Учебный комплекс по Информатике и ИКТ

Файл содержит основные материалы используемые на уроках Информатика и ИКТ, для ликвидации пробелов знаний у учащихся НПО.

Содержание

«Понятие информации, информационных технологий и информационных систем» 2

Информационные технологии 7

"Количество информации. Единицы измерения информации" 10

Вероятностный подход к измерению количества информации 10

Единицы измерения информации 11

Определение количества информации 11

Алфавитный подход к определению количества информации 12

«Системы счисления» 13

«История развития вычислительной техники» 20

«Основные характеристики и классификация ЭВМ» 25

«Основные виды Архитектур ЭВМ» 26

«Технические средства персонального компьютера» 28

Рис. Типовая структура ЭВМ 28

Моделирование как метод познания. Информационные (нематериальные) модели. Назначение и виды информационных моделей. Основные этапы компьютерного моделирования. 34

Специализированное программное обеспечение для защиты программ и данных. Компьютерные вирусы и антивирусные программы. 37

Компьютерные сети. Аппаратные средства компьютерных сетей. Топология локальных сетей. Характеристики каналов (линий) передачи информации. 40

Понятие файла. Файловый принцип хранения данных Операции с файлами. Типы файлов. 43

Графический редактор. Растровая и векторная графика. Средства и технологии работы с графикой. Кодирование графической информации. 46

Современное применение компьютерной графики весьма разнообразно: 47

Текстовый редактор. Основные приемы преобразования текстов: редактирование и форматирование. Понятие о настольных издательских системах. Гипертекстовое представление информации. Кодирование текстовой информации. 49

Динамические (электронные) таблицы. Назначение и принципы работы электронных таблиц. Использование электронных таблиц для обработки числовых данных (на примере задач из различных предметных областей). Математическая обработка статистических данных, результатов эксперимента с помощью динамических (электронных) таблиц. 52

Базы данных. Системы управления базами данных. Создание, введение и использование баз данных при решении учебных и практических задач. 55

Компьютерные телекоммуникации: назначение, структура. Информационные ресурсы в телекоммуникационных сетях. Комплексы аппаратных и программных средств организации компьютерных сетей. Представления о телекоммуникационных службах: электронная почта, чат, телеконференции, форумы, Интернет - телефония. Информационно-поисковые системы. Организация поиска информации в сетях. 58

«Понятие информации, информационных технологий и информационных систем»

Информация - самое первое слово в информатике. Это понятие первичное. Его нельзя определить через другие понятия, потому что их нет. Помните как сказано в "Библии": "вначале было слово". В информатике это слово информация. Поэтому оно и принимается без определения. Аналогичная картина наблюдается в других аксиоматических науках: в математике, в теории множеств и так далее. Понятия точки, прямой, плоскости являются неопределяемыми в геометрии. В теории множеств таким "первым словом" является "множество". Можно сказать, что в информатике "вначале было слово "информация". А дальше все пошло от него.

Слово информация образовано от латинского слова INFORMATIO (разъяснение, осведомление).

Некоторые авторы учебников предлагают следующие определения информации:

Информация – это знания или сведения о ком-либо или о чем-либо.

Информация – это сведения, которые можно собирать, хранить, передавать, обрабатывать, использовать.

В настоящее время наука пытается найти общие свойства и закономерности, присущие многогранному понятию информация, но пока это понятие во многом остается интуитивным и получает различные смысловые наполнения в различных отраслях человеческой деятельности:

1. в быту информацией называют любые данные, сведения, знания, которые кого-либо интересуют. Например, сообщение о каких-либо событиях, о чьей-либо деятельности и т.п.;

2. в технике под информацией понимают сообщения, передаваемые в форме знаков или сигналов;

3. в кибернетике (наука об общих законах управления в природе, обществе, живых организмах и машинах) под информацией понимают ту часть знаний, которая используется для ориентирования, активного действия, управления, т.е. в целях сохранения, совершенствования, развития системы;

4. в теории информации под информацией понимают сведения об объектах и явлениях окружающей среды, их параметрах, свойствах и состоянии, которые уменьшают имеющуюся о них степень неопределенности, неполноты знаний.

5. в семантике (наука о смысловом значении слов, словосочетаний, *символов и др. знаков, служащих для передачи информации) это сведения, обладающие новизной;

6. в документалистике под информацией понимают то, что зафиксировано в знаковой форме в виде документа.

В рамках информатики, как технической науки можно сформулировать понятие информации

Информация - это совокупность сведений (данных), которая воспринимается из окружающей среды (входная информация), выдается в окружающую среду (исходная информация) или сохраняется внутри определенной системы.

Свойства информации:

1. полнота — свойство информации исчерпывающе характеризовать отображаемый объект или процесс;

2. актуальность— способность информации соответствовать нуждам потребителя в нужный момент времени;

3. достоверность — свойство информации не иметь скрытых ошибок. Достоверная информация со временем может стать недостоверной, если устареет и перестанет отражать истинное положение дел;

4. доступность — свойство информации, характеризующее возможность ее получения данным потребителем;

5. релевантность — способность информации соответствовать нуждам (запросам) потребителя;

6. защищенность — свойство, характеризующее невозможность несанкционированного использования или изменения информации;

7. эргономичность — свойство, характеризующее удобство формы или объема информации с точки зрения данного потребителя.

Данные являются составной частью информации и представляют собой зарегистрированные сигналы.

Во время информационного процесса данные преобразовываются из одного вида в другой с помощью методов. Обработка данных включает в себя множество разных операций.

Основные операции обработки данных:

• 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, воспроизведение и модификацию 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, из одной структуры в другую или изменение типа носителя.

Задание: приведите примеры информации:

• в неживой природе (например, в геологии или археологии);

• в биологических системах (например, из жизни животных и растений);

• в технических устройствах (например, телевидение, телеграфные сообщения);

• в жизни общества (например, исторические сведения, реклама, средства массовой информации, общение людей).

Информация всегда связана с материальным носителем.

Носителем информации может быть:

1. любой материальный предмет (бумага, камень и т.д.);

2. волны различной природы: акустическая (звук), электромагнитная (свет, радиоволна);

3. вещество в различном состоянии (концентрация молекул в жидком растворе, температура и т.д).

4. Машинные носители информации (перфоленты, перфокарты, магнитные ленты, и т.д).

Передачей информации называется процесс её пространственного переноса от источника к получателю.

Передавать и получать информацию человек научился даже раньше, чем хранить её. Речь является способом передачи, который использовали наши далекие предки в непосредственном контакте (разговоре) — ею мы пользуемся и сейчас. Для передачи информации на большие расстояния необходимо использовать значительно более сложные процессы.

Задолго до возникновения средств передачи, которые позволили перекачивать данные на расстояния, не сопоставимые с пределом видимости и слышимости человека, за секунды (а то и доли секунды), представители рода человеческого уже умели подавать друг другу знаки информирования через использование визуально воспринимаемых сигналов (сюда можно отнести костры, флажковую азбуку).

Настоящим прорывом в развитии средств обмена информацией стала череда изобретений, имевшая место в XIX в. Сначала появился телеграф (1844 г., фамилия Морзе, думаю, Вам о чем-то говорит), затем чуть позже последовали телефон (1876 г., американский ученый Белл) и радио (1895 г., русский ученый Попов).

Развитие почты на протяжении истории – еще один ракурс, под которым можно рассматривать становление и совершенствование инструментов перекачки известий, мыслей, чувств. Неотъемлемыми атрибутами корректной и надежной работы почты во все времена и у всех народов являлись указание адреса получателя и обратного адреса (отправителя), хранение и пересылка самого ценного, что есть в письме – строк, - в конверте, скрывающем содержимое от посторонних глаз. Сегодня все чаще слово "почта" употребляется с определением "электронная" и, соответственно, все реже люди прибегают к отправке рукописного текста в бумажных конвертах.

Наиболее развитая система связи в наше время?

Прогресс подстегивает к усовершенствованию и давно существующих средств. Пример – концепция "нового телевидения", в котором находят широкое применение лазерные технологии, а для обеспечения высококачественного изображения и звука их передача реципиентам осуществляется по оптоволоконному кабелю.

Возможно, не за горами то время, когда телевидение из двухмерного (два измерения – визуальное и звуковое) превратится в трехмерное (передача информации для восприятия органами обоняния человека). Современная наука открывает все новые возможности передачи информации. В любом случае, какими бы передовыми методами установления связи друг с другом не пользовались люди, необходимо помнить главное: не должны вноситься искажения в исходную информацию, и на выходе она должна отличаться "чистотой".

Достоверность, актуальность, полнота и некоторые другие характеристики информации всегда были и будут теми критериями, которые будут определять не только ее качество, но и резонность использовать то или иное средство информационного обмена. В данном случае намного важна цель, а не средство, при условии что последнее не создает какую-либо угрозу безопасности человека.

Реализация передачи информации требует:

1. предварительного переноса информации, содержащейся в сообщении, на носитель — кодирования;

2. обеспечения передачи полученного таким образом сигнала адресату по специальному каналу связи;

3. обратного преобразования кода сигнала в код сообщения — декодирования.

Сигнал - способ передачи информации. Он может быть непрерывным или дискретным.

Сигнал называется дискретным, если он может принимать лишь конечное число значений в конечном числе моментов времени.

Аналоговый сигнал - сигнал, непрерывно изменяющийся по амплитуде и во времени.

Сигналы, несущие текстовую, символическую информацию, дискретны.

Аналоговые сигналы используют в телефонной связи, радиовещании.

Говорить об информации вообще, а не применительно к какому-то ее конкретному виду беспредметно. Классифицировать ее можно следующим образом.

Виды информации

• по способам восприятия: 1) визуальная, 2) аудиальная, 3) тактильная, 4) обонятельная, 5)вкусовая;

• по форме представления: 1)текстовая (знаки, буквы, символы); 2)числовая, 3) графическая (схема, рисунок и т.д.), 4) звуковая (голос, музыка), 5) комбинированная

• по значению: 1) Общественная (Житейская, Общественно-политическая, Научно-популярная, Эстетическая) 2) Личная (Знания и умения, Чувства и интуиция, Прогнозы и планы, Опыт и наследственная память) 3) Специальная (Научная, Производственная, Техническая, Управленческая)

Примеры получения информации:

1) динамик компьютера издает специфический звук, хорошо знакомый Сереже, — следовательно, пришло новое сообщение по ICQ;

2) с вертолета пожарной охраны в глубине леса замечен густой дым — обнаружен новый лесной пожар;

3) всевозможные датчики, расположенные в сейсмологически неустойчивом районе, фиксируют изменение обстановки, характерное для приближающегося землетрясения.

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. (Сообщения, которые формируются на первом этапе, могут быть обычным бумажным документом, сообщением в "машинном виде" или тем и другим одновременно. В современных информационных системах сообщения массового характера большей частью имеют "машинный вид". Аппаратура, которая используется при этом, имеет название средства регистрации первичной информации.)

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, потери, деформирование целостности 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.

Потребности второго и третьего этапов удовлетворяются в современных информационных системах в основном средствами вычислительной техники.

1. 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.

Информационные технологии

В широком смысле слово технология - это способ освоения человеком материального мира с помощью социально организованной деятельности, которая включает три компоненты: информационную (научные принципы и обоснование), материальную (орудие работы) и социальную (специалисты, имеющие профессиональные навыки).

Эта триада составляет сущность современного понимания понятия технологии.

Понятие информационной технологии появилось с возникновением информационного общества, основой которого являются не традиционные материальные, а информационные ресурсы: знания, наука, интеллектуальные способности, инициатива, творчество и т.д.

Наиболее удачное определение понятия информационной технологии дано академиком Глушковым В.М., который трактовал ее

Информационная технология - это человеко-машинная технология сбора, обработки и передачи информации, которая базируется на использовании вычислительной техники. Эта технология быстро развивается, охватывая все виды общественной деятельности: производство, управление, науку, образование, финансово-банковские операции, медицину, быт и др.

Основные понятия информатики

Понятие информатики является относительно новым в лексиконе современного человека. Несмотря на повсеместное употребление, его содержание остается не проясненным до конца в силу своей новизны. Интуитивно ясно, что оно связано с информацией, а также с ее обработкой на компьютерах. Это подтверждается существующей легендой о происхождении данного слова: считается, что оно составлено из двух слов – ИНФОРМАция и автомаТИКА (как средство преобразования информации).

Вследствие широкого распространения компьютеров и информационного бума, который переживает человечество, с азами информатики должен быть знаком всякий грамотный современный человек; вот почему ее преподавание включено в курс средней школы и продолжается в высшей школе.

Информатика – область человеческой деятельности, связанная с процессами преобразования информации с помощью компьютеров и других средств вычислительной техники. С информатикой часто связывают одно из следующих понятий: это либо совокупность определенных средств преобразования информации, либо фундаментальная наука, либо отрасль производства, либо прикладная дисциплина.

Информатика как совокупность средств преобразования информации включает технические средства (hardware), программные продукты (software), математические методы, модели и типовые алгоритмы (brainware).

В состав технических средств входят компьютеры и связанные с ними периферийные устройства (мониторы, клавиатуры, принтеры и плоттеры, модемы и т.д.), линии связи, средства оргтехники и т.п., т.е. те материальные ресурсы, которые обеспечивают преобразование информации, причем главенствующую роль в этом списке играет компьютер.

К программным продуктам относятся операционные системы и их интегрированные оболочки, системы программирования и проектирования программных продуктов, различные прикладные пакеты, такие, как текстовые и графические редакторы, бухгалтерские и издательские системы и т.д. Конкретное применение каждого программного продукта специфично и служит для решения определенного круга задач прикладного или системного характера.

Математические методы, модели и типовые алгоритмы являются тем базисом, который положен в основу проектирования и изготовления программного, технического средства или другого объекта в силу исключительной сложности последнего и, как следствие, невозможности умозрительного подхода к созданию.

Таким образом, главная функция информатики состоит в разработке методов и средств преобразования информации с использованием компьютера, а также в применении их при реализации технологического процесса преобразования информации.

Теоретическая информатика			Философские основы информатики Теория информации. Методы измерения информации Математические основы информатики Информационное моделирование Теория алгоритмов Представление знаний и интеллектуально-информационные системы
Средства информатизации	Технические	Хранения и обработки данных	Персональные компьютеры Рабочие станции Вычислительные системы Устройства ввода/вывода информации Накопители (магнитные, оптические, смешанные)
		Передачи данных	Сети ЭВМ Комплексы Цифровые технические средства связи Телекоммуникационные системы передачи аудио, видео и мультимедийной информации
	Программные	Системное ПО и системы программирования	Операционные системы и среды Сервисные оболочки Утилиты Системы и языки программирования
		Реализации технологий	Универсальных	Текстовые и графические редакторы Системы управления базами данных Табличные процессоры Средства моделирования объектов, процессов и систем
			Профессионально-ориентированных	Издательские системы Профессионально-ориентированные системы автоматизации расчетов Системы  автоматизации проектирования, научных исследований и пр.
Информационные технологии			Ввода/вывода, сбора, хранения, передачи данных; Подготовки текстовых и графических документов, технической документации; ГИС-технологии; Программирования, проектирования, моделирования, обучения, диагностики, управления
Социальная информатика			Информационные ресурсы общества Информационное общество – закономерности и проблемы Информационная культура, развитие личности Информационная безопасность

"Количество информации. Единицы измерения информации"

Вероятностный подход к измерению количества информации

Сегодня мы с вами поговорим об измерении информации, т. е. об определении ее количества. Как вы думаете, какая из книг содержит большее количество информации (показать тонкую и толстую)? Как правило, учащиеся выбирают толстую, так как в ней больше записано слов, текста, букв (некоторые ребята задают вопрос о том, какого типа информация содержится в книге – графическая или текстовая? Следует уточнить, что в книге содержится только текстовая информация ). Какое сообщение несет для вас больше информации «завтра учимся по обычному расписанию» или «завтра вместо литературы будет химия»? Учащиеся интуитивно ответят, что второе, потому что, несмотря на почти одинаковое количество слов, во втором сообщении содержится более важная, новая или актуальная для них информация. А первое сообщение вообще не несет никакой новой информации. Вы заметили, что посмотрели на информацию с точки зрения количества символов, в ней содержащихся, и с точки зрения ее смысловой важности для вас? Существует 2 подхода при определении количества информации – смысловой и технический (алфавитный). Смысловой применяется для измерения информации, используемой человеком, а технический (или алфавитный) – компьютером.

Для человека получение новой информации приводит к расширению знаний, или к уменьшению неопределенности. Например, сообщение о том, что завтра среда, не приводит к уменьшению неопределенности, поэтому оно не содержит информацию. Пусть у нас имеется монета, которую мы бросаем на ровную поверхность. Мы знаем до броска, что может произойти одно из двух событий – монета окажется в одном из двух положений: «орел» или «решка». После броска наступает полная определенность (визуально получаем информацию о том, что выпал, например, «орел»). Информационное сообщение о том, что выпал «орел» уменьшает нашу неопределенность в 2 раза, так как получено одно из двух информационных сообщений.

В окружающей действительности достаточно часто встречаются ситуации, когда может произойти больше, чем 2 равновероятных события. Так, при бросании шестигранного игрального кубика – 6 равновероятных событий. Событие выпадение одной из граней кубика уменьшает неопределенность в 6 раз. Чем больше начальное число событий, тем больше неопределенность нашего знания, тем больше мы получим информации при получении информационного сообщения.

Количество информации можно рассматривать как меру уменьшения неопределенности знания при получении информационных сообщений.

Существует формула, которая связывает между собой количество возможных информационных сообщений N и количество информации I, которое несет полученное сообщение:

N=2^I (N – количество возможных информационных сообщений, I – количество информации, которое несет полученное сообщение).

Для количественного выражения любой величины необходимо определить единицу измерения. Например, для измерения длины выбран определенный эталон метр, массы – килограмм.

Единицы измерения информации

За единицу измерения количества информации принимается такое количество информации, которое содержится в сообщении, уменьшающем неопределенность знания в 2 раза. Такая единица называется битом.

Вернемся к рассмотренному выше получению информационного сообщения о том, что выпал «орел» при бросании монеты. Здесь неопределенность уменьшилась в 2 раза, следовательно, это сообщение равно 1 биту. Сообщение о том, что выпала определенная грань игрального кубика, уменьшает неопределенность в 6 раз, следовательно, это сообщение равно 6 битам.

Минимальной единицей измерения количества информации является бит, а следующей по величине единицей – байт, причем

1 байт = 8 битов

В международной системе СИ используют десятичные приставки «Кило» (10³), «Мега» (10⁶), «Гига» (10⁹),… В компьютере информация кодируется с помощью двоичной знаковой системы, поэтому в кратных единицах измерения количества информации используется коэффициент 2ⁿ.

1 килобайт (Кбайт) = 2¹⁰ байт = 1024 байт

1 мегабайт (Мбайт) = 2¹⁰ Кбайт = 1024 Кбайт

1 гигабайт (Гбайт) = 2¹⁰ Мбайт = 1024 Мбайт

1 терабайт (Тбайт) = 2¹⁰ Гбайт = 1024 Гбайт

Определение количества информации

Задача 1. Определите количество экзаменационных билетов, если зрительное сообщение о номере одного вытянутого билета несет 5 битов информации. Количество билетов – это количество информационных сообщений. N=2^I = 2⁵ = 32 билета.

Задача 2. Какое количество информации несет сообщение об оценке за контрольную работу? Вы можете получить за контрольную 2, 3, 4 или 5. Всего 4 сообщения (N=4). Формула принимает вид уравнения - 4=2^I = 2², I=2.

Задания для самостоятельного выполнения: (3 мин.)

1. Какое количество информации мы получаем в зрительном сообщении о падении симметричной восьмигранной пирамиды на одну из граней? Ответ: 3 бита, потому что количество возможных событий (сообщений) N=8, 8=2^I = 2³, I=3.

2. Из непрозрачного мешочка вынимают шарики с номерами и известно, что информационное сообщение о номере шарика несет 5 битов информации. Определите количество шариков в мешочке. Ответ: в мешочке 32 шарика, т. к. N=2^I = 2⁵ = 32.

3. Какое количество информации при игре в крестики-нолики на поле размером 4 Х 4 клетки получит второй игрок после первого хода первого игрока. Ответ: Количество событий до начала игры N=16, 16=2^I = 2⁴, I=4. Второй игрок после первого хода первого игрока получит 4 бита информации.

Алфавитный подход к определению количества информации

Суть технического или алфавитного подхода к измерению информации определяется по количеству использованных для ее представления знаков некоторого алфавита. Например, если при представлении числа XVIII использовано 5 знаков римского алфавита, то это и есть количество информации. То же самое число, т. е. ту же самую информацию, можно записать в десятичной системе (18). Как видим, получается 2 знака, т. е. другое значение количества информации. Для того, чтобы при измерении одной и той же информации получалось одно и то же значение количества информации, необходимо договориться об использовании определенного алфавита. Так как в технических системах применяется двоичный алфавит, то его же используют для измерения количества информации. Количество знаков в алфавите N=2, N=2^I, I – количество информации, которое несет один знак. 2² = 2¹ , I=1бит. Интересно, что сама единица измерения количества информации «бит» (bit) получила свое название от английского словосочетания «BInary digiT» - «двоичная цифра».

Чем большее количество знаков в алфавите, тем большее количество информации несет 1 знак алфавита.

Определите самостоятельно количество информации, которое несет 1 буква русского алфавита.

Ответ: буква русского алфавита несет 5 битов информации (при алфавитном подходе к измерению информации).

Какое количество информации содержится в одном символе 8 разрядного двоичного кода (символ А – 11000000)? Ответ: 8 битов или 1 байт.

Определите, какое количество учебников поместится на диске, информационный объем которого 700 Мб. Ответ: 1. определить количество символов в учебнике (количество символов в строке*количество строк на странице * количество страниц) 60 * 30 *203 = 365400 символов = 365400 байт = 365400/1024/1024 Мб= 0,35 Мб. Количество учебников К=700/0,35= 2000 учебников.

«Системы счисления»

Система счисления — это совокупность приемов и правил, по которым числа записываются и читаются.

Существуют позиционные и непозиционные системы счисления.

В непозиционных системах счисления вес цифры (т. е. тот вклад, который она вносит в значение числа) не зависит от ее позиции в записи числа. Так, в римской системе счисления в числе ХХХII (тридцать два) вес цифры Х в любой позиции равен просто десяти.

В позиционных системах счисления вес каждой цифры изменяется в зависимости от ее положения (позиции) в последовательности цифр, изображающих число. Например, в числе 757,7 первая семерка означает 7 сотен, вторая — 7 единиц, а третья — 7 десятых долей единицы.

Сама же запись числа 757,7 означает сокращенную запись выражения

700 + 50 + 7 + 0,7 = 7 ^. 10² + 5 ^. 10¹ + 7 ^. 10⁰ + 7 ^. 10^—1 = 757,7.

Любая позиционная система счисления характеризуется своим основанием.

Основание позиционной системы счисления — количество различных цифр, используемых для изображения чисел в данной системе счисления.

За основание системы можно принять любое натуральное число — два, три, четыре и т.д. Следовательно, возможно бесчисленное множество позиционных систем: двоичная, троичная, четверичная и т.д. Запись чисел в каждой из систем счисления с основанием  q  означает сокращенную запись выражения

a_n-1 q^n-1 + a_n-2 q^n-2 + ... + a₁ q¹ + a₀ q⁰ + a_-1 q^-1 + ... + a_-m q^-m,

где  a_i  — цифры системы счисления;   n и m — число целых и дробных разрядов, соответственно.
Например:

Порождение целого числа в позиционных системах счисления.

В каждой системе счисления цифры упорядочены в соответствии с их значениями: 1 больше 0, 2 больше 1 и т.д.

Продвижением цифры называют замену её следующей по величине.

Продвинуть цифру 1 значит заменить её на 2, продвинуть цифру 2 значит заменить её на 3 и т.д. Продвижение старшей цифры (например, цифры 9 в десятичной системе) означает замену её на 0. В двоичной системе, использующей только две цифры — 0 и 1, продвижение 0 означает замену его на 1, а продвижение 1 — замену её на 0.

Целые числа в любой системе счисления порождаются с помощью Правила счета:

Для образования целого числа, следующего за любым данным целым числом, нужно продвинуть самую правую цифру числа; если какая-либо цифра после продвижения стала нулем, то нужно продвинуть цифру, стоящую слева от неё.

Применяя это правило, запишем первые десять целых чисел

в двоичной системе:         0,   1,   10,   11,   100,   101,   110,   111,   1000,   1001;

в троичной системе:         0,   1,   2,   10,   11,   12,   20,   21,   22,   100;

в пятеричной системе:     0,   1,   2,   3,   4,   10,   11,   12,   13,   14;

в восьмеричной системе: 0,   1,   2,   3,   4,   5,   6,   7,   10,   11.

Полезно запомнить запись в этих системах счисления первых двух десятков целых чисел:

10-я 2-я 8-я 16-я 0 0 0 0 1 1 1 1 2 10 2 2 3 11 3 3 4 100 4 4 5 101 5 5 6 110 6 6 7 111 7 7 8 1000 10 8 9 1001 11 9

10-я 2-я 8-я 16-я 10 1010 12 A 11 1011 13 B 12 1100 14 C 13 1101 15 D 14 1110 16 E 15 1111 17 F 16 10000 20 10 17 10001 21 11 18 10010 22 12 19 1 011 23 13

Правила перевода

Перевод в десятичную систему числа x, записанного в q-ичной cистеме счисления (q = 2, 8 или 16) в виде x_q = (a_na_n-1   ...  a₀  ,  a_-1  a_-2   ...   a_-m)_q   сводится к вычислению значения многочлена  

x₁₀ = a_n  qⁿ +  a_n-1  q^n-1   +   ...   +  a₀   q⁰   +   a_-1   q ^-1   +   a_-2   q^-2   +     ...     +   a_-m   q^-m    

средствами десятичной арифметики. 

Примеры:

Для перевода целого десятичного числа  N  в систему счисления с основанием  q  необходимо  N  разделить с остатком ("нацело") на  q , записанное в той же десятичной системе. Затем неполное частное, полученное от такого деления, нужно снова разделить с остатком на  q , и т.д., пока последнее полученное неполное частное не станет равным нулю. Представлением числа N  в новой системе счисления будет последовательность остатков деления, изображенных одной q-ичной цифрой и записанных в порядке, обратном порядку их получения.

Пример: Переведем число 75 из десятичной системы в двоичную, восьмеричную и шестнадцатеричную:

Ответ: 75₁₀ = 1 001 011₂   =  113₈  =  4B₁₆.

Для перевода правильной десятичной дpоби  F  в систему счисления с основанием  q  необходимо  F  умножить на  q , записанное в той же десятичной системе, затем дробную часть полученного произведения снова умножить на  q, и т. д., до тех пор, пока дpобная часть очередного пpоизведения не станет pавной нулю, либо не будет достигнута требуемая точность изображения числа F   в q-ичной системе. Представлением дробной части числа F   в новой системе счисления будет последовательность целых частей полученных произведений, записанных в порядке их получения и изображенных одной q-ичной цифрой. Если требуемая точность перевода числа F  составляет k  знаков после запятой, то предельная абсолютная погрешность при этом равняется q ^-(k+1) / 2.

Пример. Переведем число 0,36 из десятичной системы в двоичную, восьмеричную и шестнадцатеричную:

Для чисел, имеющих как целую, так и дробную части, перевод из десятичной системы счисления в другую осуществляется отдельно для целой и дробной частей по правилам, указанным выше.

Перевод восьмеричных и шестнадцатеричных чисел в двоичную систему очень прост: достаточно каждую цифру заменить эквивалентной ей двоичной триадой (тройкой цифр) или тетрадой (четверкой цифр).

Например:

 Чтобы перевести число из двоичной системы в восьмеричную или шестнадцатеричную, его нужно разбить влево и вправо от запятой на  триады  (для восьмеричной) или  тетрады  (для шестнадцатеричной)  и каждую такую группу заменить соответствующей восьмеричной (шестнадцатеричной) цифрой.

Например,

Арифметические операции в позиционных системах счисления.

+	0		1
0	0		1
1	1		10
*		0		1
0		0		0
1		0		1

+		0		1		2		3		4		5		6		7
0		0		1		2		3		4		5		6		7
1		1		2		3		4		5		6		7		10
2		2		3		4		5		6		7		10		11
3		3		4		5		6		7		10		11		12
4		4		5		6		7		10		11		12		13
5		5		6		7		10		11		12		13		14
6		6		7		10		11		12		13		14		15
7		7		10		11		12		13		14		15		16
*	0		1		2		3		4		5		6		7
0	0		0		0		0		0		0		0		0
1	0		1		2		3		4		5		6		7
2	0		2		4		6		10		12		14		16
3	0		3		6		11		14		17		22		25
4	0		4		10		14		20		24		30		34
5	0		5		12		17		24		31		36		43
6	0		6		14		22		30		36		44		52
7	0		7		16		25		34		43		52		61

+	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	A	B	C	D	E	F
0	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	A	B	C	D	E	F
1	1	2	3	4	5	6	7	8	9	A	B	C	D	E	F	10
2	2	3	4	5	6	7	8	9	A	B	C	D	E	F	10	11
3	3	4	5	6	7	8	9	A	B	C	D	E	F	10	11	12
4	4	5	6	7	8	9	A	B	C	D	E	F	10	11	12	13
5	5	6	7	8	9	A	B	C	D	E	F	10	11	12	13	14
6	6	7	8	9	A	B	C	D	E	F	10	11	12	13	14	15
7	7	8	9	A	B	C	D	E	F	10	11	12	13	14	15	16
8	8	9	A	B	C	D	E	F	10	11	12	13	14	15	16	17
9	9	A	B	C	D	E	F	10	11	12	13	14	15	16	17	18
A	A	B	C	D	E	F	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19
B	B	C	D	E	F	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	1A
C	C	D	E	F	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	1A	1B
D	D	E	F	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	1A	1B	1C
E	E	F	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	1A	1B	1C	1D
F	F	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	1A	1B	1C	1D	1E

*	0		1		2		3		4		5		6		7		8		9		A		B		C		D		E		F
0	0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0		0
1	0		1		2		3		4		5		6		7		8		9		A		B		C		D		E		F
2	0		2		4		6		8		A		C		E		10		12		14		16		18		1A		1C		1E
3	0		3		6		9		C		F		12		15		18		1B		1E		21		24		27		2A		2D
4	0	4		8		C		10		14		18		1C		20		24		28		2C		30		34		38		3C
5	0	5		A		F		14		19		1E		23		28		2D		32		37		3C		41		46		4B
6	0	6		C		12		18		1E		24		2A		30		36		3C		42		48		4E		54		5A
7	0	7		E		15		1C		23		2A		31		38		3F		46		4D		54		5B		62		69
8	0	8		10		18		20		28		30		38		40		48		50		58		60		68		70		78
9	0	9		12		1B		24		2D		36		3F		48		51		5A		63		6C		75		7E		87
A	0	A		14		1E		28		32		3C		46		50		5A		64		6E		78		82		8C		96
B	0	B		16		21		2C		37		42		4D		58		63		6E		79		84		8F		9A		A5
C	0	C		18		24		30		3C		48		54		60		6C		78		84		90		9C		A8		B4
D	0	D		1A		27		34		41		4E		5B		68		75		82		8F		9C		A9		B6		C3
E	0	E		1C		2A		38		46		54		62		70		7E		8C		9A		A8		B6		C4		D2
F	0	F		1E		2D		3C		4B		5A		69		78		87		96		A5		B4		C3		D2		E1

1. Сложить числа:

а) 10000000100₍₂₎ + 111000010₍₂₎ = 10111000110₍₂₎.

б) 223,2₍₈₎ + 427,54₍₈₎ = 652,74₍₈₎.

в) 3B3,6₍₁₆₎ + 38B,4₍₁₆₎ = 73E,A₍₁₆₎.

10000000100 223,2 3B3,6

+ 111000010 + 427,54 +38B,4

10111000110 652,74 73E,A

2. Выполнить вычитание:

а) 1100000011,011₍₂₎ - 101010111,1₍₂₎ = 110101011,111₍₂₎.

б) 1510,2₍₈₎ - 1230,54₍₈₎ = 257,44₍₈₎. в) 27D,D8₍₁₆₎ - 191,2₍₁₆₎ = EC,B8₍₁₆₎.

1100000011,011 1510,2 27D,D8

- 101010111,1 -1230,54 -191,2

110101011,111 257,44 EC,B8

3. Выполнить умножение:

а) 100111₍₂₎*1000111₍₂₎ =101011010001₍₂₎. б) 1170,64₍₈₎ * 46,3₍₈₎ = 57334,134₍₈₎. в) 61,A₍₁₆₎ * 40,D₍₁₆₎ = 18B7,52₍₁₆₎.

100111 1170,64 61,A

*1000111 * 46,3 *40,D

100111 355 234 4F 52

+ 100111 + 7324 70 + 1868

100111 47432 0 18B7,52

100111 57334,134

101011010001

«История развития вычислительной техники»

Появление машины, способной автоматически выполнить четыре арифметических действия, датируется началом XVII в. В 1623 г. В. Шикард (1542 - 1635) изобрел машину, способную не только суммировать и вычитать числа, но и частично перемножать и делить их.

Более известным механическим устройством, предназначенным для проведения вычислений, явился арифмометр, созданный в 1642 г. французским философом и ученым Б. Паскалем (1623 - .1662) для механизации канцелярских расчетов.

В 1671 г. немецкий философ и математик Г. Лейбниц (1646 - 1716) создал свою счетную машину, известную как "зубчатое колесо Лейбница".

По мере развития промышленности возрастала необходимость в механизации вычислений.

В XIX веке английский математик Ч. Бэббидх (1791 - 1871) разработал несколько проектов вычислительных механических устройств, самым известным из них является "аналитическая машина" Бэббиджа. "Аналитическая машина" являлась программируемым автоматическим вычислительным устройством. Программы кодировались и переносились на перфокарты.

Меценат проекта - графиня Ада Августа Лавлейс (1825 - 1852) - была программистом этой "аналитической машины". Именно она убедила Бэббиджа в необходимости использования двоичной системы счисления вместо десятичной. Ею были разработаны новые принципы программирования, предусматривающие повторение одной и той же последовательности команд и выполнение этих команд при определенных условиях (команды условного перехода). Ее именем назван разработанный в 1979 году алгоритмический язык ADA.

Во второй половине XIX в. Г. Холлерит (I860 - 1929) разработал машину с перфокарточным вводом, способную автоматически классифицировать и составлять таблицы данных. Наличие - отсутствие отверстия в перфокарте обнаруживалось электрическими контактными щетками, а в счетчиках применялись реле.

Скорость вычислений в механических машинах на основе зубчатого колеса и в электрических машинах, выполненных на реле, была ограничена, поэтому в 30-х гг. начались разработки электронных вычислительных машин (ЭВМ), элементной базой которых стала трехэлектродная вакуумная лампа, изобретенная в 1906 г. Лидом Форестом.

Первая треть XX века ознаменовалась последовательным развитием и внедрением многих вычислительных устройств. Весьма значительный вклад в эту область внес математик Алан Тьюринг, который в 1937 г. опубликовал работу с описанием универсальной схемы вычислений. Хотя машина Тьюринга была лишь теоретическим построением и никогда серьезно не рассматривалась как экономически приемлемая машина, она привлекла внимание ряда исследователей.

С 1943 по 1946 гг. в университете г. Пенсильвания (США) была построена первая полностью электронная цифровая ЭВМ, получившая название ELIAK. Главной целью при разработке этой машины было составление числовых таблиц для вычисления траектории полета снарядов и ракет. Машина весила 30 т, занимала площадь 200 кв. м, содержала 18 тыс. ламп. В ее работе использовалась десятичная система счисления. Команды по программе вводились вручную; после введения программы порядок выполнения команд мог быть изменен только после выполнения всей программы. Каждая новая программа требовала новой комбинации сигналов путем установки переключателей и коммуникации разъемов. В результате на создание и выполнение даже самой простой программы требовалось очень много времени.

Сложности в программировании на ELIAK натолкнули консультанта проекта Джона фон Неймана (1903 - 1957) на разработку новых принципов построения архитектуры ЭВМ.

Принцип I - произвольный доступ к основной памяти. Память состоит из дискретных элементов - ячеек, каждая из которых может содержать набор символов, называемых словом. Время доступа (чтения или записи) не зависит от адреса ячейки.

Принцип II - хранение программы. Информация, хранимая в основной памяти, не имеет признаков принадлежности к определенному типу (программа или данные). Поэтому процессор не различает, что он обрабатывает в данный момент времени.

ЭВМ, созданные в первой половине XX века, имели две важные особенности, которыми не обладали ранее созданные машины: возможность программирования и способность хранения информации.

Поколения вычислительных машин

Идея делить машины на поколения, вызвана к жизни тем, что за время короткой истории своего развития компьютерная техника проделала большую эволюцию как в смысле элементной базы (лампы, транзисторы, микросхемы и др.), так и в смысле изменения её структуры, появления новых возможностей, расширения областей применения и характера использования.

С каждым новым поколением ЭВМ увеличивалось быстродействие и надежность их работы при уменьшении стоимости и размеров, совершенствовались устройства ввода-вывода информации и внешние запоминающие устройства.

Очень большую роль в развитии компьютеров сыграли две ныне гигантские фирмы: Microsoft® и Intel®. Первая из них очень сильно повлияла на развитие программного обеспечения для компьютеров, вторая же стала известна благодаря выпускаемым ей лучшим микропроцессорам

Принятая классификация ЭВМ на поколения условна, так как границы между поколениями размыты и очень подвижны во времени.

Первое поколение ЭВМ (1946 — 1958 гг.)

Использование электронной лампы в качестве основного элемента ЭВМ создавало множество проблем. Из-за того, что высота стеклянной лампы - 7см, машины были огромных размеров. Каждые 7-8 мин. одна из ламп выходила из строя, а так как в компьютере их было 15 - 20 тысяч, то для поиска и замены поврежденной лампы требовалось очень много времени. Кроме того, они выделяли огромное количество тепла, и для эксплуатации "современного" компьютера того времени требовались специальные системы охлаждения.

Они были значительных размеров, потребляли большую мощность, имели невысокую надежность работы и слабое программное обеспечение. Быстродействие их не превышало 2—3 тысяч операций в секунду, емкость оперативной памяти—2К или 2048 машинных слов. В вычислительных машинах этого времени использовалась внешняя память на магнитном барабане. В конце этого периода стали выпускаться устройства памяти на магнитных сердечниках. Надежность ЭВМ этого поколения была крайне низкой.

Второе поколение ЭВМ (1959 — 1967 гг.)

Элементной базой машин этого поколения были полупроводниковые приборы.

Первые компьютеры на основе транзисторов появились в конце 50-х годов, а к середине 60-х годов были созданы более компактные внешние устройства, что позволило выпустить в 1965 г. первый мини-компьютер PDP-8 размером с холодильник (!!) и стоимостью всего 20 тыс. долларов (!!).

Самой удивительной способностью транзистора является то, что он один способен трудиться за 40 электронных ламп и при этом работать с большей скоростью, выделять очень мало тепла и почти не потреблять электроэнергию. Одновременно с процессом замены электронных ламп транзисторами совершенствовались методы хранения информации. Увеличился объем памяти, а магнитную ленту, начали использовать как для ввода, так и для вывода информации. А в середине 60-х годов получило распространение хранение информации на дисках. Большие достижения в архитектуре компьютеров позволило достичь быстродействия в миллион операций в секунду!

Примерами транзисторных компьютеров могут послужить "Стретч" (Англия), "Атлас" (США). В то время СССР шел в ногу со временем и выпускал ЭВМ мирового уровня (БЭСМ-6).

С появлением машин второго поколения значительно расширилась сфера использования электронной вычислительной техники, главным образом за счет развития программного обеспечения. Данный период характеризуется широким применением транзисторов и усовершенствованных схем памяти на сердечниках. Большое внимание начали уделять созданию системного программного обеспечения, компиляторов и средств ввода-вывода.

Третье поколение ЭВМ (1968 — 1974 гг.)

Элементная база ЭВМ - интегральные схемы (ИС).

Появление интегральных схем ознаменовало собой новый этап в развитии вычислительной техники - рождение машин третьего поколения. Интегральная схема, которую также называют кристаллом, представляет собой миниатюрную электронную схему, вытравленную на поверхности кремниевого кристалла площадью около 10 мм2. Первые интегральные схемы (ИС) появились в 1964 году.

Одна ИС способна заменить тысячи транзисторов, каждый из которых в свою очередь уже заменил 40 электронных ламп. Другими словами, один крошечный кристалл обладает такими же вычислительными возможностями, как и 30-тонный Эниак! Быстродействие ЭВМ третьего поколения возросло в 100 раз, а габариты значительно уменьшились.

Ко всем достоинствам ЭВМ третьего поколения добавилось еще и то, что их производство оказалось дешевле, чем производство машин второго поколения. Благодаря этому, многие организации смогли приобрести и освоить такие машины. А это, в свою очередь, привело к росту спроса на универсальные ЭВМ, предназначенные для решения самых различных задач. Большинство созданных до этого ЭВМ являлись специализированными машинами, на которых можно было решать задачи какого-то одного типа.

Четвёртое поколение (1975 г. - … )

Элементная база ЭВМ – Сверхбольшие интегральные схемы (СБИС).

Четвёртое поколение — это теперешнее поколение компьютерной техники, разработанное после 1975 года. Развитие микроэлектроники привело к созданию возможности размещать на одном-единственном кристалле тысячи интегральных схем. Уже в 1980 году, центральный процессор небольшого компьютера оказался возможным разместить на кристалле, площадью всего в четверть квадратного дюйма (1,61 см2). Началась эпоха микрокомпьютеров.

Быстродействие современной микроЭВМ в 10 раз превышает быстродействие ЭВМ третьего поколения на интегральных схемах, в 1000 раз - быстродействие ЭВМ второго поколения на транзисторах и в 100000 раз - быстродействие ЭВМ первого поколения на электронных лампах.

Далее, почти 40 лет назад компьютеры типа Юнивак стоили около 2,5 млн. долларов. Сегодня же ЭВМ со значительно большим быстродействием, более широкими возможностями, более высокой надежностью, существенно меньшими габаритами и более простая в эксплуатации стоит примерно 2000 долларов. Каждые 2 года стоимость ЭВМ снижается примерно в 2 раза.

Компьютеры четвертого поколения развиваются в двух направлениях

• создание многопроцессорных вычислительных систем

• создание дешевых персональных компьютеров, как настольных, так и переносных, а на их основе – компьютерных сетей.

Для четвертого поколения характерны:

• применение персональных компьютеров;

• телекоммуникационная обработка данных;

• компьютерные сети;

• широкое применение систем управления базами данных;

• элементы интеллектуального поведения систем обработки данных и устройств.

Сравнительная характеристика поколений ЭВМ

Характеристики	Поколения
	Первое	Второе	Третье	Четвертое
Годы примения	1946-1958	1959-1967	1968-1974	1975-…
Элементная база	Электронная лампа	Транзистор	Интегральная схема	Большая интегральная схема
Количество ЭВМ в мире (шт.)	Сотни	Тысячи	Сотни тысяч	Десятки миллионов
Быстродействие (операций в секунду)	10-20 тыс.	100-500 тыс.	Порядка 1млн.	10 млн.- 1 млрд.
Объем оперативной памяти	До 64 Кб	До 512 Кб	До 16 Мб	16 Мб
Носитель информации	Перфокарта перфолента	Магнитная лента	Магнитный диск	Гибкий, жесткий, лазерный диск
Программное обеспечение	Автокоды, ассемблеры	Языки программирования, диспетчерские системы, пакетный режим	ОС, ППП, АСУ, АСУТП СУБД, САПР	Базы и банки данных, системы параллельного программирования
Типы ЭВМ		Малые, средние, большие, специальные	Средние, большие, мини-, микро ЭВМ	Супер ЭВМ, ПЭВМ, серверы, сети ЭВМ
Модели	ENIAC, МЭСМ, БЭСМ-1	IBM, БЭСМ-6	IBM /360,ЕС ЭВМ, СМ ЭВМ	IBM PC/XT/AT, Grey, серверы
Применение	Расчетные задачи	Инженерные, научные, экономические задачи	Научно-технические	Управление, коммуникации, АРМ, обработка текста, графики, видео

«Основные характеристики и классификация ЭВМ»

Свойства ЭВМ любого типа оценивается с помощью их технических характеристик, к основным из которых относятся: операционные ресурсы, емкость памяти, быстродействие, надежность, стоимость.

Операционные ресурсы ЭВМ характеризуют множества реализуемых в ней операций, формы представления данных, их форматы, а также используемые способы адресации данных в памяти. Чем шире операционные ресурсы, тем больше аппаратных затрат при построении ЭВМ.

Емкость памяти ЭВМ определяет общее количество ячеек памяти для хранения информации. Основной единицей хранения является байт (8 двоичных разрядов - бит), каждый из которых имеет свой номер (адрес). Емкость памяти измеряется в байтах, килобайтах (Кб) или мегабайтах (Мб).

Быстродействие ЭВМ определяет число коротких операций типа сложения, выполняемых за 1 секунду. Для более объективной оценки быстродействия ЭВМ при решении различных классов (научно-технических, экономических и т. п.) используют производительность ЭВМ. Производительность оценивается статистически и определяет среднее число задач определенного Класса, решаемых на конкретной ЭВМ за единицу времени (час, сутки).

Надежность ЭВМ характеризует свойство ЭВМ выполнять свои функции в течение заданного времени без ошибок. В качестве показателя надежности обычно используется среднее время работы между двумя отказами в часах, которое определяется статистическим путем.

Стоимость ЭВМ определяет суммарные затраты на приобретение аппаратных и программных средств ЭВМ, а также на их эксплуатацию за определенный период времени (обычно за год).

Существенным признаком классификации ЭВМ является область их применения. По этому признаку различают: ЭВМ общего назначения, проблемно-ориентированные ЭВМ и специализированные ЭВМ.

ЭВМ общего назначения отличаются большими операционными ресурсами, обладают большой емкостью и комплектуются широкой номенклатурой периферийных устройств. Такие ЭВМ часто называются универсальными и используются в крупных вычислительных центрах.

Проблемно-ориентированные ЭВМ используются для решения ограниченного круга задач, имеющих проблемное применение. Они сравнительно дешевы, просты в эксплуатации и обслуживании и рассчитаны на массовое применение. Наиболее часто подобные ЭВМ используются в составе автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУТП), в системах автоматизированного проектирования (САПР) и т. п.

Специализированные ЭВМ используются для решения узкого круга задач с фиксированными алгоритмами. Такая специализация позволяет увеличить их быстродействие, что весьма важно при управлении объектами в реальном масштабе времени (бортовые системы самолетов, космических кораблей, в автомобилях и т. д.).

«Основные виды Архитектур ЭВМ»

Под архитектурой ЭВМ можно понимать совокупность их характеристик, которая необходима пользователю. Это основные устройства и блоки ЭВМ, а также структура связей между ними.

Архитектура - это наиболее общие принципы построения ЭВМ, реализующие программное управление работой и взаимодействием основных ее функциональных узлов.

Архитектура ЭВМ – совокупность основных устройств, узлов и блоков ЭВМ, а также структура основных управляющих и информационных связей между ними, обеспечивающая выполнение заданных функций.

Архитектура компьютера обычно определяется совокупностью ее свойств, существенных для пользователя. В 1945 г. Джон фон Нейман сформулировал общие принципы функционирования универсальных вычислительных устройств, т. е. компьютеров. Первый компьютер, в котором были воплощены принципы фон Неймана, был построен в 1949 г. английским исследователем Морисом Уилксом. И на настоящий день подавляющее большинство компьютеров сделано в соответствии с принципами фон Неймана.

1. Принцип программного управления. Из него следует, что программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в определенной последовательности.

2. Принцип однородности памяти. Программы и данные хранятся в одной и той же памяти. Поэтому компьютер не различает, что хранится в данной ячейке памяти — число, текст или команда. Над командами можно выполнять такие же действия, как и над данными.

3. Принцип адресности. Структурно основная память состоит из перенумерованных ячеек; процессору в произвольный момент времени доступна любая ячейка.

Наиболее распространены следующие архитектурные решения.

Классическая архитектура (архитектура фон Неймана) — одно арифметико-логическое устройство (АЛУ), через которое проходит поток данных, и одно устройство управления (УУ), через которое проходит поток команд — программа. Это однопроцессорный компьютер.

К этому типу архитектуры относится и архитектура персонального компьютера с общей шиной. Все функциональные блоки здесь связаны между собой общей шиной, называемой также системной магистралью.

Многопроцессорная архитектура. Наличие в компьютере нескольких процессоров означает, что параллельно может быть организовано несколько потоков данных и несколько потоков команд. Таким образом, параллельно могут выполняться несколько фрагментов одной задачи.

Многомашинная вычислительная система. Здесь несколько процессоров, входящих в вычислительную систему, не имеют общей оперативной памяти, а имеют каждый свою (локальную). Каждый компьютер в многомашинной системе имеет классическую архитектуру, и такая система применяется достаточно широко.

Однако эффект от применения такой вычислительной системы может быть получен только при решении задач, имеющих очень специальную структуру: она должна разбиваться на столько слабо связанных подзадач, сколько компьютеров в системе.

Архитектура с параллельными процессорами. Здесь несколько АЛУ работают под управлением одного УУ. Это означает, что множество данных может обрабатываться по одной программе — то есть по одному потоку команд. Высокое быстродействие такой архитектуры можно получить только на задачах, в которых одинаковые вычислительные операции выполняются одновременно на различных однотипных наборах данных.

Рассмотрим устройство компьютера на примере самой распространенной компьютерной системы — персонального компьютера. Персональным компьютером (ПК) называют сравнительно недорогой универсальный микрокомпьютер, рассчитанный на одного пользователя. Персональные компьютеры обычно проектируются на основе принципа открытой архитектуры.

Принцип открытой архитектуры заключается в следующем:

Регламентируются и стандартизируются только описание принципа действия компьютера и его конфигурация (определенная совокупность аппаратных средств и соединений между ними). Таким образом, компьютер можно собирать из отдельных узлов и деталей, разработанных и изготовленных независимыми фирмами-изготовителями.

Компьютер легко расширяется и модернизируется за счёт наличия внутренних расширительных гнёзд, в которые пользователь может вставлять разнообразные устройства, удовлетворяющие заданному стандарту, и тем самым устанавливать конфигурацию своей машины в соответствии со своими личными предпочтениями.

«Технические средства персонального компьютера»

Структура персонального компьютера

Под структурой ПК понимают совокупность устройств и связей между ними. При построении ПК используется модульный принцип, согласно которому ПК строится из набора устройств и блоков-модулей. Каждый модуль реализует законченные функции и обладает свойством независимости от других модулей. Модули объединяются в необходимую конфигурацию ПК. Соединение модулей производят с помощью шин (электрических цепей) для передачи по ним сигналов.

Совокупность шин, связывающих два модуля, и алгоритм, определяющий порядок обмена информацией между ними, называется интерфейсом (сопряжение).

Количество шин в интерфейсе определяется разрядностью передаваемой по нему информации. Обычно это 8, 16 или 32 разряда (бита).

В зависимости от состава устройств и способа их соединения с помощью интерфейсов различают различные структуры ПК.

Наиболее простой и широко используемой для построения мини- и микро-ЭВМ (в том числе ПК) является структура на основе единого интерфейса (общая шина), которая представлена на рисунке. Все устройства подключаются к общей шине. Периферийные устройства (дисплей, клавиатура, накопители на жестких (НМД) и гибких (НГМД) магнитных дисках, принтер) подключаются к интерфейсу через свои контроллеры периферийных устройств. Рассмотрим каждый компонент структуры ПК более подробно.

Рис. Типовая структура ЭВМ

Центральный процессор

Команды с клавиатуры или от других источников поступают в центральный процессор (ЦП). Он расшифровывает и выполняет задания, а затем или сообщает полученные результаты, или пересылает их в память машины, или делает и то и другое.

Центральный процессор расположен внутри корпуса ЭВМ и является ее "мозгом" и координирующим центром.

Процессор выполняет арифметические действия, логические операции и осуществляет управление. При этом арифметические и логические операции выполняются одним элементом ЦП (арифметико-логическим устройством), а управление реализуется другим (устройством управления). Устройство управления координирует работу всех устройств ЭВМ.

ЦП компьютера может представлять собой один кремниевый кристалл, то есть тонкую пластинку. В таких случаях ЦП называют микропроцессором. И даже если в составе ЦП работают одновременно несколько кристаллов, он все равно называется микропроцессором.

В современных ПК для ускорения работы микропроцессора используется сопроцессор - устройство, осуществляющее обработку чисел с плавающей запятой. При проведении расчетов с такими числами каждая операция над ними моделируется с помощью нескольких десятков операций микропроцессора. Это сильно снижает эффективность применения компьютера для научных вычислений, при использовании машинной графики и для других применений с интенсивным использованием чисел с плавающей точкой. Наличие сопроцессора может увеличить скорость выполнения этих операций в 5 - 15 раз.

Микропроцессоры Intel-80486 и Pentium сами поддерживают операции с плавающей точкой, поэтому при их использовании сопроцессор не требуется.

Память

Память ЭВМ состоит из большого числа ячеек, каждая из которых имеет адрес и используется для хранения программ и данных. Имеется два вида памяти.

Постоянная память. Каждый компьютер должен быть снабжен встроенным набором команд, которые сообщают ему, что делать после включения питания. Разные ЭВМ имеют различные типы команд в постоянной памяти, но при этом некоторые команды одинаковы и обязательны для всех ЭВМ. Например, все ЭВМ должны уметь производить математические вычисления.

Команды, введенные в ПЗУ, находятся там постоянно. Компьютер может читать или исполнять эти команды, но он не может ни изменить их, ни что-либо добавлять к ним. Именно поэтому память называется постоянной (предназначенной для чтения).

Оперативная память (ОП). Оперативная память содержит программы и другую информацию, введенную в нее в процессе работы. Например, все, что мы вводим в машину с помощью клавиатуры, помешается в оперативную память.

Данные, хранящиеся в ОП, можно легко изменять. Оперативную память называют еще памятью с произвольной выборкой. Слова "произвольная выборка" означают, что можно мгновенно получать доступ к любым данным или программам, хранящимся в оперативной памяти.

ОП - это память для временного хранения данных. При выключении машины хранящаяся в этой памяти информация пропадает. Если же ее желательно сохранить, то следует воспользоваться каким-либо внешним запоминающим устройством, записав нужные данные на магнитный диск или ленту. Объем оперативной памяти зависит от конкретной модели ЭВМ и имеет ограниченные размеры.

Кэш-память представляет собой небольшой блок быстродействующей, но дорогой памяти, которая находится между процессором и ОЗУ.

В кэш-памяти хранятся наиболее часто используемые участки оперативной памяти. Она может увеличить быстродействие процессора на 10 - 20%.

Для управления работой современных программ используются различные манипуляторы. Манипуляторы осуществляют непосредственный ввод информации, указывая курсором-указателем на экране монитора команду или место ввода данных.

Мышь - наиболее распространенный вид манипулятора. Движение мыши отражается на экране монитора перемещением её указателя. Качество мыши определяется её разрешающей способностью, которая измеряется числом точек на дюйм - dpi (dot per inch). Эта характеристика определяет, насколько точно курсор будет передвигаться по экрану. Для мыши среднего класса разрешение составляет 400-800 dpi. Мыши различаются по свойствам: способ считывания информации (механические, оптические, оптико-механические), количество кнопок, способ соединения (проводные и беспроводные).

Джойстик представляет собой ручку управления и наиболее часто используется в компьютерных играх. Джойстики управляют перемещениями курсора по экрану. Призваны усилить реалистичность во время игры-симулятора машины, самолёта, космического корабля и пр.

Трекбол (шаровой манипулятор) - это шар, расположенный вместе с кнопками на поверхности клавиатуры (перевёрнутая мышь). Для него не требуется коврик и пространство для перемещения манипулятора. Перемещение указателя по экрану обеспечивается вращением шара. Применяется в портативных компьютерах.

Сенсорные устройства ввода называют еще тактильными, поскольку ввод информации в них выполняется через прикосновение к светочувствительной поверхности устройства.

Сенсорный манипулятор представляет собой коврик без мыши. В данном случае управление курсором производится простым движением пальца по коврику.

Сенсорный экран представляет собой поверхность, которая покрыта специальным слоем. Это устройство даёт возможность выбирать действие или команду, дотрагиваясь до экрана пальцем. Очень удобен в использовании, когда необходим быстрый доступ к информации. Такими устройствами ввода пользуются в банковских компьютерах, аэропортах, а также в военной сфере и промышленности.

Световое перо - имеет светочувствительный элемент на своем кончике. Соприкосновение пера с экраном замыкает электрическую цепь и определяет место ввода или коррекции данных. Перемещая перо по экрану можно рисовать или писать. Применяются такие устройства в дизайнерских работах. Часто используется в карманных микрокомпьютерах.

Дигитайзер (графический планшет) - позволяет создавать или копировать рисунки. Рисунок выполняется на поверхности дигитайзера специальным пером или пальцем. Результаты работы воспроизводятся на экране монитора.

В сканерах изображение преобразуется в цифровую форму для дальнейшей обработки компьютером или воспроизведения на экране монитора.

Сканер распознает изображение, автоматически создает его электронную копию, которая может быть сохранена в памяти компьютера.

Характеристики сканеров:

• глубина распознавания цвета: чёрно-белые, с градацией серого, цветные;

• оптическое разрешение, измеряющееся в точках на дюйм и определяющее количество точек, которые сканер различает на каждом дюйме; стандартные разрешения: 200, 300, 600, 1200, 2400 точек на дюйм;

• скорость сканирования;

• максимальный размер сканируемого документа.

Виды сканеров: ручные, страничные и планшетные. Существуют не только двумерные сканеры, но и трёхмерные, позволяющие формировать реалистичные объёмные изображения. Сканеры находят широкое применение в издательской деятельности, системах проектирования, анимации, а также при создании иллюстративных материалов для презентаций, докладов, рекламы. Трёхмерное сканирование позволяет моделировать возможности аэродинамической трубы, избегая дорогостоящих натурных испытаний. Специальные сканеры, оснащённые разнообразными устройствами считывания штрих-кодов, специальных символов и меток продаваемого товара, устанавливаются на кассах магазинов. Считанная информация преобразуется, выводится на экран или бумажный чек и по линиям связи передаётся на главный, более мощный компьютер.

Цифровая видеокамера - устройство ввода, передающее динамическое видеоизображение в компьютер в реальном масштабе времени. Зачастую используется для видеоконференций по сети Интернет. Для подключения видеокамеры необходимо, чтобы графический адаптер компьютера имел соответствующий разъём.

Микрофон - устройство ввода звуковой информации: голоса или музыки. Существуют системы распознавания речи, настроенные на особенности человеческого голоса, которые находят применение при изучении иностранных языков.

Устройство визуального отображения информации называют монитором. Изображение на экране монитора компьютера состоит из множества отдельных точек - пикселей. Электронный луч пробегает поочередно все пиксели, строку за строкой, сверху донизу, а затем возвращается в начало верхней строки.

Цветное изображение получается при нанесении на поверхность экрана люминофора трёх цветов: красного (R - red), зелёного (G - green), синего (В - blue). Сочетание этих цветов в различных пропорциях может дать любой цвет спектра. Триада таких зёрен люминофора образует один пиксель. И теперь для того, чтобы подсвечивать три зерна пикселя, потребуется сразу три электронных пушки, и каждая из них должна излучать поток электронов в направлении своего зерна люминофора.

Важными характеристиками, определяющими чёткость изображения на экране, являются размер пикселя и плотность расположения пикселей на экране. Чем меньше зерна люминофора экрана и больше плотность, тем выше чёткость изображения и меньше утомляемость глаз. Расстояние между пикселями зависит от размера экрана. Обычные размеры - 9, 14, 15, 17, 19, 21 дюйм по диагонали экрана. Чем меньше экран, тем более чётким кажется изображение. Однако на большом экране можно установить разрешение выше (добавить пикселей), тогда мелкие детали будут лучше видны.

Кроме электронно-лучевых существуют и получают всё большее распространение другие виды мониторов:

• жидкокристаллические (ЖК);

• газоплазменные (ГП);

• LEP-мониторы.

Экран ЖК-монитора представляет собой матрицу, каждый элемент которой - жидкий кристалл. Под действием электрических сигналов кристаллы меняют свои оптические свойства и, пропуская свет, моделируют элементы изображения. Компактные размеры, плоский экран, отсутствие излучений, вредных для здоровья человека, делают их всё более привлекательными. Именно такие мониторы используют в портативных компьютерах.

Экран ГП-мониторов также содержит матрицу, но ячейки заполнены газовой смесью. Газ светится под воздействием электрического тока. Экран такого монитора очень тонкий и большой по площади. Используются в основном для показа изображения на расстоянии: в большой аудитории или в домашних кинотеатрах.

В основе построения LEP-мониторов лежит использование светоизлучающих полимеров. Устройство очень простое: с одной стороны пластика расположены вертикальные электроды, с другой - горизонтальные. Пластик сам излучает свет и ему не нужна подсветка в отличие от жидких кристаллов. Это очень легкие, гибкие, с низким энергопотреблением устройства. Ожидается скорое развитие их массового производства.

Современные принтеры позволяют выводить на печать текстовую информацию, а также рисунки и графики. Существует множество моделей принтеров, различающихся по качеству печати, производительности и другим характеристикам.

Основными характеристиками принтеров являются:

• количество игл или сопел (за исключением лазерных), определяющее качество печати;

• скорость печати, определяющая производительность принтера;

• количество встроенных шрифтов;

• формат бумаги и вид подачи листов (автоматическая или полуавтоматическая).

По способу получения изображения на бумаге, способу нанесения красящего материала принтеры бывают: матричные, струйные, лазерные, термические, литерные.

Матричные принтеры относятся к ударным печатающим устройствам. Изображение формируется с помощью иголок, ударяющих по бумаге через красящую ленту. Головка движется вдоль печатаемой строки, а иглы ударяют в нужный момент через красящую ленту по бумаге.

Струйные принтеры относятся к безударным устройствам, так как головка печатающего устройства не касается бумаги. Для получения изображения используют чернила. Головка принтера представляет собой чернильницу, в которой из дырочек-сопел выбрасываются тонкие струи чернил. Количество сопел колеблется от 12 до 64. Чем меньше диаметр сопел, тем выше качество печати. В отличие от матричных струйные принтеры работают почти бесшумно и обеспечивают лучшее качество печати, особенно цветной.

Лазерные принтеры для формирования изображения используют лазерный луч. С помощью систем линз тонкий луч лазера формирует скрытое электронное изображение на светочувствительном барабане. Во время печати на поверхность барабана подается высокое напряжение, и к заряженным участкам электронного изображения притягиваются частички порошка-красителя, который затем переносится на бумагу. Закрепляется изображение на бумаге разогревом тонера до температуры плавления. Лазерные принтеры обеспечивают наилучшее качество и высокую скорость печати, но являются наиболее дорогими. Кстати, также работают и копировальные машины. Поэтому далеко не случайно, что среди производителей лазерных принтеров много фирм, которые выпускают копиры: Xerox, Canon, Minolta-QMS и др.

Качество печати принтера принято измерять максимальным количеством точек, которое он может напечатать на отрезке длиной в 1 дюйм (2,54 см). Данная характеристика называется разрешением и измеряется в единицах, обозначаемых dpi (dot per inch, точек на дюйм). Лазерные принтеры имеют разрешение от 600 до 1200 dpi, а некоторые и выше.

Плоттер, или графопостроитель, - это чертежная машина, позволяющая с высокой точностью и скоростью вычерчивать сложные графические изображения большого размера: чертежи, схемы, карты, графики и т.д.

Модем - это устройство для обмена информацией между компьютерами с использованием телефонной сети. Модем работает следующим образом: принимая от ПК данные, он преобразует их в аналоговый сигнал и передаёт в канал связи. В модеме принимающего ПК происходит обратное преобразование - сигнал преобразуется в цифровой код.

Свойства модема определяются большим числом специфических характеристик, отражённых в его маркировке. Основными характеристиками модемов являются: скорость передачи данных; способ подключения (внешнее и внутреннее); принцип обмена информацией (одно или двунаправленная передача).

Моделирование как метод познания. Информационные (нематериальные) модели. Назначение и виды информационных моделей. Основные этапы компьютерного моделирования.

В своей предметной деятельности и деятельности интеллектуальной человек всегда создает некий «слепок», заменитель того явления, объекта или процесса, с которым ему приходится иметь дело. Это может быть натуральная копия (картина), модель самолета, макет изделия, математическая формула и т.д.

Под моделированием понимают замену реального объекта, явления, процесса с целью его изучения или описания «заменителем» в виде текста, схемы, таблицы, формулы и т.д.

Моделирование- это метод познания, состоящий в создании и исследовании моделей.

Модель - это некий новый объект, который отражает существенные особенности изучаемого объекта, явления, процесса. Следует отметить, что модель - это не копия объекта, она отражает наиболее важные, существенные признаки этого объекта, пренебрегая другими, не существенными в процессе решения поставленной задачи.

Один и тот же объект может иметь множество моделей (Земля - различные виды географических карт, глобус), а разные объекты могут описываться одной моделью (в механике различные тела от планеты до песчинки рассматриваются как материальные точки).

Все модели можно разделить на 2 класса: модели предметные (материальные) и информационные. Предметные модели воспроизводят геометрические, физические и другие свойства моделей в материальной форме (глобус, анатомические муляжи, модель кристаллической решетки). Информационные модели представляют объекты в образной (рисунки, фотографии) и знаковой (формулы математические, физические, химические; таблицы; программы на языке программирования) формах.

С помощью формальных языков строятся формальные информационные модели. Одним из наиболее распространенных формальных языков является математика. Модели, построенные с помощью математических понятий, называются математическими моделями. Язык алгебры позволяет формализовать функциональные зависимости между величинами. В школьном курсе физики рассматривается много разнообразных функциональных зависимостей, выраженных с помощью, языка алгебры, которые представляют собой математические модели изучаемых объектов и процессов.

Формализацией называемся процесс построения информационных моделей с помощью формальных языков.

В процессе познания окружающего мира человечество постоянно пользуется моделированием и формализацией. При изучении нового объекта сначала обычно строится его описательная информационная модель на естественном языке, затем она формализуется, то есть выражается с помощью формальных языков.

Информационные модели бывают статические, описывающие состояние системы в определенный момент времени (физика - описание простых механизмов, химия - строение молекул, биология - классификация животного мира) и динамические, описывающие процессы изменения и развития систем (физика - движение тел, химия - протекание химической реакции, биология -развитие организмов).

Информационные модели отражают различные типы систем объектов, в которых реализуются различные структуры взаимодействия и взаимосвязи между элементами системы. Используются различные типы информационных моделей: табличные, иерархические и сетевые.

Табличная. С ее помощью могут быть построены как статические (например, цена устройств компьютера на конец 2002 года), так и динамические (например, изменение цен различных моделей компьютеров) информационные модели. С помощью таблиц строятся информационные модели в различных предметных областях. Широко известно табличное представление математических функций, статистических данных. В табличной информационной модели перечень однотипных объектов размещен в 1 столбце (строке), а значения их свойств - в следующих. На компьютере такие модели легче всего строить с помощью электронных таблиц и баз данных.

Иерархическая. Нас окружает множество объектов, каждый из которых обладает определенными свойствами. Но есть и группы объектов, у которых одинаковые общие свойства. Такая группа объектов называется классом объектов. Внутри класса образуются более узкие подклассы.

В процессе классификации объектов строятся модели, которые имеют иерархическую структуру (например, тип, класс, отряд, семейство, род, вид). В информатике используется иерархическая файловая система.

В иерархической информационной модели объекты распределены по уровням. Каждый элемент более высокого уровня может состоять из элементов нижнего уровня, а элемент более низкого уровня может входить в состав только одного элемента более высокого уровня.

Изобразим графически модель «Компьютеры».

Мы построили иерархическую статическую информационную модель, однако довольно часто такая иерархическая структура применяется и при описании процессов. В качестве примера можно привести пример генеалогического дерева семьи.

Сетевые. Применяются для отражения таких систем, в которых связи между элементами имеют сложную структуру. Например, различные региональные части глобальной компьютерной сети Интернет (американская, европейская, российская и т.д.) связаны между собой высокоскоростными линиями связи. При этом одни имеют прямые связи со всеми региональными частями Интернета (американская), другие могут обмениваться информацией только через американскую связь (российская и австралийская).

Связи между вершинами носят двусторонний характер и поэтому изображаются ненаправленными линиями .

Представленная сетевая информационная модель является статической моделью. С помощью сетевой динамической информационной модели можно показать процесс передачи мяча между игроками в коллективной игре (футбол, волейбол).

Специализированное программное обеспечение для защиты программ и данных. Компьютерные вирусы и антивирусные программы.

В состав программного обеспечения компьютера наряду с операционной системой входят различные программы прикладного характера. Прикладное программное обеспечение можноразделить на системы .программирования (программы для создания других программ) и приложения - программы, которые функционируют под управлением определенной операционной системы. Это приложения общего назначения - редакторы, системы компьютерной графики, бухгалтерские программы и т.д. В отдельную группу.з связи с широким распространением компьютерных вирусов можно отнести антивирусные программы.

Компьютерные вирусы - это программы, которые могут «размножаться» и скрытно внедрять свои копии в файлы, загрузочные сектора дисков и документы. Это небольшая по объему программа.

Первая массовая эпидемия компьютерного вируса произошла в 1986 году, в настоящее время известно несколько десятков тысяч вирусов.

Разнообразны последствия действия вирусов. Их можно разделить на:

- безвредные, то есть не влияющие на работу компьютера (только уменьшают свободную память в результате размножения);

- неопасные, влияние которых ограничивается уменьшением памяти, звуковыми и графическими эффектами и т.д.;

- опасные, которые могут привести к сбоям и зависаниям при работе компьютера;

- очень опасные, активизация которых приводит к потере программ и данных, форматированию винчестера, выходу из строя оборудования.

Существуют:

- файловые вирусы (внедряются в исполняемую программу). Профилактика: не рекомендуется запускать на исполнение файлы, полученные из сомнительных источников;

- загрузочные вирусы (записывают себя в загрузочный сектор диска). Профилактика заражения: отказ от загрузки с гибких магнитных дисков и установка защиты;

- макро-вирусы (заражают файлы документов текстовых редакторов и электронных таблиц). Профилактика заражения: выбор на запрет загрузки макросов (потенциальных вирусов);

- сетевые вирусы (использующие электронную почту и сеть Интернет). Всемирная эпидемия заражения почтовым вирусом произошла в 2000 году, когда по электронной почте был разослан вирус «ILOVEYOU» («Я тебя люблю»). Сообщение содержало вложенный файл, являющийся вирусом. После активизации он разрушал файловую систему. По своей сути он играл роль «трояна», внедрившегося в операционную систему. Лавинообразная цепная реакция заражения состояла в том, что после заражения вирус рассылал сам себя по всем адресам из адресной книги. Профилактика заражения сетевыми вирусами: запрет получения активных элементов на локальный компьютер, не рекомендуется открывать вложенные в почтовые сообщения файлы, полученные из сомнительных источников.

Методы распространения компьютерных вирусов: запись программ с непроверенных дисков, сеть Интернет и другие источники.

Наиболее эффективны в борьбе с компьютерными вирусами антивирусные программы. Они могут использовать различные принципы для поиска и лечения зараженных файлов. Антивирусные программы:

- полифаги - проверяют файлы, загрузочные сектора дисков, оперативную память на наличие вирусов, достоинства : универсальность, недостатки: большие размеры используемым ими антивирусных баз данных, содержащих информацию о максимально возможном количестве вирусов и соответственно небольшая скорость поиска вирусов;

- ревизоры - подсчитывают контрольные суммы для присутствующих на диске файлов, затем информация сохраняется в компьютере и при следующем включении программы ревизор сверяет данные с полученными ранее значениями, если они не совпадают, то проходит сигнал о заражении. Недостаток - не могут обнаружить вирус в новых файлах;

- блокировщики - перехватывают «вирусоопасные ситуации» и сообщают об этом пользователю. К достоинствам блокировщиков относится их способность обнаруживать и останавливать вирус на самой ранней стадии его размножения.

При использовании антивирусных программ необходимо следить за тем, чтобы использовались последние версии или антивирусная программа постоянно обновлялась. Если есть подозрение . что компьютер заражен, нужно:

- отключить его от локальной сети;

- запустить антивирусную программу;- удалить или подвергнуть «лечению» зараженные файлы;

- в случае обнаружения загрузочного вируса необходимо проверить все дискеты на наличие вирусов, независимо от того загрузочные они или нет.

Компьютерные сети. Аппаратные средства компьютерных сетей. Топология локальных сетей. Характеристики каналов (линий) передачи информации.

Телекоммуникация - это обмен информацией на расстоянии. Радиопередатчик, телефон, телетайп, телекс и телеграф - наиболее распространенные и привычные нам сегодня примеры технических средств телекоммуникаций.

В последнее десятилетие к ним прибавилось еще одно средство - это компьютерные коммуникации, которые получают сейчас все более широкое распространение. Они обещают потеснить факсимильную и телетайпную связь подобно тому, как последние вытесняют сегодня телеграф.

Компьютерная (электронная) сеть - это система обмена информацией между различными компьютерами. Сети бывают локальные, отраслевые, региональные, глобальные.

Обмен информации между компьютерами производится по каналам передачи информации, которые могут нсполыовать различные физические принципы. Так при разговоре информация передается при помощи звуковых волн, при разговоре по телефону - с помощью электрических сигналов. Компьютеры могут обмениваться информацией с использованием каналов связи различной физической природы: кабельных, оптоволоконных, радиоканалов и др.

Общая схема передачи информации включает в себя отправителя информации, канал передачи информации и получателя информации.

Основной характеристикой каналов передачи информации является их пропускная способность (скорость передачи информации). Она равна количеству информации, которое может передаваться по нему в единицу времени. Обычно пропускная способность измеряется в битах в секунду, Кбит/с.

Создание компьютерных сетей вызвано практической необходимостью совместного использования информации.

Локальная сеть объединяет несколько компьютеров и позволяет пользователям совместно использовать ресурсы компьютеров и периферийных устройств (принтеров, модемов, дисков), подключенных к сети.

В небольших локальных сетях компьютеры обычно равноправны, то есть пользователи сами решают, какие ресурсы своего компьютера (диска, каталоги, файлы)Сделать общедоступными. Такие сети называются одноранговыми.

Если к локальной сети подключено более 10 компьютеров, одноранговая сеть может оказаться недостаточно производительной. Для увеличения производительности, и в целях обеспечения большей надежности при хранении информации в сети, некоторые компьютеры выделяются для хранения файлов или программ - приложений. Такие компьютеры называются серверами, а локальная сеть - сетью на основе серверов.

Каждый компьютер, подключенный к локальной сети должен иметь специальную плату (сетевой адаптер). Соединение компьютеров производится при помощи кабелей различных типов (коаксиального, витой пары, оптоволоконного).

Скорость передачи информации по локальной сети обычно от 10 до 100 Мбит/с.

Общая схема соединения компьютеров в локальной сети называется топологией сети.

Топология сети может быть различной:

- линейная шина (последовательное подсоединение),

- звездой (к каждому компьютеру подходит отдельный кабель из одного центрального узла).

В локальную сеть могут объединяться компьютеры в пределах одного помещения, не более 2 км.

Глобальная компьютерная сеть объединяет многие локальные, региональные и корпоративные сети, включающие десятки миллионов компьютеров.

Принципы функционирования различных электронных сетей примерно одинаковы. Сеть состоит из связанных между собой компьютеров. В большинстве случаев сеть строится на основе нескольких мощных компьютеров, называемых серверами. Серверы могут подключаться друг к другу по обычным телефонным каналам, а также по выделенным линиям и посредством цифровой и спутниковой связи.

В компьютерных сетях каждый абонент может использовать различные марки компьютеров, типы модемов, линии связи. Чтобы все это оборудование работало согласованно, работа сетей подчиняется специальным техническим соглашениям, которые называются протоколами.

Протоколы - это стандарты, определяющие формы представления и способы пересылки сообщений, процедуры их интерпретации, правила совместной работы различного оборудования в сетях.

Международная организация по стандартизации подготовила и ввела в действие многоуровневую (иерархическую) структуру протоколов.

Работу сервера обеспечивает специальная сетевая программа, которая ведет диалог с пользователями и поддерживает в сети протоколы связи. Сегодня в мире используются десятки сетевых программ, имеющих различный пользовательский интерфейс. Поэтому в каждой сети надо осваивать принятые здесь технические правила работы, соглашения о способах адресации корреспонденции.

Аппаратные средства: терминал - ЭВМ, модем, линия связи (телефонная, волоконная, спутниковая и др.)

Адресация.

Важная часть устройства глобальной сети — способ идентификации абонентов в сети, называемый адресацией. Наиболее распространен доменный способ адресации. На его основе построена, например, сеть Интернет. Типичный адрес в этой сети — asd@school.direclor.ru Здесь символы перед @ (задают имя абонента, а после — имя компьютера, на котором установлена данная почтовая система.

Понятие файла. Файловый принцип хранения данных Операции с файлами. Типы файлов.

Все программы и данные хранятся в долговременной памяти компьютера в виде файлов.

Файл - это однородная по своему назначению совокупность информации, хранящаяся на диске и имеющая имя.

На каждом носителе информации может храниться большое количество файлов. Порядок их хранения определяется файловой системой.

Файловая система - это система хранения файлов и организации каталогов.

Каждый диск разбивается на две области: область хранения файлов и каталог-папка (если сравнить с книгой, то область хранения файлов - текст, каталог - оглавление). Для дисков с небольшим числом файлов используется одноуровневая файловая система. Если на диске хранятся сотни и тысячи файлов, то для удобства поиска строится многоуровневая иерархическая система файлов, которая имеет древовидную структуру

.

Корнем дерева» является главный (корневой) каталог, «ветвями» - подкаталоги, «листьями» - названия файлов.

В операционных системах с графическим интерфейсом (Windows) иерархическая файловая система представляется в виде иерархической системы папок, главной их которых является Рабочий Стол

Имя и тип файла. Имя файла состоит из 2 частей: собственно имя файла и его расширение, определяющее его тип (программа, данные, ...). Имя дает пользователь, а тип обычно задается программой автоматически при его создании.

Тип файла Расширение Программы .exe, .com Системные файлы .sys Текстовые файлы -txt-, .doc Графические файлы .bmp, .git Звуковые файлы .wav, .mid Программы на языках программирования .bas, .pas

В различных операционных системах существуют различные форматы имен файлов. Например, в операционной системе MS DOS имя файла не должно содержать более 8 символов, а расширение - 3, должно быть написано латинскими буквами, в Windows - имя файла может иметь до 255 символов, можно использовать русский алфавит. Имя от расширения отделяется точкой.

Путь к файлу. Составное (полное) имя файла состоит из пути доступа к файлу и его имени. Полное имя файла называется его спецификацией. Оно однозначно определяет участок на диске с таким именем. В путь к файлу входят, записываемые через разделитель, логическое имя диска и последовательность имен вложенных друг в друга каталогов, в последнем из которых находится нужный файл. Например, C:\GAMES\R\av.exe

Операции над файлами. В процессе работы на компьютере наиболее часто над файлами производятся следующие операции: копирование, перемещение в другой каталог, удаление, переименование.

Виды профессиональной информационной деятельности человека и используемые инструменты (технические средства и информационные ресурсы). Профессии, связанные с построением математических и компьютерных моделей, программированием, обеспечением информационной деятельности людей и организаций.

С середины XX века в России, как и во всех развитых странах мира, начался постепенный переход к постиндустриальному, так называемому "информационному" обществу. Отличительной чертой этого этапа развития общества является перенос центра тяжести в общественном разделении труда из сферы материального производства в область информационных процессов и технологий. Массовое использование компьютеров постоянно расширяет объем и виды информационной деятельности человека.

Графический редактор. Растровая и векторная графика. Средства и технологии работы с графикой. Кодирование графической информации.

Под словами «графическое изображение» понимаются разнообразные рисунки, картинки, чертежи, графики и пр., которые получаются на экране монитора.

Технология обработки графической информации с помощью компьютера интенсивно развивается с 80-х годов. Компьютерная графика позволяет создавать и редактировать рисунки, схемы, чертежи, преобразовывать изображения (фотографии, слайды), представлять статистические данные в виде деловой графики, создавать анимационные модели (научные, игровые), обрабатывать «живое видео».

Для обработки изображений на компьютере используются графические редакторы.

Графический редактор - это программа создания, редактирования, просмотра графических изображений

Все компьютерные изображения делят на 2 типа:

1. Растровая графика. Растровое изображение хранится с помощью точек различного цвета (пикселей), которые образуют строки и столбцы. Качество растрового изображения зависит от размера изображения (количества пикселей) и количества цветов. Хранение каждого пикселя требует определенного количества бит (глубина цвета), которое зависит от количества цветов в изображении.

С помощью сканера получают растровые изображения фотографий, иллюстраций. Обеспечивают высокую точность передачи градаций цветов и полутонов. Эти файлы имеют большой информационный объем. Они чувствительны к масштабированию (появляется ступенчатый эффект). Примером растрового графического редактора является программа Paint.

2. Векторная графика. Векторные графические изображения - оптимальное средство для хранения высокоточных графических объектов .(чертежей, схем и т.д.), для которых имеет значение сохранение четких и ясных контуров. Эти изображения формируются из объектов (линий, точек, окружностей). Достоинством векторной графики является то, что файлы имеют небольшой объем. К векторному графическому редактору относится графический редактор, встроенный в текстовый редактор Word.

Современное применение компьютерной графики весьма разнообразно:

Средства деловой графики. Одним из примеров применения деловой графики являются системы автоматизированного проектирования, предназначенные для создания чертежей. Достоинства применения: абсолютная точность создания чертежей, большая экономия рабочего времени, применение шаблонов. По компьютерным чертежам _л изготавливаются высококачественные детали. Еще один пример, это применение элементов деловой графики для наглядного представления тех или иных процессов (составление графиков и диаграмм на основе числовых данных).

Научная графика. Назначение: наглядное изображение объектов научных исследований, графическая обработка результатов расчетов, проведение вычислительных экспериментов.

Художественная и рекламная графика. Создаются рекламные ролики, мультфильмы, компьютерные игры, видеоуроки и т.д.

Часто при работе с изображениями применяются эффекты анимации (различные появления изображения, расположение на экране, эффект движущихся рисунков и т.д.).

При кодировании графического изображения производится его пространственная дискретизация (построение изображения в виде разноцветной мозаики). Изображение разбивается на отдельные маленькие фрагменты (точки), которым присваивается код цвета.

Качество кодирования изображения зависит от 2 параметров: 1) величины точки (чем меньше точка, тем лучше качество); 2) количества цветов - палитры цветов.

Технические средства компьютерной графики:

1. Графический дисплей.

2. Видеоконтроллер (адаптер) - устройство, управляющее работой графического дисплея, состоит из двух частей: видеопамяти (хранит двоичный код изображения, выводимого на экран) и дисплейного процессора (управляет работой дисплея).

Графическая информация на экране монитора представляется в виде растрового изображения, которое формируется из строк, которые в свою очередь содержат определенное количество точек(пикселей). Качество изображения определяется разрешающей способностью монитора, т.е количеством точек на экране. В современных компьютерах используются 4 основных разрешающих способности: 640*480 пикселей, 800*600, 1024*768, 1280*1024.

Для кодирования информации важно учитывать количество цветов. Так для кодирования 1 пикселя черно-белого изображения без градаций серого цвета требуется 1 бит информации, с 8 = 2³ градациями серого - 3 бита информации. Каждый цвет рассматривается как возможное состояние точки, тогда количество цветов, отображаемых на экране монитора, вычисляется по формуле N = 2¹. Для кодирования 4-х цветов нужно 2 бита (4 = 2²), 256 цветов - 8 бит (256 = 2⁸).

Цветные изображения формируются в соответствии с двоичным кодом цвета каждой точки, хранящимся в видеопамяти. Цветные изображения могут иметь различную глубину цвета. Качество изображения определяется разрешающей способностью экрана и глубиной цвета. Наиболее распространенными значениями глубины цвета являются 4, 8, 16 и 24 бита.

Цветное изображение формируется из смешения трех базовых цветов: красного, зеленого и синего (RGB -модель). Из трех базовых цветов можно получить 8 различных красок и более 16 млн. оттенков. Требуемый объем видеопамяти в этом случае - несколько мегабайт.

Для получения изображения на экране информация о каждой точке должна храниться в видеопамяти. Необходимый объем видеопамяти для графического режима с разрешением 800*600 и глубиной цвета 8 бит на точку: 800*600*8 (бит).

Текстовый редактор. Основные приемы преобразования текстов: редактирование и форматирование. Понятие о настольных издательских системах. Гипертекстовое представление информации. Кодирование текстовой информации.

Компьютер позволяет с помощью специальных программ обработки текста создавать, редактировать, форматировать и распечатывать текстовые документы. Современный текстовый документ может содержать кроме текста и другие объекты: таблицы, диаграммы, рисунки и т.д.

Текстовый редактор - это программа для создания, редактирования, сохранения и печати документа.

Более совершенные текстовые редакторы, имеющие целый спектр возможностей по созданию документов (поиск и замена символов, проверка орфографии, вставка таблиц) называются иногда текстовыми процессорами. Примером является программа Word.

Текстовые редакторы позволяют не только вводить текст, но и изменять его содержание и форму представления.

Редактирование - это преобразование, обеспечивающее добавление, удаление, перемещение или исправление содержания документа.

Форматирование - преобразование, изменяющее форму представления документа. В форматирование входит: задание параметров страницы (размер полей, ориентация, формат (размер) страницы), форматирование абзаца - любого текста, заканчивающегося управляющим символом конца абзаца (клавиша ввода) - выравнивание абзаца, отступы и интервалы.

Текстовые редакторы дают возможность использовать различные шрифты, управлять размером символов, изменять начертание.

Практически все редакторы, распространенные в нашей стране, позволяют использовать как русский, так и латинский алфавит.

Современные ТР дают возможность пользователю работать одновременно с несколькими текстовыми документами, используя многооконный режим. В многооконном режиме ТР выделяет для каждого документа отдельную область памяти, а на экране — отдельное окно. Окна на экране могут располагаться каскадом (друг за другом) или мозаикой (параллельно в плоскости экрана). Активным окном является то, в котором в данный момент находится курсор.

С помощью специальных команд (нажатия определенных клавиш) производится переход от одного активного окна к другому. При этом можно переносить или копировать фрагменты текстов из одних документов (окон) в другие.

Рабочее поле ТР —- это экран дисплея, на котором отображаются все действия, выполняемые ТР. Важным элементом среды ТР является интерфейс^: -— это те средства, с помощью которых пользователь может общаться с ТР и управлять им. На сегодняшний день наиболее предпочтительным является интерфейс в форме меню, из которого специальным маркером (выделенным цветом) можно выбирать те или иные команды ТР.Текст, обрабатываемый с помощью ТР, хранится в оперативной памяти.

Кроме основной памяти (рулона), где ТР хранит обрабатываемый текст, в его распоряжении находится ряд дополнительных листов памяти, к которым относятся лист удаленных строк, буфер ("карман") для хранения копируемых фрагментов текста, справочник (подсказка), словарь.

Курсор - световое пятно на экране место активного воздействия на рабочее поле. Передвигая курсор, можно перемещать окно по основной памяти (тексту). Наличие курсора в рабочем поле указывает на то, что исполнитель находится в режиме ввода — редактирования текста.

Режимы работы ТР.

1. Ввод текста. 2. Форматирование. 3. Обращение за подсказкой. 4. Орфографическая проверка. 5. Обмен с ВЗУ. б. Печать.

Издательские системы - это профессиональные текстовые процессоры, применяемые в издательском деле. Они, наряду с основными возможностями текстовых процессоров, предполагают введение оформительских шаблонов газет, журналов, рекламных проспектов и т.д., то есть готовят документы для публикации. Пример такой системы -Adobe PageMaker.

Гипертекст - это способ организации текстовой информации, внутри которой установлены смысловые связи между различными фрагментами. Такие связи называются гиперсвязями. По принципу гипертекста организованы компьютерные справочники, энциклопедии. Принцип: книгу можно читать как в обычном порядке - по страницам, так и передвигаясь по смысловым связям в произвольном порядке (например, определение закона, затем, нажав на гиперссылку - уточнение некоторых величин и т.д.)

Кодирование тестовой "информации. Всякий текст - это последовательность символов. Символьный алфавит компьютера содержит 256 знаков. Один символ занимает 1 байт памяти. Все символы пронумерованы. Каждому символу соответствует порядковый номер и восьмиразрядный код. Для большей части компьютеров используется американский стандартный код информационного обмена (ASSII). Текст вводится в память компьютера с помощью клавиатуры, в оперативную память символы попадают в форме двоичного кода. В процессе вывода информации происходит ее декодирование. Первые 33 кола отводятся под операции, коды с 33 по 127 -интернациональные, а 128-255 - национальные ( к сожалению есть 5 способов кодировки кириллицы).

Динамические (электронные) таблицы. Назначение и принципы работы электронных таблиц. Использование электронных таблиц для обработки числовых данных (на примере задач из различных предметных областей). Математическая обработка статистических данных, результатов эксперимента с помощью динамических (электронных) таблиц.

Простейшим средством обработки числовых данных на компьютере является стандартная программа Windows Калькулятор. Однако возможности Калькулятора ограничены, с его помощью трудно обрабатывать большие массивы числовых данных, например, результаты экспериментов, статистические данные. В этих сдучаях используются электронные таблицы.

Электронная_таблица. - это работающая в диалоговом режиме программа обработки числовых данных, хранящая и обрабатывающая данные в прямоугольных таблицах.

Электронная таблица состоит из столбцов (обозначаются одной или двумя буквами латинского алфавита, например, А,Х, AS и т.д.) и строк (1,2, ..., 189, ...). Ячейка - это место пересечения столбцов и строк. Каждая ячейка имеет адрес, который составляется из названия столбца и строки, например, А2, МВ345 и т.д. Ячейка, в которой производятся какие-либо действия выделяется рамкой и называется активной. Совокупность ячеек (от 1 ячейки до всей таблицы) называется диапазоном.

В среде Windows электронные таблицы реализуются при помощи приложения Excel. Здесь таблицы называются рабочими листами.

Рабочий лист - основной тип документа, используемый в Excel для хранения и обработки данных.

Каждый файл электронных таблиц состоит из нескольких листов (из 3). Он называется рабочей книгой. Число листов рабочей книги можно изменять.

Типы данных. При работе с электронными таблицами можно выделить три типа данных: число, текст и формула. Числа могут быть записаны в простом (16; 12,3) и экспоненциальном (12,ЗЕ+ 15) виде. Они выравниваются по умолчанию по правому краю ячейки. Текстом является последовательность символов, состоящая из букв, цифр и пробелов. По умолчанию выравниваетсяпо левому краю. Формула начинается со знака «-» и может включать в себя числа, имена ячеек, функции и знаки арифметических операций. В нее не может входить текст. Например, =А1+В3. При вводе формулы в ячейку в ней отображается не сама формула, а результат вычислений по этой формуле.

Формат данных. В зависимости от задачи, возникает необходимость применять различные форматы представления данных: числовой, денежный, экспоненциальный, дата и время, текстовый и т.д.

При работе с формулами существуют гак называемые абсолютные и относительные ссылки. Их различия проявляются при копировании формулы из одной ячейки в другую. Относительная ссылка используется для указания адреса ячейки, вычисляемого относительно ячейки, в которой находится формула. При перемещении из активной ячейки эта ссылка обновляется в зависимости от нового положения формулы. Например, =А1'+В2.

Абсолютная ссылка используется для указания фиксированного адреса ячейки. При перемещении и копировании формулы абсолютные ссылки не изменяются. Признаком абсолютной ссылки является знак $ (например, =$А1+В2; =$А$1*В2).

Формулы могут содержать встроенные функции: математические, статистические, финансовые и т.д.

При работе с электронной таблицей можно выполнять следующую работу: формировать

(создавать) таблицу, управлять вычислениями (главное достоинство электронной таблицы - автоматический перерасчет данных) проводить сортировку и поиск данных, производить построение диаграмм и графиков (для более наглядного представления данных), исследовать информационные модели и т.д.

ЭТ позволяют осуществлять сортировку данных по возрастанию и убыванию. Можно проводить вложенные сортировки. Возможен поиск данных в соответствии с указанными условиями - фильтрами, например, условия - больше, меньше, равно и т.д., значения - 10, 100 и т.д. В результате поиска будут найдены те ячейки, которые удовлетворяют заданному фильтру.

ЭТ позволяют представлять числовые данные в виде диаграмм и графиков.

ЭТ используются для обработки числовых данных. Например, определение количества и стоимости тонара на складе, таблица покупок и продаж, вычисление заработной платы. Математическая обработка статистических Данных, результатов эксперимента с помощью динамических (электронных) таблиц существенно облегчает работу по проведению физического, биологического эксперимента, кроме того позволяет более наглядно представить результаты (построение графика, диаграммы). Для этого нужно лишь правильно составить формулу, учитывая тип ссылок. Например, на основании математической модели движения тела вертикально вверх создается компьютерная модель, которую можно исследовать в электронных таблицах.

Области применения ЭТ безграничны. Это ракето- и самолетостроение, научно-исследовательская работа, делопроизводство, бухгалтерское дело, торговля и многие другие отрасли.

Базы данных. Системы управления базами данных. Создание, введение и использование баз данных при решении учебных и практических задач.

Любой из нас многократно сталкивался с «базами данных». Это всевозможные справочники, энциклопедии и т.д. База данных - это информационная модель, позволяющая упорядоченно хранить данные о группе объектов, обладающих одинаковым набором свойств.

Существует несколько структур информационных моделей и соответственно различных типов баз данных; табличные, иерархические и сетевые.

Табличная. Содержит перечень объектов одного типа, ее удобно представлять в виде двухмерной таблицы: в каждой строке размещаются значения свойств одного объекта, каждое значение свойства - в своем столбце. Столбцы называются полями, каждое из которых имеет свое имя. Тип поля определяется типом данных, которые он содержит (счетчик, текстовый, числовой, поле Мемо, дата/время и т.д.). Запись базы данных - это строка таблицы, содержащая набор значений определенного свойства, размещенный в полях базы данных. Каждая таблица должна содержать хотя бы одно ключевое поле (поле, значения которого однозначно определяют каждую запись в таблице). Могут создаваться с помощью Мастера и в режиме Конструктора.

Примером табличной базы данных может служить следующая таблица:

Иерархическая. Графически может быть представлена как перевернутое дерево, состоящее из объектов различных уровней. Верхний уровень занимает один объект, второй - объекты второго уровня и.т.д. Между объектами существуют связи, каждый объект может включить несколько объектов более низкого уровня. Такие объекты находятся в отношении предка к потомку. Объекты, имеющие общего предка, называются близнецами. Примеры: иерархической базой данных является каталог папок Windows; реестр Windows, в котором хранится информация, необходимая для нормального функционирования компьютера, содержание которого автоматически обновляется при установке нового оборудования.

Сетевая. Является обобщением иерархической за счет допущения объектов, имеющих более одного предка, т.е. каждый элемент вышестоящего уровня может быть связан одновременно с любыми элементами следующего уровня. На связи между объектами не накладывается никаких ограничений. Сетевой базой данных является Всемирная паутина глобальной компьютерной сети Интернет. Гиперссылки связывают между собой сотни миллионов документов в единую сетевую базу данных.

Наиболее распространенной системой управления базами данных (СУБД) в настоящее время является БД Access. СУБД - это программа, позволяющая создавать базы данных, а также обеспечивающая обработку (сортировку) и поиск данных. Ведется поиск записей, в которых значения определенного поля полностью или частично совпадают с некоторой величиной (может производиться быстрый поиск, поиск с помощью фильтра, поиск с помощью запросов). Сортировка записей БД - это их упорядочение по значениям одного из полей (например, сортировка по возрастанию, сортировка по алфавиту).

Объекты БД:

- таблицы - базовый объект БД (вся информация хранится в двумерных таблицах), все остальные объекты создаются на базе таблиц;

- запросы - их главное назначение - отбор данных на основе заданных условий;

- формы - позволяют отображать данные, содержащиеся в таблицах и запросах в удобном для восприятия виде, форма молсёт'содёржатьтрафики, рисунки и т.д.;

- отчеты - предназначены для печати данных;

- макросы - служат для автоматизации повторяющихся операций;

- модули - служат также для автоматизации работы и пишутся на языках программирования. При создании БД прежде всего необходимо определить количество полей, их названия и тип

данных, в них хранящихся. Режим Конструктор позволяет вносить изменения в структуру таблицы. Ввод данных осуществляется по тем же законам, что и в других приложениях. Записи БД можно просматривать и редактировать по мере необходимости.

Часто встречается ситуация, когда хранить всю базу данных в одной таблице нерационально. Тогда создают несколько разных таблиц и связывают их ключевыми полями. Базы данных, состоящие из связанных двумерных таблиц, называются реляционными (например, 1- сведения об учениках, 2- оценки по предметам).

Компьютерные телекоммуникации: назначение, структура. Информационные ресурсы в телекоммуникационных сетях. Комплексы аппаратных и программных средств организации компьютерных сетей. Представления о телекоммуникационных службах: электронная почта, чат, телеконференции, форумы, Интернет - телефония. Информационно-поисковые системы. Организация поиска информации в сетях.

Телекоммуникация - это обмен информацией на расстоянии. Радиопередатчик, телефон, телетайп, телекс и телеграф - наиболее распространенные и привычные нам сегодня примеры технических средств телекоммуникаций. В последнее десятилетие к ним прибавилось еще одно средство - это компьютерные коммуникации, которые получают сейчас все более широкое распространение. Они обещают потеснить факсимильную и телетайпную связь подобно тому, как последние вытесняют сегодня телеграф.

Компьютерная (электронная) сеть - это система обмена информацией между различными компьютерами. Сети бывают локальные, отраслевые, региональные, глобальные. Локальная сеть объединяет несколько компьютеров и позволяет пользователям совместно использовать ресурсыкомпьютеров и периферийных устройств, подключенных к сети. Могут объединяться компьютеры в пределах одного помещения, не более 2 кыТлобальная компьютерная сеть объединяет многие локальные, региональные и корпоративные сети, включающие десятки миллионов компьютеров.

Принципы функционирования различных электронных сетей примерно одинаковы. Сеть состоит из связанных между собой компьютеров. В большинстве случаев сеть строится на основе нескольких мощных компьютеров, называемых серверами. Серверы могут подключаться друг к другу по обычным телефонным каналам, а также по выделенным линиям и посредством цифровой и спутниковой связи.

В компьютерных сетях каждый абонент может использовать различные марки компьютеров, типы модемов, линии связи. Чтобы все это оборудование работало согласованно, работа сетей подчиняется специальным техническим соглашениям, которые называются протоколами. Протоколы - это стандарты, определяющие формы представления и способы пересылки сообщений, процедуры их интерпретации, правила совместной работы различного оборудования в сетях. Международная организация по стандартизации подготовила и ввела в действие многоуровневую (иерархическую) структуру протоколов.

Работу сервера обеспечивает специальная сетевая программа, которая ведет диалог с пользователями и поддерживает в сети протоколы связи.

Аппаратные средства: терминал - ЭВМ, модем, линия связи (телефонная, волоконная, спутниковая и др.)

Адресация. Важная часть устройства сети — способ идентификации абонентов в сети, называемый адресацией. Наиболее распространен доменный способ адресации. На его основе построена, например, сеть Интернет. Типичный адрес в этой сети — asd@sckoll.director.ru Здесь символы перед @ (задают имя абонента, а после — имя компьютера, на котором установлена данная почтовая система.

Работая в глобальной сети, можно, не выходя из дома, получить информацию из любой страны и передать информацию в другие страны. По глобальным компьютерным сетям пользователи обмениваются программами, играми, устраивают телеконференции. Практически все глобальные сети связаны между собой.

Наиболее популярным видом услуг, которые предоставляют своим абонентам компьютерные -* сети, является электронная почта (E-mail).

Каждый абонент электронной почты при регистрации получает свой собственный почтовый ящик, некоторый объем памяти на сервере, в который попадают все адресованные ему сообщения. Имена почтовых ящиков и сведения об их владельцах доступны всем абонентам сети. Войдя в сеть, можно послать сообщение по любому адресу' и это сообщение попадет в соответствующий почтовый ящик. Для того чтобы получить поступившее письмо, необходимо сообщить системе имя почтового ящика и пароль, дающий право на получение информации. Каждый владелец почтового ящика сам устанавливает пароль, закрывая тем самым свой почтовый ящик от посторонних.

Телеконференции. В Интернете существуют десятки тысяч конференций, которые посвящены определенным темам, в каждой из них можно участвовать, посылая сообщение на почтовый ящик, достоинство - материалы конференций в полном объеме доступны пользователю.

Файловые архивы. Большое количество серверов содержат файловые архивы, которые можно разделить на 2 группы: свободно распространяемое программное обеспечение и условно бесплатное. Производители программного обеспечения заинтересованы в бесплатном распространении недоработанных версий программных продуктов, драйверов устройств, часто размещаются программы с ограниченным сроком действия.

Всемирная паутина - это десятки миллионов Web - серверов Интернета, содержащих Web -страницы, в которых используется технология гипертекста (суть гипертекста: текст структурируется, то -есть в нем выделяются слова-ссылки, при нажатии на которые совершается переход к нужному фрагменту текста).

Поисковые системы общего назначения являются базами данных, содержащими тематически сгруппированную информацию об информационных ресурсах Всемирной паутины. Наиболее популярными поисковыми системами общего назначения в русскоязычной части Интернета являются Яндех и Rambler.

Интернет - телефония дает возможность пользователю сети

Интернет позвонить на обычный телефон непосредственно со своего компьютера и наоборот - с телефона на компьютер, подключенный к сети (международные звонки дешевле)..

17