Информационные процессы (сбор, обработка и передача информации) всегда играли важную роль в науке, технике и жизни общества. В ходе эволюции человечества просматривается устойчивая тенденция к автоматизации этих процессов, хотя их внутреннее содержание по существу осталось неизменным.
Сбор информации - это деятельность субъекта, в ходе которой он получает сведения об интересующем его объекте. Сбор информации может производиться или человеком, или с помощью технических средств и систем - аппаратно. Например, пользователь может получить информацию о движении поездов или самолетов сам, изучив расписание, или же от другого человека непосредственно, либо через какие-то документы, составленные этим человеком, или с помощью технических средств (автоматической справки, телефона и т. д.). Задача сбора информации не может быть решена в отрыве от других задач, - в частности, задачи обмена информацией (передачи).
Обмен информацией - это процесс, в ходе которого источник информации ее передает, а получатель - принимает. Если в передаваемых сообщениях обнаружены ошибки, то организуется повторная передача этой информации. В результате обмена информацией между источником и получателем устанавливается своеобразный «информационный баланс», при котором в идеальном случае получатель будет располагать той же информацией, что и источник.
Обмен информации производится с помощью сигналов, являющихся ее материальным носителем. Источниками информации могут быть любые объекты реального мира, обладающие определенными свойствами и способностями. Если объект относится к неживой природе, то он вырабатывает сигналы, непосредственно отражающие его свойства. Если объектом-источником является человек, то вырабатываемые им сигналы могут не только непосредственно отражать его свойства, но и соответствовать тем знакам, которые человек вырабатывает с целью обмена информацией.
Принятую информацию получатель может использовать неоднократно. С этой целью он должен зафиксировать ее на материальном носителе (магнитном, фото, кино и др.). Процесс формирования исходного, несистематизированного массива информации называетсянакоплением информации. Среди записанных сигналов могут быть такие, которые отражают ценную или часто используемую информацию. Часть информации в данный момент времени особой ценности может не представлять, хотя, возможно, потребуется в дальнейшем.
Хранение информации - это процесс поддержания исходной информации в виде, обеспечивающем выдачу данных по запросам конечных пользователей в установленные сроки.
Обработка информации - это упорядоченный процесс ее преобразования в соответствии с алгоритмом решения задачи.
После решения задачи обработки информации результат должен быть выдан конечным пользователям в требуемом виде. Эта операция реализуется в ходе решения задачи выдачи информации. Выдача информации, как правило, производится с помощью внешних устройств ЭВМ в виде текстов, таблиц, графиков и пр.
Информационная техника представляет собой материальную основу информационной технологии, с помощью которой осуществляется сбор, хранение, передача и обработка информации. До середины XIX века, когда доминирующими были процессы сбора и накопления информации, основу информационной техники составляли перо, чернильница и бумага. Коммуникация (связь) осуществлялась путем направления пакетов (депеш). На смену «ручной» информационной технике в конце XIX века пришла «механическая» (пишущая машинка, телефон, телеграф и др.), что послужило базой для принципиальных изменений в технологии обработки информации. Понадобилось еще много лет, чтобы перейти от запоминания и передачи информации к ее переработке. Это стало возможно с появлением во второй половине нашего столетия такой информационной техники, как электронные вычислительные машины, положившие начало «компьютерной технологии».
Древние греки считали, что технология (techne - мастерство + togos - учение) - это мастерство (искусство) делать вещи. Более емкое определение это понятие приобрело в процессе индустриализации общества.
Технология - это совокупность знаний о способах и средствах проведения производственных процессов, при которых происходит качественное изменение обрабатываемых объектов.
Технологиям управляемых процессов свойственны упорядоченность и организованность, которые противопоставляются стихийным процессам. Исторически термин «технология» возник в сфере материального производства. Информационную технологию в данном контексте можно считать технологией использования программно-аппаратных средств вычислительной техники в данной предметной области.
Информационная технология - это совокупность методов, производственных процессов и программно-технических средств, объединенных в технологическую цепочку, обеспечивающую сбор, обработку, хранение, распространение и отображение информации с целью снижения трудоемкости процессов использования информационного ресурса, а также повышения их надежности и оперативности.
Информационные технологии характеризуются следующими основными свойствами:
предметом (объектом) обработки (процесса) являютсяданные;
целью процесса является получениеинформации;
средствами осуществления процесса являются программные, аппаратные и программно-аппаратныевычислительные комплексы;
процессы обработки данных разделяются наоперации в соответствии с данной предметной областью;
выбор управляющих воздействий на процессы должен осуществлятьсялицами, принимающими решение;
критериями оптимизации процесса являютсясвоевременность доставки информации пользователю, еенадежность, достоверность, полнота.
Из всех видов технологий информационная технология сферы управления предъявляет самые высокие требования к «человеческому фактору», оказывая принципиальное влияние на квалификацию работника, содержание его труда, физическую и умственную нагрузку, профессиональные перспективы и уровень социальных отношений.
Информационные ресурсы - это идеи человечества и указания по их реализации, накопленные в форме, позволяющей их воспроизводство.
Это книги, статьи, патенты, диссертации, научно-исследовательская и опытно-конструкторская документация, технические переводы, данные о передовом производственном опыте и др.
Информационные ресурсы (в отличие от всех других видов ресурсов - трудовых, энергетических, минеральных и т.д.) тем быстрее растут, чем больше их расходуют.
Человечество занималось обработкой информации тысячи лет. Первые информационные технологии основывались на использовании счётов и письменности. Около пятидесяти лет назад началось исключительно быстрое развитие этих технологий, что в первую очередь связано с появлением компьютеров.
В настоящее время термин "информационная технология" употребляется в связи с использованием компьютеров для обработки информации. Информационные технологии охватывают всю вычислительную технику и технику связи и, отчасти, - бытовую электронику, телевидение и радиовещание.
Они находят применение в промышленности, торговле, управлении, банковской системе, образовании, здравоохранении, медицине и науке, транспорте и связи, сельском хозяйстве, системе социального обеспечения, служат подспорьем людям различных профессий и домохозяйкам.
В настоящее время создание крупномасштабных информационно-технологических систем является экономически возможным, и это обусловливает появление национальных исследовательских и образовательных программ, призванных стимулировать их разработку.
Информатизация общества
Информатизация - это сложный социальный процесс, связанный со значительными изменениями в образе жизни населения. Он требует серьёзных усилий на многих направлениях, включая ликвидацию компьютерной неграмотности, формирование культуры использования новых информационных технологий и др.
Информатизация общества - организованный социально-экономический и научно-технический процесс создания оптимальных условий для удовлетворения информационных потребностей и реализации прав граждан, органов государственной власти, органов местного самоуправления организаций, общественных объединений на основе формирования и использования информационных ресурсов.
Цель информатизации - улучшение качества жизни людей за счет увеличения производительности и облегчения условий их труда.
Последняя информационная революция выдвигает на первый план новую отрасль – информационную индустрию , связанную с производством технических средств, методов, технологий для производства новых знаний. Важнейшими составляющими информационной индустрии становятся все виды информационных технологий, особенно телекоммуникации . Современная информационная технология опирается на достижения в области компьютерной техники и средств связи.
Информационная технология (ИТ) – процесс, использующий совокупность средств и методов сбора, обработки и передачи данных (первичной информации) для получения информации нового качества о состоянии объекта, процесса или явления.
Телекоммуникации – дистанционная передача данных на базе компьютерных сетей и современных технических средств связи.
Бурное развитие компьютерной техники и информационных технологий послужило толчком к развитию общества, построенного на использовании различной информации и получившего название информационного общества.
Информационное общество – общество, в котором большинство работающих занято производством, хранением, переработкой и реализацией информации, особенно высшей ее формы – знаний.
Информационная культура – умение целенаправленно работать с информацией и использовать для ее получения, обработки и передачи компьютерную информационную технологию, современные технические средства и методы.
Характерные черты информационного общества:
решена проблема информационного кризиса, т.е. разрешено противоречие между информационной лавиной и информационным голодом;
обеспечен приоритет информации по сравнению с другими ресурсами;
главной формой развития станет информационная экономика;
в основу общества будут заложены автоматизированные генерация, хранение, обработка и использование знаний с помощью новейшей информационной техники и технологии;
информационная технология приобретет глобальный характер, охватывая все сферы социальной деятельности человека;
формируется информационное единство всей человеческой цивилизации;
с помощью средств информатики реализован свободный доступ каждого человека к информационным ресурсам всей человеческой цивилизации;
реализованы гуманистические принципы управления обществом и воздействия на окружающую среду.
Кроме положительных моментов прогнозируются и опасные тенденции :
все большее влияние на общество средств массовой информации;
информационные технологии могут разрушить частную жизнь людей и организаций;
существует проблема отбора качественной и достоверной информации;
многим людям будет трудно адаптироваться к среде информационного общества. Существует опасность разрыва между «информационной элитой» (людьми, занимающимися разработкой информационных технологий) и потребителей.
I. Понятие информации. Общая характеристика процессов сбора, передачи, обработки и накопления информации. 1
1.1. Основные понятия информатики. 1
1.2. Информация. Информационные процессы.. 2
1.3. Свойства и виды информации. 4
II. Технические средства реализации информационных процессов. 5
2.1. История развития вычислительной техники. 5
2.2. Архитектура ЭВМ... 6
2.3. Состав и назначение основных элементов персонального компьютера. 8
2.3 Устройства ввода/вывода данных, их разновидности и основные характеристики. 12
VIIПрограммное обеспечение ЭВМ... 15
7.1. Основные понятия. Программный продукт. 15
7.2. Общая классификация программного обеспечения ЭВМ... 16
7.3. Системное программное обеспечение. 17
7.4. Инструментарий технологии программирования. 20
7.5. Прикладное программное обеспечение. 22
VIII. Компьютерные сети. 23
8.1. Введение в компьютерные сети. 23
8.2. Структура компьютерной сети. 24
8.3. Классификация компьютерных сетей. 27
III. По физической топологии. 28
8.4. Адресация в КС.. 29
IX. Основы защиты информации. 31
9.1. Цели и направления защиты информации. 31
9.2. Система безопасности информации. 31
9.3. Основные методы защиты информации. 31
Вопросы к экзамену. 36
Теоретическая часть. 36
Практическая часть. 36
I. Понятие информации. Общая характеристика процессов сбора, передачи, обработки и накопления информации
Основные понятия информатики
Информатика – научная дисциплина, изучающая вопросы, связанные с поиском, сбором, хранением, преобразованием информации в самых разных сферах человеческой деятельности.
Генетически информатика связана с вычислительной техникой, компьютерными системами и сетями, так как именно компьютеры позволяют порождать, хранить и автоматически перерабатывать информацию в таких количествах, что научный подход к информационным процессам становится одновременно необходимым и возможным.
В качестве источников информатики можно назвать две науки – документалистику и кибернетику.
Документалистика сформировалась в конце 19 века в связи с бурным развитием производственных отношений. Ее расцвет пришелся на 20-30 годы 20 века, а основным предметом стало изучение рациональных средств и методов повышения эффективности документооборота.
После второй мировой войны возникла и начала бурно развиваться кибернетика.
Кибернетика – это наука об общих принципах управления в живых и искусственных системах: технических, биологических, социальных и др.
Рождение кибернетики принято связывать с опубликованием в 1948 году американским математиком Норбертом Винером книги «Кибернетика или управление и связь в животном и машине». В этой книге были показаны пути создания общей теории управления и заложены основы методов рассмотрения проблем управления и связи для различных систем с единой точки зрения. Сам термин «кибернетика» происходит от греческого слова kiberneticos – искусный в управлении.
Развиваясь одновременно с развитием электронно-вычислительных машин (ЭВМ), кибернетика со временем превращалась в более общую науку о преобразовании информации.
Вслед за термином “кибернетика” в мировой науке стало использоваться англязычное – Computer science – наука о компьютерной технике.
Позднее в 70-х годах французы ввели термин informatique , образованный путем слияния information (информация) и automatique (автоматика), и обозначающий – наука об автоматической обработке информации.
Главная функция информатики – разработка методов и средств преобразования информации и их использования в организации технологического процесса переработки информации.
Задачи информатики:
· Исследование информационных процессов любой природы.
· Разработка информационной техники и создание новейшей технологии переработки информации на базе полученных результатов исследования информационных процессов.
· Решение научных и инженерных проблем создания, внедрения и обеспечения эффективного использования компьютерной техники и технологии во всех сферах общественной жизни.
Информация. Информационные процессы
Термин “информация ” происходит от латинского informatio, что означает разъяснение, осведомление, изложение
Понятие информация является одним из фундаментальных в современной науке вообще и базовым для информатики. Информацию наряду с веществом и энергией рассматривают в качестве важнейшей сущности мира, в котором мы живем. Однако если задаться целью формально определить понятие «информация», то сделать это будет чрезвычайно сложно. Аналогичными «неопределяемыми» понятиями, например, в математике является «точка» или «прямая». Так, можно сделать некоторые утверждения, связанные с этими математическими понятиями, но сами они не могут быть определены с помощью более элементарных понятий.
В широком смысле информация – это общенаучное понятие, включающее в себя обмен сведениями между людьми, обмен сигналами между живой и неживой природой, людьми и устройствами.
Информация – сведения об объектах и явлениях окружающей среды, их параметрах, свойствах и состоянии, которые уменьшают степень неопределенности, неполноты имеющихся о них знаний.
Одной из важнейших разновидностей информации является информация экономическая. Ее отличительная черта – связь с процессами управления коллективами людей, организацией. Экономическая информация сопровождает процессы производства, распределения, обмена и потребления материальных благ и услуг.
Экономическая информация – совокупность сведений, отражающих социально-экономические процессы и служащих для управления этими процессами и коллективами людей в производственной и непроизводственной сфере.
С понятием информация связаны такие понятия, как сообщение, сигнал, данные .
Сообщение – это информация, передаваемая в определенной форме представления.
Примерами сообщений являются музыкальное произведение; телепередача; команды регулировщика на перекрестке; текст, распечатанный на принтере; данные, полученные в результате работы составленной вами программы и т.д.
Можно привести следующую классификацию форм представления информации человеком :
· Текст на естественном языке в устной или письменной форме.
· Графическая форма : рисунки, схемы, чертежи, карты, графики, диаграммы.
· Символы формального языка : числа, математические формулы, ноты, химические формулы и пр.
Одно и то же информационное сообщение (статья в газете, объявление, письмо, телеграмма, справка, рассказ, чертёж, радиопередача и т.п.) может содержать разное количество информации для разных людей - в зависимости от их предшествующих знаний, от уровня понимания этого сообщения и интереса к нему.
Так, сообщение, составленное на японском языке, не несёт никакой новой информации человеку, не знающему этого языка, но может быть высокоинформативным для человека, владеющего японским. Никакой новой информации не содержит и сообщение, изложенное на знакомом языке, если его содержание непонятно или уже известно.
Информация есть характеристика не сообщения, а соотношения между сообщением и его потребителем . Без наличия потребителя, хотя бы потенциального, говорить об информации бессмысленно.
В случаях, когда говорят об автоматизированной работе с информацией посредством каких-либо технических устройств, обычно в первую очередь интересуются не содержанием сообщения, а тем, сколько символов это сообщение содержит.
Применительно к компьютерной обработке данных под информацией понимают некоторую последовательность символических обозначений (букв, цифр, закодированных графических образов и звуков и т.п.), несущую смысловую нагрузку и представленную в понятном компьютеру виде. Каждый новый символ в такой последовательности символов увеличивает информационный объём сообщения.
Действия, выполняемые с информацией, называютсяинформационными процессами.
Информационные процессы: поиск, сбор, хранение, передача, обработка, использование, защита и некоторые другие. Среди перечисленных можно выделить три основных типа информационных процессов: хранение, передача, обработка . Остальные информационные процессы в той или иной мере можно отнести к одному из трех типов.
1) Хранение информации . С процессом хранения информации связано понятие носителя .
Носитель – это среда для записи и хранения информации.
Виды носителей :
1) вещественные объекты : графитовый, чернильный или иной след на бумаге, дерево, камень, шнур – для хранения информации может использоваться либо количество объектов (щепок, камешков), либо изменение их (зарубки, срезы, узелки), бородка ключа с выемками и бороздками, соответствующими замку, оптический диск с нанесенными неровностями поверхности и т.д.;
2) волны и поля различной природы : акустические (звуковые) волны, электромагнитные волны (свет, радиоволны, низкочастотные электромагнитные колебания и др.), электростатический заряд, гравитационное поле (тяготение) и т.д.;
3) состояние вещества : температура, давление, объем (изменение объема столбика жидкости в термометре дает информацию о температуре), концентрация раствора, уровень намагниченности (участки с разной намагниченностью ферропокрытия магнитных лент и дисков), состояние нервных волокон человеческого мозга и т.д.
2) Обработка информации – это преобразование одного вида информации в другой по строгим формальным правилам.
Примеры такой обработки информации.
· Получение новой информации из исходной путем выполнения над нею математических и логических операций (вычисление дискриминанта квадратного уравнения и определение наличия его корней в результате сравнения дискриминанта с нулем).
· Представление информации в различных формах без изменения содержания (текст, записанный на разных языках или в зашифрованном виде).
· Расположение информации в определенном порядке (сортировка по алфавиту).
· Поиск информации, удовлетворяющей заданным требованиям, в большом информационном массиве (книги по заданной теме в библиотеке, номер авиарейса в нужном направлении в подходящее время).
3) Передача информация осуществляется в виде сообщений от некоторого источника информации к её приёмнику посредством канала связи между ними. Так, при передаче речевого сообщения в качестве такого канала связи можно рассматривать воздух, в котором распространяются звуковые волны, а в случае передачи письменного сообщения (например, текста, распечатанного на принтере) каналом сообщения можно считать лист бумаги, на котором напечатан текст.
Передача информации по каналам связи часто сопровождается воздействием помех , вызывающих искажение и потерю информации, в этом случае предусматривают защиту от помех.
Сигнал – способ передачи информации. Он представляет собой физический процесс, имеющий информационное значение.
Источник посылает передаваемое сообщение , которое кодируется в передаваемый сигнал . Этот сигнал посылается по каналу связи . В результате в приёмнике появляется принимаемый сигнал , который декодируется и становится принимаемым сообщением .
С позиции информатики ей важен факт регистрации сигналов. Результат регистрации сигналов информатика рассматривает как данные.
Таким образом, в информатике данные - это зарегистрированные сигналы.
Данные – это информация, представленная в формализованном виде и предназначенная для обработки ее техническими средствами, например, ЭВМ.
Свойства и виды информации
Для потребителя информации очень важны следующие ее свойства:
Достаточность (полнота ) информации означает, что она содержит минимальный, но достаточный для принятия правильного решения состав (набор показателей).
Доступность информации восприятию пользователя обеспечивается выполнением соответствующих процедур ее получения и преобразования. Например, в информационной системе информация преобразовывается к доступной и удобной для восприятия пользователя форме.
Актуальность информации определяется степенью сохранения ценности информации для управления в момент ее использования и зависит от динамики изменения ее характеристик и от интервала времени, прошедшего с момента возникновения данной информации.
Своевременность информации означает ее поступление не позже заранее назначенного момента времени, согласованного со временем решения поставленной задачи.
Точность информации определяется степенью близости получаемой информации к реальному состоянию объекта, процесса, явления и т.п.
Достоверность информации определяется ее свойством отражать реально существующие объекты с необходимой точностью. Измеряется достоверность информации доверительной вероятностью необходимой точности, т.е. вероятностью того, что отображаемое информацией значение параметра отличается от истинного значения этого параметра в пределах необходимой точности.
Устойчивость информации отражает ее способность реагировать на изменения исходных данных без нарушения необходимой точности.
Также можно отметить такие свойства как объективность, полезность (ценность), понятность, адекватность.
Классифицировать информацию можно по разным признакам.
По способу восприятия :
1) зрительная (визуальная) – воспринимаемая с помощью глаз;
2) звуковая (аудиальная) – воспринимаемая на слух;
3) тактильная – воспринимаемая с помощью осязания, на ощупь;
4) вкусовая – восприятие вкусовых ощущений;
5) обонятельная – восприятие запахов.
По форме представления :
1) текстовая;
2) числовая;
3) графическая;
4) звуковая.
По месту возникновения :
1) входная – информация, поступающая в фирму или ее подразделения;
2) выходная – информация, поступающая из фирмы в другую фирму, организацию (подразделение);
3) внутренняя – информация возникает внутри объекта;
4) внешняя – информация за пределами объекта.
Пример: содержание указа правительства об изменении уровня взимаемых налогов для фирмы является, с одной стороны, внешней информацией, с другой стороны – входной. Сведения фирмы в налоговую инспекцию о размере отчислений в госбюджет являются, с одной стороны, выходной информацией, с другой стороны – внешней по отношению к налоговой инспекции.
По стадии обработки :
1) первичная – информация, которая возникает непосредственно в процессе деятельности объекта и регистрируется на начальной стадии;
2) вторичная – информация, которая получается в результате обработки первичной информации и может быть промежуточной и результативной;
3) промежуточная информация используется в качестве исходных данных для последующих расчетов;
4) результативная информация получается в процессе обработки первичной и промежуточной информации и используется для выработки управленческих решений.
По стабильности :
1) переменная информация отражает фактические количественные и качественные характеристики производственно-хозяйственной деятельности фирмы; она может меняться для каждого случая как по назначению, так и по количеству, например, количество произведенной продукции за смену, еженедельные затраты на доставку сырья и т.п.;
2) постоянная (условно-постоянная) – это неизменяемая и многократно используемая в течении длительного периода времени информация. Она делиться на справочную (номер цеха, табельный номер сотрудника), нормативную (размер налога на прибыль, размер минимальной оплаты труда) и плановую (план подготовки специалистов, план выпуска продукции).
По функциям управления обычно классифицируют экономическую информацию :
1) плановая – информация о параметрах объекта управления на будущий период (план выпуска продукции, ожидаемый спрос на продукцию);
2) нормативно-справочная информация содержит нормативные и справочные данные (оклад служащего, адрес поставщика или покупателя, среднедневная оплата рабочего по разряду);
3) учетная – информация, которая характеризует деятельность фирмы за определенный прошлый период времени (количество проданной продукции за определенный период времени);
4) оперативная (текущая) – информация, используемая в оперативном управлении и характеризующая производственные процессы в текущий (данный) период времени (количество изготовленных деталей за час, смену; объем сырья от поставщика на начало рабочего дня).
Получение информации тесно связано с информационными процессами, поэтому имеет смысл рассмотреть отдельно их виды.
Сбор данных – это деятельность субъекта по накоплению данных с целью обеспечения достаточной полноты. Соединяясь с адекватными методами, данные рождают информацию, способную помочь в принятии решения. Например, интересуясь ценой товара, его потребительскими свойствами, мы собираем информацию для того, чтобы принять решение: покупать или не покупать его.
Передача данных – это процесс обмена данными. Предполагается, что существует источник информации, канал связи, приемник информации, и между ними приняты соглашения о порядке обмена данными, эти соглашения называютсяпротоколами обмена. Например, в обычной беседе между двумя людьми негласно принимается соглашение, не перебивать друг друга во время разговора.
Хранение данных – это поддержание данных в форме, постоянно готовой к выдаче их потребителю. Одни и те же данные могут быть востребованы не однажды, поэтому разрабатывается способ их хранения (обычно на материальных носителях) и методы доступа к ним по запросу потребителя.
Обработка данных – это процесс преобразования информации от исходной ее формы до определенного результата. Сбор, накопление, хранение информации часто не являются конечной целью информационного процесса. Чаще всего первичные данные привлекаются для решения какой-либо проблемы, затем они преобразуются шаг за шагом в соответствии с алгоритмом решения задачи до получения выходных данных, которые после анализа пользователем предоставляют необходимую информацию.
Предмет и структура информатики
Термин информатика получил распространение с середины 80-х гг. прошлого века. Он состоит из корня inform - «информация» и суффикса matics - «наука о...». Таким образом, информатика - это наука об информации. В англоязычных странах термин не прижился, информатика там называется Computer Science – наука о компьютерах.
Информатика – молодая, очень бурно развивающаяся наука, поэтому строгого и точного определения ее предмета пока не сформулировано. В одних источниках информатика определяется как наука, изучающая алгоритмы, т.е. процедуры, позволяющие за конечное число шагов преобразовать исходные данные в конечный результат, в других - на первый план выставляется изучение компьютерных технологий. Наиболее устоявшимися посылками в определении предмета информатики в настоящее время являются указания на изучение информационных процессов (т.е. сбора, хранения, обработки, передачи данных) с применением компьютерных технологий. При таком подходе наиболее точным, по нашему мнению, является следующее определение:
Из определения следует, что информатика – прикладная наука, использующая научные достижения многих наук. Кроме того информатика – практическая наука, которая не только занимается описательным изучением перечисленных вопросов, но и во многих случаях предлагает способы их решения. В этом смысле информатика технологична и часто смыкается с информационными технологиями.
Методы реализации информационных процессов находятся на стыке информатики с теорией информации, статистикой, теорией кодирования, математической логикой, документоведением и т.д. В этом разделе изучаются вопросы:
представление различных типов данных (числа, символы, текст, звук, графика, видео и т.д.) в виде, удобном для обработки СВТ (кодирование данных);
форматы представления данных (предполагается, что одни и те " же данные могут быть представлены разными способами);
теоретические проблемы сжатия данных;
структуры данных, т.е. способы хранения с целью удобного доступа к данным.
В изучении состава, структуры, принципов функционирования средств вычислительной техники используются научные положения из электроники, автоматики, кибернетики. В целом этот раздел информатики известен как аппаратное обеспечение (АО) информационных процессов. В этом разделе изучаются:
основы построения элементов цифровых устройств;
основные принципы функционирования цифровых вычислительных устройств;
архитектура СВТ - основные принципы функционирования систем, предназначенных для автоматической обработки данных;
вычислительных систем;
приборы и аппараты, составляющие аппаратную конфигурацию компьютерных сетей.
В разработке методов управления средствами вычислительной техники (а средствами цифровой вычислительной техники управляют программы, указывающие последовательность действий, которые должно выполнить СВТ) используют научные положения из теории алгоритмов, логики, теории графов, лингвистики, теории игр. Этот раздел информатики известен как программное обеспечение (ПО) СВТ. В этом разделе изучаются:
средства взаимодействия аппаратного и программного обеспечения;
средства взаимодействия человека с аппаратным и программ™ обеспечением, объединяемые понятием интерфейс;
программное обеспечение СВТ (ПО).
Обобщая сказанное, можно предложить следующую структурную схему:
|
ИНФОРМАТИКА |
|||
|
Информационные процессы |
Аппаратное обеспечение |
Программное обеспечение |
|
|
Теоретический уровень |
Теория кодирования, теория информации, теория графов, теория множеств, логика и др. |
Электроника, автоматика, кибернетика и др. |
Теория алгоритмов, теория игр, лингвистика, логика и др. |
|
Практический уровень |
Кодирование данных, форматы данных, сжатие данных, структуры данных и др. |
Синтез цифровых устройств, архитектура СВТ, аппараты и приборы выч. систем и сетей, и др. |
Операционные системы, вспомогательные программы, системы программирования, прикладные программные продукты. |
Третья составляющая информатики – программное обеспечение – неоднородна и имеет сложную структуру, включающую несколько уровней: системный, служебный, инструментальный, прикладной.
На низшем уровне находятся комплексы программ, осуществляющих интерфейсные функции, (посреднические между человеком и компьютером, аппаратным и программным обеспечением, между одновременно работающими программами), т.е. распределения различных ресурсов компьютера. Программы этого уровня называются системными. Любые пользовательские программы запускаются под управлением системных программ, называемых операционными системами.
Следующий уровень – это служебное программное обеспечение. Программы этого уровня называются утилитами, выполняют различные вспомогательные функции. Это могут быть ремонтные или диагностические программы, используемые при обслуживании различных устройств (гибкого и жесткого диска), тестовые программы, представляющие комплекс программ технического обслуживания, архиваторы, антивирусы и т.п. Служебные программы, как правило, работают под управлением операционной системы (хотя могут и непосредственно обращаться к аппаратному обеспечению), поэтому они рассматриваются как более высокий уровень. В некоторых классификациях системный и служебный уровни объединяются в один класс – системного программного обеспечения.
Инструментальное программное обеспечение представляет комплекс программ для создания других программ. Процесс создания новых программ на языке машинных команд очень сложен и кропотлив, поэтому он низкопроизводителен. На практике большинство программ составляется на формальных языках программирования, которые более близки к математическому, следовательно, проще и производительней в работе, а перевод программ на язык машинных кодов осуществляет компьютер посредством инструментального программного обеспечения. Программы инструментального программного обеспечения управляются системными программами, поэтому они относятся к более высокому уровню.
Прикладное программное обеспечение - самый большой по объему класс программ, это программы конечного пользователя. Прикладное программное обеспечение также управляется системными программами, и имеет более высокий уровень.
Обобщая сказанное, можно предложить следующую структуру программного обеспечения.
|
ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ |
||
|
Системное программное обеспечение |
Прикладное программное обеспечение |
Инструментальное программное обеспечение |
|
Операционные системы Драйверы Архиваторы Антивирусы Программы диагностики |
Текстовые редакторы Электронные таблицы Системы управления базами данных (СУБД) Переводчики Профессиональное ППО |
Редакторы программного кода Трансляторы Отладчики Системы быстрой разработки приложений (RAD) |
Предложенная классификация программного обеспечения является в большой мере условной, так как в настоящее время программные продукты многих фирм стали объединять в себе программные элементы из разных классов. Например, операционная система Windows, являясь комплексом системных программ, в своем составе содержит блок служебных программ (дефрагментация, проверка очистка диска и др.), а также текстовый процессор WordPad, графический редактор Paint, которые принадлежат классу прикладных программ.
Тихоноа Андрей
Презентация для закрепление материала.
Скачать:
Предварительный просмотр:
Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com
Подписи к слайдам:
Информация и информационные процессы Работа ученика 11 класса МОУ СОШ № 14 Тихонова Андрея Руководитель: Науменко Н.А. г. Ипатово 2008 год
I Введение II Информация 1) Виды информации 2) Свойства информации 3) Хранение информации 4) Представление информации 5) Количество информации 6) Ценность информации 7) Информация аналоговая и цифровая 8) Понятие о кодировании информации 9) Хранение цифровой информации 10) Обработка информации Содержание I II Информационные процессы 1) Единство информационных процессов в живой природе 2) Информационное общество 3) Информационная культура I V Заключение V Список используемой литературы
Человечество входит в новый виток развития цивилизации, характеризующийся освоением не только вещества и энергии, но и ИНФОРМАЦИИ. Информация – от латинского informatio – сведения, разъяснения, изложение. В неживой природе понятие информации связывают с понятием отражения, отображения. В быту под информацией понимают сведения, которые нас интересуют. Если вы хотите учитывать смысл сообщения, то вам придется обратиться к лингвистике. В кибернетике под информацией понимается только та часть сообщения, которая участвует в управлении. Введение
Информация Информацию можно: получать, создавать, передавать (и, соответственно, принимать), хранить и обрабатывать. Информация – это отражение внешнего мира с помощью знаков и сигналов. Информация – это сведения об окружающем мире, которые повышают уровень осведомленности человека.
Виды информации По способу восприятия человека: Зрительная Слуховая Обонятельная Осязательная Вкусовая
По способу представления: Текстовая Числовая Графическая Виды информации Информация – это сведения об окружающем мире, которые повышают уровень осведомленности человека.
По форме организации: Таблица Список Ряд Неупорядоченное множество Виды информации 10, 11, 12, 13… 1. 34, 2, 678…
Свойства информации Объективность. Информация объективна, если она не зависит от чьего-либо мнения, суждения. 2 . Достоверность. Информация достоверна, если она отражает истинное положение дел. 3. Полнота. Информацию можно назвать полной, если ее достаточно для понимания и принятия решения. 4. Актуальность (своевременность). Только вовремя полученная информация может принести необходимую пользу.
Хранение информации Носитель + знаки: Камень Папирус Бумага Магнитная лента Лазерный диск
Рисунок Текст Таблица Диаграмма Представление информации Информация – от латинского informatio – сведения, разъяснения, изложение.
Количество информации Информация - произвольная последовательность символов, т.е. любое слово, каждый новый символ увеличивает количество информации. Как же измерить количество информации? Для этого, нужен эталон. Эталоном считается слово, состоящее из одного символа алфавита. Количество информации, содержащееся в этом слове, принимают за единицу, названную битом. Имея эталон количества информации можно сравнить любое слово с эталоном. Проще сравнивать те слова, которые записаны в том же двухсимвольном алфавите.
Ценность информации Количество информации в двух сообщениях может быть совершенно одинаковым, а смысл совершенно разным. В повседневной жизни, как правило, оцениваются полученные сведения со смысловой стороны: новые сведения воспринимаем не как определенное количество информации, а как новое содержание. Информация имеет разную ценность. Ценность можно определить как свойство информации, влияющей на поведение ее получателя.
Информация аналоговая и цифровая В информатике рассматривают аналоговую информацию и цифровую. Человек благодаря своим органам чувств привык иметь дело с аналоговой информацией, а вычислительная техника работает с цифровой информацией. Разница между аналоговой информацией и цифровой, прежде всего в том, что аналоговая информация непрерывна, а цифровая – дискретна.
Кодирование информации Преобразование информации из одной формы представления в другую называется кодированием. Кодирование – это операция преобразования знаков или групп знаков одной знаковой системы в знаки или группы знаков другой знаковой системы. Информация передается в виде сигналов. Всегда хранится в виде кодов. Хранить можно не только текстовую и звуковую информацию. В виде кодов хранятся и изображения. Если посмотреть на рисунок с помощью увеличительного стекла, то видно, что он состоит из точек – это так называемый растр.
Хранение цифровой информации Компьютеры предпочитают работать с цифровой информацией, а не с аналоговой. Так происходит потому, что цифровую информацию очень удобно кодировать, хранить и обрабатывать. Бит – это наименьшая единица информации, которая выражает логическое значение Да или Нет и обозначается двоичным числом 1 или 0. Если какая-то информация представлена в цифровом виде, то компьютер легко превращает числа, которыми она закодирована, в последовательности нулей и единиц, а дальше работает с ними. Обработкой информации в компьютере занимается специальная микросхема, которая называется процессор.
Обработка информации Понятие обработки информации является весьма широким. Ведя речь об обработке информации, следует дать понятие инварианта обработки. Цель обработки информации в целом определяется целью функционирования некоторой системы, с которой связан рассматриваемый информационный процесс. Начальная стадия информационного процесса – рецепция. В различных информационных системах рецепция выражается в таких конкретных процессах, как отбор информации, преобразование физических величин в измерительный сигнал, раздражимость, и ощущения. Рецепцию всегда можно рассматривать как процесс классификации.
Информационные процессы Процесс - последовательная смена состояний объекта в результате произведенных действий. Информационный процесс - совокупность последовательных действий (операций), производимых над информацией (в виде данных, сведений, фактов, идей, гипотез, теорий и пр.) для получения, какого - либо результата (достижения цели). Информационные процессы всегда протекают в каких - либо системах. Система - совокупность взаимосвязанных между собой объектов. Составные части системы называются элементами или компонентами. Есть три типа информационных процессов: хранение, передача и обработка информации.
При воздействии окружающей среды могут происходить изменения. Но эти изменения происходят не в результате информационного воздействия, а в результате физического воздействия или химической реакции. Отсутствует восприятие параметров, подлежащей обработке, тем самым переводящие ее в ранг информации. Получение и преобразование информации является условием жизнедеятельности любого организма. Человек воспринимает окружающий мир (получает информацию) с помощью органов чувств (зрения, слуха, обоняния, осязания, вкуса). Чтобы правильно ориентироваться в мире, он запоминает полученные сведения (хранит информацию). В процессе достижения каких-либо целей человек принимает решения (обрабатывает информацию), а в процессе общения с другими людьми - передает и принимает информацию. Человек живет в мире информации. Единство информационных процессов в живой природе
Информационное общество В информационном обществе главным ресурсом является информация, именно на основе владения информацией о самых различных процессах и явлениях можно эффективно и оптимально строить любую деятельность. В качестве критериев развитости информационного общества можно выбрать три: ─ наличие компьютеров; ─ уровень развития компьютерных сетей и количество населения; ─ занятого в информационной сфере. Информационное общество - общество, в котором большинство работающих заняты производством, хранением, переработкой, продажей и обменом информацией.
Информационная культура Информационная культура - умение целенаправленно работать с информацией и использовать для ее получения, обработки и передачи компьютерную информационную технологию, современные средства и методы. Информационная культура является продуктом разнообразных творческих способностей человека. Информационная культура заимствует и использует достижения многих наук. Неотъемлемой частью информационной культуры является знание информационной технологии и умение применять ее на практике.
Заключение В нашем XXI веке много информации. Нужно уметь правильно ориентироваться в ней, находить самое важное для работы и умело ее использовать. Теория информации проникла в физику, химию, биологию, медицину, философию, лингвистику, педагогику, экономику, логику, технические науки, эстетику. Одной из важнейших задач теории информации является изучение природы и свойств информации, создание методов ее обработки, в частности преобразования самой различной современной информации в программы для ЭВМ, с помощью которых происходит автоматизация умственной работы – своеобразное усиление интеллекта, а значит, развитие интеллектуальных ресурсов.
Человек в ходе своей жизнедеятельности постоянно принимает участие в различных процессах – дома, на работе, в общественных местах.
Определение 1
Процесс – протекание, развитие какого-нибудь явления, последовательная смена состояния объекта.
Различают процессы, которые характерны для общества и для живой природы.
В некоторых процессах человек принимают активное участие:
- школьник принимает активное участие в процессе обучения,
- водитель – в процессе управления автомобилем,
- рабочий – в процессе строительства дома
В иных процессах человек может быть пассивным и занимать позицию наблюдателя: при просмотре спектакля, на экскурсии, при просмотре телепередачи.
Среди разнообразия процессов особое место занимает информационный процесс.
Информационный процесс
Определение 2
Информационный процесс – это процесс сбора (приёма), передачи (обмена), хранения, обработки (преобразования) информации. Информационные процессы могут протекать в человеческом обществе, а также в растительном и животном мире.
Через органы чувств человек воспринимает информацию, осмысливает её и на основании имеющегося опыта, знаний, интуиции принимает определённые решения, которые воплощаются в реальные действия , а те, в свою очередь, воздействуют на окружающий мир.
Пример 1
Осенью опадают листья, весь растительный мир засыпает на время холодов, с приходом весны листья появляются опять, вырастает трава, распускаются цветы, некоторые растения зацветают в одно и то же время года. Подобные проявления также являются результатом информационных процессов в растительном мире. Клетка любого растения воспринимает изменения внешней среды (температуру, влажность, продолжительность светового дня) и определенным образом реагирует на них.
В животном мире происходят более сложные процессы. Животное реагирует на поступающую информацию в соответствии со степенью развития своего мозга. Например, собака и енот, находясь в одном помещении, получают разную информацию от одного и того же события, следовательно они по-разному воспринимают происходящие вокруг них информационные процессы. Звонок в дверь для собаки является сигналом о появлении человека, а для енота он не несет никакой информации. Прикосновение руки для енота может служить сигналом опасности, для собаки – проявление чувств человека, ласка.
В человеческом обществе , как и в растительном или животном мире беспрерывно протекает огромное количество информационных процессов, в которых люди, животные или растения берут участие в соответствии со своими возможностями.
В неживой природе изменения могут происходить только в результате прямого физического или химического воздействия, а не информационных процессов, т.к. у неживой природы отсутствуют органы восприятия и обработки сигналов.
Интенсивность информационных процессов с середины $XX$ столетия увеличивается в геометрической прогрессии. Порой бывает проще создать новый материальный или интеллектуальный продукт, нежели разыскать сделанный ранее аналог.
Для более эффективного участия в информационных процессах создаются различные устройства, которые помогают человеку воспринимать, преобразовывать, хранить и использовать информацию.
Замечание 1
Информационный процесс состоит из набора последовательных действий (операций), которые выполняются над информацией (данные, сведения, факты, идеи, гипотезы, теории и пр.) для получения требуемого результата (достижения цели). Информация проявляется именно в информационных процессах.
Наиболее обобщенными информационными процессами являются сбор, преобразование, использование информации.
В курсе информатики изучаются основные информационные процессы: поиск, отбор, хранение, передача, кодирование, обработка, защита информации.
Замечание 2
Информационные процессы, которые осуществляются по определенным информационным технологиям, составляют основу информационной деятельности человека.
Люди имеют дело со многими видами информации. Общение людей между собой – это передача информации. Объяснение учителя или рассказ друга, телевизионная передача, письмо, SMS-сообщение и т.д. – примеры передачи информации.
Пример 2
Когда ученик слушает рассказ учителя, читает книгу или газету, смотрит новости по телевизору, посещает музей или выставку – он получает информацию. Одну и ту же информацию можно передать и получить различными путями. Так, чтобы найти дорогу в музей в незнакомом городе, можно спросить прохожего, найти информацию в Интернете, разобраться самому с помощью плана города или обратиться к путеводителю.
Человек сохраняет полученную информацию в голове. Хранилищем информации является мозг человек. Записи в блокноте или записной книжке, дневнике, школьной тетради, библиотека, музей, видеокассета – примеры хранения информации.
Информацию можно обрабатывать. Например, перевести текст с одного языка на другой, вычислить сумму по заданным слагаемым, решить задачу, раскрасить картинку или контурную карту является процессом обработки информации.
Рисунок 1. Основные виды информационных процессов
Раскрашивание книжки-раскраски, которое является одним из любимых процессов детей, также является информационным процессом – обработкой информации (превращение черно-белого рисунка в цветной).
Информация может быть утеряна. Например, можно потерять тетрадь с конспектом, диск с фильмом, забыть чей-то номер телефона и т.д. Таким образом, информацию можно передавать, получать, хранить, обрабатывать и терять.
Получение, хранение, передача и обработка информации – это информационные процессы. Роль информационных процессов в наше время растет с каждым годом, поэтому человеческое общество сегодня называют информационным обществом. Современные люди, которые живут в информационном обществе, должны уметь пользоваться средствами выполнения информационных процессов, основное из которых – компьютер.
При выполнении информационных процессов действия происходят над информацией, понятие которой в настоящее время имеет глубокий и многогранный смысл. Четкого определения данному понятию нет, но в зависимости от отраслей жизнедеятельности оно принимает разные смысловые значения. Например, в человеческой деятельности информацией считают сведения об окружающем мире и процессах, которые в нем протекают и воспринимаются человеком или специальными устройствами; а в технике под информацией понимают сообщения, которые передаются в форме знаков или сигналов.
Человеческое общество способно накапливать информацию для передачи ее из поколения в поколение. На протяжении всей истории накапливаются знания и жизненный опыт отдельных людей, а также «коллективная память» – традиции, обычаи целых народов.
