I нформатика



Сторінка1/16
Дата конвертації05.03.2017
Розмір1.61 Mb.
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   16

Лекція 1

В С Т У П


На сучасному етапi розвитку ринкової економiки науково-технiчний прогрес полягає у якiсних змiнах знарядь працi, технологiчних та управлiнських процесiв. Одним з основних чинникiв впливу науково-технiчного прогресу на всi сфери дiяльностi людини є широке застосування нових iнформацiйних технологiй, тобто сукупнiсть методiв та засобiв отримання та використання iнформацiї на базi обчислювальної та комунiкацiйної технiки і широкого застосування математичних методiв. Пiд впливом нових iнформацiйних технологiй здiйснюється перехiд вiд екстенсивного зростання об'ємiв виробництва до iнтенсивного, вiдбуваються докорiннi змiни у суспiльному розподiлi працi, iстотнi змiни зазнає технологiя управлiння (процеси обгрунтування та прийняття рiшень, а також органiзацiя їх виконання). Новi iнформацiйнi технологiї сприяли появi наукового та прикладного напрямку, що iменується iнформатикою.

З сучасної точки зору iнформатику можна розглядати i як науку, i як прикладну дисциплiну, i як галузь народного господарства.

Широке застосування комп'ютерiв в усiх галузях народного господарства вимагає оволодiння комп'ютерною грамотою усiма верствами нашого суспiльства. Комп'ютерна грамотнiсть є складовою частиною загальнолюдської культури. Провiдником цiєї грамотностi є наука – iнформатика.

Iнформатика – це фундаментальна природнича наука, що вивчає структуру та загальнi властивостi iнформацiї, а також питання, пов'язанi з процесами збирання, зберiгання, пошуку, передачi, переробки, перетворення та використання iнформацiї в рiзних сферах людської дiяльностi.

Iнформація – це деяка сукупнiсть вiдомостей, якi деяка система сприймає вiд навколишнього свiту, зберiгає в собi або видає в зовнiшнє середовище.

Сучасна iнформатика є результатом iнтенсивного розвитку науки та технiки за останнi десятирiччя в напрямках:

- розробки методiв автоматизованого збирання, зберiгання, пошуку та передачi iнформацiї;

- розробки методiв обробки та перетворення iнформацiї;

- розробки технологiй та комп'ютерної технiки для розвитку перших двох напрямкiв.

Iнформатика може бути вiднесена до класу природничих наук, оскiльки закони обробки iнформацiї в суспiльних, бiологiчних та iнженерних системах єдинi. Iнформатика може бути вiднесена до класу фундаментальних наук, оскiльки поняття iнформацiї та процеси її переробки носять загальнонауковий характер. Iнформацiйнi моделi використовуються у рiзних областях науки.

Iнформатика iсторично виникла та розвивалась як природнича дисциплiна, до складу якої входило розроблення:

- методiв та правил рацiонального проектування пристроїв та систем обробки iнформацiї;

- технологiї використання цих пристроїв та систем для розв’язання наукових та практичних задач;

- методiв взаємодiї людини з цими пристроями та системами.

Розглядаючи iнформатику як галузь народного господарства, можна видiлити в нiй три вiдносно автономнi складовi частини:

- виробництво технiчних засобiв обробки та передачi iнформацiї;

- обробку iнформацiї;

- виробництво та реалiзацiю програмних засобiв та систем.

Курс "Iнформатика " використовує також поняття "комп'ютерна технiка".

Комп'ютер – це електронний пристрiй, здатний автоматично сприймати, перетворювати, зберiгати, накопичувати, поновлювати та видавати iнформацiю. Вiн має широкий набiр пристроїв, якi забезпечують його зв'язок iз зовнiшнiм свiтом та програмне забезпечення, яке дозволяє працювати з числовою, текстовою та графiчною iнформацiєю, з базами даних, електронними таблицями та iншими спецiальними предметними системами. Комп'ютер можна також сприймати як пристрiй, що виконує обчислення деяких величин за заданим правилом – алгоритмом.

Програмування – це дисциплiна, що cлужить для вивчення методiв формулювання та розв'язання задач за допомогою комп'ютерiв. Умовою застосування комп'ютерiв для розв'язання задач є побудова вiдповiдного алгоритма, що мiстить в собi правила отримання результуючої iнформацiї iз заданої iнформацiї. Правила запису алгоритму для виконання його комп'ютером є досить жорсткими, тому що він не може нiчого домислювати за людину.

Мовою програмування називається сукупнiсть засобiв та правил подання алгоритму у виглядi, що сприймається комп'ютером.

Програмою називається алгоритм, записаний мовою програмування.

ЗМIСТ ТА МЕТА КУРСУ

Особливе значення набуває iнформатика у пiдготовцi інженерів. Це пов'язано з тим, що в умовах розвитку iнформацiйних технологiй випускниковi технічного вузу потрiбно:

- працювати користувачем персонального комп'ютера (ПК) (автоматизованого робочого мiсця – АРМ, робочої станцiї тощо) в умовах "електронного офiсу", iнтегрованної iнформацiйної системи, електронної пошти, в локальних та глобальних телекомунiкацiйних мережах;

- удосконалювати технологiчнi та управлiнськi процеси на своєму робочому мiсцi (автоматизацiю управлiнських задач) з використанням найновiтнiших технiчних та програмних засобiв.

В курсi "Iнформатика" вивчаються основи iнформатики, розглядаються технiчнi засоби, базовi та прикладнi програмнi засоби у iнформацiйних системах. З системних позицiй розглядається класифiкацiя комп'ютерiв та тенденцiї їх розвитку; органiзацiйно-технiчнi та периферiйнi засоби обробки iнформацiї; локальнi та глобальнi обчислювальнi мережi; базовi програмнi засоби персональних комп'ютерiв, у тому числi сучаснi операцiйнi системи та тенденцiї їх розвитку; методи та засоби захисту iнформацiї, у тому числi вiд комп'ютерних вiрусiв. Розглядаються також сучаснi методи та засоби роботи інженера в умовах використання нових iнформацiйних технологiй, першорядна увага придiляється особливостям створення iнформацiйних систем та автоматизацiї задач проектування та управлiння, починаючи з обстеження предметної областi, постановки та алгоритмизацiї задачi, проектування бази даних, закiнчуючи характеристиками та тенденцiями розвитку свiтового та вiтчизняного ринку прикладних програмних продуктiв для електронного офiсу.

Навчальний курс "Iнформатика " орiєнтований на те, щоб у результатi його опанування студент:

- сформував фундамент сучасної iнформацiйної культури;

- забезпечив стiйкi навики роботи з комп'ютером в умовах локальних та глобальних обчислювальних мереж та систем телекомунiкацiй, нових iнформацiйних технологiй в інженернiй дiяльностi;

- ознайомився з архiтектурою, технiко-експлуатацiйними характеристиками та програмним забезпеченням комп'ютерної технiки;

- опанував основи сучасної методологiї алгоритмізації інженерних задач та практичної їх реалiзацiї з використанням комп'ютерiв та типових програмних продуктiв.

В результатi вивчення дисциплiни студент повинен:

- знати основи нових iнформацiйних технологiй;

- знати сучасний стан та напрямок розвитку комп'ютерної технiки та програмних засобiв;

- володiти основами автоматизацiї розв’язування інженерних задач;

- впевнено працювати користувачем комп'ютера;

- знати основи створення iнформацiйних систем та використання нових iнформацiйних технологiй переробки iнформацiї, у тому числi вмiти працювати з сучасними програмними засобами;

- мати уявлення про роботу в локальних та глобальних комп'ютерних мережах, мати навики використання електронної пошти, телеконференцiй, електронних дошок оголошень, засобiв електронного офiсу.

Значна роль у курсi "Iнформатика" належить комплексу лабораторних робiт, головною задачею якого є набуття студентами навикiв використання сучасних програмних продуктiв у процесi роботи з комп'ютером.

Етапом, що завершує пiдготовку студента з основ iнформатики має бути курсова робота, у межах якої синтезуються ранiше отриманi знання та навики. При виконаннi курсової роботи студент оволодiває навиками алгоритмізацiї розв’язування інженерних задач, починаючи з аналiзу предметної областi, побудови моделi, блок-схеми алгоритму та програми на алгоритмічних мовах і закiнчуючи її реалiзацiєю на комп'ютерi з використанням електронних таблиць, систем управлiння базами даних та пакетів прикладних програм з подальшим аналiзом отриманих результатiв.

Лекція 2 ЕЛЕКТРОННО-ОБЧИСЛЮВАЛЬНI МАШИНИ

(КОМП'ЮТЕРИ)

Iсторiя розвитку комп'ютерної технiки

Комп'ютер – це унiверсальний iнструмент для розв'язання різно-манiтних iнформацiйних задач.

Iсторія розвитку обчислювальної технiки починається з давнiх часiв, коли виникла необхiднiсть розрахункiв. Перша "обчислювальна машина" – Абак – була подiбна до сучасної рахiвницi.

В XVI ст. шотландський математик Джон Непер вперше використав для складних розрахункiв таблицю логарифмiв, що призвело до винайдення логарифмiчної лiнiйки. На початку XVII ст. французський фiлософ та математик Блез Паскаль сконструював перший механiчний калькулятор.

В 30-х роках XIX ст. британський винахiдник Чарльз Беббiдж висунув iдею "аналiтичної машини", яка за принципами своєї органiзацiї нагадує сучаснi комп'ютери. Вона повинна була виконувати розрахунки будь-якої складностi за заданою програмою. Першi програми для цiєї машини склала дочка видатного англiйського поета лорда Байрона – Аделiна Ловлейс, яку можна вважати першим програмiстом в iсторiї людства. В 1890 роцi в США був сконструйований удосконалений варiант такого калькулятора, який використовувався для перепису населення. Поява на початку 30-х рокiв ХХ ст. електромеханiчних реле послужило поштовхом для створення електромеханiчних калькуляторiв. Значних успiхiв в цьому досягнули молодий нiмецький iнженер Конрад Цузе (1941 рiк, машина «Енiгма») та американський вчений Говард Ейкен, який для фiрми IBM у 1943 роцi побудував машину «Марк-1».

В 1936 роцi 24-рiчний математик Алан Тьюрiнг дав чiткий логiчний доказ можливостi створення унiверсальної програмно-керованої обчислювальної машини. Така машина на базi електромеханiчних реле була створена групою А.Тьюрiнга в 1942 роцi для Британської розвiдки, де i використовувалась для дешифровки таємних повiдомлень нiмецьких спецслужб, що шифрувались машиною «Енiгма».

Перший в свiтi комп'ютер на основi електронних ламп ЕНIАК був створений за принципами Тьюрiнга в 1945 роцi в США. Цей комп'ютер був в 1000 разiв продуктивнiший ніж «Марк-1», але програмувався вiн шляхом комутацiї провiдникiв i не мiг запам'ятовувати ранiше введенi програми. Тому незабаром в США розпочались роботи з проектування нового комп'ютера, основнi принципи функцiонування якого виклав вiдомий математик Джон фон Нейман. Перший такий комп'ютер був побудований в 1949 роцi i з тих пiр всi сучаснi комп'ютери створюються у вiдповiдностi з принципами Дж. фон Неймана.

В СРСР проект першого комп'ютера був створений групою пiд керiвництвом академiка С.А.Лебедєва ще напередоднi вiйни, але реалiзований вiн був тiльки в 1951 роцi. Ця машина отримала назву МЕСМ. Незабаром також пiд керiвництвом С.А.Лебедєва в Києвi були створенi унiкальнi для свого часу комп'ютери БЕСМ-1 та М-20, якi пiшли в серiйне виробництво. Це були в той час найпотужнiшi комп'ютери в Європi, якi виконували 10 000 операцій за секунду. Для порiвняння: сучаснi комп'ютери виконують за одну секунду десятки i сотнi мiльйонiв операцiй.

Постiйне удосконалення комп'ютерiв докорiнно змiнює органiзацiйнi форми їх використання.

Першi комп'ютери використовувались лише в деяких провiдних наукових установах для потреб фiзики, авiацiї, оборонної та космiчної промисловостi. Це були дуже громiздкi та дорогi машини, що вимагали спецiальних примiщень, багато енергiї, витратних матерiалiв та великого штату обслуговуючого персоналу.

З розвитком обчислювальної технiки вартiсть комп'ютерiв поступово знижувалась, збiльшувалось їх виробництво. Комп'ютери почали застосовуватись в економiцi, управлiннi виробництвом та в iнших галузях народного господарства. На цьому етапi створювались регiональнi обчислювальнi центри колективного користування, на яких встановлювались комп'ютери, вартiсть яких була ще досить високою. Це повнiстю виключало можливiсть придбання таких комп'ютерiв пiдприємствами та господарствами, якi змушенi були опрацьовувати свою iнформацiю на вiдcтанi, для переважної бiльшостi середнiх та дрiбних пiдприємств комп'ютери залишались недоступними.

Докорiнно ситуацiя змiнилась тiльки з появою персональних комп'ютерiв, якi мають габарити звичайного телевiзора i вартiсть, посильну навiть для невеликих господарств. Персональнi комп'ютери прийшли безпосередньо на робочi мiсця спецiалiстiв рiзного профiлю, дозволивши цим створити автоматизованi робочi мiсця (АРМи). Це дозволяє спецiалiсту будь-якого профiлю пiсля невеликої попередньої пiдготовки ефективно використовувати їх для розв'язання рiзних задач.



Архiтектура комп'ютера

Згiдно з принципами Дж. фон Неймана комп'ютер виконує операцiї введення, зберiгання, перетворення та виведення iнформацiї, тобто перетворює введену iнформацiю деякого типу в результуючу iнформацiю того ж або iншого типу.



Рисунок 1.1 – Архітектура комп’ютера


Комп'ютер (рис.1.1) в своєму складi повинен мати такi пристрої:

- арифметико-логiчний пристрiй (АЛП);

- пристрiй керування (ПК);

- запам'ятовувальні пристрої (пам'ять) для зберiгання програм та даних;

- пристрої введення iнформацiї;

- пристрої виведення iнформацiї.

Комп'ютер автоматично виконує набiр iнструкцiй, що називається комп'ютерною програмою.

За допомогою програми людина дає комп'ютеру наказ, якi операцiї i в якому порядку слiд виконувати, щоб отримати необхiдний результат. Комп'ютер зберiгає в пам'ятi введену програму i у вiдповiдностi з нею виконує такi операцiї:

- iз заданих областей пам'ятi вибирає iнформацiю;

- за допомогою арифметичного блоку виконує над нею деякi дiї;

- результати розмiщує в назначену область пам'ятi.

В сучасних комп'ютерах арифметико-логiчний пристрiй та пристрiй керування об'єднанi в єдиний блок – центральний процесор.



Центральний процесор (CPU) – це основна частина комп'ютера, яка керує усiма пристроями системи та безпосередньо виконує сам процес обробки iнформацiї. Процесор призначений для:

- керування обмiном iнформацiєю мiж пристроями;

- обчислень за заданою програмою;

- задання режимiв роботи пристроїв;

- органiзацiї введення-виведення iнформацiї та iн.

Конструктивно всi пристрої процесора об'єднуються в один блок у виглядi однiєї або декiлькох iнтегральних схем.



Запам'ятовувальні пристрої (ЗП) – це технiчнi засоби, що забезпечують зберiгання та видачу iнформацiї. В цих пристроях зберiгаються данi, якi необхiдно опрацювати в комп'ютерi, програми обробки даних та результати роботи.

Пристрої введення-виведення iнформацiї призначенi для зв'язку з комп'ютером. Цi пристрої дозволяють вводити в комп’ютер дані та отримувати вiд комп'ютера результати його роботи, дiалоговi повiдомлення та iншу iнформацiю.

  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   16


База даних захищена авторським правом ©lecture.in.ua 2016
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка