Лекции по "Информатике"

1 Килобайт (Кбайт) = 1024 байт = 2^10 байт,

1 Мегабайт (Мбайт) = 1024 Кбайт = 2^20 байт,

1 Гигабайт (Гбайт) = 1024 Мбайт = 2^30 байт.

    В последнее время в связи с  увеличением объёмов обрабатываемой информации входят в употребление такие  производные единицы, как:

1 Терабайт (Тбайт) = 1024 Гбайт = 2^40 байт,*

1 Петабайт (Пбайт) = 1024 Тбайт = 2^50 байт.*

Что можно делать с  информацией?

Информацию можно: 

создавать;

передавать;

воспринимать;

использовать;

запоминать;

принимать;

копировать;

формализовать;

распространять;

преобразовывать;

комбинировать;

обрабатывать;

делить на части;

упрощать;

собирать;

хранить;

искать;

измерять;

разрушать;

и др. 

    Все эти процессы, связанные с определенными  операциями над информацией, называются информационными процессами.

Какими  свойствами обладает информация?

Свойства информации: 

достоверность;

полнота;

ценность;

своевременность;

понятность;

доступность;

краткость;

и др. 

    Информация  достоверна, если она отражает истинное положение дел. Недостоверная информация может привести к неправильному  пониманию или принятию неправильных решений. Достоверная информация со временем может стать недостоверной, так как она обладает свойством устаревать, то есть перестаёт отражать истинное положение дел.

    Информация  полна, если её достаточно для понимания  и принятия решений. Как неполная, так и избыточная информация сдерживает принятие решений или может повлечь ошибки.

    Точность  информации определяется степенью ее близости к реальному состоянию  объекта, процесса, явления и т.п.

    Ценность  информации зависит от того, насколько  она важна для решения задачи, а также от того, насколько в  дальнейшем она найдёт применение в каких-либо видах деятельности человека.

    Только  своевременно полученная информация может  принести ожидаемую пользу. Одинаково  нежелательны как преждевременная  подача информации (когда она ещё  не может быть усвоена), так и её задержка.

    Если  ценная и своевременная информация выражена непонятным образом, она может  стать бесполезной.

    Информация  становится понятной, если она выражена языком, на котором говорят те, кому предназначена эта информация.

    Информация  должна преподноситься в доступной (по уровню восприятия) форме. Поэтому одни и те же вопросы по разному излагаются в школьных учебниках и научных изданиях.

    Информацию  по одному и тому же вопросу можно  изложить кратко (сжато, без несущественных деталей) или пространно (подробно, многословно).Краткость информации необходима в справочниках, энциклопедиях, учебниках, всевозможных инструкциях.

Что такое обработка  информации?

    Обработка информации — получение одних  информационных объектов из других информационных объектов путем выполнения некоторых алгоритмов. Обработка является одной из основных операций, выполняемых над информацией, и главным средством увеличения объёма и разнообразия информации.

    Средства  обработки информации — это всевозможные устройства и системы, созданные  человечеством, и в первую очередь, компьютер — универсальная машина для обработки информации. Компьютеры обрабатывают информацию путем выполнения некоторых алгоритмов. Живые организмы и растения обрабатывают информацию с помощью своих органов и систем.

Что такое информационные ресурсы и информационные технологии?

    Информационные  ресурсы — это идеи человечества и указания по их реализации, накопленные  в форме, позволяющей их воспроизводство. Это книги, статьи, патенты, диссертации, научно-исследовательская и опытно-конструкторская документация, технические переводы, данные о передовом производственном опыте и др. Информационные ресурсы (в отличие от всех других видов ресурсов — трудовых, энергетических, минеральных и т.д.) тем быстрее растут, чем больше их расходуют.

    Информационная  технология — это совокупность методов  и устройств, используемых людьми для  обработки информации. Человечество занималось обработкой информации тысячи лет. Первые информационные технологии основывались на использовании счётов и письменности. Около пятидесяти лет назад началось исключительно быстрое развитие этих технологий, что в первую очередь связано с появлением компьютеров. В настоящее время термин "информационная технология" употребляется в связи с использованием компьютеров для обработки информации. Информационные технологии охватывают всю вычислительную технику и технику связи и, отчасти, — бытовую электронику, телевидение и радиовещание. Они находят применение в промышленности, торговле, управлении, банковской системе, образовании, здравоохранении, медицине и науке, транспорте и связи. Народы развитых стран осознают, что совершенствование информационных технологий представляет самую важную, хотя дорогостоящую и трудную задачу. В настоящее время создание крупномасштабных информационно-технологических систем является экономически возможным, и это обусловливает появление национальных исследовательских и образовательных программ, призванных стимулировать их разработку.

История развития ЭВМ.

   Слово «компьютер» означает «вычислитель», т.е. устройство для вычислений. Потребность в автоматизации обработки данных, в том числе вычислений, возникла очень давно — сразу же, как только люди стали продавать и покупать товары. Многие тысячи лет назад для счета использовались счетные палочки, камешки и т.д. Одно из первых устройств — абак, похожее на русские счеты, было создано около пяти тысяч лет назад в Вавилоне (на территории нынешних Ирана и Ирака).

   Старинный калькулятор.

   В 1642 г. французский математик Блез Паскаль (1623—1662) сконструировал счетное  устройство, чтобы облегчить труд своего отца — налогового инспектора, которому приходилось делать немало сложных вычислений. Данное устройство представляло собой, смонтированную в деревянном корпусе систему зубчатых колес вращающих наборные диски с цифрами. Результат вычислений считывался в специально прорезанных в корпусе окошечках. Веря, что это изобретение принесет удачу, отец с сыном вложили в создание своего устройства большие деньги. Но против счетного устройства Паскаля выступили клерки — они опасались потерять из-за него работу, а также работодатели, считавшие, что лучше нанять дешевых счетоводов, чем покупать дорогую машину.

   В 1673 г. Готфрид Вильгельм Лейбниц  сконструировал арифмометр, позволяющий  механически выполнять четыре арифметических действия. Начиная с XIX в. арифмометры получили очень широкое применение. На них выполняли даже очень сложные расчеты, например расчеты баллистических таблиц для артиллерийских стрельб. Существовала и специальная профессия — счетчик — человек, работающий с арифмометром, быстро и точно, соблюдающий определенную последовательность инструкций (такую последовательность инструкций впоследствии стали называть программой). Но многие расчеты производились очень медленно — даже десятки счетчиков должны были работать по несколько недель и месяцев. Причина проста — при

таких расчетах выбор выполняемых действий и запись результатов производились  человеком, а скорость его работы весьма ограничена.

    В 1833 г. английский математик Чарльз Бэббидж  детально разработал проект аналитической машины ("вычислительного помощника"). Чарльз Бэббидж (1792-1871) был сыном богатого банкира из Девона (Англия) и очень  талантливым математиком. Он обнаружил погрешности в таблицах логарифмов Непера и в 1821 г приступил к разработке своей вычислительной машины. Это было очень сложное, большое устройство Оно предназначалось для автоматического вычисления логарифмов. Особенно трудно, оказалось, добиться точных расчетов. Британское правительство десять лет финансировало работы Бэббиджа, но затем потеряло к нему доверие и прекратило давать деньги. Следующей работой Бэббиджа как раз и стало создание аналитической машины, которая должна была стать первой универсальной вычислительной машиной, выполняющей вычисления без участия человека. Для этого она должна была уметь исполнять программы, вводимые с помощью перфокарт (карт из плотной бумаги с информацией, наносимой с помощью отверстий, они в это время уже широко употреблялись в ткацких станках), и иметь «склад» для запоминания данных и промежуточных результатов (в современной терминологии — память). Бэббиджу помогала математик Ада Ловлас (1815—1852) - первый программист женщина. Она создала для машины несколько программ, которые хранились на специальных перфорированных картах. Последние 37 лет жизни Бэббидж посвятил усовершенствованию аналитической машины. Он вкладывал в ее создание большие деньги и тяжело переносил полное отсутствие интереса со стороны общественности к своим работам. Умер Бэббидж в 1871 г, так и не закончив свой труд. Его машина намного опережала технические возможности своего времени, и довести ее создание до конца было практически невозможно, однако он разработал все основные идеи.

    В XIX в. в США перепись населения  проводилась каждые 10 лет. С ростом населения это стало весьма сложным  процессом. Так, в 1887 г чиновники все еще подводили итоги переписи 1880 г. Многие разрабатывали методы более быстрого подсчета итогов. Победу в этом соревновании одержал инженер Герман Холлерит (1860 — 1929). Он создал электрическую счетную машину, табулятор. Данные о каждом жителе хранились на особой перфокарте. Расположение и число отверстий соответствовало таким сведениям, как возраст, семейное положение и т. д. Карта вставлялась в машину, где на нее нажимали концы проводов. Когда провод попадал на отверстие, он замыкал цепь тока и счетчик передвигался на одно деление. Изобретение Холлерита настолько ускорило методы обработки данных, что итоги переписи 1890 г. были подведены всего через 6 недель

    Электронные счетные машины

    В 1937 г. Алан Тьюринг предложил универсальную схему вычислений. Его результаты были сформулированы в терминах гипотетической "машины" с удивительно простой структурой, которая обладала всеми необходимыми признаками универсальной вычислительной машины.

    В 1943 г. американец Говард Эйкен с помощью работ Бэббиджа на основе техники XX в. — электромеханических реле — смог построить на одном из предприятий фирмы IBM (International Business Machine corp.) вычислительную машину под названием «Марк—1». Еще раньше идеи Бэббиджа были переоткрыты немецким инженером Конрадом Цузе, который в 1941 г. построил аналогичную машину.

    В 1946 г. Джон П. Экерт (род. 1919) и Джон В. Могли (1907—1980) разработали один из первых компьютеров для армии США— ENIAC (электронный числовой интегратор и  калькулятор) на электронных лампах. По сравнению с современными ЭВМ он был очень громоздок — занимал целый зал и при этом выполнял гораздо меньше операций. ENIAC работал в 1000 раз быстрее чем «Марк—1», однако, для задания программы приходилось в течении нескольких часов или даже дней подсоединять нужным образом провода. Чтобы упростить этот процесс, Могли и Экерт стали конструировать ЭВМ, которая могла бы хранить программу в своей памяти.

    В 1945 г. к работе Могли и Экерта был  привлечен знаменитый математик  Джон фон Нейман, который подготовил доклад об этой машине. Доклад был разослан многим ученым и получил широкую известность, поскольку в нем фон Нейман ясно и просто сформулировал общие принципы функционирования универсальных вычислительных устройств, т.е. компьютеров.

    В 1949 г. английским исследователем Морисом Уилксом был построен первый компьютер, в котором были воплощены принципы фон Неймана.