Информатизация общества. Основные этапы развития вычислительной техники (стр. 1 )

Информатизация общества. Основные этапы развития вычислительной техники

1.  Информатизация общества. Основные этапы развития вычислительной техники

Под информатизацией общества понимают реали­зацию комплекса мер, направленных на обеспечение пол­ного и своевременного использования членами обще­ства достоверной информации, что в значительной мере зависит от степени освоения и развития новых инфор­мационных технологий.

В информационном обществе изменятся не только производство, но и весь уклад жизни, система ценно­стей. В информационном обществе производятся и по­требляются интеллект, знания, что приводит к увеличе­нию доли умственного труда. От человека потребуется способность к творчеству.

Материальной и технологической базой информаци­онного общества станут различного рода системы на базе компьютерной техники и компьютерных сетей, инфор­мационной технологии, телекоммуникационной связи.

Информационное общество — общество, в котором большинство работающих занято производством, хра­нением, переработкой и реализацией информации, осо­бенно высшей ее формы — знаний.

Некоторые 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;

• информационные технологии охватывают все сфе­ры социальной деятельности человека;

• с помощью средств информатики реализован сво­бодный доступ каждого человека к информацион­ным ресурсам всей цивилизации. Один из этапов перехода к информационному общест­ву — компьютеризация общества, где основное внима­ние уделяется развитию и внедрению компьютеров, обес­печивающих оперативное получение результатов переработки информации и ее накопление.

Основной инструмент компьютеризации — ЭВМ (или компьютер). Человечество проделало долгий путь, прежде чем достигло современного состояния средств вычисли­тельной техники.

Основными этапами развития вычислительной техники являются:

I. Ручной — с 50-го тысячелетия до н. э.;

II. Механический — с середины XVII века;

III. Электромеханический — с девяностых годов XIX века;

 IV. Электронный — с сороковых годов XX века.

I. Ручной период автоматизации вычислений начался на заре человеческой цивилизации. Он базировался на использовании пальцев рук и ног. Счет с помощью груп­пировки и перекладывания предметов явился предшествен­ником счета на абаке — наиболее развитом счетном при­боре древности. Аналогом абака на Руси являются до­шедшие до наших дней счеты. Использование абака пред­полагает выполнение вычислений по разрядам, т. е. нали­чие некоторой позиционной системы счисления.

II. Развитие механики в XVII веке стало предпосыл­кой создания вычислительных устройств и приборов, использующих механический способ вычислений.

XIX веке были изобретены механические счетные машины – арифмометры, они могли не только складывать, вычитать, умножать и делить числа, но и запоминать промежуточные результаты, печатать результаты измерений.

III. Электромеханический этап развития ВТ явился наи­менее продолжительным и охватывает около 60 лет.

Классическим типом средств электромеханического этапа был счетно-аналитический комплекс, предназначенный для обработки информации на перфокарточных носителях.

IV. Электронный этап, начало которого связывают с созданием в США в конце 1945 г. электронной вычис­лительной машины ENIAC

2.  Функциональная схема компьютера. Основные устройства компьютера и их функции.

Устройство компьютера. Любой компьютер (даже самый большой)состоит из четырех частей:

устройства ввода информации устройства обработки информации устройства хранения устройства вывода информации.

 Процессор. Процессор может обрабатывать различные виды информации: числовую, текстовую, графическую, видео и звуковую. Процессор является электронным устройством, поэтому различные виды информации должны в нем обрабатываться в форме последовательностей электрических импульсов.
 
  Такие последовательности электрических импульсов можно записать в виде последовательностей нулей и единиц (есть импульс — единица, нет импульса — нуль), которые называются машинным языком.
 
  Устройства ввода и вывода информации. Человек не воспринимает электрические импульсы и очень плохо понимает информацию, представленную в форме последовательностей нулей и единиц, следовательно, в составе компьютера требуются специальные устройства ввода и вывода информации.
 
  Устройства ввода «переводят» информацию с языка человека на машинный язык компьютера, а устройства вывода, наоборот, делают информацию, представленную на машинном языке, доступной для человеческого восприятия.
 
  Устройства ввода информации. Ввод числовой и текстовой информации осуществляется с помощью клавиатуры. Для ввода графической информации или работы с графическим интерфейсом программ чаще всего применяют манипуляторы типа мышь (для настольных персональных компьютеров) и трекбол или тачпад (для портативных компьютеров).
 
  Если мы хотим ввести в компьютер фотографию или рисунок, то используем специальное устройство — сканер. В настоящее время все большее распространение получают цифровые камеры (фотоаппараты и видеокамеры), которые формируют изображения уже в компьютерном формате. Для ввода звуковой информации предназначен микрофон, подключенный ко входу специальной звуковой платы, установленной в компьютере.
 
  Управлять компьютерными играми удобнее посредством специальных устройств — игровых манипуляторов (джойстиков).
 
  Устройства вывода информации. Наиболее универсальным устройством вывода является монитор, на экране которого высвечивается числовая, текстовая, графическая и видеоинформация.
 
  Для сохранения информации в виде «твердой копии» на бумаге служит принтер, а для вывода на бумагу сложных чертежей, рисунков и схем большого формата — плоттер (графопостроитель).
 
  Вывод звуковой информации осуществляется с помощью акустических колонок или наушников, подключенных к выходу звуковой платы.
 
 
 
  Оперативная и долговременная память. В компьютере информация хранится в оперативной (внутренней) памяти. Однако при выключении компьютера вся информация из оперативной памяти стирается.
 
  Долговременное хранение информации обеспечивается внешней памятью. В качестве устройств внешней памяти обычно выступают накопители на гибких магнитных дисках (НГМД), накопители на жестких магнитных дисках (НЖМД) и оптические накопители (CD-ROM и DVD-ROM).
 
  Магистраль. Обмен информацией между отдельными устройствами компьютера производится по магистрали (рис. 8).
 
  Подключение компьютера к сети. Человек постоянно обменивается информацией с окружающими его людьми. Компьютер может обмениваться информацией с другими компьютерами с помощью локальных и глобальных компьютерных сетей. Для этого в его состав включают сетевую плату и модем.
 

3.  Характеристики процессора и внутренней памяти компьютера ( быстродействие, разрядность, объём памяти и др.).

Процессор компьютера предназначен для обработки информации. Каждый процессор имеет определенный набор базовых операций (команд), например, одной из таких операций является операция сложения двоичных чисел.
Технически процессор реализуется на большой интегральной схеме, структура которой постоянно усложняется, и количество функциональных элементов (типа диод или транзистор) на ней постоянно возрастает (от 30 тысяч в процессоре 8086 до 5 миллионов в процессоре Pentium II).
Важнейшей характеристикой процессора, определяющей его быстродействие, является его тактовая частота. От нее, в частности, зависит количество базовых операций, которые производит процессор в секунду. Тактовая частота измеряется в герцах.

Другой характеристикой процессора, влияющей на его производительность, является разрядность процессора. Разрядность процессора определяется количеством двоичных разрядов, которые процессор обрабатывает за один такт. Разрядность процессора увеличилась за 20 лет в 8 раз. В первом отечественном школьном компьютере «Агат» (1985 г.) был установлен процессор, имевший разрядность 8 бит, у современного процессора Pentium 4 разрядность равна 64 бит.

Производительность машины очень сильно зависит от объема внутренней памяти. Если для работы каких-то программ не хватает внутренней памяти, то компьютер начинает переносить часть данных во внешнюю память, что резко снижает его производительность. Скорость чтения/записи данных в оперативную память на несколько порядков выше, чем во внешнюю. Современные компьютеры требуют объем оперативной памяти в десятки и даже сотни Мбайт.

  Оперативная (внутренняя) память. Оперативная память представляет собой множество ячеек, причем каждая ячейка имеет свой уникальный двоичный адрес. Каждая ячейка памяти имеет объем 1 байт.
 
  Производительность компьютера. Производительность компьютера является его интегральной характеристикой, которая зависит от частоты и разрядности процессора, объема оперативной (внутренней) и долговременной (внешней) памяти и скорости обмена данными. Производительность компьютера нельзя вычислить, она определяется в процессе тестирования по скорости выполнения определенных операций в стандартной программной среде.
 

4. Внешняя память компьютера. Носители информации ( гибкие диски, CD-ROM диски, магнитооптические диски и пр.) и их основные характеристики.

Внешняя (долговременная) память — это место дли­тельного хранения данных (программ, результатов рас­четов, текстов и т. д.), не используемых в данный момент в оперативной памяти компьютера. Внешняя память в отличие от оперативной является энергонезависимой. Носители внешней памяти, кроме - того, обеспечивают транспортировку данных в тех случаях, когда компьюте­ры не объединены в сети (локальные или глобальные).

Для работы с внешней памятью необходимо наличие накопителя (устройства, обеспечивающего запись и (или) считывание информации) и устройства хранения — но­сителя.

Встроенные в системном блоке магнитные диски называются жесткими дисками, или винчестерами. Это очень важная часть, так как именно здесь хранится весь объем программ, необходимый для работы компьютера. Чтение/запись данных на жесткий диск производится быстрее, чем на другие внешние носители, но все-таки медленнее, чем в оперативную память.  
 В качестве внешней памяти используются носители информации различной информационной емкости: гибкие диски (1,44 Мбайт), жесткие диски (до 50 Гбайт), оптические диски CD-ROM (650 Мбайт) и DVD (до 10 Гбайт). Самыми медленными из них по скорости обмена данными являются гибкие диски (0,05 Мбайт/с), а самыми быстрыми — жесткие диски (до 100 Мбайт/с). Флеш-память – это электронное устройство внешней памяти, используемое для чтения и записи информации в файловом формате. По сравнению с дисками флеш-память обладает гораздо большим информационным объемом.

5.Операционная система компьютера ( назначение, состав, способ организации диалога с пользователем). Загрузка компьютера.

Операционная система – комплекс программ, обеспечивающих взаимодействие всех аппаратных и программных частей компьютера между собой и взаимодействие пользователя и компьютера.

Состав ОС:

Ядро - это основная, определяющая часть ОС, которая управляет аппаратными средствами и выполнением программ.

Файловая система - это способ организации хранения файлов на запоминающих устройствах.

Интерпретатор команд или оболочка - это программа, организующая взаимодействие пользователя с компьютером.

Утилиты - это отдельные программы, выполняющие различные служебные функции.

 Основные функции:

§  Выполнение по запросу программ (ввод и вывод данных, запуск и остановка других программ, выделение и освобождение дополнительной памяти и др.).

§  Загрузка программ в оперативную память и их выполнение.

§  Стандартизованный доступ к периферийным устройствам (устройства ввода-вывода).

§  Управление оперативной памятью (распределение между процессами, организация виртуальной памяти).

§  Управление доступом к данным на энергонезависимых носителях (таких как жёсткий диск, оптические диски и др.), организованным в той или иной файловой системе.

§  Обеспечение пользовательского интерфейса.

§  Сохранение информации об ошибках системы.

Дополнительные функции:

§  Параллельное или псевдопараллельное выполнение задач (многозадачность).

§  Эффективное распределение ресурсов вычислительной системы между процессами.

§  Разграничение доступа различных процессов к ресурсам.

§  Организация надёжных вычислений (невозможности одного вычислительного процесса намеренно или по ошибке повлиять на вычисления в другом процессе), основана на разграничении доступа к ресурсам.

§  Взаимодействие между процессами: обмен данными, взаимная синхронизация.

§  Защита самой системы, а также пользовательских данных и программ от действий пользователей (злонамеренных или по незнанию) или приложений.

§  Многопользовательский режим работы и разграничение прав доступа (см. аутентификация, авторизация).

Запуск компьютера

При поступлении сигнала о запуске процессор обращается к специально выделенной ячейке памяти. В ОЗУ в этот момент ничего нет, если бы там была какая-либо программа, то она начала бы выполнятся.

Для того чтобы компьютер мог начать работу необходимо наличие специальной микросхемы – ПЗУ. Программы ПЗУ записываются на заводе и называются BIOS.

После включения компьютера процессор начинает считывать и выполнять микрокоманды, которые хранятся в микросхеме BIOS. Прежде всего начинает выполнятся программа тестирования POST, которая проверяет работоспособность основных устройств компьютера. В случае неисправности выдаются определенные звуковые сигналы, а после инициализации видеоадаптера процесс тестирования отображается на экране монитора.

Затем BIOS начитает поиск программы-загрузчика операционной системы. Программа-загрузчик помещается в ОЗУ и начинается процесс загрузки файлов операционной системы.

Загрузка операционной системы

Файлы операционной системы хранятся во внешней, долговременной памяти (на жестком диске, на CD …). Однако программы могут выполнятся, только если они находятся в ОЗУ, поэтому файлы ОС необходимо загрузить в оперативную память.

Диск, на котором находятся файлы операционной системы и с которого происходит загрузка, называют системным. Если системные диски в компьютере отсутствуют, на экране монитора появляется сообщение "Non system disk" и компьютер «зависает», т. е. загрузка операционной системы прекращается и компьютер остается неработоспособным.

После окончания загрузки операционной системы управление передается командному процессору. В случае использования интерфейса командной строки на экране появляется приглашение системы для ввода команд, в противном случае загружается графический интерфейс операционной системы. В случае загрузки графического интерфейса операционной системы команды могут вводиться с помощью мыши.

6. Файловая система. Папки. Файлы ( имя, тип, путь доступа).операции с папками и файлами в среде операционной системы

Главное назначение носителей внешней памяти — дол­госрочное хранение информации. Любая информация (текст, изображение, программа, видеофильм и т. д.) на внешнем носителе хранится в виде файла, файл — это поименованная область на диске, в которой хранится отдельный экземпляр информации определенного типа.

Файл характеризуется набором параметров (имя, рас­ширение, размер, дата создания, дата последней модифи­кации) и атрибутами, используемыми операционной системой для его обработки ("архивный", "системный", "скрытый", "только для чтения", "каталог" и др.).

Имя файла состоит из двух частей, разделенных точкой: собственно имя файла и расширение, определяющее его тип (программа, данные и т. д.). Собственно имя файлу дает пользователь, а тип файла обычно задается программой автоматически при его создании.

В различных операционных системах существуют различные форматы имен файлов. В операционной системе MS-DOS собственно имя файла должно содержать не более восьми букв латинского алфавита и цифр, а расширение состоит из трех латинских букв, например: proba. txt

В операционной системе Windows имя файла может иметь до 255 символов, причем допускается использование русского алфавита, например:
Единицы измерения информации. doc

Файловая система. 

На каждом носителе информации (гибком, жестком или лазерном диске) может храниться большое количество файлов. Порядок хранения файлов на диске определяется установленной файловой системой.

Файловая система - это система хранения файлов и организации каталогов.

Для дисков с небольшим количеством файлов (до нескольких десятков) удобно применять одноуровневую файловую систему, когда каталог (оглавление диска) представляет собой линейную последовательность имен файлов. 

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах: 1 2 3 4 5