Компьютерные информационные системы

Р Е Ф Е Р А  Т 
 
 
 
 

НА ТЕМУ: 

Компьютерные  информационные системы 
 
 
 
 
 

                                                      ученика 11-А класса 
         средней школы № 16

                                                      Владимирова Игоря 
 
 
 
 
 

   Человек всегда стремился к прогрессу: взял в руки палку, изобрел колесо, множество механизмов и инструментов. Они расширили его физические возможности и увеличили свободу в пространстве и времени. А теперь, когда мы научились умножать силу рук, увеличивать скорость ног, зоркость глаз и тонкость слуха, что нам стало недоставать?

   Нам понадобился инструмент для усиления интеллекта. Вот так и появился компьютер. Он расширил свободу умственную и духовную, раздвинул границы сознания, дал нам возможность приобщиться к достижениям коллективного разума и даже больше – внести в него свой собственный интеллектуальный вклад.

   Компьютеры  прошли долгий путь развития. Сегодня  в некоторых книгах можно найти упоминание о том, что прапрадедушкой компьютера был абак. Это не совсем так, поскольку и абак и всем известные счеты – скорее инструмент для «запоминания» чисел, чем для вычислений. Никаких, даже механических операций ни абак, ни счеты производить не могут. С тем же успехом можно загибать пальцы или рисовать палочки на бумаге.

   Настоящим предком компьютера были всем известные  механические часы. Это действительно инструмент, который может считать без участия человека. Правда, часы отсчитывают не числа, а время, но с точки зрения механики особой разницы нет. Уже в средние века были часы, способные не только «считать» минуты и часы, но и обладающие возможностью программирования, чтобы в нужный момент разбудить хозяина мелодичным перезвоном колокольчиков.

   Вращающиеся часовые зубчатые колеса, цепи для  передачи движения, подвешенный груз в качестве привода и рычаги для  установки чисел вошли в конструкцию первого механического «калькулятора», который был создан в 1623 году в городе Тюбингене (Германия) Вильгельмом Шикардом. Свою машину он так и назвал: «Суммирующие часы». К сожалению, в последовавшей Тридцатилетней войне машина погибла, но ее чертежи были найдены в середине ХХ века, а в 1960 году по ним была создана рабочая модель.

   Первые  электронные вычислительные машины появились после второй мировой  войны, и они были так же далеки от современных компьютеров, как  абак от механических часов. В те годы никто и не думал о том, что когда-то компьютер сможет помочь человеку в интеллектуальной деятельности. Его назначение было сугубо утилитарным – расчет артиллерийских таблиц. Параметры орудия, свойства заряда и масса снаряда, условия погоды, высота над уровнем моря, расстояние до цели и угол возвышения ствола – все влияет на точность попадания. Для каждого типа орудий и снарядов необходимы были огромные объемы вычисление. Первые электронные вычислительные машины позволили упростить труд тысяч вычислителей, годами без устали крутивших ручки арифмометров, а развитие ракетной техники в 50-е годы добавило еще больше вычислительных задач первым компьютерам.

   Пройдя  тяжелый и тернистый путь, появились  современные персональные компьютеры. Слово «персональный» означает, что каждый человек, от ребенка до интеллектуала, использует его неповторимо, по-своему, то есть так, как это нравится лично ему. Но некоторые, наиболее традиционные направления выделить все-таки можно.

   Компьютерные  игры. Даже если компьютер используется для «серьезных» задач, вряд ли пользователь пройдет мимо такого явления как компьютерные игры. Компьютеры и программное обеспечение вообще многим обязаны играм. Современные игры не только доставляют массу удовольствия, но и развивают многие полезные навыки. Сейчас появилось много игр имитирующие, например, сложные экономические и финансовые процессы. А часто самое серьезное программирование начинается именно с игры.

   Мультимедийные  программы. За словом мультимедиа скрываются такие привлекательные возможности компьютера, как умение качественно воспроизводить музыку, показывать кино и мультфильмы, принимать и показывать телевизионные передачи. К вашим услугам путешествия по библиотекам и музеям всего мира, изучение языков, истории, литературы и медицины, занятий музыкой, художественным рисованием и архитектурой. Перечислять можно очень долго. Сейчас можно так же легко, как и прослушивая музыку, просматривать фильмы на компьютере, причем качество, которого может быть на порядок выше, чем у видеомагнитофона или телевещания.

   «Серьезные» программы. Сотни фирм уже создали и продолжают создавать тысячи программ. Они рассчитаны на любое занятие или увлечение. Нужно только выбрать по своему вкусу ту или иную программу для работы с текстами, делопроизводства и бухгалтерии, математических, инженерных или финансовых расчетов, конструирования и проектирования. Найти и использовать в свое удовольствие можно все что угодно: от простого телефонного справочника до гео-информационных систем (ГИС), позволяющих увидеть буквально в живую любую точку планеты. Список грозит стать бесконечным.

   Мировая компьютерная сеть. Имея телефонную линию и компьютер с недорогим «довеском», который называется модем, можно подключиться к любому другому так же оснащенному компьютеру, будь он в соседней комнате или на другом конце земного шара. Таким образом, можно почувствовать себя гражданином планеты, общаться с миллионами таких же людей по всему миру, быть в курсе любых событий. При этом даже не придется оплачивать международные телефонные переговоры. Здесь все стоит гораздо дешевле. 

   Работа  компьютера подразумевает наличие  двух основных компонентов: «железа» - «внутренностей» и периферии, и программного обеспечения, которое осуществляет слаженную работу «железа».

   «Железо». Обычно под железом подразумевают содержимое системного блока и реже остальных его составных частей (то бишь монитор, клавиатура, мышь, периферия). Системный блок персонального компьютера – наиважнейшая его составляющая. Он содержит многие компоненты, почти все, из которых создаются при помощи нанотехнологий:

• Центральный процессор (CPU) – сложная плата, состоящая из миллионов транзисторов, обеспечивает различные вычисления, на основании которых осуществляется работа программ.
• Материнская плата (Mother Board) – на ней располагаются различные платы, порты, микросхемы, в том числе и центральный процессор.
• Жесткий диск или винчестер (HDD – Hard Disc Drive) – магнитный накопитель информации большого объема, используется для хранения и работы с различной информации, в том числе операционной системой и другими программами.
• ПЗУ (постоянные запоминающие устройства) и ППЗУ (полупостоянные запоминающие устройства) – используются для хранения важной информации в то время, когда ПК (персональный компьютер) выключен, и для использования ее в различных системных нуждах, например, включение компьютера требует конфигураций BIOSа.
• Платы. Обычно платы добавляют какие-то характеристики, обычно необходимые. Например, ПК не может обходиться без оперативной памяти, обеспечивающей работоспособность программ, поэтому необходимы платы оперативной памяти. Для отображения информации на дисплее необходима видео плата (Video Card). Для воспроизведения звука нужна звуковая карта, так как встроенный динамик не обеспечивает даже самых простых требований.
• Порты и контроллеры. Обеспечивают возможность установки дополнительных плат, расширяющих возможности, и работоспособность некоторых устройств.
• Дисководы. Необходимы для ввода в компьютер больших объемов информации без использования «ручного труда». Пишущие дисководы могут записывать информацию с одного компьютера для последующего использования, как на другом, так и на том же компьютере.

   В периферию входят почти все остальные  компоненты, практически все из них  представляются нашему взору при  работе. Всю периферию можно обобщить термином – устройства ввода/вывода информации (монитор, клавиатура, манипуляторы, принтеры, звуковые устройства, сканеры и т. д.).

   Программное обеспечение. Программное обеспечение является необходимой составной частью любой ЭВМ. Без соответствующих программ практически невозможно заставить машину сделать что-либо полезное. В состав программного обеспечения персональных компьютеров входят как универсальные средства, так и прикладные программы, ориентированные на отдельные проблемные области.

   В настоящее время для разных типов  ПК разработано сотни тысяч программ, которые могут быть разделены  на следующие основные классы:

• операционные системы и сервисные программы,
• инструментальные языки и системы программирования,
• прикладные системы.

   Операционные  системы дополняют аппаратные средства любого ПК, позволяя прикладным программам обращаться к внешним устройствам, а человеку – пользователю ПК –  управлять работой машины с помощью  соответствующих команд и действий. Ядро операционной системы обычно дополняется набором сервисных программ, которые служат разным целям, которые почти одинаковы из года в год. Операционные системы являются наиболее консервативной частью программного обеспечения.

   Инструментальные  языки и системы программирования – это особая категория программных средств. С их помощью создаются все другие программы; таким образом, они занимают в информатике особое место. Существует широкая номенклатура языков программирования, каждый из которых характеризуется определенными свойствами. Одни программисты предпочитают пользоваться каким-либо одним языком, другие, в зависимости от типа создаваемой системы, выбирают из имеющегося набора наиболее подходящий язык программирования или пользуются сочетанием разных языков.

   К категории инструментальных средств относятся не только трансляторы с языков высокого уровня, но и ассемблеры, загрузчики, отладчики и другие системные программы. С помощью инструментальных средств создается и прикладное программное обеспечение, и новые средства системного программирования, включая трансляторы с языков высокого уровня. Следовательно, эта категория программных средств совершенно аналогична средствам производства в промышленности – таким как станки, инструменты, средства переработки сырья в нужную форму. При этом роль сырья играет информация – текстовые и числовые данные, закодированные сообщения, графические изображения. Такая же информация является и результатом работы любой программной системы.

   Прикладные  системы составляют категорию программных  средств, обращенных к пользователям персональных компьютеров – людям, которые не обязаны уметь программировать или даже знать устройство машин. Их цель заключается либо в том, чтобы с помощью ПК решать свои повседневные задачи, либо учиться определенным навыкам (не обязательно относящимися к компьютерным), либо проводить свой досуг, играя в компьютерные игры.

   Прикладные  системы могут иметь общий  характер, например, обеспечивать составление документов и их печать или хранение и выдачу справок. Другие классы прикладных систем ориентируются на автоматизацию конкретных видов деятельности, например, обучение определенным предметам в школе, проектирование электронных изделий, анализ различных тестирований, проведение финансовых расчетов и многое другое. 

   Итак, было показано, что ПК может эффективно осуществлять взаимный обмен информацией между пользователем и непосредственно компьютером. Возникает необходимость обмена информацией между двумя, тремя, десятью, сетью компьютеров. Конечно, можно осуществить такой процесс с помощью переносных носителей информации (дискеты, компакт диски), но это будет крайне неэффективно и медленно, особенно если такой обмен постоянно необходим. Для решения такой важной проблемы создаются вычислительные сети. Самыми распространенными являются локальные вычислительные сети (ЛВС).

   ЛВС – это совокупность компьютеров, и других средств вычислительной техники (активного сетевого оборудования, принтеров сканеров и т. п.), объединенных с помощью кабелей и сетевых адаптеров и работающих под управлением сетевой операционной системы. Вычислительные сети создаются для того, чтобы группа пользователей могла совместно задействовать одни и те же ресурсы: файлы, принтеры, модемы, процессоры и т. п. Каждый компьютер в сети оснащается сетевым адаптером, адаптеры соединяются с помощью сетевых кабелей и тем самым связывают компьютеры в единую сеть. Компьютер, подключенный к вычислительной сети, называется рабочей станцией (клиентом) или сервером, в зависимости от выполняемых им функций. Эффективно эксплуатировать мощности ЛВС позволяет применение технологии «клиент/сервер». В этом случае приложение делится на две части: клиентскую и серверную. Один или несколько наиболее мощных компьютеров сети конфигурируются как серверы приложений: на них выполняются серверные части приложений. Клиентские части выполняются на рабочих станциях; именно на рабочих станциях формируются запросы к серверам приложений и обрабатываются полученные результаты.