Технические средства информатизации. В последнее время компьютеры и их возможности позволяют нам создавать более комфортные условия жизни - умный дом

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА И КЛАССИФИКАЦИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ИНФОРМАТИЗАЦИИ

Учитель 2 кв. категории

Березовская СКОШИ

Янышева С.А.

Контрольные вопросы

• Что входит в состав технических средств информатизации?

• Что принято за единицу измерения количества информации?

• Как кодируются символы текста?

• В чем разница между традиционными 8-Битными кодировками новой кодировкой Unicode?

• Какие параметры определяют количество двоичного кодирования звука?

• Каким образом производится двоичного кодирования графической информации?

Информационная технология (ИТ)

- это процесс, использующий совокупность средств и методов сбора, обработки и передачи данных (первичной информации) для получения информации нового качества о состоянии объекта, процесса или явления.

Информационные технологии базируются на следующих технических достижениях:

• Новые средства накопления информации на машиночитаемых носителях (магнитные ленты, кинофильмы, магнитные и лазерные диски и т.п.);

• Системы дистанционной передачи информации (локальные вычислительные сети, сети передачи данных, телефонная сеть, радиосвязь, спутниковая связь и др.);

• Автоматизированная обработка информации с помощью компьютера по заданным алгоритмам.

информационные технологии

1 байт = 8 бит.

1 байт = 8 бит.

1 Кбайт = 210 байт = 1024 байт;

1 Мбайт = 210 Кбайт = 1024 Кбайт.

Двоичное кодирование -

это кодирование информации в компьютере в последовательности электрических импульсов: есть импульс – 1, нет импульса – 0, т.е. в последовательности нулей и единиц.

Двоичное кодирование текстовой информации

• используют для кодирования каждого символа 1 байт (8 двоичных разрядов), что позволяет закодировать N =28=256 различных символов

• Каждому символу присвоен определенный двоичный код в кодовой таблице, своя уникальная последовательность из восьми нулей и единиц

• существуют пять различных кодовых таблиц для русских букв

Разница между традиционными 8-Битными кодировкой и новой кодировкойUnicode

Одним из первых стандартов кодирования русских букв на компьютерах был код КОИ-8 (код обмена информацией 8-битный), который применяется на компьютерах с операционной системой UNIX.

Новый международный стандарт Unicode отводит на каждый символ не один байт, а два, и потому с его помощью можно закодировать не 256 символов, а N = 216=65536 различных символов. Эту кодировку поддерживает платформа Microsoft Windows @ Office 97

Двоичное кодирование графической информации

Создавать и хранить графические объекты в компьютере можно двумя способами – как растровое или как векторное изображение.

Для каждого типа изображений используется свой способ кодирования.

Кодирование растровых изображений

Растровое изображение представляет собой совокупность точек (пикселей ) разных цветов.

В случае обычного черно-белого изображения (без градаций серого цвета) каждая точка экрана может иметь лишь два состояния – «черная» (1) или «белая» (0), т.е. для хранения ее состояния необходим 1 бит.

Каждый цвет можно рассматривать как возможное состояние точки, и тогда по формуле N=2I может быть вычислено количество цветов, отображаемых на экране монитора.

Растровое изображение

• при увеличении распадается на пиксели

• большое по объему

• может быть создано в ГР Paint

Кодирование векторных изображений

Векторное изображение представляет собой совокупность графических примитивов (точка, отрезок, эллипс…).

Каждый примитив описывается математическими формулами.

Кодирование зависит

от прикладной среды.

Векторное изображение

• не ухудшается при увеличении

• небольшое по объему

• может быть создано в ТР Word

Двоичное кодирование звуковой информации

представляет собой двоичное кодирование непрерывного звукового сигнала после его дискретизации, т.е. преобразования последнего в последовательность электрических импульсов – выборок.

Зависимость громкости, а также высоты тона звука от интенсивности и частоты звуковой волны.

Преобразование непрерывного звукового сигнала в цифровую дискретную форму.

Точность процедуры двоичного кодирования звуковой информации

определяется:

• числом дискретных значений, которое может обеспечить звуковая система компьютера (звуковая карта)

• числом дискретных выборок, выполненных за одну секунду.

Устройства ввода информации

представляют собой совокупность устройств управления и ввода данных.

Сканеры

Дигитайзеры

• Планшеты для оцифровки изображения, или по-русски - координатографы.

• Обычно такой планшет включает внутреннюю координатную систему с высоким разрешением, поверх которой помещается карта или графическое изображение.

Печатающие устройства

служат для вывода на твердые, как правило, бумажные носители текстовой информации.

По принципу действия принтеры бывают:

• ударные,

• струйные,

• лазерные,

• светодиодные,

• термические.

Средства телекоммуникаций

предназначены для дистанционной передачи информации.

К ним относятся пейджеры, радиотелефоны, персональные терминалы для спутниковой связи, обеспечивающие передачу звуковой и текстовой информации.

Модемы

в основном используются для обмена информацией между компьютерами через телефонную линию и конструктивно выполняются как внешними, функционирующими автономно, так и внутренними, встраиваемыми в аппаратуру.

Факсимильные аппараты

осуществляют процесс дистанционной передачи изображения и текста.

Подразделяются на:

• термографические,

• электрографические,

• струйные,

• лазерные,

• фотографические,

• электрохимические

• электромеханические.

Средствами работы с информацией на твердых носителях

являются многочисленные устройства копировальной техники: электрографические, термографические, диазографические, фотографические, электронно-графические.

Литература

• Гагарина Л.Г. Технические средства информатизации. «Форум», 2010.

• Гребенюк Е.И., Гребенюк Н.А. Технические средства информатизации: – М.: Академия, 2003.

• Колесниченко О.В., Шишигин И.В. Аппаратные средства РС.– 5-е изд. – СПб.: БХВ-Петербург, 2004.

Все технические средства информатизации в зависимости от выполняемых функций можно разделить на шесть групп:

• 1. Устройства ввода информации :
  • - Текста
  • - Местоуказания (мышь, световое перо, трекбол, графический планшет, джойстик)
  • - Мультимедиа (графика (сканер и цифровая фотокамера), звук (магнитофон, микрофон), видео (веб-камера, видеокамера))
• 2. Устройства вывода информации :
  • - Текста (монитор);
  • - Мультимедиа (графика (принтер, плоттер), звук (наушники, акустические системы), видео (видеомагнитофон, видеокамера))
• 3. Устройства обработки информации :
  • - Микропроцессор
  • - Сопроцессор
• 4. Устройства передачи и приема информации :
  • - Модем
  • - Сетевая карта
• 5. Многофункциональные устройства :
  • - Устройства копирования
  • - Устройства размножения
  • - Издательские системы
• 6. Устройства хранения информации

Как следует из приведенной выше классификации, большая часть современных технических средств информатизации в той или иной мере связана с ЭВМ - персональными компьютерами (ПК).

Устройства ввода и вывода являются непременным и обязательным элементом любой ЭВМ, начиная с самой первой и заканчивая современными ПК, поскольку именно эти устройства обеспечивают взаимодействие пользователя с вычислительной системой.

Все устройства ввода/вывода персонального компьютера относятся к периферийным устройствам , т.е. подключаемым к микропроцессору через системную шину и соответствующие контроллеры . На сегодняшний день существуют целые группы устройств (например, устройства местоуказания, мультимедиа), которые обеспечивают эффективную и удобную работу пользователя.

Главным устройством вычислительной машины является микропроцессор , обеспечивающий в наиболее общем случае управление всеми устройствами и обработку информации. Для решения специфических задач, например, математических вычислений современные персональные компьютеры оснащаются сопроцессорами. Эти устройства относятся к устройствам обработки информации .

Устройства передачи и приема информации (или устройства связи) являются непременными атрибутами современных информационных систем, которые все больше приобретают черты распределенных информационных систем, в которых информация хранится не в одном месте, а распределена в пределах некоторой сети.

Модем (модулятор-демодулятор) - устройство, преобразующее информацию в такой вид, в котором ее можно передавать по телефонным линиям связи. Внутренние модемы имеют PCI-интерфейс и подключаются непосредственно к системной плате. Внешние модемы подключаются через порты COM или USB.

Сетевой адаптер (сетевая плата) - электронное устройство, выполненное в виде платы расширения (может быть интегрирован в системную плату) с разъемом для подключения к линии связи.

Устройства хранения информации занимают не последнее место среди всех технических средств информатизации, поскольку используются для временного (непродолжительного) или длительного хранения обрабатываемой и накапливаемой информации.

Многофункциональные устройства стали появляться сравнительно недавно. Отличительная особенность этих устройств заключается в сочетании целого ряда функций (например, сканирование и печать или печать и брошюровка печатных копий, и т.д.) по автоматизации действий пользователя.

ТСИ в общем случае можно представить в виде информационно-вычислительного комплекса, содержащего собственно компьютер с его основными устройствами, а также дополнительные, или периферийные устройства.

К числу основных устройств персонального компьютера, располагающихся в его системном блоке, относят материнскую плату , процессор , видеоадаптер (видеокарту), звуковую карту , средства обработки видеосигнала , оперативную память , TV-тюнер . В системном блоке располагаются также приводы и дисководы для накопителей информации различных типов: на гибких и жестких дисках, компакт-дисках типа CD-ROM, CD-R, CD-RW, DVD.

Все разнообразие функций, выполняемых периферийными устройствами при решении различных задач, можно разделить на несколько групп, как показано на рис. 1.1 .

Устройства отображения информации служат для обработки видеоинформации и ее представления для визуального восприятия. Это прежде всего мониторы, изготовленные на базе широкого спектра современных технологий. Формирование объемных изображений осуществляется с помощью шлемов виртуальной реальности, 3D-очков и 3D-мониторов различного принципа действия. Для решения задач, связанных с демонстрацией информации на экране для большой аудитории, применяют оверхед-проекторы , жидкокристаллические панели и мультимедийные проекторы.

Для обеспечения взаимосвязи между компьютером и устройством отображения информации служит видеоадаптер , выполняющий преобразование цифрового сигнала, циркулирующего внутри ПК, в аналоговые электрические сигналы, подаваемые на монитор. Для компьютерной обработки сигналов таких устройств, как телевизионный тюнер, видеомагнитофон, видеокамера, т.е. преобразования их из аналоговой в цифровую форму, применяют специальные средства обработки видеосигнала, например, видеобластер .

Звуковая и акустическая системы компьютера обеспечивают обработку и воспроизведение аудиоинформации.

Устройства ввода информации представляют собой совокупность устройств управления и ввода данных. Эти функции выполняют клавиатура, мышь, джойстик. Для ввода информации в ПК все более широко применяются световое перо, сканер, цифровая камера, дигитайзер. Особым разнообразием конструктивных решений отличаются сканеры. Они бывают планшетные , роликовые , барабанные, проекционные, ручные и многофункциональные.

Печатающие устройства (принтеры) служат для вывода на твердые, как правило, бумажные носители текстовой информации. По принципу действия принтеры весьма разнообразны: ударные , струйные , лазерные , светодиодные , термические . Для вывода графической информации в виде чертежей используют плоттеры . Функционирование пишущих блоков плоттеров основано на тех же принципах, что и принтеров, а по конструкции они подразделяются на планшетные и рулонные.

Средства телекоммуникаций предназначены для дистанционной передачи информации. К ним относятся пейджеры , радиотелефоны , персональные терминалы для спутниковой связи, обеспечивающие передачу звуковой и текстовой информации. Факсимильные аппараты , осуществляющие процесс дистанционной передачи изображения и текста, подразделяются на термографические, электрографические, струйные, лазерные, фотографические, электрохимические и электромеханические. Модемы в основном используются для обмена информацией между компьютерами через телефонную линию и конструктивно выполняются как внешними, функционирующими автономно, так и внутренними, встраиваемыми в аппаратуру.

Широко распространенными средствами работы с информацией на твердых носителях являются многочисленные устройства копировальной техники : электрографические, термографические, диазографические, фотографические, электронно-графические. Для уничтожения конфиденциальной информации на твердых носителях используются специальные устройства -- шреддеры .

Контрольные вопросы:

• 1. Что принято за единицу измерения количества информации?
• 2. Какие единицы измерения информации вам известны, их соотношение?
• 3. Каким образом можно измерить количество информации? Привести формулы, связывающие между собой количество возможных исходов N и количество информации I
• 4. Как кодируются символы текста?
• 5. Какие существуют кодировки русских букв?
• 6. Чем различаются существующие кодировки русских букв?
• 7. В чем разница между традиционными 8-битными кодировками и новой кодировкой Unicode?
• 8. От каких параметров зависит качество двоичного кодирования звука?
• 9. Каким образом производится двоичное кодирование графической информации?
• 10. Что входит в состав технических средств информатизации?
• 11. Привести классификацию ТСИ.

Информационные технологии – это процесс, использующий совокупность средств и методов сбора, обработки и передачи данных для получения информации нового качества о состоянии объекта, процесса или явления.

Наиболее широко информационные технологии и системы используются в производственной, управленческой и финансовой деятельности.

Технические средства информатизации – аппаратный базис информационных технологий.

Технические средства информатизации (ТСИ) - это совокуп­ность систем, машин, приборов, механизмов, устройств и прочих видов оборудования, предназначенных для автоматизации раз­личных технологических процессов информатики, причем таких, выходным продуктом которых является информация (данные), ис­пользуемая для удовлетворения информационных потребностей в разных областях деятельности общества.

Практически любые технические средства, в том числе и ком­пьютерные, по назначению можно разделить на универсальные, ис­пользуемые в различных областях, и специальные, созданные для эксплуатации в специфических условиях или сферах деятельности. Применение универсальных технических средств снижает финан­совые затраты на снабжение расходными материалами и ремонт, позволяет использовать типовые решения, облегчает их освоение, эксплуатацию и др.

Существует деление ТСИ по принципу действия. В этом случае различают следующие технические средства:

■ механические - приводятся в движение мускульной силой чело­века (тележки, пишущие машинки, раздвижные стеллажи и т. д.);

■ электромеханические - используют в качестве источника дви­жения электродвигатель (лифты и конвейеры для транспорти­ровки носителей информации, стеллажи, электрические пишу­щие машинки и др.);

■ электрические - применяют электрические сигналы постоян­ного или переменного тока, например общее и местное освеще­ние, телефонная и радиосвязь, электрическое табло, датчики электрических сигналов;

■ электронные - различные виды вычислительной техники, теле­визоры и промышленное телевидение, электронные датчики сигналов, звуковые колонки, модемы и т. п.;

■ электронно-механические - проигрыватели и плееры, магнито­фоны, видеомагнитофоны и видеоплееры, CD-проигрыватели, музыкальные центры и др.;

■ фотооптические - используют фотоэффект для получения изо­бражений, например фото- и киноаппараты, микрофильмирую­щие устройства, фотонаборные машины, проекторы, фотоопти­ческие датчики сигналов. К ним можно отнести технические средства, использующие лазерные устройства: копиры, принте­ры, сканеры, CD-проигрыватели, факсимильные аппараты и др.;

■ пневматические - например стеллажи и подъемники.

По назначению ТСИ подразделяют на средства транспортиро­вания, копировально-множительной техники, связи и телекомму­никации, обеспечения безопасности, обучения, компьютерные, аудио- и видеотехнические.

К средствам транспортирования относят: тележки, ленточные и иные конвейеры и транспортеры, лифты, автотранспорт.

Копировально-множительные средства включают в себя поли­графическое оборудование, копиры (ксероксы), ризографы, сред­ства оргтехники (пишущие машинки, ламинаторы, брошураторы, нумераторы, штемпелеватели, степлеры) и т. п.

В зависимости от выполняемых функций все ТСИ можно раз­делить на шесть групп.

1. Устройства ввода информации:

■ текста;

■ местоуказания (мышь, световое перо, трекбол, графический планшет, джойстик);

■ мультимедиа (графика - сканер и цифровая фотокамера; звук - магнитофон, микрофон; видео - веб-камера, видео­камера).

2. Устройства вывода информации:

■ текста (монитор);

■ мультимедиа (графика - принтер, плоттер; звук - наушни­ки, акустические системы; видео - видеомагнитофон, ви­деокамера).

3. Устройства обработки информации:

■ микропроцессор;

■ сопроцессор.

4. Устройства передачи и приема информации:

■ модем (модулятор-демодулятор);

■ сетевой адаптер (сетевая плата).

5. Многофункциональные устройства:

■ устройства копирования;

■ устройства размножения;

■ издательские системы.

6. Устройства хранения информации.

Как следует из приведенной классификации, большая часть со­временных ТСИ в той или иной мере связана с ПК.

Устройства ввода и вывода информации являются непременным и обязательным элементом любой ЭВМ, начиная с самой первой и за­канчивая современными ПК, поскольку именно эти устройства обе­спечивают взаимодействие пользователя с вычислительной системой.

Все устройства ввода (вывода) компьютера относятся к перифе­рийным устройствам, т. е. подключаемым к микропроцессору через системную шину и соответствующие контроллеры. На сегодняш­ний день существуют целые группы устройств (например, устрой­ства местоуказания, мультимедиа), которые обеспечивают эффек­тивную и удобную работу пользователя.

Главным устройством вычислительной машины является микро­процессор, обеспечивающий в наиболее общем случае управление всеми устройствами и обработку информации. Для решения спе­цифических задач, например математических вычислений, совре­менные ПК оснащаются сопроцессорами. Эти устройства относят­ся к устройствам обработки информации.

Устройства передачи и приема информации (устройства связи) являются непременными атрибутами современных информаци­онных систем, все больше приобретающих черты распределен­ных информационных систем, в которых информация хранится не в одном месте, а распределена в пределах некоторой сети.

Модем (модулятор-демодулятор) - устройство, преобразующее информацию в такой вид, в котором ее можно передавать по теле­фонным линиям связи. Внутренние модемы имеют PCI-интерфейс и подключаются непосредственно к системной плате. Внешние мо­демы подключаются через порты COM или USB.

Сетевой адаптер (сетевая плата) - электронное устройство, вы­полненное в виде платы расширения (может быть интегрирован в системную плату) с разъемом для подключения к линии связи.

Многофункциональные устройства стали появляться сравни­тельно недавно. Отличительная особенность этих устройств заклю­чается в сочетании целого ряда функций (например, сканирование и печать или печать и брошюровка печатных копий) по автоматиза­ции действий пользователя.

Устройства хранения информации занимают не последнее ме­сто среди всех ТСИ, поскольку используются для временного (не­продолжительного) или длительного хранения обрабатываемой и накапливаемой информации.

Современные технические средства информатизации в общем случае можно представить в виде информационно-вычислительного комплекса, содержащего собственно компьютер с его основными устройствами, а также дополнительные, или периферийные устройства. Классификация технических средств информатизации дана на рис. 1.1.

Тема 1.2. Общая характеристика и классификация технических средств информатизации.

План:

Технические средства информатизации – аппаратный базис информационных технологий.

Классификация ТСИ.

1 . Технические средства информатизации – аппаратный базис информационных технологий.

В процессе своего развития человеческое общество прошло этапы проникновения в тайны материи, научилось управлять различными видами энергии и, наконец, вступило в эпоху информатизации. До середины XIX в., когда доминирующими были процессы сбора и накопления информации, средства информатизации представляли собой перо, чернильницу и бумагу. На смену примитивным средствам информационной техники в конце XIX в. пришли механические: пишущая машинка, телефон, телеграф, что послужило базой для принципиальных изменений в технологии обработки информации. Лишь спустя много лет информационные процессы запоминания и передачи информации были дополнены процессами ее обработки. Это стало возможным с появлением во второй половине XX в. такой информационной техники, как электронные вычислительные машины (ЭВМ), положившие начало информационным технологиям.

Информационные технологии базируются на следующих технических достижениях:

новые средства накопления информации на машиночитаемых носителях (магнитные ленты, кинофильмы, магнитные и лазерные диски и т.п.);

системы дистанционной передачи информации (локальные вычислительные сети, сети передачи данных, телефонная сеть, радиосвязь, спутниковая связь и др.);

автоматизированная обработка информации с помощью компьютера по заданным алгоритмам.

Естественно, что информационные технологии строятся на сочетании аппаратных средств, программных средств и творческой мысли создателей как этих средств, так и компьютерных технологий.

Специалисты называют аппаратные средства компьютерной техники Hardware (скобяные товары или жесткая проволока), а программное обеспечение - Software (мягкая проволока). Сочетание «Hardware&Software», переводимое как «твердый и мягкий», - профессиональный термин. В России программы на профессиональном сленге иногда называют новым словом «софтвер», а компьютер и периферию - «железом». Приоритетность роли программных или аппаратных средств в информационных технологиях не подлежит обсуждению, поскольку без программного обеспечения любой самый совершенный компьютер представляет собой набор электронных плат.

Технические средства информатизации представляют собой совокупность компьютерной техники и ее периферийных устройств - Hardware, обеспечивающих сбор, хранение и переработку информации, и коммуникационной техники (телефон, телеграф, радио, телевидение, спутниковая связь, сети ЭВМ), осуществляющей дистанционную передачу информации.

Создание электронно-вычислительных машин в середине XXв. является одним из самых выдающихся достижений в истории человечества. Постоянное развитие индустрии компьютерной техники и других технических средств информатизации за короткий срок превратилось в один из определяющих факторов научно-технического прогресса. Многие крупные научно-технические проекты современности в области космических исследований, атомной энергетики, экологии не могли бы претворяться в жизнь без применения технических средств информатизации. На протяжении последних десятилетий информационные технологии, базирующиеся на современных технических средствах информатизации, все активней вторгаются в различные сферы человеческой деятельности. Несомненна тесная взаимосвязь совершенствования программного обеспечения, технических средств информатизации и наукоемких технологий, на базе которых они производятся. Разработка нового программного обеспечения требует создания все более совершенных технических средств, что, в свою очередь, стимулирует разработку новых высокопроизводительных и экономичных технологических процессов для производства технических средств информатизации.

2 . Классификация ТСИ.

Современные технические средства информатизации в общем случае можно представить в виде информационно-вычислительного комплекса, содержащего собственно компьютер с его основными устройствами, а также дополнительные, или периферийные устройства. Классификация технических средств информатизации дана на рис. 1.1.

К числу основных устройств персонального компьютера , располагающихся в его системном блоке, относят материнскую плату, процессор, видеоадаптер (видеокарту), звуковую карту, средства обработки видеосигнала, оперативную память, TV-тюнер. В системном блоке располагаются также приводы и дисководы для накопителей информации различных типов: на гибких и жестких дисках, компакт-дисках типа CD-ROM, CD-R, CD-RW, DVD.

Все разнообразие функций, выполняемых периферийными устройствами при решении различных задач, можно разделить на несколько групп, как показано на рис. 1.1.

Устройства отображения информации служат для обработки видеоинформации и ее представления для визуального восприятия. Это прежде всего мониторы, изготовленные на базе широкого спектра современных технологий. Формирование объемных изображений осуществляется с помощью шлемов виртуальной реальности , 3D-очков и 3D-мониторов различного принципа действия. Для решения задач, связанных с демонстрацией информации на экране для большой аудитории, применяют оверхед-проекторы, жидкокристаллические панели и мультимедийные проекторы . Для обеспечения взаимосвязи между компьютером и устройством отображения информации служит видеоадаптер, выполняющий преобразование цифрового сигнала, циркулирующего внутри ПК, в аналоговые электрические сигналы, подаваемые на монитор. Для компьютерной обработки сигналов таких устройств, как телевизионный тюнер, видеомагнитофон, видеокамера, т. е. преобразования их из аналоговой в цифровую форму, применяют специальные средства обработки видеосигнала, например, видеобластер .

Звуковая и акустическая системы компьютера обеспечивают обработку и воспроизведение аудиоинформации.

Устройства ввода информации представляют собой совокупность устройств управления и ввода данных. Эти функции выполняют клавиатура, мышь, джойстик . Для ввода информации в ПК все более широко применяются световое перо, сканер, цифровая камера, дигитайзер . Особым разнообразием конструктивных решений отличаются сканеры. Они бывают планшетные, роликовые, барабанные, проекционные, ручные и многофункциональные.

Печатающие устройства (принтеры) служат для вывода на твердые, как правило, бумажные носители текстовой информации. По принципу действия принтеры весьма разнообразны: ударные, струйные, лазерные, светодиодные, термические. Для вывода графической информации в виде чертежей используют плоттеры. Функционирование пишущих блоков плоттеров основано на тех же принципах, что и принтеров, а по конструкции они подразделяются на планшетные и рулонные.

Средства телекоммуникаций предназначены для дистанционной передачи информации. К ним относятся пейджеры, радиотелефоны, персональные терминалы для спутниковой связи, обеспечивающие передачу звуковой и текстовой информации. Факсимильные аппараты, осуществляющие процесс дистанционной передачи изображения и текста, подразделяются на термографические, электрографические, струйные, лазерные, фотографические, электрохимические и электромеханические. Модемы в основном используются для обмена информацией между компьютерами через телефонную линию и конструктивно выполняются как внешними, функционирующими автономно, так и внутренними, встраиваемыми в аппаратуру.

Широко распространенными средствами работы с информацией на твердых носителях являются многочисленные устройства копировальной техники : электрографические, термографические, диазографические, фотографические, электронно-графические. Для уничтожения конфиденциальной информации на твердых носителях используются специальные устройства - шреддеры .

Контрольные вопросы:

Что принято за единицу измерения количества информации?

Какие единицы измерения информации вам известны, их соотношение?

Каким образом можно измерить количество информации? Привести формулы, связывающие между собой количество возможных исходов N и количество информации I

Как кодируются символы текста?

Какие существуют кодировки русских букв?

Чем различаются существующие кодировки русских букв?

В чем разница между традиционными 8-битными кодировками и новой кодировкой Unicode?

От каких параметров зависит качество двоичного кодирования звука?

Каким образом производится двоичное кодирование графической информации?

Что входит в состав технических средств информатизации?

Привести классификацию ТСИ.

Упражнения.

Упражнение 1.

1). Какое количество информации получит второй игрок в игре «Угадай число», если первый игрок загадал число: 32, 128?

2). Какое количество информации необходимо для кодирования одной точки изображения при палитре из 16 цветов?

Упражнение 2.

Используя Таблицу символов, запишите последовательность десятичных числовых кодов в кодировке Windows (CP1251) для слова компьютер.

Упражнение 3.

Используя Таблицу символов, а затем Калькулятор, запишите последовательность двоичных числовых кодов в кодировке Windows (СР1251) для слова бит.

Упражнение 4.

Используя Блокнот, определите, какие слова в кодировке Windows (СР1251) заданы последовательностями числовых кодов:

225, 224, 233, 242

11011101,11000010,11001100

Упражнение 5.

Используя Блокнот, определите, какие слова в кодировке MS-DOS (СР866) заданы последовательностями числовых кодов:

161, 160, 169, 226

10011101, 10000010, 10001100

Упражнение 6.

В последнее время начал использоваться графический режим с глубиной цвета 32 бит Определите:

1). Какое количество цветов отображается на экране при этой глубине цвета?

2). Какой объем видеопамяти необходим для реализации данной глубины цвета при различных разрешающих способностях экрана?

Упражнение 7.

1). Какое количество уровней звукового сигнала кодируется в устаревших 8-битных звуковых картах?

2). Рассчитайте объем моноаудиофайла длительностью 10 секунд при 16-битном кодировании и частоте дискретизации 44 Кгц.

Раздел 2. Технические характеристики современных компьютеров.

Тема 2.1. Общие сведения об электронных вычислительных машинах (ЭВМ).

План:

Важнейшие этапы истории вычислительной техники.

Устройство и принцип действия ЭВМ.

Классификация ЭВМ.

1. Важнейшие этапы истории вычислительной техники

Создание электронно-вычислительных машин в середине XXв. по праву относят к числу самых выдающихся достижений в истории человечества. Вычислительная техника расширила интеллектуальные возможности человека и превратилась в один из решающих факторов научно-технического прогресса. При этом ее развитие неразрывно связано с развитием техники и технологии в ряде промышленных отраслей.

История использования механических и полуавтоматических средств для арифметических операций насчитывает не одно тысячелетие. Первые вычислительные устройства были созданы еще в Древней Греции. В 1642 г. французский математик Блез Паскаль (1623- 1662) создал механический арифмометр , позволявший выполнять четыре арифметических действия. Немецкий философ и математик Готфрид Вильгельм фон Лейбниц (1646-1716) изобрел механическую счетную машину , выполняющую сложение и умножение. Англичанин Чарльз Бэббидж (1792-1871) разработал концепцию вычислительной машины с гибкой схемой программирования и запоминающим устройством. Программы вводились с помощью перфокарт - карточек из плотного материала, на которых информация представлялась в виде комбинации отверстий и хранилась в «складе» (памяти) в виде исходных данных и промежуточных результатов.

Наиболее стремительным и последовательным развитием и внедрением вычислительных устройств ознаменовалась первая половина XX в. Возможность создания универсальной вычислительной машины обосновал английский математик Алан Мати-сон Тьюринг (1912-1954).

В 1943 г. американец Говард Эйкен на основе уже созданных к этому времени электромеханических реле сконструировал и изготовил на одном из предприятий фирмы IBM вычислительную машину, названную «Марк-1».

Применение электронных ламп при создании первых вычислительных машин способствовало прогрессу в этой области. В 1946 г. в США группой специалистов под руководством Джона Мочли и Преспера Экерта была создана первая вычислительная машина на основе электронных ламп , названная ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer - электронный числовой интегратор и вычислитель) и предназначенная для баллистических расчетов. Для выполнения других вычислений требовалось практически заново перестраивать машину.

В 1949 г. был создан компьютер, в котором нашли воплощение принципы построения логической схемы вычислительной машины выдающегося математика Джона фон Неймана (1903-1957). Эта машина использовала гибкую запоминаемую программу, которую можно было изменять, не перестраивая всей машины.

Компьютеры на электронных лампах были громоздкими и стоили очень дорого, поэтому были доступны только крупным компаниям и учреждениям.

Изобретение в 1948 г. транзисторов , заменивших в компьютерах электронные лампы, развитие технологии их массового производства способствовали во второй половине 1950-х гг. существенному усовершенствованию, уменьшению размеров компьютеров и снижению их стоимости. Если компьютеры на электронных лампах занимали целые залы, то первый мини-компьютер, выпущенный фирмой Digital Equipment в 1965 г., был размером всего лишь с холодильник.

Следующий шаг по пути миниатюризации и совершенствования компьютеров был связан с изобретением интегральных схем . В 1959 г. Роберт Нойс , впоследствии основатель фирмы Intel, предложил создавать на одной пластине как сами транзисторы, так и все соединения между ними, так называемые интегральные схемы, или чипы . Первый компьютер на интегральных схемах выпустила в 1968 г. фирма Burroughs . В 1970 г. конструкторы фирмы Intel создали интегральную схему, аналогичную по своим функциям центральному процессору большой ЭВМ. Первый микропроцессор был способен одновременно обрабатывать только 4 бита информации. Но уже в 1973 г. был выпущен 8-битовый микропроцессор Intel-8008 , а в 1974 г. - усовершенствованный вариант Intel-8080, который до конца 1970-х гг. стал стандартом для индустрии микрокомпьютеров. На базе Intel-8080 в 1975 г. был создан первый коммерчески распространяемый компьютер «Альтаир 8800» , еще не укомплектованный клавиатурой и монитором, с оперативной памятью 256 байт. Персональный компьютер «Альтаир» завоевал популярность благодаря тому, что Пол Аллен и Билл Гейтс (будущие основатели фирмы Microsoft) создали для него интерпретатор языка Basic , что позволило пользователям достаточно просто общаться с компьютером. Компьютеры стали продаваться уже в полной комплектации, с клавиатурой и монитором. Спрос на них год от года увеличивался.

В 1979 г. фирма IBM (International Business Machine Corporation) вышла на рынок персональных компьютеров . При этом было решено не создавать принципиально новый персональный компьютер, а использовать блоки, изготовленные другими фирмами. В качестве основного микропроцессора компьютера был выбран новейший тогда 16-разрядный микропроцессор Intel-8088 с емкостью памяти 1 Мб, использовались комплектующие различных фирм, а программное обеспечение было поручено разработать небольшой тогда фирме Microsoft . В августе 1981 г. состоялась официальная презентация нового компьютера под названием IBM PC, который быстро занял ведущее место на рынке, став стандартом персонального компьютера. Сейчас компьютеры, совместимые с IBM PC, составляют более 90% всех производимых в мире персональных компьютеров.

Популярность компьютеров IBM PC обусловлена тем, что фирма IBM при разработке руководствовалась принципом открытой архитектуры , т.е. изначально сделала компьютер не единым неразъемным устройством, а обеспечила возможность изменять его конфигурации из отдельных компонентов в зависимости от круга решаемых задач.

Под архитектурой ЭВМ понимается совокупность общих принципов построения ЭВМ, реализующих программное управление работой и взаимодействие основных ее функциональных узлов.

Общие принципы построения ЭВМ, которые относятся к архитектуре:

структура памяти ЭВМ;

способы доступа к памяти и внешним устройствам;

возможность изменения конфигурации компьютера;

система команд;

форматы данных;

организация интерфейса.

Архитектура регламентирует не все связи составных частей вычислительного средства, а наиболее важные, необходимые для более эффективного использования. Архитектуру вычислительного средства следует отличать от его структуры.

Структура вычислительного средства определяет его конкретный состав на некотором уровне детализации (устройства, блоки, узлы и т.д.) и описывает связи внутри системы.

В соответствии с принципом открытой архитектуры на основной электронной плате компьютера IBM PC (системной, или материнской, плате) размещены только те блоки, которые осуществляют обработку информации (вычисления). Схемы, управляющие всеми остальными (периферийными) устройствами компьютера, - монитором, дисками, принтером и т.д., реализованы на отдельных платах (контроллерах), которые вставляются в стандартные разъемы на системной плате - слоты. К этим электронным схемам подводится электропитание из единого блока питания, а для удобства и надежности все это заключается в общий корпус - системный блок. Открытость архитектуры заключается в том, что для IBM PC-совместимых компьютеров все спецификации взаимодействия внешних устройств с контроллерами, контроллеров с системной платой (шиной) доступны. Основные этапы развития IBM PC-совместимых компьютеров и периферийных устройств даны в табл. 2.1.

Таблица 2.1

Основные этапы развития IBM PC-совместимых компьютеров и периферийных устройств