Информация и ее значение в современном мире

ЛЕКЦИЯ 1. ИНФОРМАЦИЯ И ЕЕ РОЛЬ В СОВРЕМЕННОМ ОБЩЕСТВЕ.

Информатика- наука, изучающая способы автоматизированного создания, хранения, обработки, использования, передачи и защиты информации.

Информация- набор символов, графических образов или звуковых сигналов, несущих определенную смысловую нагрузку.

Электронно-вычислительная машина (эвм) или компьютер (англ. computer- -вычислитель)-устройство для автоматизированной обработки информации.

Принципиальное отличие использования ЭВМ от всех других способов обработки информации заключается в способности выполнения определенных операций без непосредственного участия человека, но по заранее составленной им программе. Информация в современном мире приравнивается по своему значению для развития общества или страны к важнейшим ресурсам наряду с сырьем и энергией.

В развитых странах большинство работающих заняты не в сфере производства, а в той или иной степени занимаются обработкой информации. Поэтому философы называют нашу эпоху постиндустриальной.

 

КРАТКАЯ ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ

Вся история развития человеческого общества связана с накоплением и обменом информацией (наскальная живопись, письменность, библиотеки, почта, телефон, радио, счеты и механические арифмометры и др.). Коренной перелом в области технологии обработки информации начался после второй мировой войны. В вычислительных машинах первого поколения основными элементами были электронные лампы. Эти машины занимали громадные залы, весили сотни тонн и расходовали сотни киловатт электроэнергии. Их быстродействие и надежность были низкими, а стоимость достигала 500-700 тысяч долларов.

Появление более мощных и дешевых ЭВМ второго поколения стало возможным благодаря изобретению в 1948 году полупроводниковых устройств- транзисторов. Главный недостаток машин первого и второго поколений заключался в том, что они собирались из большого числа компонент, соединяемых между собой. Точки соединения (пайки) являются самыми ненадежными местами в электронной технике, поэтому эти ЭВМ часто выходили из строя.

В ЭВМ третьего поколения (с середины 60-х годов ХХ века) стали использоваться интегральные микросхемы (чипы)- устройства, содержащие в себе тысячи транзисторов и других элементов, но изготовляемые как единое целое, без сварных или паяных соединений этих элементов между собой. Это привело не только к резкому увеличению надежности ЭВМ, но и к снижению размеров, энергопотребления и стоимости (до 50 тысяч долларов).

История ЭВМ четвертого поколения началась в 1970 году, когда ранее никому не известная американская фирма INTEL создала большую интегральную схему (БИС), содержащую в себе практически всю основную электронику компьютера. Цена одной такой схемы (микропроцессора) составляла всего несколько десятков долларов, что в итоге и привело к снижению цен на ЭВМ до уровня доступных широкому кругу пользователей.

Современные эвм - это эвм четвертого поколения, в которых используются большие интегральные схемы.

90-ые годы хх-го века ознаменовались бурным развитием компьютерных сетей, охватывающих весь мир. Именно к началу 90-ых количество подключенных к ним компьютеров достигло такого большого значения, что объем ресурсов доступных пользователям сетей привел к переходу ЭВМ в новое качество. Компьютеры стали инструментом для принципиально нового способа общения людей через сети, обеспечивающего практически неограниченный доступ к информации, находящейся на огромном множестве ЭВМ во всем мире - "глобальной информационной среде обитания".

 

ОСНОВНЫЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ЧАСТИ ЭВМ.

ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ УСТРОЙСТВА ЭВМ БЫЛИ ПРЕДЛОЖЕНЫ ДЖОНОМ ФОН НЕЙМАНОМ - выдающимся американским математиком венгерского происхождения в 1945 году. В соответствии с ними в любой ЭВМ должны иметься четыре основных функциональных части. Взаимодействие между ними можно упрощенно изобразить в виде схемы. Человек вводит данные в компьютер через устройства ввода-вывода, эти данные могут храниться в устройствах хранения информации и обрабатываться в устройствах обработки информации. Полученные результаты также могут запоминаться в устройствах хранения информации и выдаваться человеку с помощью устройств ввода-вывода. Управляющие устройства управляют всем этим процессом, что изображено на схеме одинарными стрелками.

Так, в общих чертах, работают все ЭВМ, начиная с простейших калькуляторов и кончая суперкомпьютерами.

 

Аппаратура

Процессор

Процессор, или ЦПУ (CPU) - это «мозг» компьютера, большая интегральная микросхема, полупроводниковый кристалл, или просто камень. Процессор выполняет арифметические операции с двоичными числами.

Гл а в н ы й параметр процессора - частота - является основной характеристикой быстродействия компьютера. Величина частоты примерно соответствует количеству арифметических операций, выполняемых в секунду. Частота процессоров измеряется в единицах частоты - герцах - и ее производных. Современные процессоры ПК имеют частоты 1-2 гигагерца (Гг).

 

Серия процессора также существенно влияет на мощность компьютера: при переходе на следующую серию увеличивается скорость обмена данными между процессором и оперативной памятью. Процессор ПК ИБМ вначале был серии 86, затем 286 - «Двойкой», 386 - «Тройкой» и 486 - «Четверкой». Потом пошла серия Пентиумов: просто Пентиум, Пентиум II («Двойка»), Пентиум III («Тройка») Пентиум IV («Четверка»)…

 

Оперативная память

С процессором непосредственно, функционально (самый быстрый об мен) и конструктивно (находятся на одной плате), связана оперативная, или временная, память (random access memory, RAM). Это память произвольного доступа (см. ее английское название).

Объем памяти современного ПК 128 Мб, 256 Мб или 512 Мб.

В оперативной памяти компьютер хранит данные и программы, которые выполняет процессор. Эти программы и обрабатывают эти данные.

Однако информация, которую компьютер записывает во временную па мять, исчезает при его выключении.

 

Магнитная память

Для постоянного хранения информации используется постоянная, или

магнитная, память компьютера, находящаяся в системном блоке в виде отдельного устройства. Это устройство называется жесткий диск, или винчестер (hard disk drive, HDD). Информация, записанная на магнитной поверхности винчестера, хранится и после выключения компьютера.

Объем памяти современного винчестера составляет 20-80 Гб.

Для переноса информации между компьютерами служит гибкий магнитный диск, или дискета, или флоппи,- разновидность постоянной магнитной памяти. Современные дискеты имеют объем 1,44 Мб и размер 3,5 дюйма. В системном блоке находится устройство для работы с дискетами - дисковод гибких дисков, или флоппи-драйв.

 

Сектор

Информация на магнитных дисках записывается в виде очень узких концентрических колец, расположенных очень близко друг к другу. Эти узкие кольца разбиваются на маленькие сектора - минимальные единицы физической, аппаратной записи. Длина сектора строго фиксирована и обычно составляет 512 байт.

 

Кластер

В свою очередь сектора объединяются в последовательные цепочки - кластеры - минимальные единицы, кванты логической, программной записи на магнитные диски. Длина кластера тоже фиксирована на одном диске, но эта величина зависит от его объема.

При записи информации на магнитный носитель место под нее выделяется покластерно: сначала информация записывается на один свободный кластер, если его не хватает - то выделяется второй, затем третий и т. д. до полной записи данных на диск.

 

Компакт-диск, его виды

Компакт-диски, или компакты (CD, сиди) - это немагнитные оптические хранители информации. Они также представляют постоянную компьютерную память.

Информация на компакте записывается в виде обычно одной длинной спиральной дорожки с очень тесными витками, как на грампластинке.

Объем компакта обычно составляет 650 Мб.

Для проигрывания компакта компьютером в системном блоке должно находиться устройство для чтения компактов, или компакт-дисковод, или CD-ROM (сиди-ром) драйв, или CD-ROM.

Устройства CD-writer, или CD-recorder, позволяют записывать компакты. Запись осуществляется специальные на пустые компакты, или болванки.

Прямой и последовательный доступ

Вся описанная память являются памятью прямого, или произвольного, доступа. При работе с такой памятью компьютер обращается непосред ственно сразу к нужной единице информации в памяти (на магнитных дис ках это кластеры или секторы).

 

Память последовательного доступа представляют накопители на магнитной ленте. Устройство, работающее с магнитной лентой, вынуждено прокручивать, перематывать все предыдущие участки магнитной ленты, чтобы добраться до нужных данных.