Информатика Введение Инна Портянская 2005

Информатика
Введение
Инна Портянская 2005
Информатика, основные понятия
Информатика изучает средства и методы создания,
обработки и использования информации (данных) с
помощью систем с программным управлением.
Информация
Системы с программным
управлением
Использование
Создание
Обработка
Таллиннская мустамяэская
реальная гимназия
2
Информация
В повседневной жизни
 Информация – всевозможные знания об
окружающем нас мире. Информация=Данные.
 Философия, физика и теория информации
определяют информацию как одну из трех основ
существования мира
информация
материя
энергия
Таллиннская мустамяэская
реальная гимназия
3
Информация в информатике
 Информация – знания и представления о свойствах и
процессах абстрактных или реальных систем, а также
о связях и о событиях влияющих на них.
 Система – набор связанных между собой объектов.
 Объект – предмет, существо, явление, понятие …
камень, дерево, персона, таблица, точка …
Свойства объекта – количественные и качественные
характеристики: размеры, вес, объем, тип, структура …
Таллиннская мустамяэская
реальная гимназия
4
Информация в информатике
 Процесс – множество действий в пространстве и во
времени, изменяющие состояние (свойство)
системы (объекта): езда, торможение, изучение,
продажа, преобразование, …
 Событие – явление, вне системы, влияющее на
процессы происходящие в
системе(объекте).событие запускает или
прекращает процесс: столкновение, включение и
выключение, появление сигнала, щелчок мыши …
 Отношение – физическая или смысловая связь
между объектами.
Таллиннская мустамяэская
реальная гимназия
5
Информация и данные
 Данные – представление информации в виде
удобном для хранения и обработки с помощью
систем с программным управлением.
 Способы представления информации (типы
данных):
 числа
 текст
 графика
 звук
 движение (анимация, видео)
Таллиннская мустамяэская
реальная гимназия
6
Техническое и программное
обеспечение, данные




Техническое обеспечение:
Центральные устройства: процессоры, ОП, шины, ..
Внешняя память: дискеты, жесткие диски, CD ROM, …
Устройства ввода/вывода: дисплеи, принтеры, сканнеры,
плоттеры,…
 Программное обеспечение
 Системное обеспечение:
Операционные системы, служебные программы
 Прикладные программы:
Общие и специализированные прикладные программы
 Программное обеспечение:
Системы программирования и развития, ..
Данные
Файлы, документы, базы данных, ..
Таллиннская мустамяэская
реальная гимназия
7
Программное обеспечение
 Операционная система
 Управляет работой компьютера
 Организует общение компьютера с
пользователем
 Распределяет ресурсы
 Windows, Unix, Mac OS
 Прикладные программы
 Общее название для всех других
программ
 Редакторы текста, табличные программы
Таллиннская мустамяэская
реальная гимназия
8
Создание, обработка и
использование информации
 Создание и использование – человек:
Чтение, ввод, рисование, черчение, анализ, принятие
решения, управление, моделирование, ..
Информационная работа
 Обработка - компьютер
Ввод и запись данных, вычисления, преобразования,
сортировка, распечатка, …
Информационная обработка
Таллиннская мустамяэская
реальная гимназия
9
Компьютер
Техническое + программное обеспечение
hardware
software
техническое обеспечение
Процессор
память
Ввод информации:
Клавиатура
Мышь
Сканер …
диски
дисководы
Вывод информации:
Дисплей
Принтер
Плоттер …
Таллиннская мустамяэская
реальная гимназия
10
Процессор




1
1
1
1
1
(Central Processing Unit)
Выполняет команды
Программа – последовательность команд
Регистры: команды+данные
Все кодируется в двоичной системе: 101100
bit
KB =1024 B = 210
MB=1024 KB
GB = 1024 MB
TB = 1024 GB
1 Byte=8 bit =23
Показатели:
тип
длина слова (32 бит или 64 бит)
частота ( ≈ 1 GHz)
Таллиннская мустамяэская
реальная гимназия
11
Классификация
Компьютеры
Большие
Малые
Промышленные
Персональные
Серверы
Суперкомпьютеры
Портативные
Таллиннская мустамяэская
реальная гимназия
12
Сравнительная характеристика
 Большие
o Высокие технические
параметры
o Обслуживание
нескольких
пользователей
o Высокая стоимость
o Большая степень
надежности
o Обслуживание
системным
программистом
 Малые
o Меньшие технические
требования и
ресурсные
возможности
o Дружественный
интерфейс
o Компактны
o Дешевле, но менее
надежны
o Не требуют
специальных знаний
Таллиннская мустамяэская
реальная гимназия
13
Основные параметры компьютеров
Параметры
Большие
Малые
Производительность (млн.оп/с)
1000-100
1-100
Объем оперативной 2000-10000 4-512
памяти(Мбайтах)
Объем внешней
памяти (Гбайт)
500-5000
0,5-100
Разрядность (бит)
64; 28;256
16;32;64
Таллиннская мустамяэская
реальная гимназия
14
Класс больших компьютеров
 Сервер – мощный
компьютер в
вычислительных
сетях, который
обеспечивает
обслуживание
подключенных к
нему компьютеров
и выход в другие
сети.
Таллиннская мустамяэская
реальная гимназия
15
Типы серверов







Сервер приложений
Файл-сервер
Архивационный сервер
Факс-сервер
Почтовый сервер
Сервер-печати
Сервер телеконференций
Таллиннская мустамяэская
реальная гимназия
16
Суперкомпьютеры
 Работает не на одним процессоре,
сразу на нескольких параллельно.
 Объем оперативной памяти –
10Гбайт
 Объем дисковой памяти – 1-10
Тбайт
 Разрядность – 128, 256, 512
Таллиннская мустамяэская
реальная гимназия
17
"Симулятор Земли" — самый
мощный суперкомпьютер в мире
Таллиннская мустамяэская
реальная гимназия
18
Класс малых компьютеров
Дружественный интерфейс
Малая стоимость
Небольшие габариты
Открытость архитектуры
Большое количество программных
средств
 Высокая надежность работы





Таллиннская мустамяэская
реальная гимназия
19
Модели ПС клона фирмы IBM









Intel 80086
Intel
286
Intel
386
Intel
486
Intel
586, Intel
Intel
Intel
Intel
Intel
Pentium
Pentium
Pentium
Pentium
Pentium
Таллиннская мустамяэская
реальная гимназия
II
Pro
IV
Centrino
20
 Hewlett-Packard(R) Compaq nx7000 Business
Notebook Computer With Intel(R) Centrino
Mobile Technology And Intel(R) Pentium(R) M
Processor 1.4GHz
 The HP Compaq nx7000 Business Notebook delivers
high-performance technology and the freedom of
mobile computing in a simple yet powerful package.
The HP Compaq nx7000 is ideal for working on
multiple applications side-by-side, viewing
spreadsheets, editin
Price: $1,649.95
Таллиннская мустамяэская
реальная гимназия
21
Схема соединения устройств
компьютера
Устр-во ввода
Внутренняя
память
Внешняя
память
Устр-во вывода
Средства связи
компьютера
с внешним миром
Процессор
Средства
долговременного
хранения инфции
Средства хранения
оперативной
информации и ее обработка
Таллиннская мустамяэская
реальная гимназия
22
Схема соединения устройств
компьютера
Таллиннская мустамяэская
реальная гимназия
23
Состав ПК
Компьютерная система
ПОДОБНО
Компьютер
- исполнитель
программ
магнитофон
Аппаратная
часть - это
технические
устройства.
кассеты
Программное
обеспечение - это
программы (команды,
записанные
Таллиннская мустамяэская
последовательно).
реальная гимназия
24
Состав аппаратного обеспечения ПК
Основные периферийные устройства
Дисплей
Клавиатура
Принтер
НГМД
НЖМД
Системный блок
Центральный
МП
Оперативная
память
Постоянная
память
Динамик
Общая шина (магистраль)
Контроллеры(адаптеры)
Блок питания
Дигитайзер
Мышь
Плоттер
Стример
Сканер
Дополнительные
периферийные
устройства
Таллиннская
мустамяэская
реальная гимназия
Модем
25
Состав ПК
Системный блок
 Электронный модуль - состоит из нескольких
печатных плат, главная из которых называется
“материнской”, т.к. на ней установлен микропроцессор и
микросхемы внутренней памяти.
 Накопитель для жесткого диска - это устройство
для записи и считывания информации на жёсткий диск.
(винчестер).
 Накопитель для гибкого диска - это устройство
для записи и считывания информации на гибкий диск
(дискету).
 Трансформатор - преобразует напряжение сети в
напряжение необходимое для устройств компьютера
 Вентилятор - служит для охлаждения всех систем
компьютера.
Таллиннская мустамяэская
 Динамик - подаёт звуковые
сигналы пользователю.
реальная гимназия
26
Мониторы (дисплей)
 Размер определяется диагональю
(17”)
 Мультимедия: тексты, графика,
видео
 Резолюция (1280 х 1024 pixel)
(1024 x768 pixel
Выше резолюция – четче изображение
Таллиннская мустамяэская
реальная гимназия
27
Таллиннская мустамяэская
реальная гимназия
28
Состав ПК
Устройства ввода
 Клавиатура
(входит в стандартный комплект)
 Устройства позиционирования
(Мышь, Трекбол, Джойстик, Световое перо,
Графические планшеты, Диджитайзеры)
 Сенсорные экраны
 Сканеры
 Модемы
 Устройства распознавания речи
Таллиннская мустамяэская
реальная гимназия
29
Клавиатура
 Язык: английский, финский,
русский, эстонский, …
 Скорость реакции
Мышь
 Количество клавиш и действий
(нажать, держать, «перетащить»)
 Скорость реакции
Таллиннская мустамяэская
реальная гимназия
30
Клавиатура
Таллиннская мустамяэская
реальная гимназия
31
Клавиатура
Таллиннская мустамяэская
реальная гимназия
32
Клавиатура
Таллиннская мустамяэская
реальная гимназия
33
Клавиатура, принадлежащая израильской (но зарегистрированной в
Делавере) компания VKB, произвела на посетителей выставки
сильнейшее впечатленние. Небольшая коробочка, подключенная к Palm,
проецирует на стол красноватые силуэты клавиш. По этим
«нарисованным» клавишам можно барабанить пальцами, как если бы
они были пластмассовые, и получать немедленный результат: все
соприкосновения пальцев с поверхностью отслеживаются той же
коробочкой.
Предназначена VKB не только для PDA, но и вообще для любых
мобильных устройств: сотовых телефонов, ноутбуков и т.п. Сами мы,
конечно, печатать на ней не пробовали, однако чутье подсказывает, что
без практики тут не обойтись: когда нет тактильного ощущения того, что
ты нажал на клавишу, очень легко промахнуться. Кроме того, есть
мнение, что долго стучать кончиками пальцев по жесткой поверхности
просто неприятно: вот пойдите прямо сейчас и постучите минут десять.
Больно! Еще где-то на форумах Slashdot высказано мнение, что при
наличии VKB «Пилот» придется отодвигать так далеко, что различить
буковки на экране смогут только обладатели идеального зрения.
Клавиатура VKB, кстати, не единственное «почти доступное»
виртуальное устройство ввода — например, мы еще в прошлом ноябре
писали о нарукавных ремешках производства Senseboard Technologies,
которые надеваются прямо на запястья, отслеживают движения руки, и
определяют, на какую «клавишу» нажал палец, коснувшийся твердой
поверхности.
Таллиннская мустамяэская
34
реальная гимназия
Мышь
Таллиннская мустамяэская
реальная гимназия
35
Мышь
Таллиннская мустамяэская
реальная гимназия
36
Дисководы
Таллиннская мустамяэская
реальная гимназия
37
Сканер
Таллиннская мустамяэская
реальная гимназия
38
Джойстик
Таллиннская мустамяэская
реальная гимназия
39
Сенсорный экран
Таллиннская мустамяэская
реальная гимназия
40
Световое перо
Таллиннская мустамяэская
реальная гимназия
41
Состав ПК
Устройства вывода
 Монитор (входит в стандартный
набор)
 Принтеры
 Модемы
 Плоттеры
 Устройства воспроизведения речи
Таллиннская мустамяэская
реальная гимназия
42
Принтеры
• Лазерные
• Чернильные
• Матричные
Показатели:
1. Чернобелая/цветная
печать
2. Формат бумаги
3. Частота -600 dpi
Таллиннская мустамяэская
реальная гимназия
43
Плоттер
Таллиннская мустамяэская
реальная гимназия
44
Состав ПК
Системное ПО
Базовое ПО
• Программная оболочка программа, создающая более
удобные условия (среду ) для
работы , используется только вместе
с ОС. Примеры: Norton Commander,
Windows.
• Операционная система -
Сервисное ПО
• Программы диагностики
• Антивирусные
программы
• Программы
обслуживания дисков
программа посредник между
• Программы
пользователем и компьютером ,
архивирования данных
обеспечивает работу всех
устройств. Примеры:MS DOS, OS/2,
• Программы
Unix, Windows-95.Без неё работать
Таллиннская мустамяэская
45
реальная гимназия
на компьютере нельзя.
обслуживания сети
Состав ПК
Программное беспечение
Системное ПО -
Прикладное ПО
эти программы
обеспечивают
работу всех
устройств
компьютера
- эти программы
предназначены
для решения
задач и создания
компьютерных
объектов (текстов,
рисунков и т.д.)
• Операционные
системы
• Программные
оболочки
• Редакторы (текстов,
графические, таблиц)
Инструментарий
программирования
- эти программы
предназначены для
создания системного
прикладного ПО
• Языки и среды
программирова ния
• Игры
• Утилиты
• Бухгалтерские
Таллиннская мустамяэская
реальная гимназия
(сервисные пр-мы) программы
46
Состав ПК
Память компьютера
Внутренняя (основная
) память это память, к которой
компьютер (микро процессор)
обращается в
процессе работы. Это
микросхемы, они
расположены на
“материнской” плате.
ПЗУ
ОЗУ
Внешняя (вспомогательная)
память это долговременная
энергонезависимая память.
Реализуется она внешними
запоминающими устройст вами (материальными
носителями информации),
расположенными, как
правило, в системном блоке
или вне его.
Магнитные
КЭШ
Таллиннская мустамяэская
ленты
реальная гимназия
Диски
47
Состав ПК
ПЗУ - это постоянное
энергонезависимое
запоминающее
устройство,
информация в нём
хранится вечно. Её
записывают на заводе и
её можно только
считывать - это
паспортные данные ПК,
тесты, микрокоды для
выполнения простей ших операций,
программы запуска.
Объём ПЗУ измеряется
в Кбайтах.
ROM – Read Only
Memory
Внутрення память
ОЗУ - это оперативное
энергозависимое запо минающее устройство.
Скорость записи и счи тывния велика и соиз мерима со скоростью
процессора. Перед
началом работы прог рамма загружается
(записывается) в ОЗУ,
после окончания - сти рается, а преобразо ванная информация
переписывается на дис ки. Объём ОЗУ может
быть от 4 до 64 Мбайт.
RAM
– Random
Access
Таллиннская
мустамяэская
реальная гимназия
Memory
КЭШ - это
сверхскоростная,
“сверхоператив ная” память,
расположенная
“между” процес сором и ОЗУ, и
при обращении
процессора к
памяти сначала
производится
поиск в КЭШ.
Объём КЭШ памяти измеря ется в Кбайтах
(Pentium -512 Кб).
48
Состав ПК
Дисковая внешняя память
Магнитные
Гибкие
диски
Жёсткий
диск “винчестер”
• можно
перено сить
инфор мацию
на др.
компь ютеры
• ёмкость
измеряется
в Гбайтах
Оптические
CD - диски
• ёмкость до
1,5 Гбайт
• большая
скорость
считывания
• большая
и записи до
скорость
1500
считывания
Кбайт/c
Таллиннская
мустамяэская
и записи
реальная гимназия
Смешанные магнитооптические
•ёмкость до
5,2 Гбайт
• большая
скорость
считывания и
записи до
2000 Кбайт/c
49
Компьютерная сеть
 Несколько компьютеров разного типа
объединяются с целью использования
общих ресурсов.
 У каждого компьютера свой адрес
 Основа для совместной работы (способ
обмена информацией) – протоколы и
стандарты TCP/IP, http, https, ftp
 Сервер – компьютер, основная функция
которого хранить и обслуживать
программы и данные компьютеровклиентов.
Таллиннская мустамяэская
реальная гимназия
50
Таллиннская мустамяэская
реальная гимназия
51