Общие сведения об информатике (стр. 1 из 10)

Информатика – молодая научная дисциплина, изучающая свойства информации, способы представления, накопления, обработки и передачи информации с помощью технических средств, а также использование информации в различных сферах человеческой деятельности.

Информация является первичным и неопределяемым в рамках науки понятием. В простейшем понимании информация – это некоторые сведения, данные, знания и т. п.. При этом предполагается, что имеются «источник информации» и «получатель информации».

§1Формы представления информации

Существуют два принципиально разных способа представления и обработки информации: непрерывный (аналоговый) и дискретный (цифровой).

Фотография, магнитная и оптическая запись звука, телефон, радио, телевидение – эти средства записи, хранения, переработки и передачи информации используют непрерывный информационный сигнал.

Например, при записи вашего голоса на магнитофон за непрерывными колебаниями мембраны микрофона записывающая головка плавно (непрерывно) создаёт контур на магнитной ленте. В фотографии, на телевидении и т. д. используются другие физические и химические процессы, однако суть аналогового способа записи и воспроизведения информации остаётся той же самой.

Графически аналоговая форма представления информации выглядит в виде синусоиды разной амплитуды и длительности.

Компьютер – цифровая машина, т. е. внутреннее представление информации в нём дискретно. Информация (передаваемый сигнал) называется дискретной, если она принимает конечное (можно пересчитать) число значений.

Графически цифровая (дискретная) форма представления информации выглядит в виде столбцов (гистограмма).

Для обработки в компьютере любая информация должна быть преобразована в числовую форму (закодирована). Такое преобразование осуществляют специальные программы-компиляторы.

Современные ЭВМ кодируют вводимую информацию с помощью двух состояний:

- есть сигнал или нет его;

- намагничен материал или нет;

- тумблер включен или нет.

Поэтому вся информация в компьютере представлена наборами только из двух знаков (0 - нет сигнала, и 1 – есть сигнал). Отсюда название - двоичная система счисления. Цифра двоичной системы называется битом.

Бит – это наименьшая единица информации. 8 бит составляют 1 байт. Например, русская буква ²А² закодирована байтом 10000000. На практике используют более крупные единицы информации:

1 Кбайт = 1024 байт

1 Мбайт = 1024 Кбайт (»400 стр. текста)

1 Гбайт = 1024 Мбайт (»400 тыс. стр. текста)

§2 История возникновения ПЭВМ

Слово «компьютер» означает «вычислитель». Потребность в устройстве для вычислений возникла очень давно. Более 1500 лет назад для облегчения вычислений стали использоваться счёты. В 1673 г. Лейбниц сконструировал арифмометр, механически выполняющий четыре арифметических действия. Широкое применение арифмометры получили в XIX в. Работал с арифмометром человек – «счётчик», который чётко соблюдал определённую последовательность инструкций (программу). В этом же XIX в. Чарльз Беббидж разработал основные идеи для создания аналитической машины, которая бы выполняла вычисления без участия человека. Однако построить такую машину удалось только в 40-х годах XX в. на основе электромеханических реле.

В 1946 г. Джон фон Нейман сформулировал основные принципы построения цифровых вычислительных машин. Согласно этим принципам, компьютер должен иметь 4 главных устройства:

- АЛУ – арифметическо-логическое устройство;

- ЗУ – запоминающее устройство;

- Устройство ввода и вывода информации;

- УУ – устройство управления (организация всех процессов).

В конце 40-х годов построена первая вычислительная машина на лампах, которая (как и все последующие поколения ЭВМ) основывалась на принципах фон Неймана. В 50-х гг. появились ВМ, работавшие на полупроводниковых схемах (второе поколение ВМ). В конце 60-х гг. появились ЭВМ третьего поколения, работавшие на малых интегральных схемах. В конце 70-х гг. разработали ЭВМ четвертого поколения на базе больших интегральных схем (микропроцессора). Тогда же появились и первые ПК. Стандартом для 90%, производимых ПК, стал компьютер IBMPC, представленный в 1981 г. фирмой Microsoft. При создании IBMPC был использован принцип открытой архитектуры, то есть возможность усовершенствования его отдельных частей без замены старых и сборки компьютера из независимо изготовленных частей.

Совершенствование вычислительной техники характеризуется не только уменьшением размеров и стоимости её, а главное повышением быстродействия и надёжности ЭВМ.

§3 Основная конфигурация ПК.

Существует “минимальная “ конфигурация, то есть минимальный набор элементов, без которого невозможна работа с ПК. Этот набор состоит из 3-х элементов:

1) системный блок;

2) монитор;

3) клавиатура.

3.1.Системный блок.

В системном блоке располагаются все основные устройства ПК, к нему же подключены все главные и дополнительные внешние устройства.

Рассмотрим основные составляющие системного блока и их характеристики.

Системная материнская плата – электронная схема, управляющая работой компьютера, к которой подключаются все комплектующие (микропроцессор, оперативная память, звуковая и видеокарта, системная магистраль данных).

Микропроцессор - «мозг» ПК, электронная схема, выполняющая все вычисления и управляющая работой остальных элементов ПК. Т.е. содержит два устройства из принципов фон Неймана: АЛУ и УУ. Основные характеристики: 1) тактовая частота (скорость работы микропроцессора) - количество элементарных операций выполняемых микропроцессором за 1 секунду, измеряется в МГц. Сейчас выпускаются микропроцессоры с тактовой частотой 800-1200 МГц. 2) модель. Распространены модели Intel-80486, Pentium, PentiumII, PentiumIII.

Чем выше модель, тем меньше тактов требуется для выполнения одних и тех же операций [устаревают через 3-4 месяца].

Оперативная память – это запоминающее устройство, временно хранящее информацию, при выключении машины она очищается. ОЗУ служит, как черновик, для промежуточных операций и вычислений. Основные характеристики: 1) объём – 8-512 Мб. 2) рабочая частота – характеризует время доступа к памяти.

ПЗУ – постоянное запоминающее устройство, которое обеспечивает надёжное хранение и выдачу информации. Содержимое ПЗУ не может быть изменено. В нём хранится наиболее важная и всегда используемая информация.

Кэш-память - “сверхоперативная” память относительно небольшого объема, в которой хранятся наиболее часто используемые участки оперативной памяти. Располагается между микропроцессором и оперативной памятью. Объем- 512 Кб.