1_Основные аспекты информатики

Основные аспекты информатики.
Архитектура персональных
компьютеров
Лекция №1
Основные разделы лекции
 Основы
медицинской информатики
 Строение и принцип работы
персонального компьютера
1.Основы медицинской информатики


Понятие “информация”.
Виды информации.
Информатика как наука
1.1. Понятие “информация”.
Виды информации
Слово информация происходит от
латинского слова informatio, которое
означает объяснения, изложения и на
сегодняшнее время трактуется как
новые сведения об окружающем
мире (состояние окружающих
объектов) в виде образов, символов,
формул, описания и других
абстрактных характеристик.
1.1.1.Класификация информации
Виды информации
Алфавитно-цифровая
Визуально-графическая
за цветовой гаммой
серошкальная
за динамикой изображения
Статическая
динамическая
цветовая
Звуковая
Комбинированная
1.2. Информатика как наука
Информатика изучает все аспекты
собирания, сохранения, обработки и
передачи информации с использованием
компьютерной техники.
 Медицинская информатика - это наука,
которая изучает процессы получения,
сохранения, обработки и передачи
информации средствами компьютерной
техники с целью усовершенствования
лечебно-диагностической, организационной
и научной деятельности врача.

1.3.Кибернетика как наука


Кибернетика - это наука об управлении предусматривает постановку задачи, сбор
информации, ее переработку, принятия решения
и оценку результатов управления
Медицинская кибернетика охватывает
процессы управления в медицине и
здравоохранении. Возникшая на стыке всех
медицинских дисциплин, исследует все виды
медицинской інформации, связи между ними и
формирует системный подход в осмыслении
строения и функций организма человека,
лечебных влияний, управления в системе
здравоохранения.
2. Строение и принцип работы
персонального компьютера




Представление информации в
компьютере
Единицы информации в компьютере
Устройства компьютера
Архитектура персонального
компьютера
2.1. Представление
информации в компьютере




Компьютер обрабатывает информацию,
представленную только в числовой форме.
Для кодирования информации используется
двойковая система исчисления, - включает
две цифры “0” и “1”
Отдельному символу отвечает определенная
последовательность нулей и единиц
Применения двойковой системы исчисления
упрощает строение устройств для
запоминания, считывания и передача
информации
2.2. Единицы информации в
компьютере
Единицей информации есть 1 бит, - один
двійковий разряд, который может иметь
значения “1” или “0”.
 8 бит составляют 1 байт (команда).
 1 кБайт = 210 =1024 байты
 1 мегабайт (Мбайт) = 1024 кБайти
 1 гигабайт = 1024 Мбайты

2.4. Архитектура персонального
компьютера





90 % ПК, которые используются в мире
есть IBM (International Business
Machines Corporation) PC совместными
и состоят из:
системного блока;
монитора;
клавиатуры;
манипулятора “мышь”.
2.4.1. Основные блоки IBM PC
системный блок
“мышь”
монитор
клавиатура
Строение системного блока ПК
Системный блок состоит из:
 Корпусf с блоком питания.
 Материнской платы.
 Плат расширения (видео, звуковая, и др.).
 Жесткого диска (винчестер, HDD).
 Дисководов: гибких дисков, компактдисков (СD-ROM, DVD-ROM).
Роз’єми для плат
розширення (РСІ)
Роз’єми для зовнішніх пристроїв
Материнская плата
(клавіатура, миша, принтер і т.п.)
Процесорний
роз’єм
Роз’єм для
відеокарти (AGP)
Системний
контролер
Роз’єми для
підключення
дискових
накопичувачів
Роз’єми для модулів
оперативної пам’яті
Микропроцессор


Это электронная микросхема, которая выполняет
программный код, который находится в
оперативной памяти - в определенной
последовательности выбирает из нее инструкции и
выполняет их. При этом осуществляется пересылка,
обработка и анализ данных, а также организация
разветвлений и переходов в вычислительном
процессе. В компьютерах ІВМ РС используются
микропроцессоры фирмы Intel.
ПК чаще всего содержат один центральный
процессор (СР  Central Processing Unit). Рабочие
станции и серверы могут содержать несколько
идентичных процессоров.
Характеристики микропроцессора




Модель/архитектура – определяющий параметр.
Современными мікропороцесорами есть Pentium 4
фирмы Intel и Athlon XP фирмы AMD.
Быстродействие (тактовая частота) - скорость
выполнения элементарных операций за 1с.
Измеряется в Гц и сейчас составляет от 1 до 3ГГц.
Разрядность – длина слова команды в битах.
Современные процессоры 32-разрядные.
Объем кеша - памяти, размещенной
непосредственно в микросхеме МП. Может иметь
несколько уровней.
Контролеры
Это электронная схема, которая управляет одним
или несколькими внешними устройствами.
Основные контролеры в ПК:
 Системный (чипсет) – соединяет процессор с
другими устройствами ПК. Есть элементом
системной шины.
 Памяти, портов ввода-вывода, дисковых
накопителей, клавиатуры, мыши –
обязательные в любому ПК.
 Звуковой, видео-, сетевой – могут быть
присутствуют на интегрированных
материнских платах.
Оперативная
память (ОЗУ)
Совокупность микросхем, которые могут сохранять
информацию. Сохраняет программы и данные, которые
обрабатываются в процессе работы ПК. Разделяется на
каморки памяти (байты), которые идентифицируются по
адресу. Другое название ОЗУ - RAM (random access memory память с произвольным доступом) .
Основные характеристики ОЗУ:
 Объем – состоянием на 2002 год ПК может содержать ОЗУ
объемом от 128 Мбайт до 1Гбайт.
 Быстродействие (частота работы) – зависит от модели
присторю ОЗУ (от 66Мгц до 800Мгц).
Видеоконтроллер
(видеокарта)





Электронная плата, которая получает от
микропроцессора ПК команды на формирование
изображения и превращает их в видеосигнал.
Основные характеристики
видеоконтроллеров:
Тип процессора – видеокарта содержит
специализированный микропроцессор для
обработки графики.
Объем видеопамяти – колеблется в границах от
½ к ¼ объему ОЗУ.
Быстродействие – частота работы процессора и
видеопамяти (200/200МГц)
Жестий диск
(винчестер)
Предназначенный для продолжительного сохранения
информации, которая используется при работе с
компьютером, а именно программ и данных.
Основные характеристики жестких дисков:
 Емкость – состоянием на 2008 год жесткие диски
могут сохранять до 2000 Гбайт информации.
 Скорость обращения шпинделя – 7200 об/мин.
 Быстродействие – время доступа к информации –
7-8 мс, и скорость чтения/записи информации – 4550 Мбайт/с
Дисковод
компакт-дисков
Основные типы дисководов компакт-дисков:
 СD-ROM/RW: служат для чтения, записи и перезаписи
компакт-дисков (стандарт СD);
 DVD-ROM/RAM: служат для чтения и записи видеодисков (стандарт DVD);
 COMBO: комбинированные устройства;
 Основные характеристики дисководов:
 Скорость чтения информации. Определяется как K*V, где
К – коэффициент скорости – до 52 у современных
дисководов, V-скорость считывания информации (150
Кбайт/с для CD и 1,3Мбайт/с для DVD).
 Скорость доступа к информации - 0,4 ÷0,1с
Компакт-диск
Пластиковый диск диаметром 4,72 дюйма и толщиной 0,05
дюйма, с отверстием в центре диаметром 0,6 дюйма.
Имеет три пласта: пластиковую основу, тонкий
отлучающий металлический пласт и лаковое
покрытие
Основные виды и характеристики дисков:
 CD-ROM (Audio/R/RW) – может сохранять до 700Мбайт
информации или 80 мин. звукозаписи.
 DVD-ROM (RAM) – новый формат. Может сохранять до
4,7 Гбайт информации.
Монитор
Предназначенный для вывода на экран
алфавитно-цифровой (текстовой) и
графической информации. Подсоединяется к
видеоконтроллеру
Основные типы мониторов:
 На основе электронно-лучевой трубки
(ЕПТ);
 На основе панели редких кристаллов (РКП);
 Плазменні панели (больших диагоналей);
Характеристики мониторов




Диагональ изображения - от 14 до 21 дюйма;
Размер пикселя  наименьший элемент
изображения - расстояние между центрами
точек люминофору (вещества, которое
брезжит) одного цвета. Может быть от 0,39
до 0,21 гг.
Раздельная способность  количество
пикселей по горизонтали и вертикале, из
которых складывается изображения.
Современные мониторы поддерживают
800600, 1024768, 12801024, и 16001200;
Частота вертикальной развертки - частота
кадров – должна составлять не меньше 75 Гц;
Дополнительные устройства IBM PC
К дополнительным устройствам ПК, которые чаще
всего используются принадлежат:
 Принтеры;
 Сканеры
 Модемы;
 Средства мультимедиа;
 Сетевые адаптеры;
 Другие специализированные устройства.
Принтер
Печатающее устройство - выводит информацию на
бумагу. Современные принтеры могут выводить
текстовую, графическую (черно-белую и
цветную) информацию, фотографии. К ПК
подсоединяются через параллельный порт или
порт USB.
 За способом печати принтеры разделяют на:
 Матричные;
 Струйные;
 Лазерные.
Матричные принтеры
Печать происходит через красящую ленту.
На печатающей головке принтера
размещенный ряд (12 или 24) тонких
металлических стержней (игл). Головка
двигается вдоль строки, а стержни в
необходимый момент ударяют по бумаге
через красящую ленту. Это обеспечивает
формирования на бумаге символов и
изображений.
 Недостатки данного типа принтеров:
 низкое качество, медленный, шумный.
Струйные
принтеры
Изображения формируется микро-каплями
специальных чернил, которое выбрасывается на
бумагу через сопла в печатающей головке (от
50 до 200 сопл). Печатающая головка двигается
вдоль каждой строки.
Преимущества данного типа принтеров:
 Высокое качество печати (в т.ч. и в цвету);
 Скорость печати 4-8 ст/мин (текст).
Лазерные
принтеры
Используется принцип ксерографии:
изображения переносится на бумагу с
специального барабана, к которого электрично
притягиваются дольки краски (тонера).
Печатающий барабан электризуется с
помощью лазерного луча.
Преимущества данного типа принтеров:
 Высочайшее качество печати (в т.ч. и в
цвету);
 Скорость печати от 8 ст/мин и больше
(текст).
Сканер
Служит для ввода графической информации
(документы/рисунки/фото) в ПК. Типы сканеров:
 Ручные – сейчас используются редко.
 Протяженные – часто есть модулем принтера.
 Планшетные.
Основные характеристики сканеров:
 Раздельная способность (количество точек в
дюйме по горизонтали и вертикалу) - 300*600,
600*1200, 1200*2400 dpi (dot per inch);
 Глубина цвета (24, 36, 48 бит на пиксель).
Модем
Это устройство (модулятор-демодулятор) для
передачи информации на большие расстояния с
использованием выделенных или комутованых
телефонных линий.
Скорость передачи двойковой информации
измеряется числом бит за 1 с, bps (bit per
second, бит/с).
Современные модемы работают с скоростью
33,6 и 56,0 Кбит/с.
Большинство современных модемов есть
факсами-модемами.
Средства
мультимедиа

“Мультимедиа” (от лат. “Media” - “среда или носитель
информации”) - возможность работать с информацией
разного вида, прежде всего - звуковой и видеоинформацией. Для работы с звуком и изображением
создаются специальные мультимедиа-програми.
Мультимедийный компьютер дополнительно
комплектуется как минимум:
звуковой картой;
акустическими колонками;

интегрированным ТВ-тюнером.



Выводы
В данной лекции изучались:
 Основы медицинской информатики
 Строение и принцип работы
персонального компьютера
Источники дополнительной
информации
Пособие из медицинской информатики
для студентов 1-го курса.
 Левин А. Самоучитель работе на
компьютере. Начинаем с Windows. – М,:
Нолидж, 2000. – 688 с.
 www.citforum.ru
