Теоретичні основи інформатики та компютерної техніки (стр. 2 из 4)
o програмна сумісність;
o сумісність на рівні даних.
Існує безліч видів і типів комп'ютерів, що збираються з деталей, які виготовлені різними виробниками. Важливим є сумісність забезпечення комп'ютера.
Складові частини інформатики.
Подальший розвиток інформатики визначався ступенем розвитку інженерно-технічних можливостей людства. Отже, інформатика розвивається паралельно з технікою зв`язку, технікою автоматичного регулювання й управління (механічною, електромеханічною, електронною), технікою запам`ятовування, зчитування і запису, реєстрації, перетворення, опрацювання й передачі інформації.
Перші ефективні результати застосування інформатики пов`язані з використанням ЕОМ для розрахунків з аеродинаміки, механіки, фізики. Із розвитком електронно-обчислювальної техніки інформатика почала застосовуватися в галузі економіки й управління виробництвом із метою пошуку оптимальних рішень.
Сучасна інформатика є результатом бурхливого розвитку науки й техніки за останні десятиліття, розвиваючись у двох напрямках: науковому і прикладному. Наукова інформатика вивчає структуру й загальні властивості наукової інформації, а також закономірності всіх процесів наукової комунікації.
Прикладна інформатика займається:
o вивченням законів, методів і способів накопичення, обробки та передачі інформації за допомогою ЕОМ та інших технічних засобів;
o різноманітними аспектами застосування і розробки ЕОМ, зокрема програмним забезпеченням ЕОМ, штучним інтелектом, архітектурою комп`ютерів та комп`ютерних мереж тощо.
Складовою частиною прикладної інформатики є економічна інформатика, яка займається питаннями збору, накопичення, опрацювання і передачі економічної інформації з використанням різноманітних технічних засобів.
Інформація, її види та властивості.
В межах інформатики, як технічної науки можна сформулювати поняття інформації, інформаційної системи та інформаційної технології.
Інформація - це сукупність відомостей (даних), які сприймають із навколишнього середовища (вхідна інформація), видають у навколишнє середовище (вихідна інформація) або зберігають всередині певної системи.
Інформація існує у вигляді документів, креслень, малюнків, текстів, звукових та світлових сигналів, електричних та нервових імпульсів тощо. Саме слово ”інформатика” походить від латинського information, що означає виклад, роз'яснення факту, події.
Найбільш важливими властивостями інформації є:
o об'єктивність та суб'єктивність;
o повнота;
o достовірність;
o адекватність;
o доступність;
o актуальність.
Данні – це інформація, подана у формі, сприятливій для формальної обробки персональним комп’ютером або користувачем.
Дані є складовою частиною інформації, що являють собою зареєстровані сигнали. Під час інформаційного процесу дані перетворюються з одного виду в інший за допомогою методів. Обробка даних містить в собі множину різних операцій. Основними операціями є:
o збір даних - накопичення інформації з метою забезпечення достатньої повноти для прийняття рішення;
o формалізація даних - приведення даних, що надходять із різних джерел до однакової форми;
o фільтрація даних - усунення зайвих даних, які не потрібні для прийняття рішень;
o сортування даних - впорядкування даних за заданою ознакою з метою зручності використання;
o архівація даних - збереження даних у зручній та доступній формі;
o захист даних - комплекс дій, що скеровані на запобігання втрат, відтворення та модифікації даних;
o транспортування даних - прийом та передача даних між віддаленими користувачами інформаційного процесу. Джерело даних прийнято називати сервером, а споживача - клієнтом;
o перетворення даних - перетворення даних з однієї форми в іншу, або з однієї структури в іншу, або зміна типу носія.
Кодування інформації.
Для автоматизації роботи з даними, що відносяться до різних типів, важливо уніфікувати їх форму представлення. Для цього, як правило, використовується прийом кодування, тобто представлення даних одного типу через дані іншого типу. Звичайні людські мови можна розглядати як системи кодування ідей та понять для вираження думок за допомогою мовлення. Іншим прикладом загальновживаних систем кодування може бути азбука, як система кодування компонентів мови за допомогою графічних символів. Універсальні засоби кодування успішно втілюються в різноманітних галузях техніки, науки та культури - математичні вирази, телеграфна азбука, морська азбука, азбука для сліпих тощо. Своя система кодування існує й в інформатиці, і називається вона двійковим кодом. Слід зауважити, що вся інформація, що зберігається та обробляється засобами обчислювальної техніки, незалежно від її типу (числа, текст, графіка, звук, відео), представлена у двійковому коді.
Найменшою одиницею об'єму даних прийнято вважати байт - послідовність, що складається з восьми взаємозв’язаних бітів. Байт може приймати значення від 0 до 255. Байтом можна закодувати, наприклад, один символ текстової інформації. Більшою одиницею виміру є кілобайт (Кбайт). 1Кбайт приблизно дорівнює 1000 байтам. Однак, для обчислювальної машини, що працює з двійковими числами, більш зручним є представлення чисел у вигляді степені двійки, і тому 1 Кбайт дорівнює 210 байт (1024). Більші одиниці вимірювання інформації утворюються додаванням префіксів мега-, гіга-, тера-:
o кілобайт (Кбайт): 1 Кбайт = 1010 байт = 1024 байт;
o мегабайт (Мбайт): 1 Мбайт = 1010 Кбайт = 1024 Кбайт;
o гігабайт (Гбайт): 1 Гбайт = 1010 Мбайт = 1024 Мбайт;
o терабайт (Тбайт): 1 Тбайт = 1010 Гбайт = 1024 Гбайт.
Саме в таких одиницях вимірюється ємність даних в інформатиці.
Структурна схема персонального комп’ютера.
Пам’ять комп’ютера поділяється на зовнішню ті внутрішню. В свою чергу внутрішня пам’ять поділяється на оперативну та постійну. В оперативну пам’ять можна декілька разів записувати та зчитувати різну інформацію. З постійної пам’яті інформація неодноразово зчитується, а записується звичайно при її виготовленні.
Операційною системою називається спеціалізований комплекс програм, які управляють роботою апаратних та прикладних програмних ресурсів комп’ютера самостійно або за вимогами користувача.
Сервісні програми – це допоміжні інструменти, що розширюють та доповнюють функції операційних систем.
Системи числення.
Сукупність прийомів та правил найменування й позначення чисел називається системою числення. Звичайною для нас і загальноприйнятою є позиційна десяткова система числення. Як умовні знаки для запису чисел вживаються цифри.
Система числення, в якій значення кожної цифри в довільному місці
послідовності цифр, яка означає запис числа, не змінюється, називається непозиційною. Система числення, в якій значення кожної цифри залежить від місця в послідовності цифр у записі числа, називається позиційною.
Щоб визначити число, недостатньо знати тип і алфавіт системи числення. Для цього необхідно ще додати правила, які дають змогу за значеннями цифр встановити значення числа.
Найпростішим способом запису натурального числа є зображення його за допомогою відповідної кількості паличок або рисочок. Таким способом можна користуватися для невеликих чисел.
Наступним кроком було винайдення спеціальних символів (цифр). У непозиційній системі кожен знак у запису незалежно від місця означає одне й те саме число. Добре відомим прикладом непозиційної системи числення є римська система, в якій роль цифр відіграють букви алфавіту: І - один, V - п'ять, Х - десять, С - сто, Z - п'ятдесят, D -п'ятсот, М - тисяча. Наприклад, 324 = СССХХІV. У непозиційній системі числення незручно й складно виконувати арифметичні операції.
Позиційна система числення.
Загальноприйнятою в сучасному світі є десяткова позиційна система числення, яка з Індії через арабські країни прийшла в Європу. Основою цієї системи є число десять. Основою системи числення називається число, яке означає, у скільки разів одиниця наступного розрядку більше за одиницю попереднього.
Загальновживана форма запису числа є насправді не що інше, як скорочена форма запису розкладу за степенями основи системи числення, наприклад
130678=1*105+3*104+0*103+6*102+7*101+8
Тут 10 є основою системи числення, а показник степеня - це номер позиції цифри в записі числа (нумерація ведеться зліва на право, починаючи з нуля). Арифметичні операції у цій системі виконують за правилами, запропонованими ще в середньовіччі. Наприклад, додаючи два багатозначних числа, застосовуємо правило додавання стовпчиком. При цьому все зводиться до додавання однозначних чисел, для яких необхідним є знання таблиці додавання.
Проблема вибору системи числення для подання чисел у пам'яті комп'ютера має велике практичне значення. В разі її вибору звичайно враховуються такі вимоги, як надійність подання чисел при використанні фізичних елементів, економічність (використання таких систем числення, в яких кількість елементів для подання чисел із деякого діапазону була б мінімальною). Для зображення цілих чисел від 1 до 999 у десятковій системі достатньо трьох розрядів, тобто трьох елементів. Оскільки кожен елемент може перебувати в десятьох станах, то загальна кількість станів - 30, у двійковій системі числення 99910=1111100, необхідна кількість станів - 20 (індекс знизу зображення числа - основа системи числення). У такому розумінні є ще більш економічна позиційна система числення - трійкова. Так, для запису цілих чисел від 1 до у десятковій системі числення потрібно 90 станів, у двійковій - 60, у трійковій - 57. Але трійкова система числення не дістала поширення внаслідок труднощів фізичної реалізації.