Основные понятия информатики

 

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ РФ

Государственное образовательное  учреждение

высшего профессионального образования

«КУБАНСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» 
 
 
 
 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

ОСНОВНЫЕ  ПОНЯТИЯ ИНФОРМАТИКИ 
 
 

   Работу  выполнила           Леонова С. А.

Факультет        географический

Специальность             туризм

Научный руководитель 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Краснодар 2011 

 

     Введение

     В результате изучения курса должны быть приобретены следующие знания:

• Основные этапы обработки ннформации и представление данных в компьютере
• Назначение и классификация устройств внешней памяти, взаимодействие с основной памятью и обработка данных процессором
• Классификация основных устройств ввода и вывода информации
• Понятие о компьютерных сетях и необходимых устройствах
• Назначение и классификация операционных систем
• Понятия файла и каталога, организация файлов на диске, основные операции с файлами и каталогами
• Основные способы взаимодействия пользователя с операционной системой, понятие о командном режиме, операционных оболочках и графическом оконном интерфейсе
• Назначение и основные возможности текстовых редакторов
• Назначение и технология использования табличных процессоров
• Понятие о базах данных и методах их создания и использования
• Основные понятия современных Интернет-технологий

     На  практических занятиях должны быть приобретены  следующие умения и навыки:

• Использование современных операционных систем для управления персональным компьютером
• Выполнение основных операций с файлами и каталогами
• Простейшая настройка опреационного окружения
• Основные приемы создания форматированных текстов с помощью текстовых редакторов класса MS Word
• Основы выполнения расчетов с помощью табличных процессоров типа MS Excel
• Основы создания и использования простых баз данных с помощью пакета MS Access
• Приемы создания компьютерных презентаций с помощью пакета MS Power Point
• Использование вспомогательных программ (архиваторы, антивирусы и т.д.)
• Использование сети Интернет для поиска информации и создание собственных информационных сайтов

 

     1 Основные сведения о компьютерах и программах 

     Основные понятия  информатики

     Информация - это некоторый набор систематизированных  сведений об определенной области окружающего  мира. Информация в процессе своего существования проходит определенные этапы преобразования:

• сбор первичных сведений
• организация хранения информации
• обработка информации с целью получения новых знаний
• представление информации в удобном для использования виде
• передача информации всем заинтересованным пользователям.

     В настоящее время основными инструментами  реализации перечисленных этапов являются компьютеры и ряд дополнительных технических устройств. Использование компьютеров позволяет выделить следующих основных участников процесса преобразования информации:

• комплекс технических средств (hardware)
• набор программ для реализации необходимых действий (software)
• сами обрабатываемые данные
• документы, регламентирующие процесс преобразования
• люди как основные потребители информации

     Обрабатываемые  данные разбиваются на следующие  основные типы:

• текстовые (документы, письма)
• графические (изображения, схемы, видеофильмы)
• числовые
• звуковые

     Все они, как будет видно в дальнейшем, имеют свои особенности, связанные с представлением в понятном для компьютера виде и методами обработки. 

     2 Основные элементы и классификация компьютеров

     Для выполнения необходимых задач в  составе компьютера обычно выделяют следующие функциональные элементы:

• основная (оперативная) память
• внешняя память
• процессор
• устройства ввода информации
• устройства вывода информации
• коммуникационные устройства

     Все элементы имеют свои специфические  характеристики, значения которых определяют вычислительные возможности компьютера и его стоимость.

     Весь  парк компьютеров можно разбить  на следующие основные группы:

• персональные компьютеры (стоимость 700 - 1.500 $ );
• профессиональные рабочие станции ( 5.000 - 50.000 $ );
• бизнес-компьютеры или мэйнфреймы ( 100.000 - 500.000 $ );
• суперкомпьютеры ( свыше 1.000.000 $ ).

     Наиболее  массовыми, естественно, являются персональные компьютеры (ПК). Персональные компьютеры появились на рынке средств вычислительной техники на рубеже 70 - 80-х годов  и быстро завоевали популярность во всем мире. Они стали использоваться для решения задач в самых  различных областях - в экономике, финансовом деле, в научных исследованиях, в проектировании, в управлении. Причинами такого широкого распространения ПК являются:

• относительно невысокая стоимость;
• высокая надежность, компактность и простота эксплуатации;
• ориентация на самый широкий круг пользователей с разным уровнем подготовки;
• возможность гибкого изменения набора технических средств;
• наличие огромного количества разнообразных программных средств для самых разных областей.

     В настоящее время парк ПК во всем мире насчитывает сотни миллионов  единиц и продолжает расти. Наиболее распространенным типом ПК ( до 90% всего  рынка) являются компьютеры, основанные на модели фирмы IBM. Машины данного семейства производятся многими фирмами по лицензии корпорации IBM. Большинство из них имеют небольшие отличия от базовой модели и поэтому называются IBM-совместимыми.

     Другим  весьма популярным типом ПК являются компьютеры Maсintosh фирмы Apple. Они по своим показателям превосходят IBM-совместимые, но имеют большую стоимость.

     Наиболее  известными производителями мощных рабочих станций являются следующие фирмы: Sun Microsystem; Silicon Graphics; Hewlett- Packard. 

     3 Представление информации в компьютере

     Компьютер может обрабатывать данные, которые  представлены в специальном виде - только с помощью нулей и единиц. Каждый 0 или 1 называют битом. Один бит - это минимальная единица информации, описывающая только 2 возможных состояния. Восемь битов объединяются в байт: 00101011, 00000000, 11111111, 10101010. Байт - основная единица представления информации в компьютере. В итоге вся информация в компьютере представляется как набор огромного (сотни тысяч и миллионы) числа нулей и единиц, разбитых на отдельные байты. Такое представление информации называют цифровым или двоичным. Обработка двоичных данных выполняется с помощью специальных правил, определяемых так называемой двоичной арифметикой.

     В зависимости от решаемой задачи байт может содержать закодированное представление различных типов данных.

     Простейшим  и исторически первым является кодирование  целых чисел. Целые числа представляются в двоичном виде следующим образом:

 

 

     Диапазон  целых чисел, кодируемых одним байтом, определяется числом возможных комбинаций из восьми нулей и единиц. Это  число равно 2 в степени 8, т.е. 256. Если надо закодировать число больше 255, то два байта объединяются вместе и используется 16 битов. Это дает 2 в 16 степени, т.е. 65536 комбинаций. Еще большие целые числа можно представить с помощью 4 байтов или 32 битов. Для представления чисел со знаком один бит отводится под знак.

     Более сложное представление существует для вещественных (не целых) чисел, и  обработка таких чисел значительно  сложнее для компьютера.

     При обработке текстовой информации один байт может содержать код некоторого символа - буквы, цифры, знака пунктуации, знака действия и т.д. Каждому символу соответствует свой код в виде целого числа. Один байт как набор восьми битов позволяет закодировать 256 символов, что вполне достаточно для работы сразу с двумя обычными языками, например английским и русским. При этом все коды собираются в специальные таблицы, называемые кодировочными. С их помощью производится преобразование кода символа в его видимое представление на экране монитора.

     Обработка графической информации требует своего способа кодирования. Любое изображение представляется в виде огромного числа отдельных точек. Обычная картинка на экране может содержать до миллиона таких точек. Простейшим изображением является черно-белое. В этом случае одна точка изображения может кодироваться одним битом, например 0 - черная точка, 1 - белая. Для запоминания изображения из 1 миллиона точек в этом случае потребуется около 100.000 байт. Цветное изображение требует большего числа байтов, причем чем больше используется цветов, тем больше требуется байтов. При работе с 16-цветными изображениями одна точка требует 4 бита, т.е. один байт содержит информацию о двух точках изображения. Работа с 256-цветными изображениями требует уже целого байта для одной точки и около 1 миллиона байт для всего изображения. Наиболее реалистичные изображения используют 2 байта на одну точку, что позволяет выводить 65536 цветовых оттенков. Все это говорит о том, что обработка графической информации для компьютера является гораздо более сложной задачей по сравнению с обработкой числовой и текстовой информации.

     Также весьма трудоемкой является обработка  звуковой информации, которая тоже представляется в двоичном виде. 

     4 Основная память

     Основная  или оперативная память используется для кратковременного хранения обрабатываемых данных и программ, используемых для этой обработки. Этот вид памяти не используется для долговременного хранения программ и данных. Другими словами, данные, которые требуется обработать, должны находиться в основной памяти, вместе с необходимыми программами.

     Физические  принципы, на которых основана эта  память, приводят к тому, что способность  памяти хранить информацию зависит  от наличия электропитания. При отключении питания вся находившаяся в памяти информация исчезает. Это необходимо понимать пользователю, чтобы в процессе работы не потерять важную информацию.

     Основная  память организована как последовательность байтов. Каждый байт имеет свой адрес в виде целого числа. Вся память разбивается на отдельные области, в которых находятся обрабатываемые данные и программы обработки.

     Основная  характеристика памяти - это ее объем или емкость, т.е. общее число доступных байтов. Современные компьютеры имеют объем основной памяти, измеряемый миллионами байтов. Для удобства введены более крупные единицы измерения объемов памяти:

     1 Килобайт (Кб) = 1024 байт (т.е. 2 в степени 10)

     1 Мегабайт (Мб) = 1024 Кб ( чуть больше миллиона байт )

     1 Гигабайт (Гб) = 1024 Мб ( чуть больше миллиарда байт )

     Современные программы требуют все большего объема памяти, поэтому трудно дать неизменную оценку достаточного уровня основной памяти. Можно лишь сказать, что в конце 1999 года хороший массовый ПК должен иметь как минимум 16 Мб памяти, лучше - 32 Мб.

     Конструктивно основная память выполнена в виде отдельных микросхем площадью в  несколько квадратных сантиметров. Все такие микросхемы собраны на отдельной плате и легко могут быть заменены на более емкие. 

     5 Внешняя память.

     В отличие от основной памяти, внешняя  память предназначена для долговременного хранения и только хранения информации. Способность этой памяти хранить информацию не зависит от наличия питания. Вся хранимая во внешней памяти информация разбивается на так называемые файлы. Другими словами, файл - это единица хранения информации во внешней памяти.