Лекція 1 "введення у дисципліну"
| Вид материала | Лекція |
- Питання на екзамен з курсу “атомна фізика”, 41.66kb.
- Наказ моз україни від 14 липня 2011, 1358.47kb.
- Пристрої введення інформації пристрої введення інформації, 680.95kb.
- З м І с т стор. Вступ. Лекція, 1088.23kb.
- Лекція №1 Тема: Програмування на object pascal в Delphi: введення, 645.33kb.
- Курс лекцій для студентів денної І заочної форми навчання спеціальності 050301 „Товарознавство, 1137.66kb.
- Централізована бібліотечна система Шевченківського району м. Києва, 306.09kb.
- Лекція 1 хф (лекція) Тема Загальні властивості неметалів, 1201.72kb.
- Надзвичайний стан: умови та підстави введення, 64.9kb.
- Вступна лекція Голема. Про людину трояко Вісімнадцята лекція, 11204.11kb.
Інформаційні технології (ІТ) - це машинізовані засоби вироблення, збереження, передачі, використання інформації у вигляді даних і знань. Вони включають два елементи - машинний і людський (соціальний), причому останній виступає головним. Реалізуються ІТ за допомогою автоматизованих інформаційних систем.
Підкреслимо, що об'єктом інформатики виступають не самі по собі ЕОМ як програмно-технічні комплекси, а інформаційні технології, втіленням яких служать людино-машинні, точніше, соціо-технічні, системи. На відміну від виробничих, енергоперетворуючих інформаційні технології належать до соціальних, перетворюючих знання технологій.
У майбутньому виникнуть (і уже виникають) дуже складні проблеми взаємодії штучного інтелекту у вигляді надскладної обчислювальної мережі п'ятого покоління з такими елементами, як Супер-ЕОМ, бази знань, персональні комп'ютери, новітні телекомунікаційні системи, і сформованого природного соціального інтелекту, промислових роботів масового застосування і природної робочої сили. Це породжує надскладні соціальні технології.
Можна говорити і про вторинні об'єкти інформатики - соціальні підсистеми, що з'явилися задовго до ЕОМ і самої інформатики. Мова йде про системи масової інформації (преса, радіо, телебачення), документообігу, бібліотечної, архівної справи. Інформатика дозволяє по-новому осмислити функціонування зазначених галузей соціального життя, обгрунтувати шляхи їхнього розвитку на базі комп'ютеризації.
На об'єктному рівні інформатика не виходить за рамки сформованих понять, задовольняючись тими поняттями, що вироблені іншими науками - кібернетикою, теорією інформації, системотехнікою (теорією ЕОМ), семіотикою (наукою про знакові системи). Проте в міру розвитку й ускладнення програмно-технічних комплексів виникає потреба в нових підходах і нових поняттях. Це вже перехід до предметного рівня.
Таким чином, інформатика на розглянутому - об'єктному рівні стає науково-інженерною основою, що швидко росте по масштабах і значенню індустрії знань, що у міру розвитку вже не може задовольнятися чисто інженерним (прикладним) забезпеченням, а потребує створення нової теорії - переходу від формально-технічного (об'єктного) до змістовно-значеннєвого (предметного) рівня розгляду і вирішення задач соціальної інженерії знань.
ПРЕДМЕТ ІНФОРМАТИКИ
Той самий об'єкт може вивчатися різноманітними науками. Об'єкт пізнання - якийсь фрагмент реального світу, а його предмет - обрана для дослідження методами даної науки сторона, грань, аспект об'єкта.
Інформатизація соціально-комунікативних процесів (створення різноманітних соціальних технологій) вивчається в частині матеріально-технічної бази і програмного забезпечення соціальних технологій різноманітними науками: кібернетикою, системотехнікою, теорією інформації, а в частині формування функціональних підсистем - різноманітними суспільними науками - економікою, правознавством, психологією.
У формуванні соціальних (інформаційних) технологій беруть участь і науки, що відносяться до тієї або іншої що автоматизованої області: медицина, коли мова йде про впровадження ЕОМ в охорону здоров'я, педагогіка (комп'ютеризація навчального процесу), військові науки (використання ЕОМ у військовій справі). Кожна з зазначених наук розглядає комп'ютеризацію зі своєї сторони, прикладає до неї свої закони і принципи.
А яку ж сторону розглянутого об'єкта обирає інформатика, роблячи її своїм предметом? Вона обирає змістовну, значеннєву сторону створення і функціонування інформаційних систем і технологій, пов'язану з їхньою сутністю, соціальною віддачею, корисністю, місцем у суспільних системах, історичним значенням як чинника радикального прогресу і виходу суспільства на якісно нові історичні рубежі.
Ускладнення інформаційно-обчислюваних систем, розширення масштабів їх створення, перехід до штучного інтелекту - усе це оголило і до крайності загострило проблеми, що відносяться до всього технологічного циклу збору, переробки і застосування інформації в планово-управлінських, пізнавальних й інших процесах, висунуло на перший план загальні проблеми змісту інформаційних процесів і значення інформаційних технологій.
Інформаційні технології виникають як засіб вирішення протиріччя між знаннями, що накопичились і продовжують накопичуватися прискореними темпами, з одного боку, і можливостями і масштабами їхнього соціального використання - з іншого. У цьому їхнє історичне значення.
Наука (нове знання) виступає як найважливіший соціальний ресурс не «сама по собі», а тільки в складі єдиного інформаційного потенціалу суспільства, включаючи відповідні організаційні системи, форми комунікативного процесу, усю систему матеріальних носіїв інформації. Говорити про вплив науки на що-небудь поза інформаційним процесом нема сенсу. Наукова ідея повинна перетворитися в інформацію, тобто бути закодованою, переданою по каналу, прийнятою адресатом, щоб можна було її застосувати на практиці. Чим більше потенціал знань, тим важливіша задача розвитку інформаційно-комунікативних сфер народного господарства. Знання повинні певним чином фіксуватися, трансформуватися, розподілятися, поширюватися, прийматися і перероблятися. Процес цей строго виборочий; у кожному даному «місці», у кожний даний момент потрібні не «знання взагалі», а певний комплекс відомостей.
Інформаційні технології і виступили новим засобом перетворення знань в інформаційний ресурс (ІР) суспільства, його новий рушійний чинник, стали засобом ефективного його використання. Інформаційний ресурс став основним ресурсом людства, головною цінністю сучасної цивілізації. Але виникли і складні проблеми, що відносяться до ролі, механізму функціонування, соціальним наслідкам використання інформаційного ресурсу. Для їхнього вирішення і знадобилася нова наука - інформатика.
Предметом інформатики, як нової фундаментальної науки, і виступає інформаційний ресурс - його сутність, закони функціонування, механізми взаємодії з іншими ресурсами суспільства і впливи на соціальний прогрес. Перехід на рівень інформаційного ресурсу в його змістовному трактуванні означає перехід до вивчення внутрішніх зв'язків і закономірностей соціальної динаміки, заснованої на використанні інформаційних технологій.
Відоме положення філософії про те, що якби всі зв'язки і закономірності розвитку об'єкта були на поверхні і доступні неозброєному оку, не було б теоретичної науки. Таким чином, предмет теоретичної інформатики - те, що можна мисленно побачити, лише піднявшись на більш високий ступінь абстракції.
Інакше кажучи, створенні інформаційно-обчислюванні системи з їхніми машинами, мережами зв'язку, алгоритмами, мовами, програмами подібні шкарлупі горіху. Щоб побачити його ядро, потрібно відвернутися від конкретної, зримої структури обчислюваних систем, устрою ЕОМ, їхньої фізичної роботи, засобів програмування, представлення даних і постаратися роздивитися, що за цим приховано. Потрібно зуміти побачити й у структурах соціального управління, облікових і звітних показниках, документах, стандартах, регламентах, процедурах і т.д. елементи єдиного інформаційного процесу, його неподільні частини. Подібно тому, як С. Карно, абстрагувався від устрою парових машин, побачив «рушійну силу вогню в чистому вигляді» (і створив нову фундаментальну науку-термодинаміку), потрібно побачити «рушійну силу знання в чистому вигляді».
Інформатика як наука про закони вироблення, передачі, використання інформаційного ресурсу в суспільній практиці підводить теоретичний фундамент під використання ЕОМ і автоматизованих систем, що, як відомо, і призначені для посилення інформаційних процесів у суспільстві, використання інформаційного ресурсу. Мова йде, насамперед, про спеціальні інформаційні системи, що засновані на комп'ютерній техніці і реалізують ІТ, тобто інженерну обробка знань (Knowledge engineering). Теоретична інформатика «переглядає» всі аспекти розробки цих систем - їх проектування, створення, використання не тільки з формально-технічної, але і зі змістовної сторони, а також комплекс економічного, політичного, культурного впливу на соціальну динаміку. У орбіту аналізу теоретичної інформатики потрапляють і традиційні системи перетворення інформації і поширення знань - засоби і системи масової інформації, кіно, театри, довідкові служби. Але теоретична інформатика розглядає їх із певної сторони - із позицій вироблення і використання інформаційного ресурсу, форм і засобів впливу указаних систем на суспільний прогрес.
Таким чином, предметом інформатики є інформаційний ресурс як «симбіоз» знання й інформації. Він виступає в якості предмета нової науки і зі змістовної, і з формально-математичної, і з технічної сторони. Це нова змістовна і квантифікована (вимірна) категорія, що дозволяє зайняти інформатиці своє дуже важливе місце в системі наук.
ІНТЕЛЕКТУАЛІЗАЦІЯ ДОКУМЕНТООБІГУ
Соціальний (колективний) інтелект, як і інтелект окремої людини, виявляється в інформаційній формі. Інтелект окремої особистості виявляється у формі членороздільної мови або письмових текстів. Інтелект організованого колективу виявляється, головним чином, у його документообігу, де фіксуються управлінські рішення, зв'язки, плани, регламенти розглянутої організації.
Сучасне суспільство не може існувати без документів. Документи супроводжують нас на кожному кроку. Навіть дрібна покупка товару в магазині супроводжується видачею документа - касового чека. Ми можемо викинути непотрібний чек в урну відразу після покупки, але це не змінює справи. Все одно в магазині залишається копія чека, що ще довго буде зберігатися і враховуватися.
Щодня у світі створюються мільярди копій великих і малих документів. На виробництво і відтворення документів витрачається немислима кількість паперу і лісу, а на облік, перевірку і збереження документів витрачається величезна кількість часу.
Зростання значення соціального управління виявляється, головним чином, у лавиноподібному рості документопотоків. Виникла гостра потреба перекласти практику раціоналізації документообігу і його скорочення на строго наукову основу. Таку основу і створює теоретична інформатика.
Інтелектуалізація документообігу зводиться до зменшення малозмістовних і ліквідації безглуздих, а то і попросту шкідливих, деструктивних документів і процедур управління.
Одна з основних задач інформатики полягає в розробці і впровадженні засобів і методів використання обчислювальної техніки для переводу документообігу з паперової форми в електронну.
Сучасні мережеві технології дозволяють вирішити цю задачу, але поки лише частково. Усе банки світу вже пов'язані електронними мережами, і фінансові документи циркулюють в основному в електронному виді. Поступово виходять із ужитку паперові акції підприємств й інші цінні папери. Їх заміняють електронні депозитарії - бази даних, у яких відомості про акціонерів зберігаються у виді записів.
Порівняно нещодавно з'явилися електронні гроші. Це теж записи в базах даних. Пересування електронних грошей відбувається по безпаперовій технології, шляхом переносу даних з одних записів в інші. Для персонального використання електронних грошей служать пластикові карти, що містять відомості про власника електронного рахунку на магнітній смузі, або смарт-карти, у котрих ті ж дані записані на невеликій плоскій мікросхемі, вмонтованій в карту.
По безпаперовій технології сьогодні працюють більшість засобів масової інформації. Всі етапи підготування газети, журналу, книги або рекламної листівки проводяться на комп'ютері. Операційні системи типу Windows дозволяють одночасно готувати і редагувати тексти, створювати й опрацьовувати ілюстрації, а комп'ютерні мережі об'єднують всіх учасників, що працюють над одним проектом, в автономні робочі групи.
Робоча група може обходитися без паперових документів до
повного завершення роботи над проектом. Лише коли робота здійснюється, створюється підсумковий паперовий документ. Це може бути як макет газети, так і повний комплект креслень, необхідний для будівництва ракетного крейсера.
У тих випадках, коли вихідні дані відразу мають електронний вид, переведення документообігу на безпаперну технологію відбувається порівняно просто. Припустимо, що письменник написав книгу в текстовому процесорі Word, а художник намалював до неї ілюстрації у векторному редакторі Adobe Illustrator. Припустимо, що фотограф підготував необхідні знімки за допомогою цифрової фотокамери й опрацював їх у редакторі Adobe Photo-shop. У цьому випадку залишається лише зібрати вихідні електронні документи в один підсумковий документ за допомогою настільної видавничої системи. Всі етапи редагування і коректури теж виконують в електронному виді за допомогою спеціальних програмних засобів. Робота передається з одного робочого місця на інше по комп'ютерній мережі, і всі учасники роботи допомагають один одному і виправляють помилки колег без створення паперових документів.
Можливо, у далекому майбутньому, коли всі документи будуть відразу готуватися тільки в електронному виді, людство зможе перейти цілком до безпаперової технології, і залишки лісів будуть врятовані від повного знищення, а целюлозно-паперові комбінати перестануть скидати отруєні води в ріки й озера.
ЛЕКЦІЯ 3
"АРХІТЕКТУРА КОМП'ЮТЕРА"
Аналізовані питання:
ГАЛУЗІ ЗАСТОСУВАННЯ КОМП'ЮТЕРА
СКЛАД ПЕОМ
ТЕХНІЧНІ ЗАСОБИ
ПРИЗНАЧЕННЯ І ХАРАКТЕРИСТИКИ ОКРЕМИХ ВУЗЛІВ КОМП'ЮТЕРА
КЕРУВАННЯ ЗОВНІШНІМИ ПРИСТРОЯМИ КОМП'ЮТЕРА
ПРОГРАМНІ ЗАСОБИ
ГАЛУЗІ ЗАСТОСУВАННЯ КОМП'ЮТЕРА
Персональний комп'ютер - звичний атрибут офісу. Машини бізнес-класу використовуються для виконання ряду стандартних офісних додатків. В даний час це текстові редактори, редактори електронних таблиць, програми бухгалтерського і складського обліку, планувальники, WWW-броузери і поштові програми.
Згодом комп'ютер стане такою же невід'ємною частиною домашнього інтер'єра, як телевізор, телефон або холодильник. Але персональний комп'ютер якісно відрізняється від всіх інших побутових приладів, який ми звикли користуватися вдома. Кожний із них виконує якусь одну цілком конкретну функцію, у той час як комп'ютер - це свого роду "універсальний помічник" людини в його інтелектуальній діяльності.
Для чого потрібний комп'ютер? Перше - це одержання інформації. Інформація може бути отримана через Internet, витягнута з різноманітного роду довідників, енциклопедій і словників, що існують в електронному виді і які мають зручні системи пошуку, що істотно полегшує знаходження потрібної інформації.
Інша галузь застосування комп'ютера - обмін інформацією. Наприклад, ви хочете купити комп'ютер. Ви звертаєтеся до джерела інформації, що містить перелік запропонованих моделей із стислим описом, причому пошук можна провести по бажаній комплектації, продуктивності, постачальнику, ціні і т.д. Ви можете звернутися до конференції, де є оголошення безпосередньо від продавців. У цьому випадку тут же можна задати питання продавцям і уточнити всі деталі, що вас цікавлять.
Персоналки використовуються для збереження особистих баз даних, у якості компьютеризованного варіанта записної книжки і друкарської машинки, для перегляду і прослуховування відео- і аудиодисків.
Комп'ютер може надати неоціненну допомогу у навчанні. Інтерактивна взаємодія з комп'ютером, який має засоби мультимедіа, дозволяє домогтися кращого засвоєння матеріалу, ніж традиційні методи навчання. Багато розділів фізики, хімії, математики, російської мови, анатомії, біології вже зараз можна вивчати за допомогою комп'ютера, і прогрес у цій галузі наявний. Окремо варто відзначити мовні комп'ютерні курси. Швидкість навчання в цьому випадку теж висока, але особливо відзначається можливість проробки правильної фонетики (вимови).
Комп'ютер може допомогти й в інших галузях: з його допомогою, навіть не маючи великого таланта, можна створювати дуже цікаві малюнки, синтезувати музику, ретушувати фотографії і монтувати відеофільми.
Наявність цифрових фото- і відеокамер дозволяє цілком відмовитися від "мокрого" процесу, пов'язаного з проявленням, закріпленням і сушінням фотоплівок, фотовідбитків.
Не можна не відзначити і таку галузь застосування, як комп'ютерні ігри. Дехто назве таку трату часу порожнім і позбавленим змісту. Почасти це так. Але не треба забувати, що комп'ютерна гра - рідна сестра тренажерів, і навіть сама "тупа стрілялка" розвиває не тільки спритність пальців, але також пам'ять і просторову уяву. З погляду психології комп'ютерна гра - ділова гра з різноманітним вибором.
СКЛАД ПЕОМ
Комп'ютер складний електронний пристрій. Для грамотної експлуатації необхідно знати його складові частини, принципи роботи і характеристики основних вузлів. В даний час у комп'ютері виділяють дві складові частини - технічні засоби і програмні засоби. У літературі першу частину називають Hardware (англ. hard - твердий, жорсткий ) ( жаргон "залізо"), а другу - Software ( англ. soft - м'який, гнучкий). Це пов'язано з тим, що технічні вироби (ware) жорстко пов'язані з виробництвом і їхня модернізації потребує великих витрат як засобів, так і часу. Програмні продукти в цьому відношенні більш гнучкі, тому нові версії програм з'являються ледве не щомісяця.
ТЕХНІЧНІ ЗАСОБИ
В даний час існує велика кількість різних типів комп'ютерів, що різняться складом зовнішніх пристроїв, продуктивністю і відповідно ціною. Під базовою моделлю комп'ютера будемо розуміти той мінімальний комплект вузлів і пристроїв, при якому забезпечується робота більшості додатків. Поняття базової моделі відносне і змінюється з часом, у міру розвитку техніки .
Базова модель ПЕОМ складається з таких частин: системного блока, монітора і клавіатури, маніпулятора типу "миша", накопичувача на жорсткому магнітному диску (вінчестера або жарг. "гвинта"), дисковода для гнучких магнітних дисків, дисковода для компакт-дисків (CD ROM - Compact Disk read only memory), принтера, звукових колонок.
До додаткових пристроїв належать сканери, модеми, мікрофон, спеціальні ігрові пульти, джерела безперебійного живлення.
Системний блок містить: мікропроцесор (МП), оперативний запам"ятовуючий пристрій (ОЗП), контролери зовнішніх пристроїв (графічну плату, звукову плату) і блок живлення.
Всі вузли сполучені з процесором (основній мікросхемі, що є "мозком" комп'ютера) за допомогою системної (материнської або Mother Board") плати. Плата складається з рознімань (слотов), у які вставляються мікросхеми. Слот ( англ. slot) - гніздо. Така конструкція дозволяє легко модернізувати комп'ютер, заміняти застарілі плати на більш сучасні, добавляти нові мікросхеми (наприклад, мікросхеми пам'яті) для підвищення продуктивності комп'ютера. На передній панелі системного блока знаходяться органи управління (клавіша вмикання живлення, кнопка перезапуску комп'ютера при збоях Reset), органи індикації, лицьові частини приводів дискет і компакт-дисків. Позаду - розйоми для з'єднання системного блока з монітором, клавіатурою й іншими пристроями.
У процесі роботи виконувана програма і дані повинні знаходитися у внутрішній пам'яті комп'ютера - оперативно запам"ятовуючому пристрої.
Мікропроцесор зчитує чергову команду, визначає яку операцію і з якими даними необхідно виконати, вибирає ці дані з ОЗП, робить необхідні операції, записує результат в ОЗП і переходить до наступної команди. Якщо дані знаходяться на зовнішніх носіях, мікропроцесор ініціює і координує роботу зовнішніх пристроїв.
Контролер (від англ. control - управляти) - плата, що управляє роботою периферійного пристрою (дисководом, вінчестером, монітором і т.д.). На всіх сучасних материнських платах уже присутні контролери дисководів, вінчестерів, принтера і миші. До плат, що розширюють можливості комп'ютера, належать плата модему або факсу-модему, графічна, звукова й інші плати спеціального призначення (наприклад, плата для шолома віртуальної реальності). Ці плати можна придбати окремо і вставити в слоти (розйоми) розширення на материнській платі.
Клавіатура і монітор забезпечують взаємодію користувача і комп'ютера (діалог або інтерфейс).
Клавіатура служить для введення інформації в комп'ютер і управління ним.
Миша - це маніпулятор, що доповнює клавіатуру і забезпечує зручне управління роботою комп'ютера.
Монітор призначений для відображення інформації як тієї, що вводиться, так і одержуваної в результаті рішення задач.
Дисководи служать для читання і записування інформації на зовнішні носії - гнучкі і жорсткі магнітні диски, компакт-диски.
Принтер - пристрій, призначений для друку підготовлених текстових або графічних документів.
Звукові колонки забезпечують виведення мовних повідомлень і музичних творів.
ПРИЗНАЧЕННЯ І ХАРАКТЕРИСТИКИ
ОКРЕМИХ ВУЗЛІВ КОМП'ЮТЕРА
Процесор. Процесор виконує арифметичні і логічні операції над оброблюваними даними. Сучасні процесори являють собою складні вироби, що складаються із сотень тисяч деталей. Основними характеристиками процесорів є: розрядність внутрішніх регістрів і тактової частоти.
Розрядність показує, яку порцію даних може опрацювати комп'ютер за один такт. Перші мікропроцесори (Intel 286) мали розрядність внутрішніх регістрів - 8 біт=1 байт, наступне покоління (Intel 386) - 16 біт=2байта, сучасні (Intel 486, Pentium) - 32 розряду=4 байта. Збільшення розрядності, за інших рівних умов, дозволило в 4 рази прискорити процес обчислень.
Тактова частота характеризує кількість елементарних операцій, виконуваних мікропроцесором за 1 секунду. Сучасні МП мають тактову частоту в діапазоні 166, 300, 400 МГц. Тактова частота в 400 Мегагерц означає, що мікропроцесор за одну секунду здатен виконати 400 мільйонів операцій.
Зараз у лабораторіях корпорацій розробляються 64-розрядні МП із тактовою частотою 1200 МГц.