Информационные системы и технологии

1. Основные определения — информатика, информация, информационные системы, информационные технологии, инфосфера, информатизация

Информатика — (от французского information — информация и automatioqueавтоматика) — область научно-технической деятельности, занимающаяся исследованием процессов получения, передачи, обработки, хранения, представления информации, решением проблем создания, внедрения и использования информационной техники и технологии во всех сферах общественной жизни; одно из главных направлений научно-технического прогресса.

В некоторых более кратких определениях информатика трактуется как особая наука о законах и методах получения и измерения, накопления и хранения, переработки и передачи информации с применением математических и технических средств. Однако все имеющиеся определения отражают наличие двух главных составляющих информатики — информации и соответствующих средств ее обработки. Бытует и такое, самое краткое определение: информатика — это информация плюс автоматика.

Информация — это отражение внешнего мира с помощью знаков или сигналов. Информационная ценность сообщения заключается в новых сведениях, которые в нем содержатся (в уменьшении незнания). Свойства информации 1) полнота, 2) достоверность, 3) ценность, 4) актуальность, 5) ясность.

Информационные системы — включают в себя функциональные компоненты, компоненты системы обработки данных, организационные компоненты. Функциональные компоненты — представляют собой подсистемы обработки информационных ориентиров по определенному функциональному признаку. Например: бухгалтерский учет и отчетность,; технико-экономическое планирование; бизнес-план и т. д. Компоненты системы обработки данных (СОД) — типовыми задачами которых являются: 1. сбор и перенос информации на машинные носители (жесткий диск, гибкий диск); 2. передача информации в места ее хранения и обработка; 3. ввод информации в ЭВМ и контроль ввода; 4. создание и ведение внутримашинной информационной базы; 5. обработка информации на ЭВМ (накопление, сортировка, корректировка, выборка, арифмитическая и логическая обработка); 6. вывод информации; 7. управление вычислительными процессами в вычислительных сетях. Организационные компоненты информационной системы — совокупность методов и средств для совершенствования организации структурных объектов, штатного расписания, должностных инструкций персонала, т. е. управление штатами и кадрами.

Информационные технологии — целенаправленный процесс преобразования информации, использующий совокупность средств и методов сбора, обработки, хранения и передачи информации. Как и многие другие технологии, информационная технология должна отвечить следующим требованиям:

обеспечивать высокую степень деления всего процесса обработки информации на составляющие компоненты (фазы, этапы, лперации, действия);

включать весь набор инструментов, необходимых для достижения поставленной цели;

отдельные компоненты должны быть стандартизированы и унифицированы.

Инфосфера — совокупное информационное простанство.

Информатизация — внедрение информационных технологий во все сферы человеческой деятельности

2. Количественная мера измерения информации: бит, байт

Обработка информации в ЭВМ основана на обмене электрическими сигналами между различными устройствами машины. Эти сигналы возникают в определенной последовательности. Признак наличия сигнала можно обозначить цифрой 1, признак отсутствия — цифрой 0. Таким образом, в ЭВМ реализуются два устойчивых состояния. С помощью определенных наборов цифр 0 и 1 можно закодировать любую информацию. Каждый такой набор нулей и единиц называется двоичным кодом. Количество информации, кодируемое двоичной цифрой — 0 или 1 — называется битом. С помощью набора битов, можно представить любое число и любой знак. Знаки представляются восьмиразрядными комбинациями битовбайтами (т.е. 1 байт = 8 бит). Например, русская буква, А — байт 10 000 000. Любую комбинацию битов можно интерпретировать как число. Например, 110 означает число 6, а 1 101 100 — число 108. Число может быть представлено несколькими байтами.

Таким образом, в ЭВМ информация кодируется двумя видами символов. Такому представлению соответствует система счисления, в которой используется всего два цифровых знака — 0 и 1. Дадим определение системы счисления (с/с): система счисления — это совокупность правил и приемов записи чисел с помощью набора цифровых знаков (алфавита). Количество цифровых знаков называют основанием системы счисления.

Различают два типа систем счисления:

позиционные, когда значение каждой цифры числа определяется ее местом (позицией) в записи числа;

непозиционные, когда значение цифры в числе не зависит от ее места в записи числа.

Примером непозиционной системы счисления является римская: IX, IV, XV и т. д.

Примером позиционной системы счисления можно назвать десятичную систему, используемую повседневно.

Любое целое число в позиционной системе можно записать в форме многочлена

X_s={A_nA_n-1…A₁A₀}_s=A_nSⁿ+A_n-1S^n-1+…+A₁S¹+A₀S⁰

где s — основание с/с;

А— значащие цифры числа, записанные в данной с/с;

n — количество разрядов числа

Пример 1. Число 5341₁₀ запишем в форме многочлена:

5341₁₀=510³+310²+410¹+110⁰

Пример 2. Число 321₁₀ запишем в двоичной системе счисления. Для этого необходимо разложить число в виде суммы по степеням 2:

321₁₀=12⁸+12⁶+12⁰

Записываем коэффициенты при степенях двойки (от минимальной нулевой степени к максимальной) справа налево. Поэтому данное число в двоичной системе счисления будет иметь вид: 101 000 001₂

Для того, чтобы решить обратную задачу: перевести число из двоичной системы счисления в десятичную, необходимо воспользоваться формулой и произвести вычисления в 10-ой системе счисления.

Пример 3. Число 10 100 101₂ перевести в 10-ую систему счисления.

10 100 101₂=12⁰+12²+12⁵+12⁷=165₁₀

3. Свойства информации: ясность, точность, своевременность, достоверность

4. Техника безопасности

Конструкция компьютера достаточно безопасна. Человек защищен от компьютера больше, чем от телевизора, холодильника или утюга. Основную опасность для жизни представляет не сам компьютер, а розетка, к которой он подключается, и которая может быть неисправной. В связи с этим первое и основное правило техники безопасности:

Держаться от розеток подальше (пальцы не предназначены для подключения к ней)

А уж если все-таки придется отключать питание — правило второе:

Ни в коем случае не дергать при выключении за соединительный шнур, а держаться при этом за вилку.

Вполне вероятно, что при помощи компьютера можно подпортить себе зрение, поэтому лучше помнить что новые глаза в магазине не купишь:

Безопасное расстояние от экрана 50 см (можно и дальше).

Не смотреть долго на экран. Чаще делай упражнения для глаз: поморгай, повращай, посмотри вдаль

Через каждый час работы делать перерывы на 10−15 минут.

5. Нормы организации рабочих мест операторов ПК

6. Принципиальные части ПК

7. Аппаратная часть ПК. Основные блоки

Обычно персональные компьютеры состоят из трех частей (блоков):

системный блок;

клавиатура, позволяющая вводить символы в компьютер;

монитор (или дисплей) — для изображения текстовой и графической информации.

«Главным» в компьютере является системный блок. Системный блок стационарного ПК представляет собой прямоугольный корпус, в котором размещены все основные элементы компьютера:

электронные схемы, управляющие работой компьютера (микропроцессор, оперативная память, котроллеры устройст и т. д.);

блок питания, преобразующий электропитание сети в постоянный ток низкого напряжения, подаваемый на электронные схемы компьютера;

накопители (или дисководы) для гибких магнитных дисков, используемые для чтения и записи на гибкие магнитные диски (дискеты);

накопитель на жестком магнитном диске, предназначенный для чтения и записи на несъемный жесткий магнитный диск (винчестер).

В настоящее время используются два основных вида форм соистемного блока: «башня» (tower) и «настольный» (desktop). Габариты «башни» достаточно велики и позволяют разместить в корпусе наибольщее число блоков и плат. Ее обычно устанавливают на пол.

«Настольный» системный блок устанавливается на стол горизонтально и обычно служит подставкой для монитора.

На передней панели системного блока обычно имеются две кнопки (Reset и Power). Если компьютер не реагирует на команды от клавиатуры, т. е. не может продолжить нормальную работу, в этом случае можно провести перезагрузку компьютера, нажав кнопку Reset — кнопку сброса. Кнопка Power предназначена для включения (выключения) питания компьютера.

С тыльной стороны системного блока имеются штепсельные разъемные для подключения шнуров питания и кабелей связи с внешними устройствами.

Компьютеры выпускаются и в портативном варианте — в «наколенном» (laptop) или «блокнотном» (notebook) исполнении. Здесь системный блок, монитор и клавиатура заключены в один корпус: системный блок спрятан под клавиатурой, а монитор сделан как крышка к клавиатуре.

8. Аппаратная часть ПК. Системный блок

Системный блок- одна из основных частей любого персонального компьютера.

В корпусе системного блока располагаются: ПЗУ, ОЗУ, блок питания, центральный процессор (мозг ЭВМ, который перерабатывает информацию).

ОБЩАЯ СХЕМА ЭВМ

УВ —устройства ввода информации в ЭВМ (клавиатура, мышь, ВЗУ, сканер)

УВЫВ -устройства вывода информации (дисплей, принтер, ВЗУ, графопостроитель)

ОЗУ (ОП или RAM) -оперативное запоминающее устройство (оперативная память) быстрая память, которая состоит из ячеек, имеющих свой адрес.

Принципиальной особенностью ОЗУ является его способность хранить информацию только во время работы машины. Когда вы включаете компьютер, в оперативную память заносятся (загружаются) цепочки байтов в которых хранится операционная система. Когда вы выключаете компьютер, то содержимое ОЗУ стирается.

ВЗУ — (внешние запоминающие устройства) предназначены для постоянного хранения информации, (дискета, жесткий диск, компакт-диск)

ПЗУ (ROM) — память, предназначенная только для чтения.

Современные компьютеры обладают принципом открытой архитектуры.

Принцип открытой архитектуры означает, что возможна лёгкая замена устаревших частей ЭВМ, новая деталь (блок) будет совместима со всем тем оборудованием, которое использовалось ранее.

Возможность обмена данными между компьютерами по обычной телефонной связи обеспечивают модемы, факс-модемы, которые преобразуют телефонные сигналы в компьютерные и наоборот.

9. Аппаратная часть ПК. Монитор

Монитор — предназначен для вывода информации на экран текстовой и графической информации.

Мониторы бываю:

цветные и монохромные. В цветных изображение формируется светящимися точками красного, зеленого и синего люминефона, а в малохромных — точками люминефона одного цвета (чаще всего белого, зеленого или коричневого);

различного размера — чаще всего от 14 до 21 дюйма. Размер монитора определяется по величине диагонали его кинескопа. (диагональ поля изображения меньше на 5−10%);

с различным зерном, т. е. расстоянием между центрами точек люминефона (светящегося в-ва) одного цвета. Размер зерна во многом определяет качество монитора и четкость показываемого им изображения. На качественных мониторах размер зерна 0,25−0,26 мм, среднего класса — 0,25 мм, на низкокачественных — 0,31 — 0,39 и выше.

Мониторы могут работать в 1 из 2 режимов: текстовом и графическом. В текстовом режиме экран монитора разбивается условно на отдельные участки — знакоместа (чаще всего на 25 строк по 80 символов). На каждом знакоместе может быть изображен один из 256 заранее определенных символов. В число этих символов входят заглавные и строчные буквы.

В графическом режиме экран монитора представляет собой растр, состоящий из точек (пикселей). Количество точек по горизонтали и вертикали которые монитор способен воспроизвести, четко и раздельно, называется разрешающей способностью монитора. Выражение «разрешающая способность 800×600» означает, что монитор может выводить 600 горизонтальных строк по 800 точек в каждой строке. Реальная разрешающая способность видеотракта зависит еще и от видеокарты.

Существует два основных типа мониторов: жидкокристалические и с электронно-лучевой трубкой. Жидкокристалические мониторы имеют на порядок меньше вес и геометрический объем, потребляют в 2 раза меньше энергии.

Монитор представляет собой самостоятельных конструктивный блок.

10. Аппаратная часть ПК. Клавиатура

Клавиатура — устройство предназначенное для ввода в компьютер информации и команд управления.

Клавиатура компьютера представляет собой самостоятельный конструктивный блок. Стандартные клавиатуры имеют 101 — 104 клавиши и различаются незначительными вариациями расположения и форм некоторых служебных клавиш. Предназначенные для российского рынка клавиатуры имеют на буквенных клавишах двойную маркировку — латинские буквы и буквы кириллицы.

Вся совокупность клавиш клавиатуры условно разбира на несколько групп:

буквенно-цифровые клавиши;

клавиши управления курсором;

специальные клавиши управления;

функциональные клавиши;

клавиши малой цифровой клавиатуры.

Буквенно-цифровые клавиши занимают центральную часть клавиатуры. Основное их назначение — занесение в компьютер (ввод) текста: букв, цифр, специальных символов. Расположение букв и цифр на клавишах соответствует их стандартному расположению на клавиатуре пишущей машинки. Латинские буквы на клавиатуре расположены по стандарту QWERTY, а русский шрифт по стандарту ЙЦУКЕН, что соответствует последовательности первых шести букв в верхнем ряду буквенной клавиатуры.

Для буквенно-цифровых клавиш существует понятие регистра, т. е. режима их использовния. Имеются две пары регистровверхний/нижний и латинский/русский. На верхнем регистре находятся прописные (заглавные) буквы, а на нижнем — строчные буквы. Часть клавиш содержит специальные символы и цифры, помещенные соответственно на верхней и нижней частях клавиш.

Выбор регистра верхний/нижний может производиться при помощи клавищи (фиксация прописных букв) и (сдвиг, замена). Клавиша закрепляет режим ввода прописных или строчных букв. В режиме прописных букв светится индикатор CapsLock в верхней правой части клавиатуры. Клавиша изменяет режим клавиатуры на противоположный только пока она нажата.

Клавиши управления курсором расположены в правой части панели клавиатуры. Назначение данных клавиш описано ниже в таблице.

Курсором называется символ, указывающий позицию на экране монитора, в которой будет отображаться очередной вводимый на экран символ.

Курсор — это, обычно, мерцающий прямоугольник или жирная черта.

Клавиши малой цифровой клавиатуры могут использоваться в двух режимах:

1. в режиме управления курсором

2. в режиме ввода цифр, знаков математических операций и точки.

Выбор соответствующего режима производится при помощи клавиш и. Первая клавиша закрепляет режим ввода цифр, при этом в режиме ввода цифр светится индикатор Num Lock в верхней правой части клавиатуры. Клавиша изменяет режим клавиатуры на противоположный, пока она нажата.

Любой ASCII-код можно ввести с клавиатуры путем набора на молой цифровой клавиатуре (клавиша нажата) десятичного кода, равного шестнадцатиричному ASCII-коду, с одновременным нажатием и удержанием на время набора клавиши .

Специальные клавиши управления (служебные) расположены вокруг группы алфавитно-цифровых клавиш и имеют следующее назначение:

Функциональные клавиши (-)расположены в верхней части клавиатуры. Эти клавиши предназначены для выполнения различных специальных действий. Для каждого программного продукта они имеют свое назначение (функции этих клавиш программируются). Например, в большинстве программ принято, что клавиша предназначена для вызова справки.

Для расширения функциональных возможностей клавиатуры применяют особые комбинации клавиш. В этих комбинациях, как правила, используются клавиши, и. Если в инструкции написано, например +, то это означает, что необходимо первоначально нажать клавишу, а затем, не отпуская ее нажать клавишу .

11. Аппаратная часть ПК. Принтеры

Принтер — печатающее устройство предназначенное для вывода информации на бумагу или печатную пленку.

Все принтеры могут выводить текстовую информацию, многие из них могут выводить также рисунки и графики, а некоторые принтеры могут выводить и цветные изображения.

Сущетсвует несколько тысяч моделей принтеров, которые могут использоваться с ПК. Как правило, применяются принтеры следующих типов: матричные, стркйные и лазерные, однако встречаются и другие (светодиодные, термопринтеры и т. д.).

Матричные принтеры — это наиболее распространенный до недавнего тип принтеров. Принцип работы их таков: печатающая головка принтера содержит вертикальный ряд тонких металлических иголок. Головка движется вдоль печатаемой строки, а стержни в нужный момент ударяют по бумаге через красящую ленту. Это и обеспечивает формирование на бумаге символов и изображений.

В дешевых моделях принтеров используется печатающая головка с 9−10 иглами. Качество печати у таких принтеров посредственное, но его можно несколько улучшить с помощью печати в несколько проходов (от двух до четырех). Более качественнпая и быстрая печать обеспечивается принтерами с 24 печатающими иголками (24-точечными принтерами). Бывают принтеры с 48 иголками, они обеспечивают еще более качественную печать. Скорость печати точечно-матричных принтеров от 10 до 60 секунд на страницу, печать рисунков может выполняться медленнее — до 5 мин. на страницу. Производятся и специальные высокопроизводительные матричные принтеры.

Струйные принтеры — новый этап в развитии печатающих устройств после матричных. Они пришли на смену матричным принтерам. Рассмотрим принцип их работы. В этих принтерах изображение формируется микрокаплями специальных чернил, выдуваемых на бумагу с помощью сопел. Этот способ обеспечивает более высокое качество печати по сравнению с матричными принтерами.

Современные струйные принтеры могут обеспечивать высокую способность — до 600 точек на дюйм. Для цветной печати цветные струйные принтеры часто являются самым оптимальным решением.

Следует заметить, что струйные принтеры требуют тщательного ухода и обслуживания. Скорость печати струйных принтеров — от 15 до 100 секунд на страницу, а время печати цветных страниц может достигать 8−10 минут (обычно 2−3 минуты).

Лазерные принтеры — этот вид принтеров обеспечивают в настоящее время наилучшее качество печати. В них для печати используется принцип ксерографии: изображение переносится на бумагу со специального барабана, к которому электрически притягиваются частички краски. Отличие от обычного ксерокопировального аппарата состоит в том, что печатающий барабан электризуется с помощью лазера по командам из компьютера.

Лазерные принтеры являются наиболее удобными устройствами для получения качественных черно-белых печатных документов. Существуют и цветные лазерные принтеры.

Разрешающая способность лезерных принтеров, как правило, не менее 300 точек на дюйм (300 dpi), а современные лазерные принтеры обычно имеют разрешающую способность 600 точек на дюйм и более. В некоторых из них используют специальную технологию повышения качества изображения (RET, TurboRes и т. д.). Применение этих технологий эквивалентно повышению разрешающей способности принтера в 1,5 раза.

Скорость печати лазерных принтеров — от 8 до 12 секунд/страница. Специальные высокопроизводительные принтеры имеют скорость работы от 15 до 40 страниц в минуту. Обычно такие принтеры подключаются к локальной сети и обслуживают всех пользователей этой сети.

Среди лазерных принтеров имеются два основных типа: совместимые с HP LaserJet фирмы Hewlett-Packard и «понимающие» язык PostScrip, разработанный фирмой Adobe.

PostScrip — принтеры, обычно в полтора-два раза дороже, чем эквивалентные по производительности принтеры типа LaserJet.

Они имеют большие возможности, которые используются многими программными средствами. Кроме того, подготовленный для PostScrip — принтеров документ может быть без изменений выведен на любой фотонаборный автомат, «понимающий» язык PostScrip. Не будет проблем и с масштабированием печатаемого документа, а также с выводом «зеркального» или негативного изображения, что необходимо для создания пленок для офсетной печати.

12. Классификация устройств ввода, вывода, ввода/вывода информации

13. Характеристика устройств ввода информации

Устройствами ввода являются те устройства, посредством которых можно ввести информацию в компьютер. Ими являются:

Мышь механическая - Внутри имеет шарик, выступающий через нижнюю поверхность. При перемещении мыши по поверхности стола шарик вращает специальные ролики, один из которых заставляет перемещаться указатель мыши вверх-вниз по экрану, другой — влево-вправо.

Мышь оптическая - Вместо крутящегося шарика используется луч света, который скользит по специальному коврику, покрытому координатной сеткой.

Трекбол - Представляет собой вмонтированный в корпус компьютера (рядом с клавиатурой) шарик, который нельзя переместить, но можно вращать пальцами за выступающую поверхность

Клавиатура — устройство механического ввода информации, состоящее из 101−105 кнопок, часть из которых служит для вода букв, символов и цифр, а другая часть — это функциональные клавиши (F1-F12). Также есть клавиши управления курсором (на них есть изображение в виде стрелок). В левой части клавиатуры есть дополнительные кнопки с цифрами — это дополнительная зона кнопок для удобства ввода цифр. С помощью клавиатуры мы вводим информацию (буквы и цифры) в компьютер. Это самый медленный способ ввода информации.

Сканер — устройство для считывания графической и текстовой информации в компьютер.

Проще всего представить введенную через сканер информацию, в том числе и текстовую, как графическую. Но кроме того, при помощи специального программного обеспечения, компьютер может распознать символы на сканируемом листе, что позволяет быстро вводить напечатанный, а иногда и рукописный текст. Сканеры бывают настольного типа, они обрабатывают лист бумаги целиком и ручные, которыми нужно проводить на нужным рисунком или текстом. По качеству вводимого изображения сканеры можно разделять на цветные и черно-белые, которые в свою очередь могут отличаться разрешающей способностью, количеством цветов или оттенков серого цвета.

Сканер имеет два вида расширения: оптическое и интерполяционное. Оптическое расширение — одна из основных технических характеристик сканера. Измеряется в точках на дюйм (dpi). Чем выше данный показатель, тем детальнее будет информация, снятая с оригинала. Оптическое разрешение по горизонтали (ось Х) определяется ПЗС-матрицей, а по вертикали (ось Y) числом шагов на дюйм, которое позволяет сделать двигатель сканера при перемещении каретки. В связи с этим многие производители указывают разные значения по горизонтали и вертикали, тем самым завышая реальное разрешение. Интерполяционное — это искусственно увеличенное разрешение. Достигается оно путем математического вычисления недостающих точек (методом интерполяции), осуществляемого драйвером с помощью специальных алгоритмов. На практике используется очень редко.

Телекамера — подключенная через специальное оборудование, позволяет вводить в компьютер видеоизображение («живое видео»). Эта информация затем может быть использована для организации спецэффектов и постановки трюков в фильмах.

Дигитайзер — устройство для ввода графической информации в компьютер, похожее на мышь. С помощью дигитайзера можно по точкам вводить в компьютер графики функций или чертежи с бумажного листа. Этот устройство оборудовано прицельным приспособлением (лупа с перекрестием), которое оператор наводит на интересующие его точки. Если нажать кнопку на прицеле, координаты точки фиксируются. Таким способом можно ввести в компьютер характерные точки чертежа, чтобы по ним потом восстанавливать линии.

Световое перо — устройство напоминающее обычную ручку только с проводом. Данное устройство по возможностям сходно с мышью с той разницей, что мышью вы водите по столу, а световым пером — по экрану. Внутри светового пера находится специальный элемент — фотодиод, который регистрирует изменение яркости в том месте экрана, куда указывает перо.

Можно использовать световое перо для любых целей, требующих позиционирования. Например, в графических программах можно чертить по экрану монитора с помощью светового пера, точно так же как карандашом по бумаге.

У светового пера есть недостатки. Один из них — необходимости все время держать руку на весу, от чего она быстро устает. Другой недостаток состоит в том, что приходится заслонять часть экрана собственной рукой. Поэтому перья в настоящее время почти не используются.

Сенсорный экран — представляет собой технологию по взаимодействию с программами, в которой инструментом, реализующим функции светового пера, является человеческий палец. Секрет заключается в мониторе, который выполнен таким образом, что позволяет определить присутствие пальца на экране или в непосредственной близости от него. Такой способ взаимодействия имеет ряд недостатков. Разрешающая способность такой технологии невелика из-за размеров пальца, а постоянное прикосновение к экрану способствует его жировому загрязнению. Кроме того, так же как и при работе со световым пером, приходится держать руку на весу.

Джойстик - напоминает ручку управления автомобилем или самолетом. Наклоняя рычаг в нужную сторону, можно добиться плавного перемещения курсора по экрану, причем чем больше наклон рычага, тем быстрее перемещается курсор. В основном используется в играх.

Графический планшет - устройство для ввода контурных изображений. Его еще называют перьевым планшетом. С графического планшета рисовать можно прямо в компьютер.

По устройству планшет мало чем отличается от дигитайзера, но координаты его прицельного приспособления — пера — фиксируются не по нажатию кнопки, а автоматически, сотни и тысячи раз в секунду. Это позволяет отслеживать самые замысловатые линии с точностью не хуже, чем у сканера.

Новейшие планшеты реагируют и на силу нажатия пера. Можно рисовать линии разной толщины и яркости, как если бы в руках была мягкая кисточка. Причем запоминать можно не россыпь точек, а сразу линии. Упрощаются тяжелейшие задачи — распознавание рукописного текста и проверка подлинности почерка. А главное художнику доступны привычные методы работы.

Трекпад (сенсорный планшет) - может реагировать не только на специальное перо, но даже на обычный палец. Такой «следящий планшет» не удобен для точных работ. Зато, жертвуя точностью, его можно сократить до размеров, приемлемых в компьютере. Правда не столько для рисования сколько для перемещения указателя.

Речевой ввод и устройства распознавания голоса.

Что касается речевого ввода, то еще, до появления компьютера, человек уже умел записывать звуки, музыку или собственную речь на специальные носители (граммофонные пластинки, магнитные ленты). Для этих целей использовался микрофон, который преобразовывал звуковые колебания в электрические такой же частоты. Для ввода информации в компьютер микрофон выполняет те же самые функции, что и в магнитофоне. Затем специальная электрическая схема (аналогово-цифровой преобразователь) преобразует сигналы, поступающие от микрофона, в сигналы, пригодные как для обработки компьютером так, и для хранения на магнитных дисках.

Говоря же о системах распознавания голоса, можно отметить два аспекта — одно дело узнать голос отдельного человека, а другое преобразовать его в текст, который можно видеть на экране монитора или хранить в памяти компьютера. Системы первого типа относительно просты, они не преобразуют человеческий голос в текст, а всего лишь его «узнают» (отличают от сказанного другим, не «вникая в смысл»). Чаще всего это используется в качестве пароля для защиты отдельных данных, или доступа к компьютеру. Системы второго типа намного сложнее и интеллектуальнее, они должны не просто преобразовывать одни сигналы в другие (аналоговые сигналы в цифровые), но и представлять звуковую информацию как в памяти компьютера, так и на экране монитора в текстовом виде. Решение данной проблемы позволит человеку общаться с компьютером наиболее естественным для него способом — при помощи голоса. Однако такие системы требуют, чтобы их предварительно настроили на тембр голоса того человека (нескольких человек), который будет с ними работать.

Системы распознавания почерка. В качестве устройств ввода в системах распознавания почерка могут использоваться как сканер, так и графический планшет. Помимо данных устройств в такие системы обязательно включается специальное программное обеспечение, которое позволяет преобразовать почерк в печатный текст. При наличии образцов почерков в памяти компьютера возможно определение анонимного автора письма, записки и проч., что используется, например, в криминалистике.

Другие системы ввода (датчики).

В последнее время в устройствах ввода применяются новые технологии. В качестве примера можно привести устройства отслеживающие положение зрачков глаз. Используя такое устройство можно взглядом перемещать указатель по экрану. Это дает возможность использовать компьютер практически полностью парализованным людям.

При использовании компьютера для управлении робототехническим комплексом, устройствами ввода служат всевозможные датчики (температурные, определяющие интенсивность цвета, положение, радиационный фон, влажность воздуха, загазованность и другие).

14. Характеристика устройств вывода информации

Устройства предназначенные для вывода информации в том или ином виде:

Монитор — устройство, предназначенное для вывода на экран текстовой и графической информации. (см. ответ № 9)

Принтер — печатающее устройство предназначенное для вывода информации на бумагу или печатную пленку. (см. отв. № 11)

Все принтеры могут выводить текстовую информацию, многие из них могут выводить также рисунки и графики, а некоторые принтеры могут выводить и цветные изображения.

Сущетсвует несколько тысяч моделей принтеров, которые могут использоваться с ПК. Как правило, применяются принтеры следующих типов: матричные, стркйные и лазерные, однако встречаются и другие (светодиодные, термопринтеры и т. д.).

Графопостроитель (плоттер) — устройство для вывода чертежей на бумагу. Плоттеры бывают барабанного типа (работают с рулоном бумаги) и планшетного типа (в них лист бумаги лежит на плоском столе). Как правило, плоттеры используются в системах конструирования (САПР) для вывода чертежей.

15. Характеристика устройств ввода/вывода информации

Таковыми являются устройства, которые имеют возможность вводить (принимать) и выводить (передавать) информацию:

модем;

факс-модем;

сетевой адаптер.

Модем — устройство для обмена информацией с другими компьютерами через телефонную сеть. По конструктивному исполнению модемы бывают встроенными (вставляемыми в системный блок компьютера) и внешними (подключаемыми через коммуникационный порт). Модемы отличаются друг от друга максимальной скоростью передачи данных (1200, 2400, 9600 бод и более, 1 бод= бит в секунду), а также тем, поддерживают ли они средства исправления ошибок (стандарты V42bis илиMNP-5). Для устойчивой работы на отечественных телефонных линиях импортные модемы должны соответствующим образом адаптированы.

Факс-модем — устройство, сочетающее возможности модема и средства для обмена факсимильными изображениями с другими факс-модемами и обычными телефаксными аппаратами.

Сетевой адаптер — устройство дающее возможность подключать компьютер в локальную сеть.

16. Открытая архитектура ПК фирмы IBM/PC

По существу компьютер — это вычислитель. Человеку присуще стремление совершенствовать вычислительные устройства. В результате на сегодняшний день существуют такие вычислительные системы, о которых в начале 19-го века даже не могли мечтать.

В современный компьютер заложена возможность усовершенствования его отдельных частей и использования новых устройств. Компьютер не является единым неразъемным устроством, а дает возможность его сборки из независимо изготовленных частей, аналогично детскому конструктору. При этом методы сопряжения устройств с компьютером доступны всем желающим. Этот принцип, называемый принципом открытой архитектуры, наряду с другими достоинствами обеспечил, в частности, потрясающий успех персональному компьютеру.

На основной электронной плате компьютера (системной или материнской) размещены только те блоки, которые осуществляют обработку информации (вычисления). Схемы, управляющие всеми устройствами компьютера — монитором, дисками, принтером и т. д., реализованы на отдельных платах, которые вставляются в стандартные разъемы на системной плате — слоты. В последнее время появилась тенденция размещать контроллеры дисков, последовательных и параллельных портов (иногда и видео адаптеры) непосредственно на материнской плате. Ко всем этим электронным схемам подводится электропитание из единого блока питания, а для удобства и надежности все это заключается в общий металлический или пластмассовый корпус — системный блок.

Компьютер должен иметь следующие устройства:

арифметическо-логическое устройство (АЛУ), выполняющее арифметические и логические операции;

устройство управления (УУ), которое организует процесс выполнения программ;

запоминающее устройство (ЗУ), или память для хранения программ и данных;

внешние устройства для ввода-вывода информаци.

Память компьютера должна состоять из некоторого количества пронумерованных ячеек, в каждой из которых могут находиться или обрабатываемые данные, или конструкции программ. Все ячейки памяти должны быть одинаково легко доступны для других устройств компьютера.

На рисунке схематично показаны связи между устройствами компьютера.

17. Программное обеспечение ПК. Основные классы

Компьютеры — это универсальные устройства для обработки и хранения информации. Компьютер может выполнить практически любые действия по обработке информации, если составить для него на понятном ему языке точную и подробную последовательность действий — инструкцию, как надо обработать эту информацию.

Программа — упорядоченная последовательность команд (инструкций) компьютера, составленных для решения задачи.

Программы предназначенны для реализации решаемой задачи.

Задача — это проблема, подлежащая решению

Приложение — программная реализация на компьютере решения поставленной задачи.

Меняя программы для компьютера, можно использовать его в качестве рабочего места инженера, конструктора, редактора и т. д. При этом в распоряжении пользователя необходимо иметь сопроводительную документацию к установленным программам, которая фактически является инструкцией пользователя по эксплуатации программного продукта.

Программное обеспечение — совокупность программных средств и сопроводительной документации для создания и эксплуатации информационных систем обработки данных средствами вычислительной техники.

Процесс создания программ можно представить схематично в виде последовательности действий, показанных ниже:

Постановка задачи — обобщенный термин, который определяет исходные и выходные условия решаемой задачи. Постановка задачи связана с конкретизацией основных параметров ее реализации.

Алгоритм — система команд (инструкций), определяющая процесс преобразования исходных данных (входная информация) в результат решения поставленной задачи (выходная информация).

В алгоритме отражается логика и способ формирования результатов решения с указанием необходимых расчетных формул, логических условий и соотношений для контроля достоверности выходной информации.

Алгоритм решения задачи должен иметь ряд обязательных свойств:

дискретность — возможность разбиения процесса обработки информации на более простые этапы;

определенность — однозначность выполнения отдельного шага преобразования информации;

выполнимость — возможность получения желаемого результата при заданной входной информации за конкретное число шагов;

универсальность — пригодность алгоритма для решения определенного класса задач.

Форма представления и содержания алгоритма обработки информации зависят от применяемых методов проектирования алгоритмов и инструментальных средств разработки программ.

Программирование — это теоретическая и практическая деятельность решения задачи средствами конкретного языка программирования и оформления полученноых результатов в виде программы.

Программирование — творческий, интеллектуальный процесс и в любой программе присутствует и отражается определенная степень искусства программиста. Именно поэтому на стадии программирования возникает этап отладки программы — процесс обнаружения и устранения ошибок в программе, производимой по результатам ее тестирования на компьютере.

После окончательной отладки программа документируется, т. е. к ней прилагается описание назначения программы и инструкция по эксплуатации. Только после этого программа становится законченным программным продуктом, подготовленным к реализации как любой иной вид промышленной продукции.

Программный продукт — комплекс взаимосвязанных программ для решения определенной проблемы (задачи), подготовленный к реализации.

В зависимости от функций, выполняемых программным обеспечением, его можно разделить на две группы: базовое (системное) ПО, прикладное ПО и инструментальные системы.

Прикладное ПО включает в себя прикладные программы, которые обеспечивают выполнение необходимых пользователю работ: редактирование текста, рисование картинок, обработку информационных массивов и т. д.

Системное ПО включает в себя системные программы, которые выполняют различные вспомогательные функции: создание копий информации, выдача справочной информации о компьютере, проверку устройств ПК и т. д.

Инструментальные системы (системы программирования) — обеспечивают создание новых программ для компьютера (расчитаны для програмистов)

18. Системное программное обеспечение

Под системным понимается программное обеспечение, включающее в себя операционные системы, сетевое ПО, сервисные программы, а также средства разработки программ (трансляторы, редакторы связей, отладчики и др.).

Операционная система — это комплекс программ, организующих управление работой компьютера и его взаимодействие с пользователем. Операционные системы для персонального компьютера различаются по нескольким параметрам:

однозадачные и многозадачные;

однопользовательские и многопользовательские.

Однозначные операционные системы обычно позволяют запустить одну программу в основном режиме и еще одну программу, вспомогательную, в так называемом фоновом режиме. Например, в основном режиме можно запустить редактор текстов, а в фоновом — программу печати. Многозадачные системы позволяют запустить одновременно несколько программ, которые будут работать параллельно, не мешая друг другу.

Однопользовательские операционные системы позволяют работать на компьютере в каждый момент времени только одному человеку.

В многопользовательской системе работу можно организовать так, что каждый пользователь будет иметь доступ к информации общего доступа и, введя пароль, к личной информации, доступной только ему. Например, UNIX позволяет нескольким пользователям одновременно работать на одном компьютере с помощью так называемых терминалов, в роли которых могут выступать либо специализированные устройства (видеомонитор с клавиатурой), либо запущенная на ПК специальная программа. Терминал может находиться в нескольких метрах или в нескольких тысячах километров от компьютера. Терминал может быть связан с основным компьютером и через локальную сеть или мировую компьютерную сеть Internet.

В настоящее время наиболее распространены несколько типов операционных систем: однозадачная однопользовательская система MS-DOS компании Microsoft с командным интерфейсом, многозадачные однопользовательская Windows 95 и сетевая Windows NT с графическим интерфейсом, многозадачная многопользовательская система UNIX.

MS DOS является программой, которая загружается в память ЭВМ при включении. Она выполняет следующие задачи:

дополняет аппаратную базовую систему ввода/вывода (BIOS);

предоставляет прикладным программам среду для их выполнения (ядро MS DOS);

предоставляет пользователю среду, обеспечивающую диалог с компьютером посредством команд (командный процессор).

MS DOS загружается с системной дискеты в дисководе А: или с винчестера С:.

При загрузке MS DOS загрузочная программа проверяет, является ли загрузочный диск системным, и если является, то управление для загрузки ядра передается модулю BIOS, который находится в файле IO. SYS и модулю ядра операционной системы MSDOS. SYS, после чего вызывается командный процессор. Командный процессор находится в файле COMMAND.COM.

MS-DOS включает в себя много различных команд. Часть команд постоянно находится в оперативной памяти (ОП). Их называют резидентными или встроенными (или внутренними). Все остальные команды MS-DOS называются внешними и находятся на магнитном диске (МД) до тех пор, пока они не понадобятся.

19. Прикладное программное обеспечение

Прикладным называется ПО, предназначенное для решения определенной целевой задачи из проблемной области. Часто такие программы называются приложениями.

К типовому прикладному ПО относятся следующие программы:

текстовые процессоры (редакторы);

табличные процессоры;

системы иллюстративной и деловой графики (графические процессоры);

системы управления базами данных;

экспертные системы;

программы математических расчетов, моделирования и анализа экспериментальных данных.

Предлагаемое на рынке ПО приложения, в общем случае, могут быть выполнены как отдельные программы, либо как интегрированные системы. Интегрированными системами обычно являются экспертные системы, программы математических расчетов, моделирования и анализа экспериментальных данных, а также офисные системы. Примером мощной и широко распространенной интегрированной системы является офисная система Microsoft Office.

Рассмотрим наиболее часто встречающееся прикладное ПО.

Редакторы документов — это наиболее широко используемый вид прикладных программ. Они позволяют подготавливать документы гораздо быстрее и удобнее, чем с помощью пишущей машинки. Редакторы документов позволяют использовать различные шрифты символов, абзацы произвольной формы, автоматически переносят слова на новую строку, позволяют делать сноски, включать рисунки, автоматически нумеруют страницы и сноски и т. д. Наиболее мощные редакторы документов позволяют проверять правописание, набирать тексты в несколько столбцов, создавать таблицы и диаграммы, строить оглавления, предметные указатели и т. д.(Word)

Табличные процессоры. При работе с табличным процессором на экран выводится прямоугольная таблица, в клетках которой могут находится числа, пояснительные тексты и формулы для расчета значения в клетке по именующимся данным. Все распространенные табличные процессоры позволяют перевычислять значения элементов таблиц по заданным формулам, строить по данным в таблицам различные графики и т. д.(Excel)

Графические редакторы позволяют создавать и редактировать рисунки. В простейших редакторах предоставляются возможности рисования линий, кривых, раскраски областей экрана, создание надписей различными шрифтами и т. д.(Paint)

Правовые базы данных содержат тексты нормативных документов и предоставляют возможности поиска, распечатки и т. д.(Гарант).

Системы автоматизированного проектирования (САПР) позволяют осуществлять черчение и конструирование различных предметов и механизмов с помощью компьютера. Среди систем малого и среднего класса в мире наиболее популярна система AutoCad фирмы AutoDesk.

20. Общая характеристика Windows 95. Рабочий стол. Панель задач

Windows 95 представляет собой 32-разрядную операционную систему, обеспечивающую многозадачную и многопоточную обработку приложений (программ). Она поддерживает удобный графический пользовательский интерфейс, возможность работы в защищенном режиме, совместимость с программами реального режима и сетевые возможности. В Windows 95 реализована технология поддержки самонастраивающейся аппаратуры Plug and Play, допускаются длинные имена файлов и обеспечиваются повышенные характеристики устойчивости.

32-разрядность означает, что операции над 32-разрядными данными здесь выполняются быстрее, чем над 16-разрядными.

Многозадачность предоставляет возможность одновременной (параллельной) работы с несколькими приложениями.

Многопоточность означает способность организовывать одновременную обработку нескольких потоков. Например, в текстовом редакторе Word могут одновременно выполняться автоматическая проверка орфографии и редактирование документа.

Пользовательский интерфейс Windows 95 обеспечивает удобства в запуске и переключение приложений.

Технология Plug and Play (включи и работай) облегчает установку нового оборудования, автоматически его определяя и устанавливая необходимое для него программное обеспечение.

На Рабочем столе могут быть расположены различные объекты: программы (рабочие инструменты), папки с документами (текстами, рисунками, таблицами), ярлыки программ или папок.