Появление информатики
Содержание
Глава 1. Теоретическая часть
1. Появление и развитие информатики
Термин информатика возник в 60-х гг. во Франции для названия области, занимающейся автоматизированной обработкой информации с помощью электронных вычислительных машин. Французский термин informatigue (информатика) образован путем слияния слов information (информация) и automatigue (автоматика) и означает "информационная автоматика или автоматизированная переработка информации". В англоязычных странах этому термину соответствует синоним computer science (наука о компьютерной технике).
Выделение информатики как самостоятельной области человеческой деятельности в первую очередь связано с развитием компьютерной техники. Причем основная заслуга в этом принадлежит микропроцессорной технике, появление которой в середине 70-х гг. послужило началом второй электронной революции. С этого времени элементной базой вычислительной машины становятся интегральные схемы и микропроцессоры, а область, связанная с созданием и использованием компьютеров, получила мощный импульс в своем развитии. Термин "информатика" приобретает новое дыхание и используется не только для отображения достижений компьютерной техники, но и связывается с процессами передачи и обработки информации.
В нашей стране подобная трактовка термина "информатика" утвердилась с момента принятия решения в 1983 г. на сессии годичного собрания Академии наук СССР об организации нового отделения информатики, вычислительной техники и автоматизации. Информатика трактовалась как "комплексная научная и инженерная дисциплина, изучающая все аспекты разработки, проектирования, создания, оценки, функционирования основанных на ЭВМ систем переработки информации, их применения и воздействия на различные области социальной практики".
Информатика в таком понимании нацелена на разработку общих методологических принципов построения информационных моделей. Поэтому методы информатики применимы всюду, где существует возможность описания объекта, явления, процесса и т.п. с помощью информационных моделей.
Существует множество определений информатики, что связано с многогранностью ее функций, возможностей, средств и методов. Обобщая опубликованные в литературе по информатике определения этого термина, предлагаем такую трактовку.
Информатика – это область человеческой деятельности, связанная с процессами преобразования информации с помощью компьютеров и их взаимодействием со средой применения.
Часто возникает путаница в понятиях "информатика" и "кибернетика". Попытаемся разъяснить их сходство и различие.
Основная концепция, заложенная Н. Винером в кибернетику, связана с разработкой теории управления сложными динамическими системами в разных областях человеческой деятельности. Кибернетика существует независимо от наличия или отсутствия компьютеров.
Кибернетика – это наука об общих принципах управления в различных системах: технических, биологических, социальных и др.
Информатика занимается
изучением процессов
Информатика появилась благодаря развитию компьютерной техники, базируется на ней и совершенно немыслима без нее. Кибернетика же развивается сама по себе, строя различные модели управления объектами, хотя и очень активно использует все достижения компьютерной техники. Кибернетика и информатика, внешне очень похожие дисциплины, различаются, скорее всего, в расстановке акцентов:
- в информатике – на свойствах информации и аппаратно-программных средствах ее обработки;
- в кибернетике – на разработке концепций и построении моделей объектов с использованием, в частности, информационного подхода.
2. Структура ЭВМ
Электронной вычислительной машиной (ЭВМ) или компьютером называется система устройств, выполненных на электронных приборах, предназначенная для автоматизации решения :задач пользователей.
Структурная схема ЭВМ имеет следующий вид:
Рис.1. Структурная схема ЭВМ.
Процессор – главное устройство ЭВМ, выполняющее вычисления и управляющее работой компьютера.
Процессор состоит из четырех устройств: арифметико-логического устройства (АЛУ), устройства управления (УУ), регистров общего назначения (РОН) и кэш-памяти.
-Арифметико-логическое устройство выполняет арифметические и логические операции над данными.
-Регистры общего назначения хранят промежуточные результаты обработки данных процессором.
-Кэш-память служит для повышения быстродействия процессора, путем уменьшения времени его непроизводительного простоя.
-Устройство управления формирует адреса очередных команд, т.е. определяет порядок выполнения команд программ.
Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) служит для кратковременного хране-ния информации во время сеанса работы пользователя до выключения ЭВМ.
Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) служит для хранения неизменяемой информации: программ проверки и обслуживания отдельных устройств ЭВМ, базовой сис-темы ввода-вывода (BIOS).
Внешние запоминающие устройства (ВЗУ) служат для длительного хранения инфор-мации и включают: накопители (дисководы) на гибких магнитных дисках (НГМД); накопи-тель на жестком магнитном диске (НМД или винчестер), устройства чтения и записи на оп-тических дисках.
Устройства ввода служат для ввода информации различных видов в ЭВМ.
Устройства вывода служат для вывода информации из ЭВМ в различном виде: отображения на экране, распечатки на бумаге, звука и т. д.
Системная шина предназначена для передачи информации между процессором и остальными устройствами ЭВМ.
3. Устройства ввода и вывода информации
К устройствам ввода информации относятся; клавиатура, мышь, джойстик, сканер, сенсорный экран, световое перо, дигитайзер, цифровой фотоаппарат, цифровая видеокамера, микрофон и другие.
1. Клавиатура служит для ручного ввода информации в ЭВМ.
2. Мышь – это устройство, облегчающее ввод информации в ЭВМ и управление ее работой;
3. Джойстик - устройство управления в компьютерных играх.
4. Сканер выполняет ввод графической и текстовой информации с бумажного носителя в память ЭВМ.
5.Сенсорный экран - устройство ввода информации, представляющее собой экран, реагирующий на прикосновения к нему.
6. Дигитайзер (графический планшет) - это устройство для ручного ввода графических изображений в компьютер.
7. Цифровой фотоаппарат - это устройство для фотографирования и сохранения фото-снимков в цифровом виде.
8. Цифровая видеокамера служит для видеосъемок и сохраняет видеоинформацию в цифровом виде.
9. Микрофон - устройство для ввода звуковой информации в ЭВМ.
К устройствам вывода информации относятся: монитор, принтер, плоттер, акустические колонки и другие.
1. Монитор служит для отображения на экране текстовой и графической информации.
2. Принтер - устройство для вывода на печать текстовой и графической информации;
3. Плоттер (графопостроитель) - устройство для вывода графических изображений на печать на большие листы бумаги.
4. Акустические колонки - устройство для вывода звука.
Модем выполняет функции ввода и вывода информации. Он позволяет соединяться с другими удаленными компьютерами с помощью различных (например, телефонных) линий связи и обмениваться информацией между ЭВМ.
4. Магистрально-модульный принцип построения компьютера
Информация, представленная в цифровой форме и обрабатываемая на компьютере, называется данными.
Последовательность команд, которую выполняет компьютер в процессе обработки данных, называется программой.
Обработка данных на компьютере:
1. Пользователь запускает
программу, хранящуюся в
2. Выполнение: процессор
считывает команды и выполняет
их. Необходимые данные
3. Выходные (полученные) данные записываются процессором в оперативную или долговременную память, а также предоставляются пользователю с помощью устройств вывода информации.
Для обеспечения информационного обмена между различными устройствами должна быть предусмотрена какая-то магистраль для перемещения потоков информации.
Магистраль (системная шина) включает в себя три многоразрядные шины: шину данных, шину адреса и шину управления, которые представляют собой многопроводные линии. К магистрали подключаются процессор и оперативная память, а также периферийные устройства ввода, вывода и хранения информации, которые обмениваются информацией на машинном языке (последовательностями нулей и единиц в форме электрических импульсов).
1. Шина данных. По этой шине данные передаются между различными устройствами. Например, считанные из оперативной памяти данные могут быть переданы процессору для обработки, а затем полученные данные могут быть отправлены обратно в оперативную память для хранения. Таким образом, данные по шине данных могут передаваться от устройства к устройству в любом направлении.
Разрядность шины данных определяется разрядностью процессора, то есть количеством двоичных разрядов, которые могут обрабатываться или передаваться процессором одновременно. Разрядность процессоров постоянно увеличивается по мере развития компьютерной техники.
2. Шина адреса. Выбор устройства или ячейки памяти, куда пересылаются или откуда считываются данные по шине данных, производит процессор. Каждое устройство или ячейка оперативной памяти имеет свой адрес. Адрес передается по адресной шине, причем сигналы по ней передаются в одном направлении — от процессора к оперативной памяти и устройствам (однонаправленная шина).
Разрядность шины адреса определяет объем адресуемой памяти (адресное пространство), то есть количество однобайтовых ячеек оперативной памяти, которые могут иметь уникальные адреса.
3. Шина управления. По шине управления передаются сигналы, определяющие характер обмена информацией по магистрали. Сигналы управления показывают, какую операцию — считывание или запись информации из памяти — нужно производить, синхронизируют обмен информацией между устройствами и так далее.
Модульный принцип позволяет
потребителю самому комплектовать
нужную ему конфигурацию компьютера
и производить при
Модульная организация опирается на магистральный (шинный) принцип обмена информацией между устройствами.
Магистрально-модульный принцип имеет ряд достоинств:
1. для работы с внешними устройствами используются те же команды процессора, что и дл работы с памятью.
2. подключение к магистрали
дополнительных устройств не
требует изменений в уже
3. меняя состав модулей можно изменять мощность и назначение компьютера в процессе его эксплуатации.
5. Понятие об архитектуре
Компьютер (англ. computer - вычислитель) представляет собой программируемое электронное устройство, способное обрабатывать данные и производить вычисления, а также выполнять другие задачи манипулирования символами.
Существует два основных класса компьютеров:
-цифровые компьютеры, обрабатывающие данные в виде числовых двоичных кодов;
-аналоговые компьютеры, обрабатывающие непрерывно меняющиеся физические величины (электрическое напряжение, время и т.д.), которые являются аналогами вычисляемых величин.
Поскольку в настоящее время подавляющее большинство компьютеров являются цифровыми, далее будем рассматривать только этот класс компьютеров и слово "компьютер" употреблять в значении "цифровой компьютер".
Основу компьютеров
образует аппаратура (HardWare), построенная,
в основном, с использованием электронных
и электромеханических
Любая компьютерная программа представляет собой последовательность отдельных команд. Команда - это описание операции, которую должен выполнить компьютер. Как правило, у команды есть свой код (условное обозначение), исходные данные (операнды) и результат.
Например, у команды "сложить два числа" операндами являются слагаемые, а результатом - их сумма. А у команды "стоп" операндов нет, а результатом является прекращение работы программы.
Результат команды вырабатывается по точно определенным для данной команды правилам, заложенным в конструкцию компьютера.
Совокупность команд, выполняемых данным компьютером, называется системой команд этого компьютера.
Компьютеры работают с очень высокой скоростью, составляющей миллионы - сотни миллионов операций в секунду.
Компьютер - это многофункциональное электронное устройство для накопления, обработки и передачи информации.
Под архитектурой компьютера понимается его логическая организация, структура и ресурсы, т.е. средства вычислительной системы, которые могут быть выделены процессу обработки данных на определенный интервал времени.
6. Принцип открытой архитектуры
Принцип открытой архитектуры – правила построения компьютера, в соответствии с которыми каждый новый блок должен быть совместим со старым и легко устанавливаться в том же месте в компьютере.
В компьютере столь же легко можно заменить старые блоки на новые, где бы они ни располагались, в результате чего работа компьютера не только не нарушается, но и становится более производительной. Этот принцип позволяет не выбрасывать, а модернизировать ранее купленный компьютер, легко заменяя в нем устаревшие блоки на более совершенные и удобные, а так же приобретать и устанавливать новые блоки. Причем во всех разъемы для их подключения являются стандартными и не требуют никаких изменений в самой конструкции компьютера.
Персональным компьютером (ПК) называют сравнительно недорогой универсальный микрокомпьютер, рассчитанный на одного пользователя. Персональные компьютеры обычно проектируются на основе принципа открытой архитектуры.
Принцип открытой архитектуры:
· Компьютер можно собирать из отдельных узлов и деталей, разработанных и изготовленных независимыми фирмами-изготовителями.
· Компьютер легко расширяется и модернизируется за счёт наличия внутренних расширительных гнёзд, в которые пользователь может вставлять разнообразные устройства, удовлетворяющие заданному стандарту, и тем самым устанавливать конфигурацию своей машины в соответствии со своими личными предпочтениями.
Каждый из функциональных элементов (память, монитор или другое устройство) связан с шиной определённого типа — адресной, управляющей или шиной данных.
Для согласования интерфейсов периферийные устройства подключаются к шине не напрямую, а через свои контроллеры (адаптеры) и порты примерно по такой схеме:
Контроллеры и адаптеры — наборы электронных цепей, которыми снабжаются устройства компьютера с целью совместимости их интерфейсов. Контроллеры осуществляют непосредственное управление периферийными устройствами по запросам микропроцессора.
Основные характеристики компьютера:
-разрядность — определяется количеством двоичных разрядов, которые процессор обрабатывает за один такт,
-тактовая частота — важнейшая характеристика процессора, определяющая его быстродействие,
-объем оперативной памяти.
Производительность компьютера является его интегральной характеристикой, которая зависит от частоты и разрядности процессора, объёма оперативной и внешней памяти и скорости обмена данными, она определяется в процессе тестирования по скорости выполнения определенных операций в стандартной программной среде.
Глава 2. Практическая часть
1. Программа Microsoft Word
Работа в окне документа
Запустите программу Microsoft Word. После запуска в окне программы появляется окно документа. Если оно развернуто, то есть имеет максимально возможный размер, в строке заголовка окна программы появляется имя Документ1.
Основной экран Word представляет возможности для ввода текста документа, оформления и редактирования и содержит элементы, общие для всех приложений Office.
Ввод текста
Набор текста начинается в пустом окне документа, как на чистом листе бумаги. Небольшая вертикальная черточка (текстовый курсор) в верхнем левом углу окна указывает на то место, где будет появляться текст. При вводе текста курсор перемещается вправо, оставляя за собой текстовую строку. Если сделана ошибка, то можно ее устранить при помощи кнопки Backspace.
В верхнем левом углу программы можно увидеть Меню:
-Файл;
-Правка;
-Вид;
-Вставка;
-Формат;
-Сервис;
-Таблица;
-Окно;
-Справка.
Рассмотрим более подробно строку меню.
Меню-Файл:
В меню-Файл программы можно создать новый документ, открыть уже имеющийся документ, закрыть, сохранить текущий документ, можно задать параметры страницы, отправить на печать документ, просмотреть свойства документа.
Рассмотрим более подробно Файл - Параметры страницы, где можно задать поля к документу.
Меню-Правка:
В Меню - Правка можно удалять, вырезать, копировать, вставлять фрагменты документа.
Меню-Вставка можно:
-начать ввод текста с новой страницы, с новой строки, с новой колонки (Разрыв);
-вставить номера страниц, дату и время, рисунок, диаграмму;
-Ссылка: вставить ссылку, оглавление и указатели.
Меню-Формат:
Меню-Формат-Шрифт
В Меню-Формат-Шрифт можно изменять шрифт, начертание, размер, цвет текста.
Меню-Формат-Абзац можно выравнивать текст, устанавливать отступы и интервалы.
В Меню-Таблица можно вставлять, изменять таблицу.
Закрытие документа
Для закрытия документа необходимо выбрать в Меню - Файл команду Закрыть или щелкнуть кнопку r окна документа.
2. Программа Microsoft Excel
Microsoft Excel (в дальнейшем просто - Excel) - это программа выполнения расчетов и управления так называемыми электронными таблицами.
Введение в Excel: Пуск - Microsoft Office- Microsoft Office Excel.
Открывается окно. Наверху меню и кнопки быстрого доступа к основным функциям, слева - основное поле, справа - дополнительное меню, которое можно закрыть щелчком по кнопке с крестиком.
Теперь можно приступить к созданию прайс-листа. Первый столбец - код товара вводим с клавиатуры в ячейку А1. Второй столбец - "Наименование продукции". Пишем это в ячейке В1. И тут же возникает проблема: строка текста не помещается в ячейку. Что делать? Можно объединить несколько ячеек. Для этого существует 2 формы: воспользоваться мышью или строкой Меню – Формат – Автоформатирование.
Работа с формулами в Excel.
Подошли к реализации одной из возможностей программы "Excel" - работе с формулами вычислений. Для начала напишем в ячейки А1, А2, А3, B1,B2,B3 случайные цифры. В ячейки С1, С2, С3 постараемся ввести формулы произведения соответственно А1*В1, А2*В2, А3*В3. Чтобы вставить в ячейку формулу необходимо выделить нужную ячейку. Далее вводим знак «=». Существует 3 способа ввода:
- с клавиатуры вводим А1*В1 и нажимаем на галочку, либо Enter и т.д.;
- щелкаем ячейку А1, вводим знак «*» и щелкаем ячейку В1, нажимаем на галочку, либо Enter и т.д.;
- выбираем мастер функций f(x), выбираем категорию и функцию, в нашем случае категория- Математические, функция- ПРОИЗВЕД, нажимаем ОК. Далее первое число выбираем как ячейку А1, второе- В1 и снова кнопку ОК.
Также можно, если ввести в одну ячейку формулу, скопировать ее и вставить в другую ячейку. В формулах можно запоминать определенные ячейки. Для этого надо скопировать в формуле ячейку и нажать F4, ячейка будет со знаком $$, что значит ячейка «заморожена».
Можно таблицу заполнять автоматически, если она рассматривается как прогрессия. Меню – Правка – Заполнить – Прогрессия.
Графики
Создадим таблицу. Для этого введем январь и сделаем автозаполнения до мая начиная с ячеек В1 до F1. Введем, начиная с ячейки А2 до А5, фамилии. Заполним ячейки как заработную плату рабочих, в некоторых местах можно применить автозаполнение - прогрессия. Сделаем числа как денежные, для этого выделяем нужные нам числа, затем заходим Меню – Формат – Ячейки. Числовые форматы выбираем как денежный, здесь можно выбирать валюту и число знаков после запятой.
Делаем график: выделяем всю таблицу, находим в Меню – Вставка – График, корректируем как нам надо (также можно вставлять диаграммы), можно подписать все стороны, название осей, подписать данные, легенду можно переместить и дать название диаграммы.
Сохранение документа в Excel.
Вставка таблицы Excel в документ Word.
Теперь, когда научились основным приемам работы в программе "Excel", посмотрим, как можно интегрировать, связывать различные документы между собой. К примеру, есть прайс-лист, подготовленный в программе "Excel". Его можно успешно вставить в текстовый документ, подготовленный в программе "Word". Откроем новый файл в программе "Word".
Входим в меню "Вставка" и выбираем пункт "Объект...".
Переходим на закладку "Создание из файла" и щелкаем по кнопке "Обзор...".
Находим каталог с нужным файлом в формате "Excel". Отмечаем его и щелкаем по кнопке "Вставить".
Обращаем внимание на пункт "Связать с файлом". Если мы поставим здесь отметку, то все изменения, происходящие в файле с прайс-листом, будут автоматически обновляться и во вставленной таблице. Это очень удобно. Но необходимо помнить, что в этом случае нельзя перемещать файл таблицы в другое место из указанного каталога. После этого щелкаем по кнопке "ОК".
Хорошо оформленная таблица вставлена в текстовый документ. Если щелкнуть два раза по таблице, то запустится программа "MS Excel" и позволит внести необходимые исправления прямо здесь.
Список литературы
- Информатика: Учебник / Под ред. И.В. Макаровой. – М.: Финансы и статистика, 1997. – 768 с.
- Информатика. Базовый курс/Симонович С.В. и др. – СПб.: Изд-во «Питер», 2000. – 640 с.
- Компьютер для студентов./ Под ред. Комягина В.Б. – М.: Лучшие книги, 2005.– 224 с.
