Лекция 1 Основные аспекты информатики. Архитектура персональных компьютеров

Основные разделы лекции Основы медицинской информатики Строение и принцип работы персонального компьютера

1.Основы медицинской информатики Понятие информация. Виды информации. Информатика как наука

1.1. Понятие информация. Виды информации информация informatio Слово информация происходит от латинского слова informatio, которое означает объяснения, изложения и на сегодняшнее время трактуется как новые сведения об окружающем мире (состояние окружающих объектов) в виде образов, символов, формул, описания и других абстрактных характеристик.

1.1.1.Класификация информации Виды информации Алфавитно- цифровая Визуально- графическая цветовая за цветовой гаммой серошкальная за динамикой изображения динамическая Статическая Звуковая Комбинированная

1.2. Информатика как наука Информатика Информатика изучает все аспекты собирания, сохранения, обработки и передачи информации с использованием компьютерной техники. Медицинская информатика Медицинская информатика - это наука, которая изучает процессы получения, сохранения, обработки и передачи информации средствами компьютерной техники с целью усовершенствования лечебно-диагностической, организационной и научной деятельности врача.

1.3.Кибернетика как наука Кибернетика - это наука об управлении - предусматривает постановку задачи, сбор информации, ее переработку, принятия решения и оценку результатов управления Кибернетика - это наука об управлении - предусматривает постановку задачи, сбор информации, ее переработку, принятия решения и оценку результатов управления Медицинская кибернетика Медицинская кибернетика охватывает процессы управления в медицине и здравоохранении. Возникшая на стыке всех медицинских дисциплин, исследует все виды медицинской інформации, связи между ними и формирует системный подход в осмыслении строения и функций организма человека, лечебных влияний, управления в системе здравоохранения.

2. Строение и принцип работы персонального компьютера Представление информации в компьютере Единицы информации в компьютере Устройства компьютера Архитектура персонального компьютера

2.1. Представление информации в компьютере числовой форме Компьютер обрабатывает информацию, представленную только в числовой форме. кодирования информации двойковая системаисчисления Для кодирования информации используется двойковая система исчисления, - включает две цифры 0 и 1 Отдельному символу отвечает определенная последовательность нулей и единиц двойковой Применения двойковой системы исчисления упрощает строение устройств для запоминания, считывания и передача информации

2.2. Единицы информации в компьютере 1 бит Единицей информации есть 1 бит, - один двійковий разряд, который может иметь значения 1 или 0. 1 байт 8 бит составляют 1 байт (команда). 1 кБайт 1 кБайт = 210 =1024 байты 1 мегабайт 1 мегабайт (Мбайт) = 1024 кБайти 1 гигабайт 1 гигабайт = 1024 Мбайты

2.4. Архитектура персонального компьютера 90 % ПК, которые используются в мире есть IBM (International Business Machines Corporation) PC совместными и состоят из: системного блока системного блока; монитора монитора; клавиатуры клавиатуры; манипулятора мышь.

Основные блоки IBM PC системный блокмышьклавиатурамонитор

Строение системного блока ПК Системный блок состоит из: Корпусf с блоком питания Корпусf с блоком питания. Материнской платы Материнской платы. Плат расширения Плат расширения (видео, звуковая, и др.). Жесткого диска Жесткого диска (винчестер, HDD). Дисководов Дисководов: гибких дисков, компакт- дисков (СD-ROM, DVD-ROM).

Процесорний розєм Розєми для плат розширення (РСІ) Розєми для зовнішніх пристроїв (клавіатура, миша, принтер і т.п.) Розєми для модулів оперативної памяті Розєм для відеокарти (AGP) Системний контролер Розєми для підключення дискових накопичувачів Материнская плата

Микропроцессор электронная микросхема программный код ІВМ РС Intel Это электронная микросхема, которая выполняет программный код, который находится в оперативной памяти - в определенной последовательности выбирает из нее инструкции и выполняет их. При этом осуществляется пересылка, обработка и анализ данных, а также организация разветвлений и переходов в вычислительном процессе. В компьютерах ІВМ РС используются микропроцессоры фирмы Intel. ПКцентральный процессорСРРабочие станциисерверы ПК чаще всего содержат один центральный процессор (СР Central Processing Unit). Рабочие станции и серверы могут содержать несколько идентичных процессоров.

Характеристики микропроцессора Модель/архитектура Pentium 4 IntelAMD. Модель/архитектура – определяющий параметр. Современными мікропороцесорами есть Pentium 4 фирмы Intel и Athlon XP фирмы AMD. Быстродействие (тактовая частота) 13ГГц Быстродействие (тактовая частота) - скорость выполнения элементарных операций за 1с. Измеряется в Гц и сейчас составляет от 1 до 3ГГц. Разрядность Разрядность – длина слова команды в битах. Современные процессоры 32-разрядные. Объем кеша Объем кеша - памяти, размещенной непосредственно в микросхеме МП. Может иметь несколько уровней.

Контролеры Это электронная схема, которая управляет одним или несколькими внешними устройствами. Основные контролеры в ПК: Системный системной шины Системный (чипсет) – соединяет процессор с другими устройствами ПК. Есть элементом системной шины. Памяти, портов ввода-вывода, дисковых накопителей, клавиатуры, мыши Памяти, портов ввода-вывода, дисковых накопителей, клавиатуры, мыши – обязательные в любому ПК. Звуковой, видео-, сетевой Звуковой, видео-, сетевой – могут быть присутствуют на интегрированных материнских платах.

Оперативная память (ОЗУ) программыданные байты адресуRAM Совокупность микросхем, которые могут сохранять информацию. Сохраняет программы и данные, которые обрабатываются в процессе работы ПК. Разделяется на каморки памяти (байты), которые идентифицируются по адресу. Другое название ОЗУ - RAM (random access memory - память с произвольным доступом). Основные характеристики ОЗУ: Объем 128 Мбайт1Гбайт Объем – состоянием на 2002 год ПК может содержать ОЗУ объемом от 128 Мбайт до 1Гбайт. Быстродействие Быстродействие (частота работы) – зависит от модели присторю ОЗУ (от 66Мгц до 800Мгц).

Видеоконтроллер (видеокарта) Электронная плата, которая получает от микропроцессора ПК команды на формирование изображения и превращает их в видеосигнал. Основные характеристики видеоконтроллеров: Тип процессора Тип процессора – видеокарта содержит специализированный микропроцессор для обработки графики. Объем видеопамяти Объем видеопамяти – колеблется в границах от ½ к ¼ объему ОЗУ. Быстродействие Быстродействие – частота работы процессора и видеопамяти (200/200МГц)

Жестий диск (винчестер) Предназначенный для продолжительного сохранения информации, которая используется при работе с компьютером, а именно программ и данных. Основные характеристики жестких дисков: Емкость – состоянием на 2008 год жесткие диски могут сохранять до 2000 Гбайт информации. Скорость обращения шпинделя – 7200 об/мин. Быстродействие – время доступа к информации – 7-8 мс, и скорость чтения/записи информации – Мбайт/с

Дисковод компакт-дисков Основные типы дисководов компакт-дисков: СD-ROM/RW: СD-ROM/RW: служат для чтения, записи и перезаписи компакт-дисков (стандарт СD); DVD-ROM/RAM: DVD-ROM/RAM: служат для чтения и записи видео- дисков (стандарт DVD); COMBO: COMBO: комбинированные устройства; Основные характеристики дисководов: Скорость чтения информации. Определяется как K*V, где К – коэффициент скорости – до 52 у современных дисководов, V-скорость считывания информации (150 Кбайт/с для CD и 1,3Мбайт/с для DVD). Скорость доступа к информации - 0,4 ÷0,1с

Компакт-диск пластиковую основутонкий отлучающий металлический пластлаковое покрытие Пластиковый диск диаметром 4,72 дюйма и толщиной 0,05 дюйма, с отверстием в центре диаметром 0,6 дюйма. Имеет три пласта: пластиковую основу, тонкий отлучающий металлический пласт и лаковое покрытие Основные виды и характеристики дисков: CD-ROM (Audio/R/RW) – может сохранять до 700Мбайт информации или 80 мин. звукозаписи. DVD-ROM (RAM) – новый формат. Может сохранять до 4,7 Гбайт информации.

Монитор Предназначенный для вывода на экран алфавитно-цифровой (текстовой) и графической информации. Подсоединяется к видеоконтроллеру Основные типы мониторов: На основе электронно-лучевой трубки (ЕПТ) На основе электронно-лучевой трубки (ЕПТ); На основе панели редких кристаллов (РКП) На основе панели редких кристаллов (РКП); Плазменні панели (больших диагоналей) Плазменні панели (больших диагоналей);

Характеристики мониторов Диагональ изображения Диагональ изображения - от 14 до 21 дюйма; Размер пикселя Размер пикселя наименьший элемент изображения - расстояние между центрами точек люминофору (вещества, которое брезжит) одного цвета. Может быть от 0,39 до 0,21 гг. Раздельная способность Раздельная способность количество пикселей по горизонтали и вертикале, из которых складывается изображения. Современные мониторы поддерживают , , , и ; Частота вертикальной развертки Частота вертикальной развертки - частота кадров – должна составлять не меньше 75 Гц;

Дополнительные устройства IBM PC К дополнительным устройствам ПК, которые чаще всего используются принадлежат: Принтеры Принтеры; Сканеры Сканеры Модемы Модемы; Средства мультимедиа Средства мультимедиа; Сетевые адаптеры Сетевые адаптеры; Другие специализированные устройства.

Принтер текстовуюграфическую фотографии параллельный портпорт USB Печатающее устройство - выводит информацию на бумагу. Современные принтеры могут выводить текстовую, графическую (черно- белую и цветную) информацию, фотографии. К ПК подсоединяются через параллельный порт или порт USB. За способом печати принтеры разделяют на: Матричные Матричные; Струйные Струйные; Лазерные. Лазерные.

Матричные принтеры красящую ленту игл красящую Печать происходит через красящую ленту. На печатающей головке принтера размещенный ряд (12 или 24) тонких металлических стержней (игл). Головка двигается вдоль строки, а стержни в необходимый момент ударяют по бумаге через красящую ленту. Это обеспечивает формирования на бумаге символов и изображений. Недостатки данного типа принтеров: низкое качество, медленный, шумный низкое качество, медленный, шумный.

Струйные принтеры микро-каплями специальных чернил печатающей головке Изображения формируется микро-каплями специальных чернил, которое выбрасывается на бумагу через сопла в печатающей головке (от 50 до 200 сопл). Печатающая головка двигается вдоль каждой строки. Преимущества данного типа принтеров: Высокое качество печати (в т.ч. и в цвету); Высокое качество печати (в т.ч. и в цвету); Скорость печати 4-8 ст/мин (текст). Скорость печати 4-8 ст/мин (текст).

Лазерные принтеры ксерографии барабана тонера лазерного луча Используется принцип ксерографии: изображения переносится на бумагу с специального барабана, к которого электрично притягиваются дольки краски (тонера). Печатающий барабан электризуется с помощью лазерного луча. Преимущества данного типа принтеров: Высочайшее качество печати (в т.ч. и в цвету); Высочайшее качество печати (в т.ч. и в цвету); Скорость печати от 8 ст/мин и больше (текст). Скорость печати от 8 ст/мин и больше (текст).

Сканер графической информации Служит для ввода графической информации (документы/рисунки/фото) в ПК. Типы сканеров: Ручные Ручные – сейчас используются редко. Протяженные Протяженные – часто есть модулем принтера. Планшетные Планшетные. Основные характеристики сканеров: Раздельная способность ; Раздельная способность (количество точек в дюйме по горизонтали и вертикалу) - 300*600, 600*1200, 1200*2400 dpi (dot per inch); Глубина цвета. Глубина цвета (24, 36, 48 бит на пиксель).

Модем Это устройство (модулятор-демодулятор) для передачи информации на большие расстояния с использованием выделенных или комутованых телефонных линий. Скорость передачи двойковой информации измеряется числом бит за 1 с, bps (bit per second, бит/с). Современные модемы работают с скоростью 33,6 и 56,0 Кбит/с. Большинство современных модемов есть факсами-модемами.

Средства мультимедиа МультимедиаMedia мультимедиа-програмиМультимедиа (от лат. Media - среда или носитель информации) - возможность работать с информацией разного вида, прежде всего - звуковой и видео- информацией. Для работы с звуком и изображением создаются специальные мультимедиа-програми. Мультимедийный компьютер дополнительно комплектуется как минимум: звуковой картой звуковой картой; акустическими колонками акустическими колонками; интегрированным ТВ-тюнером интегрированным ТВ-тюнером.

Выводы В данной лекции изучались: Основы медицинской информатики Строение и принцип работы персонального компьютера

Источники дополнительной информации Пособие из медицинской информатики для студентов 1-го курса. Левин А. Самоучитель работе на компьютере. Начинаем с Windows. – М,: Нолидж, – 688 с.