Технічні засоби виробництва

Передбачається, що обчислювальні машини п'ятого покоління будуть легко-керованими. Користувач зможе голосом подавати команди машині.

Звісно ж всі ці події неабияким чином  відносяться  до інформаційної революції.

Інформаційна  революція — метафора, яка відображає революційний вплив ІТ на всі сфери життя суспільства в останній чверті ХХ сторіччя. Це явище інтегрує ефекти попередніх революційних винаходів в інформаційній сфері (книгодрукування, телефонія, радіозв’язок, персональний комп’ютер), оскільки створює технологічну основу для подолання будь-яких відстаней при передачі інформації, що сприяє об’єднанню інтелектуальних здібностей і духовних сил людства.

Цей термін, також застосовується для позначення чотирьох інформаційних революцій в історії людства, в результаті яких не лише кардинально змінювались способи обробки інформації, але спосіб виробництва, стиль життя, системи цінностей.

• перша інформаційна революція пов'язана з появою писемності, уможливила передачу інформації, знань від покоління до покоління через її фіксацію в знаках та зруйнувала монополію вузького кола людей на знання;
• друга інформаційна революція була викликана винаходом та поширенням книгодрукування в XV ст. і розширила доступ до інформації широким верствам населення завдяки тиражуванню знань;
• третя інформаційна революція (кінець ХІХ — початок ХХ ст.) пов'язана з винаходом телеграфу, телефону, радіо, телебачення, що дозволяло оперативно, у великих обсягах передавати і накопичувати інформацію, передавати звукові та візуальні образи на великі віддалі. Останнє створило передумови ефекту «стискання простору»;
• четверта інформаційна революція (70-ті роки ХХ ст.) зумовлена винаходом мікропроцесорної технології і персонального комп'ютера. Вона характеризується переходом від механічних, електричних засобів перетворення інформації до електронних та створення програмного забезпечення цього процесу.

«Вінцем» цієї революції є поява всесвітньої мережі Інтернет, що уможливило інформаційний обмін в глобальних масштабах.

6. Як представляється інформація в ЕОМ.

В другій половині ХХ – го століття з винайденням та розвитком ЕОМ проблема стискання та кодування привернула до себе увагу, бо з чисто теоретичної перетворилася в прикладну та вкрай необхідну. Стрімко зросли обсяги даних, з’явилась потреба в передачі дискретної інформації на далекі відстані з достатньою надійністю, проблема захисту такої інформації від несанкціонованого доступу і т.д. З розвитком комп’ютерних мереж (зокрема INTERNET) обсяг інформації, що передається, швидко зростає і вимагає її мінімізації шляхом специфічного кодування для підтримання швидкої мережі. Можна навести багато інших застосувань кодування інформації

Арифметичне кодування  є одним з перспективних методів  стиску інформації, та в деякому  розумінні її шифрування. Це кодування  дозволяє пакувати символи вхідного алфавіту за умови, що розподіл частот цих символів відомий. Концепція методу була розроблена Еліасом в 60-х роках. Після цього метод був суттєво розвинутий та вдосконалений. Арифметичне кодування є оптимальним, досягає теоретичної границі ступеня стиску, - ентропії вхідного потоку.

Ідея арифметичного  кодування. При арифметичному кодуванні текст представляється числами з плаваючою комою в інтервалі від 0 до 1. В процесі кодування тексту інтервал, що його відображає – зменшується, а кількість бітів для його представлення збільшується. Наступні символи тексту зменшують величину інтервала, виходячи з значень їх ймовірностей, які визначаються моделлю. Більш ймовірні символи роблять це в меншій мірі ніж менш ймовірні та, таким чином, додають менше бітів до результату.

Одиниці виміру: Інформація, яку використовують операційні системи, групується в певні блоки – файли, які мають той чи інший розмір. Для визначення розміру файлів використовується байтова система.

1000 байт = 1 кБт

1000 кБт = 1 Мбайт

10⁹ = 1 Гбайт.

Носії інформації та їх властивості. До носіїв інформації відносяться накопичувачі – запам’ятовуючи пристрої, призначені для тривалого зберігання інформації, на зовнішній вигляд може бути дисковим або стрічковим. Інформація на дискових носіях сектори розташовуються вздовж концентричних кіл – доріжок. Якщо запис ведеться на кількох поверхнях носія, то сукупність доріжок з однаковими номерами називається циліндром. Сектори і доріжки утворюються під час форматування носія. Форматування виконує користувача за допомогою спеціальних програм – утилітів. Ніяка інформація користувача не може бути записана на неформатований носій.

Гнучкі носії для магнітних  накопичувачів випускають у вигляді  дискет, або флоппі-дисків. Власне носій  – це плоский диск зі спеціальної плівки (майлара), що має достатню міцність і стабільність розмірів. Він покритий феромагнітним шаром і поміщений у захисний конверт (оболонка дискети). На 3,5 дюймовій дискеті є віконце із засувкою, під час відкривання якої будь-яка зміна інформації на дискеті стає неможливою.

Накопичувачі на жорстких магнітних  дисках – це пристрій з незмінним  носієм. Інформація записується не на один, а на набір дисків, що складається з кількох пластин, ідеально плоских і з відполірованим феромагнітним шаром.

Накопичувачі випускають десятки  фірм. Щоб забезпечити взаємозамінність пристроїв, розроблено стандарти на їхні габарити й електричні характеристики, які визначають номенклатуру з’єднувальних  провідників. Найпоширенішими є  стандарти IDE, ATA, SCSI.

Існують ще такі накопичувачі інформації як компакт-диски (CD) – цифрова інформація відображається на пластиковому диску з покриттям у вигляді западин (невідбивних плям) та острівців, що відбивають світло. На відміну від вінчестера, доріжки якого мають вигляд концентричних кіл, компакт – диск має одну безперервну доріжку у формі спіралі.

Деякі типи накопичувачів допускають багаторазовий перезапис даних  на диску, в них використовують різні фізичні принципи запису і читання даних, різноманітні формати, типорозміри та ємності дискет.

Накопичувач DVD – пристрій для читання цифрових відеозаписів. Зовні він схожий на звичайний CD-ROM, однак відрізняється від нього тим, що на одному боці диска може бути записано до 4,7 Гбайт інформації, а на обох 9,4 Гбайт. Однак дані диски є досить дорогими у використанні.

7. Чому в  сучасних комп’ютерах застосовується  двоїчна система числення.

Для того, щоб з інформацією можна було працювати її потрібно кодувати, причому на всіх етапах інформаційного процесу. В побутовому житті під кодуванням ми часто розуміємо шифрування, однак це не є однаковим. Поняття кодування більш широке, ніж шифрування. З кодованою інформацією ми стикаємося буквально на кожному кроці, а з шифрованою інформацією мають діло лише окремі групи спеціалістів.

Найпростіший приклад кодування ми знайдемо в будь-які книжці або зошиті. Записуючи слова вчителя в зошит, ми кодуємо інформацію шляхом заміни звуків спеціальними кодами – буквами. При цьому ми користуємося таблицею кодування, яка називається абеткою. У різних народів різні абетки, і звісно ж різні методи кодування текстової інформації.

Кодують не тільки текстову, а й будь-яку іншу інформацію, наприклад графічну. Якщо за допомогою збільшувального скла розглянути чорно-білий малюнок, надрукований в книзі, то можна побачити, що він складається з регулярного узору великих та маленьких чорних крапок. Такий узор називається растром. Растр – це метод кодування, прийнятий в поліграфії для представлення зображення на папері.

Схожим метод використовується і на телебаченні. Розгляньте за допомогою збільшувального скла одну крапку екранного зображення. Ви побачите, що вона складається із трьох кольорових крапок: красної, зеленої і синьої – ці кольори називають основними. Ніяких рожевих, жовтих чи голубих крапок на екрані нема, але ми чудово можемо спостерігати зображення, пофарбовані в ці кольори. Справа в тому, що всі кольори передаються комбінацією трьох кольорів. Це теж приклад кодування. Любий колір можна представити в вигляді суми яскравостей трьох основних складових.

В інформатиці та обчислювальній техніці для роботи з інформацією використовується свій метод кодування – двоїчний. Код, який при цьому виходить, називається двоїчним кодом. Цей метод кодування обраний тому, що він найбільш зручний для електронних вузлів комп’ютера. Якщо б в їх основі лежали інші фізичні принципи, можливо, що і кодування було би іншим.

Найменшою одиницею двоїчного  коду є біт. Зручність такої одиниці  проявляється в тому, що в залежності від ситуації її можна представити  по різному:

1. 0;

     Так – Ні;

     Вімкнуто – Вимкнуто;

     На право – На ліво;

     Чорне – Біле;

Та ін.

Найпростіше двоїчним кодом  представляються цілі числа:

      0-0

      1-1

      2-10

      3-11

     4-100

    5-101

Та ін.

Є способи і для  представлення довільних дійсних чисел, хоча при цьому не виключенні похибки, зв’язані з округленням. В обчислювальної техніці, наприклад, прийнято кодувати дійсні числа восьмидесяти двоїчним одиницями (бітами), що забезпечує точність порядку 10^-31.

Текстова інформація кодується дуже просто. Відповідна спеціальна кодова таблиця, згідно якої за кожним символом абетки закріплюється певне ціле число, а представляти це число в двоїчному коді ми вже вміємо. Аналогічно і будь-яку інформацію, яку можна представити в вигляді чисел, можна представити і в вигляді двоїчного коду.

Окрім кодировки Windows, існує ще декілька різних стандартів кодировки, наприклад кодировка ГОСТ – альтернативна, кодировка КОИ-8. При роботі з документами може виникнути необхідність налагоджувати програми на роботу з тою кодировкою, в якій виконаний документ, інакше він може бути не можливим для прочитання. Існують також спеціальні програми для перетворення текстів з одної кодировки в іншу.

 

8. Назвіть   відомі вам одиниці вимірювання  кількості інформації. Як вони  співвідносяться між собою.

Для вимірювання довжини, маси, температури, часу, напруги та ін. видумані пристрої та введені одиниці  виміру: метр, кілограм, градус, секунда, вольт (в міжнародній системі  одиниць СІ).

А як дізнатися кількість  інформації, яку обробляє ЕОМ, в яких одиницях цю інформацію вимірюють, та як вона представляється? В нинішній час в якості вимірювача кількості інформації прийняті слідуючі одиниці: біт, байт ( в системі СІ).

Біт і байт використовуються також для виміру «ємкості» (об’єму) пам’яті. Швидкість передачі вимірюється кількістю біт, які передаються в секунду (наприклад, 1000 біт/с).

Біт – найменша (елементарна) одиниця кількості інформації, відповідна одному розряду двоїчного коду. Один біт – кількість інформації, яка міститься в повідомленні з двома можливими рівно ймовірними виходами типу «так» - «ні» , що в двоїчно му коді рівнозначно 1-0.

Байт – основна одиниця кількості інформації в комп’ютерної техніці, відповідна восьми розрядам двоїчного коду: 1 байт = 8 біт.

За 1 байт приймається кількість інформації в повідомленні з 256 можливих рівно ймовірних подій. Тобто одному байту рівна інформація про один з можливих 256 символів, які можуть бути використанні в ЕОМ для вводу. Байт записується в пам’яті машини, читається і обробляється загалом як одне ціле, тобто має властивості логічної та числової неділимості. За своєю практичною значимістю байт і біт можуть бути порівнянні з рублем і копійкою в нашій грошовій системі.

Наряду з бітами та байтами для вимірювання кількості інформації в двоїчних повідомленнях використовуються і більш великі одиниці:

1 кбіт (один кілобіт) = 2¹⁰ = 1024 біт

1 Мбіт (один мегабіт) = 2²⁰ = 1024*1024 біт = 1048576 біт

1 Гбіт (один гігабіт) = 2³⁰ = 10⁹ біт ( 1 мільярд біт)

1 Кбайт = 1 тісяча байт

1 Мбайт = 1 мільйон байт

1 Гбайт = 1 мільярд байт

До одиниць виміру багатьох фізичних величин ми звикли, і нам не потрібно пояснювати, що таке один метр або одна секунда. Ми добре уявляємо швидкість автомобіля, яка дорівнює 20 м/с (72км\г) або площу  в 4 кв.м., а біт, байт, кілобайт, мегабайт, гігабайт – багато це чи мало?

1 байт – це кількість інформації про дин символ (букву, цифру, знак). Якщо врахувати, що одна сторінка шкільного підручника, надрукована через два інтервали, вміщує трохи менше ніж 50 строк, в кожній строчці 60 знаків, то кількість інформації в одній сторінці можна приблизно прийняти рівним 2,5 кбайт. Якщо підручник містить 400 сторінок, то його інформаційний об'єм буде рівний 1 Мбайту.

Зазвичай інформацію в великих об’ємах  в ЕОМ  зберігають на накопичувачах з жорсткими магнітними дисками (відео дисками). Об'єм пам’яті на цих дисках складає від 100 Мбайт до 1 Гбайта. Зчитування інформації з таких дисків здійснюється малопотужним лазерним променем (тому їх по іншому називають «лазерними дисками». Об'єм пам’яті таких дисків дозволяє записати двогодинне відео кіно ( 100 тисяч зображень).