Теоретичні основи інформатики, комп’ютерна техніка та програмне забезпечення. 3
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
ДВНЗ «КИЇВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ЕКОНОМІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ імені Вадима Гетьмана»
Кафедра інформатики
Реферат №1
з дисципліни “Інформатика та комп’ютерна техніка”
Тема:”Теоретичні основи інформатики, комп’ютерна техніка та програмне забезпечення.”
Виконала:Коліуш Олена Анатоліївна
студентка 4-ї групи І-го курсу
спеціальності 6507
Перевірив:.
Київ - 2013
Тема: Теоретичні основи інформатики, комп’ютерна техніка та програмне забезпечення.
План
1. Теоретичні основи інформатики ……………………………
1.1. Інформатика як наука. Поняття інформації
1.2. Методи оцінки та види
1.3. Методи зберігання та передачі інформації
1.4. Обробка інформації. Двійкова система числення
1.5. Подання інформації в комп'
2. Комп'ютерна техніка ………………………………………………….6
2.1. Історія створення
2.2. Архітектура фон Неймана
2.3. Пристрій сучасного комп'ютера
2.4. Покоління комп'ютерів
3. Програмне забезпечення ……………………………………………
3.1. Системне програмне
3.2. Прикладне програмне
4. Перспективи розвитку ……………………………………………….
5.Висновок……………………………………………………
1.1. Інформатика як наука. Поняття інформації
Інформатика - це наука про способи та методи подання, обробки, передачі та зберігання інформації за допомогою ЕОМ.
Термін "інформатика" походить від французького Informaticue. В англомовній літературі можна зустріти інший термін, що позначає ту ж галузь людської діяльності, - Computer Science.
Чіткого визначення терміну "інформація" не існує; є безліч варіантів, наведемо деякі з них.
Визначення 1. Інформація є форма руху матерії.
Визначення 2. Інформація - одна з трьох складових основ світобудови поряд з матерією та енергією.
Визначення 3. Інформація є відображенням реального світу, це відомості, що один реальний об'єкт містить про інше реальному об'єкті.
Згідно з останнім визначенням, поняття інформації зв'язується з певним об'єктом, властивості якого вона відображає.
Інформація про будь-якому матеріальному об'єкті може бути отримана шляхом спостереження за цим об'єктом, обчислювального експерименту над ним або шляхом логічного висновку. У зв'язку з цим інформацію поділяють на додосвідну, або апріорну, і послеопитную, або апостеріорного, отриману в результаті проведеного експерименту.
Інформація передається за допомогою повідомлень. Під повідомленням будемо розуміти різні засоби спілкування людей.
Відповідність між повідомленням та інформацією не є взаємно однозначним. Для однієї і тієї ж інформації можуть існувати різні передавальні її повідомлення, які з'являються при додаванні повідомлення, що не несе ніякої додаткової інформації. Повідомлення, що передають одну і ту ж інформацію, утворюють клас еквівалентних повідомлень.
У той же час одне й те саме повідомлення може передавати абсолютно різну інформацію.
Таким чином, одне й те саме повідомлення, по-різному інтерпретовано, може передавати різну інформацію. Правило інтерпретації може бути відомо лише обмеженому колу осіб; існують правила інтерпретації для спеціальних мов.
Зв'язок між повідомленням та інформацією особливо виразна в криптографії: ніхто сторонній не повинен зуміти витягти інформацію з переданого повідомлення, інакше це означало б, що він має в своєму розпорядженні "ключ".
В життєвому сенсі під
Інформацію можна віднести до абстрактних понять. Однак ряд її особливостей наближає інформацію до матеріального світу. Інформацію можна отримати, записати, передати, продати, купити, вкрасти, знищити, врешті-решт, інформація може застаріти.
1.2. Методи оцінки та види інформації
При оцінці інформації розрізняють три аспекти: синтаксичний, семантичний і прагматичний.
Синтаксичний аспект пов'язаний зі способом подання інформації не залежно від її смислових і споживчих якостей і розглядає форми подання інформації для її передачі та зберігання (у вигляді знаків і символів). Даний аспект необхідний для виміру інформації. Інформацію, розглянуту тільки в синтаксичному аспекті, називають даними.
Семантичний аспект передає смисловий зміст інформації і співвідносить її з раніше що була інформацією.
Прагматичний аспект передає можливість досягнення мети з урахуванням отриманої інформації.
Види інформації:
1. Наукова інформація (найбільш повно відображає
об'єктивні закономірності
2. Інформація управління:
а) виробнича, пов'язана з управлінням людьми;
б) технічна, пов'язана з управлінням технічними об'єктами.
Також класифікація інформації може проводитися з таких підстав:
1. По областях застосування:
а) політична;
б) технічна;
в) педагогічна;
г) фізична;
д) економічна та ін;
2. За призначенням:
а) масова;
б) спеціальна.
1.3. Методи зберігання та передачі інформації
Зберігання та передача інформації здійснюються за рахунок перетворення інформації в зручну форму в залежності від умов, в яких знаходяться джерело і споживач інформації. Передача інформації може здійснюватися безпосередньо, а також за рахунок посилення сигналу (рупор, локальна комп'ютерна мережа, письмова мова і т. д .) або ж шляхом перетворення сигналу та передачі його на далекі відстані (телефон, телеграф, радіо, телебачення, глобальні комп'ютерні мережі і т. д.).
Зберігання інформації здійснюється на довготривалих носіях: камінь, пергамент, шкіра, папір, магнітні носії, лазерні диски, сервери обчислювальних мереж і т. п. При цьому передача звільняється від гніту реального часу, стають можливими навіть повідомлення людини самої собі (нотатки на пам'ять). Таким чином, за рахунок використання "інструменту" зменшується навантаження на людську пам'ять. В даний час основним засобом зберігання інформації є персональний комп'ютер (ПК) та інші засоби обчислювальної техніки.
Процедура зберігання інформаці
Процедура актуалізації даних дозволяє змінити значення даних, записаних в базі, або доповнити певний розділ, групу даних. Застарілі дані можуть бути видалені за допомогою відповідної операції.
Процедура витягання даних необхідна для пересилання з бази даних необхідних відомостей або для перетворення, або для відображення, або для передачі по обчислювальної мережі.
Зберігання та передача
даних тісно пов'язані між собою, для виконання цих
процедур використовують мережеві інформаційні
технології. Програми, призначені тільки для зберігання
та передачі даних, носять назву "інформаційні
сховища" і являють собою комп'
1.4. Обробка інформації. Двійкова система числення
Джерелами і носіями інформації можуть бути сигнали будь-якої природи: мова, музика, текст, показники приладів і т. д. Однак зберігання, передача і переробка інформації в її природному фізичному вигляді здебільшого незручна, а іноді й просто неможлива. У таких випадках застосовується кодування.
Кодування - це процес встановлення взаємно однозначної відповідності елементам і словами одного алфавіту елементів і слів іншого алфавіту.
Кодом називається правило, за яким зіставляються різні алфавіти і слова.
Всю інформацію, що бере участь в електронному обчислювальному процесі, можна розділити на оброблювану (дані) і керуючу (програми).
Процедура відображення – це перетворення інформації в вигляд, зручний для сприйняття людиною.
Практично завжди основою кодування чисел в сучасній ЕОМ є двійкова система числення.
Системою числення називається спосіб запису чисел за допомогою обмеженої кількості символів (цифр).
Позиційною системою числення називається система числення, при якій число, пов'язане з цифрою, залежить від місця, яке вона займає.
1.5. Представлення інформації в комп'ютері. Одиниці виміру інформації
Комп'ютер може обробляти тільки інформацію, представлену в числовий формі. Вся інша інформація для обробки на комп'ютері повинна бути перетворена в числову форму. Наприклад, щоб перевести в числову форму музичний звук, можна через невеликі проміжки часу вимірювати інтенсивність звуку на певних частотах, представляючи результати кожного виміру в числовий формі.
За допомогою програм для комп'
Аналогічним чином на комп'ютері можна обробити й текстову інформацію. При введенні в комп'ютер кожна буква кодується певним числом, а при виведенні на зовнішні пристрої для сприйняття людиною по цих числах будується відповідне зображення літери.
Біт - одиниця інформації, що представляє собою двійковий розряд, який може приймати значення 0 або 1.
Байт - вісім послідовних бітів. В одному байті можна кодувати значення одного символу з 256 можливих (256 = 28). Більш крупними одиницями інформації є наступні: 1 Кбайт = 210 = 1024 байти; 1 Мбайт = 220 байт = 1024 Кбайта; 1 Гбайт = 230 байти і т.д. У них зазвичай вимірюється ємність запам'ятовуючих пристроїв.
Комп'ютери являють собою засоби
обробки та зберігання інформації. Для того
щоб інформація перетворилася на дані,
її треба зібрати, відповідним чином підготувати і тільки після цього ввести в ЕОМ, представивши
у вигляді даних на машинних носіях. На етапах
підготовки і введення інформації здійснюється
процедура контролю - виявлення та усунення
помилок. Зазвичай для контролю застосовують
сукупність ручних і машинних методів,
спрямованих на виявлення помилок.
Методи
підрозділяються на візуальний
2. Комп'ютерна техніка
2.1. Історія створення обчислювальної техніки
Історія обчислювальної техніки почалася тоді, коли сформувалося поняття числа. У багатьох мовах слово "цифра" походить від слова "палець". Пальці стали першими "обчислювальною машиною". На пальцях можна складати, віднімати і множити досить великі числа. Знаменитий Фібоначчі в XIII в. рекомендував всім освоювати рахунок на пальцях.
Наступним винаходом був абак - рахунки по п'ять кісточок у ряді. У XVII ст. з'явилися перші механічні лічильні пристрої та машини:
- 20-і роки: англійський
математик Вільям Оутред
- 1632р.: німецький вчений
Вільгельм Шиккард
- 1642р.: французький математик,
фізик і філософ Блез Паскаль
(1623-1662рр.) створив лічильну машину,
яка могла складати і
- 1673р.: німецький математик і
філософ Готфрід Вільгельм
У першій половині XIX ст. англієць Чарльз Беббідж (1791-1871рр.) розробив конструкцію машини, яку можна було б назвати першим комп'ютером. Але він не був побудований, тому що машина повинна була бути механічною, а необхідна точність виготовлення деталей для цієї машини в середині XIX ст. була недосяжна. Пристрій комп'ютера за кресленнями Беббіджа було описано Августою Адою Лавлейс. Вона ж розробила теорію програмування, написала кілька програм для ще не існуючої обчислювальної машини. Завантажувати програму треба було за допомогою карток з пробитими дірочками - перфокарт.
Основні частини першого комп'ютера
- пристрій для введення даних;
- запам'ятовуючий пристрій,
здатний зберігати вихідні
- арифметико-логічний пристрій, що виконує арифметичні і логічні операції ( "млин");
- пристрій управління,
керівне переміщеннями зі "складу"
на "млин" і роботою "млини"
і забезпечує виконання
- пристрій для виведення результату.
Прилади, які можна віднести до програмованим пристроїв:
- математик і корабел А. Н. Крилов (1863-1945) винайшов машину для рішення диференціальних рівнянь;
- в 1915 р. німецька
фірма "Асканія" побудувала
обчислювальну машину для розра
- в 1804 р. французький інженер Жозеф Марі Жаккард сконструював верстати, які ткали складні візерунки, керуючись послідовністю перфокарт;
- різні музичні автомати, шарманки, механічні піаніно.
2.2. Архітектура фон Неймана
У 40-х роках XX ст. американець угорського походження Джон (Янош) фон Нейман (1903-1957рр.) включився в роботу зі створення ЕОМ для управління берегової ППО. Розроблявся "ЕНІАК" - електронний чисельний інтегратор і автоматичний обчислювач. Але ця машина мала принциповий недолік: у ній відсутнє пристрій для запам'ятовування і зберігання команд.
У 1945 р. Джон фон Нейман виступив з доповіддю, в якій були сформульовані основні принципи організації нового обчислювального пристрою, що одержали назву "архітектура фон Неймана".
АЛП - арифметико-логічний пристрій для виконання арифметичних і логічних операцій;
ОП - оперативна пам'ять, пристрій для зберігання кодів виконується в даний момент програми;
ЗП - зовнішні пристрої, або периферія. Зазвичай їх ділять на два класи: зовнішню пам'ять (накопичувач на гнучких магнітних дисках, накопичувач на жорстких магнітних дисках, CD-диски, магнітооптичні диски) та пристрої введення / виводу інформації (пристрої введення: клавіатура, мишка, мікрофон, сканер; пристрої виведення: дисплей, принтер, акустичні колонки, плотер);
КП - керуючий пристрій, яка організує роботу комп'ютера в такий спосіб:
а) поміщає в ОП коди програми з ЗП;
б) зчитує з комірки ОП та організовує виконання першої команди програми;
в) визначає чергову команду та організує її виконання;
г) постійно синхронізує роботу
пристроїв, що мають різну швидкість
У 1946 р. фон Нейман починає розробку нової машини, і в 1949 р. була побудована електронної машини з обробки дискретних змінних "ЕДВАК", яка згодом була визнана першим комп'ютером.
Норберт Вінер (1894-1964рр.), працюючи разом з Джоном фон Нейманом, звернув увагу на те, що процеси, що керують складною електронною системою, аналогічні процесам нейрофізіології, що вивчає цілеспрямовану діяльність живих істот. Збереження працездатності таких систем досягається за рахунок зворотнього зв'язку, вона дозволяє відслідковувати і коригувати вже розпочату, але ще не закінчену до кінця дію. Існування зворотного зв'язку дозволяє розглядати складні системи різної природи - фізичної, соціальної, біологічної - з єдиної точки зору. Це і є основи кібернетики. Під кібернетикою сьогодні розуміють серію наукових дисциплін, що вивчають загальні закони управління і взаємозв'язків, що діють в системах різної природи.
2.3. Пристрій сучасного комп'ютера
Поширення персональних комп'ютерів до кінця 70-х років призвело до деякого зниження попиту на великі ЕОМ і міні-ЕОМ.
Це серйозно непокоїло керівництво фірми IBM (International Business Machines Corporation) - провідної компанії по виробництву великих ЕОМ. І в 1979 р. фірма IBM вирішила спробувати свої сили на ринку персональних комп'ютерів.
Однак керівництво фірми недооцінило
майбутню важливість цього ринку, розглядаючи створення комп'ютера усього лише як дрібний експеримент.
Щоб не витрачати на цей експеримент багато
коштів, керівництво фірми дозволило підрозділу
використовувати блоки, виготовлені іншими
фірмами. Фірма IBM зробила комп'ютер не
єдиним нероз'ємним пристроєм, а забезпечила його
складання з незалежно виготовлених частин
за принципом відкритої
На основній електронній платі (системної або материнської) розміщені тільки блоки, які здійснюють обробку інформації (обчислення): процесор, можливо математичний співпроцесор, контролери, мікросхеми оперативної пам'яті. Схеми, що керують всіма іншими пристроями комп'ютера (монітором, дисками, принтером і т. д.), реалізовані на окремих платах, які вставляються в стандартні рознімання (слоти) на системній платі. До цих електронних схем підводиться електроживлення з єдиного блоку живлення, а для зручності і надійності все це полягає в загальний металевий або пластиковий корпус - системний блок.
Комп'ютер складається з розрізнених
Важливими технічними характеристиками, що впливають на продуктивність комп'ютера, є показники частоти процесора, розрядність і машинне слово.
Кількість розрядів, яке може бути сприйнято, передане або отримано за одне звернення до процесора, називається його розрядністю.
Кількість інформації, записується або витягають із пам'яті за одне звернення, називається машинним словом.
2.4. Покоління комп'ютерів
Один із способів класифікації комп'ютерів, що враховує основні конструктивні елементи, - це розподіл комп'ютерів по поколінням.
1-е покоління. Час появи - початок
50-х років XX ст. Основний елемент, на якому будувалося
2-е покоління. У середині
50-х років XX ст. з'явилися комп'ютери з
3-е покоління. У середині
60-х років XX ст. були випущені комп'ютери
серії IBM-360 (США), на яких замість розрізнених транзисторів були
використані малі інтегральні схеми. З'явилися магнітні
4-е покоління. Поява комп'ютерів
цього покоління пов'язують з розробкою (фірма Intel, США, 1971 р.) мікропроцесора на базі великих інтегральних
схем (ВІС). Створені персональні комп'ютери, які стали основою
комп'ютеризації суспільства.
5-е покоління. Елементною базою є надвеликі інтегральні схеми (НВІС), ультравеликі інтегральні схеми (УВІС) і гігавеликі інтегральні схеми (ГВІС). Мультимедійні комп'ютери на базі процесора Pentium (або подібного йому), здатні забезпечити створення віртуальної реальності. Швидкість обробки - 100 мільйонів операцій у секунду. Прикладом вітчизняної суперЕОМ є багатопроцесорний обчислювальний комплекс "Ельбрус" зі швидкодією до 120 млн. операцій за секунду.
3. Програмне забезпечення
Інформація в комп'ютері зберігається в файлах. Для зручності пошуку потрібного файлу і розміщення інформації, що відноситься до якої-небудь задачі (темі, користувачеві), створюються каталоги (директорії).
Файл - пойменована область пам'яті комп'ютера, де може зберігатися інформація (тексти програм, документи, готові до виконання програми і т. д.). Назва файлу складається з двох частин: власне імені файлу і розширення від одного до трьох символів, що вказує тип файлу.
Папка (директорія, каталог) - це спеціальне місце на диску, в якому зберігаються імена файлів, відомості про розмір файлів, час їх останнього оновлення і т. д.
Програмне забезпечення - сукупність програмних засобів для забезпечення нормальної роботи обчислювальної системи, поділяється на загальне (системне) і прикладне програмне забезпечення.
3.1. Системне програмне забезпечення
1. Операційна система - це комплекс програм, що забезпечує керування комп'ютером як єдиним цілим, його взаємодія з навколишнім середовищем (людиною, прикладними програмами, іншими системами).
Операційна система є головною частиною системного програмного забезпечення і керується командами.
Основні функції операційних систем:
- ведення файлової системи;
- розподіл оперативної пам'яті;
- динамічна компонування виконуваних програм;
- обробка переривань;
- забезпечення багатозадачної роботи.
2. Системи програмування включають в себе мову програмування, засоби для зручності редагування текстів програм, а також методи налагодження програм і різні сервісні функції для полегшення праці програміста.
Інтерфейс (interface) - правила взаємодії операційної системи з користувачем або прикладними системами (програмами, обчислювальними засобами).
Мова програмування - це сукупність набору символів (алфавіту) системи, правил користування (синтаксис) та тлумачення конструкцій із символів (семантика) для завдання алгоритмів з використанням символів природної мови.
Існують три види мов програмування:
- мови низького рівня (на рівні машинних кодів, мова типу асемблер) - це машинно-орієнтовані мови, тому і програми на них займають значно менше місця і досить швидкодієві, але робота на таких мовах вимагає від програміста високого мистецтва;
- мови високого рівня наближені до природного мови, найчастіше до англійської, мають інтерпретатор, тобто спеціальний пристрій для перекладу тексту програми в комп'ютерні коди. Приклади таких мов: Basic, Fortran, Pascal та ін;
- об'єктно-орієнтовані мови, в яких йде оперування об'єктами (вікно, меню, кнопка, покажчик і т. д.), дозволяють писати програми з єдиним інтерфейсом, полегшують програмування рутинних операцій оформлення програми. Приклади: Object Pascal, Visual Basic, Visual FoxPro , Java та ін
3. Програми технічного обслуговування призначені для нормалізації роботи комп'ютера, периферійних пристроїв, форматування та відновлення дисків, також до них належать антивірусні програми та інші засоби, що використовуються інженерами з експлуатації комп'ютерної техніки.
3.2. Прикладне програмне забезпечення
Засоби проектування
1. Системи управління базами даних (СУБД) - спеціальні програмні продукти для створення і роботи з базами даних. Бази даних (БД) - це інтегрований і структурований набір даних, що відносяться до якої-небудь області або завданню. БД в тому чи іншому вигляді - невід'ємна частина більшості практичних завдань, в першу чергу - інформаційно-пошукових систем. Розглянемо три моделі баз даних:
- реляційна - відносини
між даними побудовані за
- ієрархічна - відносини
між даними побудовані за
- мережева - принцип організації
"багато до багатьох", коли
одна й та ж запис може
входити у відносини з
2. Системи штучного інтелекту - розділ інформатики, що займається питаннями імітації мислення людини за допомогою комп'ютера. Проблеми штучного інтелекту:
- способи формального опису
- будова моделей умовиводів
- можливість спілкування "людина - комп'ютер" природною мовою;
- можливість самоорганізації та самонавчання систем штучного інтелекту.
Експертні системи - це системи штучного інтелекту, створені для вирішення завдань на основі можливостей комп'ютера, знань і досвіду кваліфікованих фахівців; представляють собою програму для комп'ютера, за допомогою якої можливо отримати прийнятне рішення в ситуації, коли формальних, абсолютно точних рішень отримати не можна (діагностика захворювань , пошук корисних копалин, педагогіка, психологія, політика).
3. Системи автоматичного проектування (САПР) - комплекс технічних і програмних засобів, що дозволяють створювати всю необхідну конструкторську і технологічну документацію на окремі вироби, будівлі, споруди.
4. Системи електронного документообігу, що включають у себе:
- системи управління
документами, які забезпечують
інтеграцію з додатками,
- системи масового
введення документів, які дозволяють
здійснювати введення з

- Теоретичні основи інформатики, комп’ютерна техніка та програмне забезпечення
- Теоретичні основи інформатики, комп’ютерна техніка та програмне забезпечення
- Теоретичні основи організації праці
- Теоретичні основи процесу навчання у вищій школі
- Теоретичні основи реалізації концепції сталого розвитку
- Теоретичні основи розміщення продуктивних сил
- Теоретичні основи управління грошовими потоками підприємства
- Теоретичні основи бізнес-планування
- Теоретичні основи вивчення емпатії та тривожності, їх визначення та зміст
- Теоретичні основи дослідження рис натуралізму в творі Панаса Мирного «Повія»
- Теоретичні основи злиттів та поглинань компаній
- Теоретичні основи інвестування в розвиток підприємства
- Теоретичні основи інформатики
- Теоретичні основи інформатики, комп’ютерна техніка та програмне забезпечення