Информатика для факультета ЭУиФ Подготовила: Камышная И.Н.

Информатика Информатика – это область человеческой деятельности, связанная с процессами сохранения, преобразования и использования информации с помощью компьютера. Информатика - это область научно-технической деятельности, занимающаяся исследованием процессов получения, передачи, обработки, хранения и представления информации, решением проблем создания, внедрения и использования информационной техники и технологии во всех сферах общественной жизни.

Задачи, решаемые информатикой исследование информационных процессов; разработка новейших информационных технологий на базе персональных компьютеров и сетей; решение научных и инженерных проблем создания и внедрения программно-аппаратного обеспечения персональных компьютеров; предоставление методов и средств исследования и решения проблем с помощью персональных компьютеров в других областях человеческой деятельности.

Основная задача информатики - определение общих закономерностей, в соответствии с которыми происходит создание научной информации, ее преобразование, передача и использование в различных сферах деятельности человека.

Прикладная задача информатики - разработка более эффективных методов и средств осуществления информационных процессов, определение способов оптимальной научной коммуникации с широким применением технических средств.

Информационная система Информационная система - это организованная человеком система сбора, хранения, обработки и выдачи информации, необходимой для эффективного функционирования субъектов и объектов управления. Данные системы являются средством удовлетворения потребностей управления в информации, которое заключается в том, чтобы в нужный момент из соответствующих источников получать информацию, которая должна быть предварительно систематизирована и определенным образом обработана.

Другое определение Информационная система - организационно упорядоченная совокупность документов (массивов документов) и информационных технологий, в том числе с использованием средств вычислительной техники и связи, реализующих информационные процессы.

Подготовительные и основные функции информационной системы Подготовительные заключаются в фиксации, сборе данных, кодировании и записи их на машинные носители, вводе в память электронно-вычислительных машин и систематизированном хранении. Основные функции сводятся к поиску или содержательной обработке информации, документальному оформлению и размножению результатов поиска и обработки, передаче выходной информации потребителям.

Три класса информационных систем не производящие качественного изменения информации (учетные, следящие, прогнозирующие, справочные системы); анализирующие информацию (аналитические, советующие, прогнозирующие, диагностические системы); вырабатывающие решения (управляющие, планирующие системы).

Компоненты информационной системы

Функциональные компоненты представляют собой подсистемы обработки информационных ориентиров по определенному функциональному признаку. Например, бухгалтерский учет и отчетность; технико-экономическое планирование; бизнес-план и т.д.

Компоненты системы обработки данных предназначены для сбора и переноса информации на машинные носители, ввода информации в ЭВМ и контроля ввода, создания и ведения внутримашинной информационной базы, обработки информации на ЭВМ (накопление, сортировка, корректировка, выборка, арифметическая и логическая обработка), вывода информации; управления вычислительными процессами в вычислительных сетях.

Организационные компоненты информационной системы представляют собой совокупность методов и средств для совершенствования организации структурных объектов, штатного расписания, должностных инструкций персонала.

Информационная технология целенаправленный процесс преобразования информации, использующий совокупность средств и методов сбора, обработки, хранения и передачи информации.

Требования к информационной технологии: обеспечение высокой степени деления всего процесса обработки информации на составляющие компоненты; включение всего набора инструментов, необходимых для достижения поставленной цели; стандартизация и унифицирование отдельных компонентов.

Информатизация внедрение информационных технологий во все сферы человеческой деятельности

Предмет изучения информатики - информация и способы ее получения, передачи, отображения, хранения, обработки.

сведения об окружающем мире, которые повышают уровень осведомленности человека, т.е. уменьшают меру неопределенности знаний. Информация -

Информация - сведения, снимающие неопределенность об окружающем мире, которые являются объектом хранения, преобразования, передачи и использования. Сведения - это знания выраженные в сигналах, сообщениях, известиях, уведомлениях и т.д. Другое определение

Свойства информации Свойства информации Объективность Информация объективна, если она не зависит от чьего-либо мнения или суждения Достоверность Информация достоверна, если она отражает истинное положение дел Полнота Информация полна, если ее достаточно для понимания и принятия решения Полезность информации оценивается по тем задачам, которые мы можем решить с ее помощью Актуальность Информация актуальна, если она важна, существенна для настоящего времени Понятность Информация понятна, если она выражена на языке, доступном для получателя

Данные - это результаты наблюдений над объектами и явлениями, которые по каким-то причинам не используются, а только хранятся.

А теперь вывод: Как только данные начинают использоваться они становятся информацией. Информация – это используемые данные.

Документированная информация (документ) - зафиксированная на материальном носителе информация с реквизитами, позволяющими ее идентифицировать.

Информационные ресурсы отдельные документы и отдельные массивы документов, документы и массивы документов в информационных системах (библиотеках, архивах, фондах, банках данных, других информационных системах).

Информационный процесс Процесс, в результате которого осуществляется прием, передача, преобразование и использование информации.

Классификация информации

1. По форме представления: 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: 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: 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. По общественному назначению: 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: 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(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 (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 человека.

Экономическая информация Экономическая информация - сведения, уменьшающие неопределенность, недостаток знаний, дополняющие представление о социально-экономических процессах, как в сфере производства, так и в непроизводственной сфере на всех уровнях и во всех органах. Экономическая информация отображает факты производственно-хозяйственной деятельности с помощью системы натуральных и стоимостных показателей. Экономическая информация, как правило, передается и обрабатывается в форме знаков, фиксируемых на различных веществ, носителях. Совокупность знаков, используемых для обмена экономической информации в определенной экономической системе, образует язык экономической информации.

Экономические данные представляют собой отображение экономических явлений, записанных на определенном языке на конкретных материальных носителях (показатели, записанные в документах, текстах или таблицах), но не связанных с определенной задачей или потребителем.

Вывод: Экономические данные только тогда становятся экономической информацией, когда заключенные в них сведения, используются для решения определенной задачи и уменьшают неопределенность условий этой задачи.

Синтаксический анализ исследует отношения между знаками, представляющими экономическую информацию, отвлекаясь от их содержания и ценности для получателя. Он устанавливает важнейшие параметры информационных потоков, включая количественные характеристики, необходимые для выбора технических средств, осуществляющих сбор, регистрацию, передачу, хранение и переработку экономической информации.

Семантический анализ рассматривает содержание экономической информации и способы его языкового представления (язык человека, компьютерные языки), но не учитывает ее ценность (то есть фактически рассматривает экономические данные).

Прагматический анализ осуществляется для определения полезности экономической информации в процессе ее использования получателем для различных целей и принятия решений (прагматический анализ применяется в тех условиях, когда экономические данные превращаются в экономическую информацию).

Ценность экономической информации Наиболее существенными для практического применения являются оценки полезности экономической информации, поскольку они позволяют определить потребительскую ценность поступившей информации с точки зрения возможности ее использования в процессах прогнозирования и управления экономикой.

Ценность экономической информации определяется такой совокупностью ее свойств, как своевременность, достоверность, содержательность, удобство восприятия и т.п.

Принципы представления информации Для автоматизации процесса обработки данных различных типов в компьютере используется кодирование с помощью чисел.

Принципы представления информации Разные народы в разные времена использовали разные системы счисления. Следы древних систем счета встречаются и сегодня в культуре многих народов. К древнему Вавилону восходит деление часа на 60 минут и угла на 360 градусов. К Древнему Риму - традиция записывать в римской записи числа I, II, III и т. д. К англосаксам - счет дюжинами: в году 12 месяцев, в футе 12 дюймов, сутки делятся на 2 периода по 12 часов.

Принципы представления информации По современным данным, развитые системы нумерации впервые появились в древнем Египте. Для записи чисел египтяне применяли иероглифы: один, десять, сто, тысяча и т.д. Все остальные числа записывались с помощью этих иероглифов и операции сложения. Недостатки этой системы - невозможность записи больших чисел и громоздкость.

Принципы представления информации В конце концов, самой популярной системой счисления оказалась десятичная система. Десятичная система счисления пришла из Индии, где она появилась не позднее VI в. н. э. В ней всего 10 цифр: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, но информацию несет не только цифра, но также и место, позиция, на которой она стоит. В числе 444 три одинаковых цифры обозначают количество и единиц, и десятков, и сотен. А вот в числе 400 первая цифра обозначает число сотен, два 0 сами по себе вклад в число не дают, а нужны лишь для указания позиции цифры 4.

Принципы представления информации Система счисления – это форма записи чисел и связанный с ним способ выполнения вычислений. Системы счисления делятся на позиционные и иероглифические. К иероглифическим относится римская система записи. Позиционные системы – это разложение числа по степеням какого-либо числа (основания), причем положение цифры в определенной позиции указывает на наличие в разложении соответствующей степени основания. Самая привычная система – десятичная, основана на степенях 10, то есть, записывая число, раскладывают его по степеням 10, например, =1× × ×10 0.

Принципы представления информации Система счисления - это совокупность правил и приемов записи чисел с помощью набора цифровых знаков. Количество цифр, необходимых для записи числа в системе, называют основанием системы счисления. Основание системы записывается в справа от числа в нижнем индексе: 5 10 ; ; AF и т. д. Примером непозиционной (иероглифической) системы счисления является римская: числа IX, IV, XV и т.д. Примером позиционной системы счисления является десятичная система (в ней используются десять цифр от 0 до 9), используемая повседневно.

Принципы представления информации Любое целое число в позиционной системе можно записать в форме многочлена: где S - основание системы счисления; А n - цифры числа, записанного в данной системе счисления; n - количество разрядов числа. Пример. Число запишется в форме многочлена следующим образом:

Принципы представления информации Десятичная А10 Двоичная А2 Восьмеричная А8 Шестнадцатиричная А A B C D E F

Принципы представления информации В десятичной системе, записывая число, мы раскладываем его по степеням 10, в восьмеричной - это разложение числа по степеням восьмерки, в двоичной системе – это тоже по степеням двойки. В двоичной системе крайняя левая позиция – количество в разложении 2 0, вторая слева – количество 2 1 и так далее. В рассмотренном примере числа раскладываются на разряды: десятичное число 327 состоит из 3-х разрядов, а двоичное число – из 9-ти. Преимущество использования двойки в качестве основания системы счисления очевидно – требуется всего две цифры 0 и 1 для записи любого числа. Два числа – два состояния. У человека 10 пальцев и ему было удобно считать в десятичной системе, а у компьютера электрический сигнал, который может быть, тогда – 1 или не быть – тогда 0. Вот почему двоичная система используется в компьютере.

Правила перевода чисел из одной системы счисления в другую Для перевода двоичного числа в десятичное необходимо его записать в виде многочлена, состоящего из произведений цифр числа и соответствующей степени числа 2, и вычислить по правилам десятичной арифметики:

Правила перевода чисел из одной системы счисления в другую При переводе удобно пользоваться таблицей степеней двойки: Степени числа 2 Пример. Число перевести в десятичную систему счисления. n (степень)

Правила перевода чисел из одной системы счисления в другую Для перевода восьмеричного числа в десятичное необходимо его записать в виде многочлена, состоящего из произведений цифр числа и соответствующей степени числа 8, и вычислить по правилам десятичной арифметики: Степени числа 8 Пример. Число перевести в десятичную систему счисления. n (степень)

Правила перевода чисел из одной системы счисления в другую Для перевода шестнадцатеричного числа в десятичное необходимо его записать в виде многочлена, состоящего из произведений цифр числа и соответствующей степени числа 16, и вычислить по правилам десятичной арифметики Степени числа 16 Пример. Число перевести в десятичную систему счисления. n (степень)

Правила перевода чисел из одной системы счисления в другую Для перевода десятичного числа в двоичную систему его необходимо последовательно делить на 2 до тех пор, пока не останется остаток, меньший или равный 1. Число в двоичной системе записывается как последовательность последнего результата деления и остатков от деления в обратном порядке. Пример. Число перевести в двоичную систему счисления.

Правила перевода чисел из одной системы счисления в другую Для перевода десятичного числа в восьмеричную систему его необходимо последовательно делить на 8 до тех пор, пока не останется остаток, меньший или равный 7. Число в восьмеричной системе записывается как последовательность цифр последнего результата деления и остатков от деления в обратном порядке. Пример. Число перевести в восьмеричную систему счисления.

Правила перевода чисел из одной системы счисления в другую Для перевода десятичного числа в шестнадцатеричную систему его необходимо последовательно делить на 16 до тех пор, пока не останется остаток, меньший или равный 15. Число в шестнадцатеричной системе записывается как последовательность цифр последнего результата деления и остатков от деления в обратном порядке. Пример. Число перевести в шестнадцатеричную систему счисления.

Правила перевода чисел из одной системы счисления в другую Чтобы перевести число из двоичной системы в восьмеричную, его нужно разбить на триады (тройки цифр), начиная с младшего разряда, в случае необходимости дополнив старшую триаду нулями, и каждую триаду заменить соответствующей восьмеричной цифрой. Пример. Число перевести в восьмеричную систему счисления.

Правила перевода чисел из одной системы счисления в другую Чтобы перевести число из двоичной системы в шестнадцатеричную, его нужно разбить на тетрады (четверки цифр), начиная с младшего разряда, в случае необходимости дополнив старшую тетраду нулями, и каждую тетраду заменить соответствующей восьмеричной цифрой. Пример. Число перевести в шестнадцатеричную систему счисления.

Правила перевода чисел из одной системы счисления в другую Для перевода восьмеричного числа в двоичное необходимо каждую цифру заменить эквивалентной ей двоичной триадой Пример. Число перевести в двоичную систему счисления. Для перевода шестнадцатеричного числа в двоичное необходимо каждую цифру заменить эквивалентной ей двоичной тетрадой. Пример. Число перевести в двоичную систему счисления.

Правила перевода чисел из одной системы счисления в другую При переходе из восьмеричной системы счисления в шестнадцатеричную и обратно, необходим промежуточный перевод чисел в двоичную систему. Пример 1. Число перевести в восьмеричную систему счисления. Пример 2. Число перевести в шестнадцатеричную систему счисления.

Единицы измерения количества информации Бит – минимальная единица количества информации. Один двоичный символ – это бит. Одним битом кодируется два символа, могут выражаться два понятия: единица (1) или ноль (0), логические константы Да или Нет, Истина или Ложь. Если количество битов увеличить до двух, то можно будет выразить уже четыре различных понятия: 00, 01, 10, 11. Байт – минимальная адресуемая единица памяти компьютера, состоящая из 8 бит. Одним байтом кодируется 28 (т.е. 256) символов. 16 бит – это слово, им кодируется 216 символов, 32 бита – это двойное слово, им кодируется 232 символов, 64 бита – это учетверенное слово, им кодируется 264 символов. Для измерения количества информации используются также производные единицы информации: Килобайт (1 Кбайт, Кб) – 210 = 1024 байт. Мегабайт (1 Мбайт, Мб) – 210 Кбайт = 1024 Кб = байт. Гигабайт (1 Гбайт, Гб) – 210 Мбайт = 1024 Мб = байт.

Архитектура ЭВМ. Принципы построения ЭВМ.

Основные принципы построения ЭВМ Прежде всего, компьютер должен иметь следующие устройства: Арифметическо-логическое устройство АУ, выполняющее арифметические и логические операции; Устройство управления УУ, которое организует процесс выполнения программ; Запоминающее устройство ОП, или память для хранения программ и данных; Внешние устройства ВУ для ввода-вывода информации.

Основные принципы построения ЭВМ Основные принципы построения ЭВМ были сформулированы американским учёным Джоном фон Нейманом Схема фон Неймана отражает связи между устройствами компьютера: стрелки с одинарными линиями показывают управляющие связи, стрелки с многоточием - информационные. АЛУУУВУ ОП

Схема фон Неймана Основной блок в схеме Неймана – это управляющее устройство УУ, которое управляет работой компьютера. Арифметическое устройство АУ выполняет вычисления. В схеме современного компьютера функции управляющего устройства УУ и арифметического устройства АУ объединяет процессор. Оперативная память ОП – это запоминающее устройство, которое функционирует в процессе работы компьютера и очищается при его выключении.

Принципы фон Неймана Принцип двоичного кодирования. Для представления данных и команд используется двоичная система счисления. Принцип однородности памяти. Как программы (команды), так и данные хранятся в одной и той же памяти (и кодируются в одной и той же системе счисления). Над командами можно выполнять такие же действия, как и над данными. Принцип адресуемости памяти. Структурно основная память состоит из пронумерованных ячеек; процессору в произвольный момент времени доступна любая ячейка; память внутренняя. Принцип последовательного программного управления. Все команды располагаются в памяти и выполняются последовательно, одна после завершения другой, в последовательности, определяемой программой. Принцип жесткости архитектуры. Неизменяемость в процессе работы топологии, архитектуры, списка команд.

Аппаратные средства ПК

Настольный персональный компьютер Настольный персональный компьютер минимальной конфигурации состоит из системного блока, монитора и клавиатуры. К системному блоку могут присоединяться другие устройства: манипулятор мышь, принтер, сканер, внешний модем или факс-модем.

Внешние устройства Каждое из устройств подключается к специальному разъему на задней стенке системного блока. Эти разъемы называются порты. Каждый из портов в системном блоке соединяется с микросхемой, обслуживающей данное устройство. Микросхема называется контроллером (например, контроллер клавиатуры или жесткого диска) или адаптером, например, видеоадаптер, обслуживающий монитор.

Принципиальная схема устройства системного блока персонального компьютера

Материнская или системная плата главный компонент, к которому подключены все элементы компьютера.

Процессор CPU – Central Processor Unit – центральное процессорное устройство– это основная микросхема, которая представляет собой арифметико- логическое устройство, управляющее работой компьютера и обработкой данных. Он находится внутри системного блока и установлен на материнской плате.

Главная характеристика процессора - быстродействие. Оно определяется средним количеством арифметических и логических операций, производимых в секунду. Операции, производимые процессором, разделены на такты. Такт – это элементарная операция процессора. Каждая операция – сложение, вычитание, сдвиг и т.д., может быть представлена как последовательность элементарных операций. Количество тактов, выполняемых за 1 секунду, определяет тактовую частоту процессора. Чем она больше для данного типа процессора, тем быстрее работает процессор. Кроме тактовой частоты на быстродействие влияет тип процессора. В каждом поколении процессоров одной фирмы операции выполняются с помощью все меньшего количества тактов, поэтому компьютеры, имеющие одну тактовую частоту, но принадлежащие к разным поколениям, будут иметь разное быстродействие: более поздняя реализация работает быстрее.

Кэш-память - это сверхоперативная память, доступ к которой осуществляется многократно быстрее, чем к оперативной памяти. Эта память служит для хранения наиболее часто используемых данных.

Шина Связь между всеми собственными и подключаемыми устройствами материнской платы выполняют ее шины и логические устройства.

Шина, системная магистраль - микросхема, управляющая процессами ввода и вывода через внешние устройства. Шина дает команду контроллеру или адаптеру соответствующего устройства и проводит поток данных. Внешние устройства подключаются к контроллеру через порт. Быстродействие шины характеризуется частотой шины. Оно существенно влияет на быстродействие всего компьютера. Существует также видеошина AGP - ускоренный графический порт, предназначенный для высокоскоростной передачи графических данных.

Чипсет (Chipset) - базовый набор микросхем, обеспечивающий обмен данными между устройствами.

Оперативная память RAM – random access memory - служит для хранения оперативной информации – программ и данных. Устанавливается на материнской плате. Основные характеристики – время доступа (измеряется в наносекундах), объем (измеряется в мега- или гигабайтах), и пропускная способность (измеряется в мегабайтах в секунду).

Винчестер - накопитель на жестком магнитном диске, предназначенный для долговременного хранения информации, необходимой пользователю для повседневной работы. На жестком диске хранятся все необходимые пользователю программы и архивы, которые могут понадобиться в ближайшее время.

Программное обеспечение ПК По функциональному признаку программные средства можно разделить на базовое (системное) программное обеспечение и прикладное.

Базовое (системное) программное обеспечение является неотъемлемой частью ПК также как аппаратное обеспечение. Без его наличия ПК работать вообще не может.

состав базового программного обеспечения Операционные системы; Сервисные программы; Программы технического обслуживания.

Прикладное программное обеспечение предназначено для разработки и выполнения конкретных задач пользователя.

Классификация прикладного программного обеспечения Программы общего назначения: Редакторы: Текстовые редакторы и процессоры, например, Лексикон, Блокнот, WordPed, Word. Графические Pаint, Corel Draw, Photoshop, Adobe Illustrator. Табличные процессоры, например, Excel. Системы управления базами данных СУБД, например, Access. Интегрированные системы, например, Microsoft Office. Экспертные системы. CASE-технологии. Программные средства работы с Internet, например, Internet Explorer. Проблемно ориентированные программы и системы. Программы правовой поддержки, например, «Консультант+», «Гарант», «Кодекс». Управления предприятием, например, «1-С предприятие». Системы электронного документооборота, например «Грандок», «БОСС- Референт», «Кодекс – документ». Издательские системы. Системы и среды программирования, например, QBasic, Turbo-Pasсal, Turbo-Basic, Turbo-C Пользовательские программы. Это программы, написанные самими пользователями на языках программирования, решающие специфические задачи.