальная структура информации ориентирована на форму представления информации, а содержательная – на содержание.

Виды форм представления информации. По способу отображения:

1) символьная представлена в виде знаков, цифр, букв;

2) графическая – в виде изображения;

3) текстовая – в виде набора букв, цифр;

4) звуковая – в виде звука.

По месту появления:

1) внутренняя (выходная) возникает в пределах объекта;

2) внешняя (входная) – вне объекта.

По стабильности:

1) постоянная может использоваться несколько раз и в течение долгого времени;

2) переменная может изменяться в зависимости от времени ее применения.

По стадии обработки:

1) первичная регистрируется впервые;

2) вторичная образуется при преобразовании первичной информации; может быть промежуточной и результативной.

Свойства информации: актуальность, полнота, точность, репрезентативность, своевременность, содержательность, устойчивость, достоверность. В компьютере вся информация может обрабатываться при помощи информационных процессов, состоящих из сбора (деятельности человека, при которой он получает сведения об объекте), обмена (процесса, в ходе которого источник информации с помощью сигналов передает, а приемник получает сведения об объекте), накопления (создания исходного несистематизированного массива информации), обработки (процесса преобразования данных в соответствии с алгоритмом), хранения (процесса поддержания исходных данных в определенном виде, который обеспечит их выдачу по запросам в установленный срок).

Информатизация общества и поколения ЭВМ

За время своего существования наша цивилизация прошла ряд этапов развития в области обработки информации, происходили информационные революции. Самая первая революция произошла, когда люди изобрели письменность и стала возможной передача знаний через временное пространство. Вторая революция была в XVI в., во времена изобретения книгопечатного станка, вследствие чего изменилось общество и его культура. Третья информационная революция произошла в XIX в., когда появились электричество, радио, телефон и телеграф, с помощью которых стало возможно собирать и передавать информацию на расстояние. Во время четвертой революции, которая имела место в 1970-е гг., появился персональный компьютер.

Появление ЭВМ первого поколения относится к началу 1950-х гг. Первые ЭВМ, основанные на электронных лампах, были крупногабаритными, «медленными», ненадежными, расходовали много энергии и программировались в машинных кодах.

Второе поколение ЭВМ существовало в период с конца 1950-х до начала 1960-х гг. ЭВМ стали производиться на полупроводниковых элементах. Технические характеристики вышли на новый уровень, программирование для них велось в алгоритмических языках.

Третье поколение существовало в период с 1960-х до середины 1970-х гг. ЭВМ стали производиться на интегральных схемах. Уменьшились размеры, повысилась производительность и надежность машин.

К четвертому поколению ЭВМ относятся персональные компьютеры на микропроцессорах, появившиеся в середине 1970-х гг. Отличительные черты компьютеров четвертого поколения – высокая мощность, производительность, надежность и относительная дешевизна.

О пятом поколении ЭВМ стали говорить с середины 1980-х гг. Компьютеры стали проникать во все сферы жизни человека.

Такое развитие компьютерной техники и технологий привело к появлению понятий «информационное общество» и «информатизация общества».

Информационное общество – совокупность людей, основная масса которых занята преобразованием и реализацией информации. Страны с развитым информационным производством – Япония, США, страны Западной Европы – постепенно приближаются к статусу информационного общества.

Информатизация общества – это эволюционный научно-технический и социально-экономический процесс создания благоприятных условий для удовлетворения информационных потребностей человека. Об информатизации общества впервые заговорили в США в 1960-е гг., в Японии – в 1970-е гг., а уже с начала 80-х гг. – в Западной Европе.

Информатизация общества – процесс вполне закономерный, особое внимание уделяется мерам, которые направлены на обеспечение применения всей совокупности знаний во всех сферах человеческой жизни.

Функциональная структура и принцип работы ЦВМ

Работа компьютера строится на принципах Фон Неймана. Универсальный компьютер включает в себя 4 блока: арифметико-логическое устройство, устройство управления, оперативную память и устройство ввода-вывода.

Арифметико-логическое устройство служит для выполнения команд программ, которые состоят из арифметических и логических операций.

Устройство управления служит для организации выполнения и управления программами. В определенное необходимое время устройство управления создает управляющие импульсы, а затем распределяет их во все блоки компьютера, а также создает адреса ячеек памяти в выполняемой операции и перераспределяет их в нужные блоки ПК.

Оперативная память осуществляет хранение данных и программ.

Устройство ввода-вывода служит для ввода и вывода информации.

Принцип работы ЦВМ заключается в следующем: вначале через устройство ввода-вывода в оперативную память вводится программа, которая последовательно записывается в пронумерованные ячейки памяти. Устройство управления считывает из памяти первой ячейки первую команду и занимается организацией ее выполнения с помощью арифметико-логического устройства. Затем этот же процесс повторяется необходимое количество раз.

Команда выполняется в два этапа. На первом – устройство управления формирует адрес ячейки (другими словами, номер), в которой хранится очередная команда, и определяет по коду операции, какую операцию необходимо выполнить.

На втором этапе арифметико-логическое устройство выполняет данную операцию. После того как будет выполнена первая команда, устройство управления начинает выполнять следующую команду.

Если адрес последующей команды создается путем прибавления единицы к адресу предыдущей команды, то порядок выполнения команд называется последовательным.

Но этот порядок выполнения команд может изменяться путем применения специальной команды передачи управления в любой другой ячейке, адрес которой указан команде.

Передача управления может происходить по условию или в обязательном порядке. Это позволяет осуществлять разветвление алгоритмов или организовывать циклическое выполнение группы. Выполненные команды устройство управления выводит на устройства ввода-вывода и переводит компьютер в режим ожидания новой программы.

Для современного компьютера характерно следующее устройство. Арифметико-логическое устройство и устройство управления объединены в единый комплекс – процессор (микропроцессор). Микропроцессор – это основной блок компьютера, который необходим для управления всеми частями ПК, а также для осуществления арифметических и логических операций. Выполнение программы может приостанавливаться для выполнения неотложных операций над сигналами по неисправности или сигналами от внешних устройств ПК.