Теоретичні основи інформатики, комп’ютерна техніка та програмне забезпечення

Теоретичні основи інформатики, комп’ютерна техніка та програмне  забезпечення. Загородна О.,6507,1 група.

МІНІСТЕРСТВО  ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ

ДВНЗ «КИЇВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ЕКОНОМІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ  імені Вадима Гетьмана»

Кафедра інформатики

Реферат №1

з дисципліни “Інформатика та комп’ютерна техніка”

Тема: ” Теоретичні основи інформатики, комп’ютерна техніка та програмне забезпечення. “

Виконала: Загородна Ольга

Студентка 1-ї групи І-го курсу

спеціальності 6507

Перевірив: Кравченко В.Г.

Київ  - 2013

План

1. Теоретичні основи інформатики
2. Комп’ютерна техніка
3. Програмне забезпечення
4. Перспективи розвитку.

1. Теоретичні основи інформатики

Термін інформатика (informatics) ввів французький вчений приблизно в 70-х роках й звучав він так: ”Наука про перетворення інформації”. Більш детальне визначення можна сформулювати так:

”Інформатика – це технічна наука, що систематизує прийоми створення, збереження, накопичення, опрацювання та передачі даних засобами обчислювальної техніки, а також принципи функціонування цих засобів і методи управління ними”.

Інформатика досить близька до технології, тому її предмет  часто називають інформаційними технологіями.

Предмет інформатики  складають такі поняття:

1.- апаратне  забезпечення засобів обчислювальної  техніки;

2.- програмне  забезпечення засобів обчислювальної  техніки;

3.- засоби забезпечення  апаратної та програмної складових;

4.- засоби взаємодії людини з апаратними та програмними складовими.

Як видно, в  інформатиці велика увага надається  взаємодії. Для цього використовується спеціальне поняття – інтерфейс. Відповідно до наведених завдань розрізняють апаратний, програмний, програмно-апаратний інтерфейси та інтерфейс користувача.

Основним завданням  інформатики є систематизація прийомів та методів роботи з апаратними та програмними засобами обчислювальної техніки. Мета систематизації полягає  у виділенні, впровадженні і розвиткові передових, найбільш ефективних технологій, в автоматизації опрацювання даних, а також методичному забезпеченні нових досліджень.

Інформатика –  практична наука. Її досягнення повинні  підтверджуватись практикою і прийматись в тих випадках, коли вони відповідають критеріям підвищення ефективності. Основними завданнями для практичних застосувань є:

• архітектура обчислювальних систем;
• інтерфейси обчислювальних систем;
• програмування;
• перетворення даних;
• захист інформації від несанкціонованого доступу;
• автоматизація опрацювання даних.

При цьому головним є не як виконати ту чи іншу операцію, а як виконати її ефективно.

Інформація є фундаментальним науковим поняттям. Воно є первинним і не має строгого наукового визначення. Особливість цього поняття є його універсальність – воно використовується практично у всіх сферах людської діяльності: природничих науках, філософії, біології, економіці. Разом з тим фундаментальної природничо-наукової дисципліни, яка б займалась природою інформації, не існувало. Фізика, хімія, біологія вивчають властивості інформації, а не її природу. Конкретний смисл поняття “інформація” залежіть від того, в якому контексті воно використовується.

В останні роки інформатика почала формуватись  як природничо-наукова дисципліна, однак вона не вийшла ще за межі прикладної технічної науки, тому також не ввела до цих пір строгого поняття інформації. В кращому випадку її розглядають як змістовну частину даних, яка інтерпретується людиною.

Однак наукове  визначення інформації дається досить просто, якщо припустити, що інформація – це динамічний об’єкт, не існуючий в природі сам по собі, а той, що утворюється в результаті взаємодії даних та методів. Він існує стільки, скільки триває ця взаємодія, а весь інший час він перебуває у вигляді даних.

Отже, інформація – це продукт взаємодії даних та методів, який розглядається в контексті цієї взаємодії.

2. Комп’ютерна техніка

Комп'ютерна техніка  — пристрої та системи пристроїв, що є компонентами комп'ютера, а також  самі комп'ютери таобладнання, яке  працює спільно з комп'ютерами (переферійні пристро) і забезпечує деяку додаткову функціональність (друкабо сканування документів, доступ до мережі, захист від збоїв живлення тощо).

Поняття комп'ютерної  техніки вбирає в себе не тільки апаратне, але також і програмне  забезпечення, яке встановлюється на даному типі пристроїв і забезпечує підтримку та виконання їх базових функцій. Практично самі пристрої та програми, що на них працюють, розглядаються як складові єдиного апаратно-програмного комплексу.

Апаратно-програмний комплекс — сукупність технічних і програмних засобів, що дозволяє автоматизувати виконання комплексу завдань і забезпечує функціонування електронних інформаційних ресурсів та інформаційних систем.

До основних пристроїв комп`ютера належать: процесорний, або системний, блок, дисплей (монітор), клавіатура.

Додатково до комп`ютера  можна підключити:

• принтер – пристрій для виведення інформації на паперовий аркуш або на спеціальну термостійку плівку. Принтери бувають матричні, струминні, лазерні, світлодіодні. Характеристикою принтера є швидкість (кількість сторінок за хвилину) та якість друку (роздільна здатність). Роздільна здатність матричних принтерів – 244 точки на дюйм (dpi) або 360 dpi, струминних – 1440х720 dpi, лазерних – 1200х1200 dpi;
• маніпулятор ;
• „миша”- пристрій для керування положенням курсора на екрані дисплея та для роботи з програмами;
• сканер – пристрій для введення з паперових носіїв у комп`ютер графічних зображень і тексту;
• пристрій для роботи з лазерними та цифровими дисками (CD-RW, DVD-ROM)
• пристрій для роботи з накопичувачами великих обсягів інформації (ZIP) ємністю 100 або 250 Мбайт;
• пристрої мультимедіа. Мультимедія - це спеціальна технологія, яка за допомогою програмного забеспечення і технічних засобів дає змогу використовувати на комп`ютері інформацію у вигляді звуків на рухових зображень (відео). Апаратними складовими мультимедіа є акустичний адаптер, мікрофон, акустичні колонки;
• модем – пристій для обміну інформацією між комп`ютерами за допомогою каналів зв`язку (телефоної лінії, виділені канали);
• стример – пристій для резервного копіювання великих обсягів інформації (до 10 Гбайт) на магнітній стрічці;
• джерело безперебійного живлення – пристрій, який протягом певного часу забеспечує комп`ютер електрострумом при його зникнені в електромережі. Він дає змогу коректно завершити всі працюючі програми комп`ютера. Залежно від потужності цього пристрою та потужності комп`ютера робота може тривати кілька годин;
• відеопроектор – пристрій для передачі зображення з екрана комп`ютера на настінний екран або на спеціальну відеостіну;
• ТВ-тюнер – пристрій для перегляду на екрані комп`ютера телевізійних передач;
• Web-камера – застосовується при проведенні відео-конференцій в мережі Internet;
• графічний планшет – пристрій для створення і роботи з графічними зображеннями (маніпулятором є багатокнопкова миша або перо для чіткішого позиціювання курсора на екрані дисплея);
• мережний фільтр –  пристрій для захисту від перепадів напруги електроструму, а також для послаблення завад.

Системний блок. До його складу входять:материнська плата;жорсткий (твердий) диск ( вінчестер);пристрій для роботи з CD- та DVD-дисками;дисководи для гнучких дискет;блок живлення.

Материнська плата. Характеристикою її є архітектура. Застарілі моделі шини – ISA та VESA, останні – PCI, AGP.

Жорсткий диск (вінчестер). Він використовується для постійного зберігання інформації. При форматуванні диска на ньому формуються концентричні кола – доріжки, які розбиваються на сектори. Обмін інформацією між оперативною пам`яттю та диском відбувається секторами. Сектор стандартного розміру зберігає 512 байтів даних. Кожний системний диск містить власну систему для збереження файлів, яка називається таблицею розміщення файлів (File Allocation Table, скорочено FAT). Вінчестер характеризується інтерфейсом, ємністю пам`яті, частотою обертання шпинделя, розміром кеш-пам`яті, часом пошуку, швидкістю обміну даними, шумовим рівнем та деякими іншими параметрами.

Пристрій для  роботи з оптичними та лазерними  накопичувачами. Він використовується для збереження великих обсягів інформації (1-3 Гбайт), характеризується збільшеною у 8, 24, 40, 48, 52  рази мінімальною швидкістю 150 Кбайт/с для введення-виведення інформації

Дисплей. Він призначається для відображення текстової, графічної та відеоінформації. Основними характеристиками дисплея є роздільна здатність, кількість кольорів(палітра), розмір екрана.

Клавіатура. Вона служить для введення в комп`ютер інформації для користувача. Клавіатури умовно можна поділити на такі блоки: функціональні клавіші, алфавітно-цифровий блок, блок клавішей керування курсором, блок цифрової клавіатури. Американський вчений Джон фон Нейман у 1946 році сформулював загальні принципи оранізації та функціонування комп`ютерів, тобто він описав архітектуру комп`ютерів, яку прийнято називати фонейманівською.

Згідно з його працею до скаду апаратної частини комп`ютера повинні входити такі основні пристрої (функціональні блоки): пристрій управління, арифметико-логічний пристрій (здебільшого АЛП та пристрій управління об`єднується одним словом  „процесор”), оперативна пам`ять та пристрої введення і виведення.

Щоб розв язати  певну задачу, до пам`яті комп`ютера  потрібно ввести програму, яка визначає процес розв`язування, а також потрібні дані. Команда і дані, які вона має обробити, вводяться до АЛП, після чого команда виконується, і її результат записується в оперативну пам`ять. Пристрій управління визначає адресу наступної команди в пам`яті комп`ютера, і вона в свою чергу надходить до АЛП. Процес виконання програми послідовно триває доти, доки не трапиться команда завершення роботи програми.

За Дж. Фон  Нейманом робота комп`ютера базується  на двох принципах- програмного управління та збереження програми у пам`яті. Тобто, пам`ять це пристрій для збереження інформації, а центральний процесор обробляє інформацію.

Тобто, в основу побудови пограмного управління більшості  комп`ютерів покладені слідуючі принципи:

  1. Принцип програмного управління. Програма складається з набору команд, які виконуються процесором автоматично у певній послідовності.

  2. Принцип однорідності пам`яті. Програми та дані зберігаються в одній і тій же пам`яті. Тому комп`ютер не розрізняє, що зберігається у даній ячейці пам яті- число, текст, команда. Над командами можна виконувати дії, як над даними.

  3. Принцип адресності. Структурно основна пам`ять складається з нумерованих ячейок; процесору у довільний момент часу доступна будь-яка ячейка.

Революційність  ідей Дж. Фон Неймана полягає в  тому що, щоб зберігати в пам`яті не тільки інформацію, а й команди для її обробки!

3. Програмне  забезпечення

Програмне забезпечення (англ. software) — сукупність програм системи обробки інформації і програмних документів, необхідних для експлуатації цих програм.

Розрізняють системне програмне забезпечення (зокрема, операційна система, транслятори, редактори, графічний  інтерфейс користувача) та прикладне  програмне забезпечення, що використовується для виконання конкретних завдань, наприклад, статистичне програмне забезпечення.

Виконання програмного  забезпечення комп'ютером полягає у  маніпулюванні інформацією та керуванні  апаратними компонентами комп'ютера. Наприклад, типовим для персональних комп'ютерів є відтворення інформації на екран  та отримання її з клавіатури.

Програмне забезпечення (software) та апаратне забезпечення (hardware) — це два комплементарні компоненти комп'ютера, причому межа між ними нечітка: деякі фрагменти програмного  забезпечення на практиці реалізуються суто апаратурою мікросхем комп'ютера, а програмне забезпечення, в свою чергу, здатне виконувати (емулювати) функції електронної апаратури. По суті, призначення програмного забезпечення полягає в керуванні як самим комп'ютером так і іншими програмами та маніпулюванні інформацією.

Системне (базове) програмне забеспечення включає:

1. Операційна система (OC), основною функцією яких є керування ресурсами (фізичними та логічними) і процесами лічильних систем. Існують такі ОС, як Windows 95 (98,2000), Windows NT, Unix, OS/2.
2. Мережне програмне забеспечення, призначене для керування спільними ресурсами в розподілених лічильних системах (NetWare 4.1, Windows NT Server, LAN Server 4.0 Advanced, Windows 2000).
3. Cервісні програми, до складу яких входять: файлові менеджери (Window Commander), утиліти (антивіруси, архіватори, програми для обслуговування дисків). Ці програми створюють і реалізують додаткові можливості для роботи комп`ютера.
4. Засоби для розробки програм – нового системного або прикладного програмного забеспечення (С++, Visual Basic, Visual C++, Java, Delphi).

 

Прикладне програмне забеспечення призначається для розв`язання певної цільової задачі проблемної сфери. Сюди можна віднести:

1. Текстові редактори (Word, WordPad, Блокнот).
2. Табличні процесори (Excel, Lotus).
3. Системи ілюстративної та ділової графікита видавничі системи (Соrel Draw, PageMaker, Adobe Photoshop, Adobe Acrobat, Macromedia Flash, QuarkXPress).
4. Системне управління базами даних (Visual Foxpro, Paradox, Access, Oracle).
5. Експертні системи.
6. Системи автоматизованого проектування (AutoCAD).
7. Програми створення презентацій (Power Point).
8. Системи ведення бухгалтерського обліку (1С-бухгалтерія).
9. Правові БД (Лига, Право).
10. Програми розпізнавання символів (Fine Reader).
11. Програми –перекладачі (PROMT, LINGVO).
12. Програми оброблення відео- та звукових файлів (Cool Edit, WinAMP).
13. Навчальні системи іноземних мов.
14. Програми математичних розрахунків, моделювання та аналізу експериментальних даних.

4.  Перспективи розвитку.

Наслідком об`єктивного  процесу інформатизації суспільства  та освіти є поява дистанційного навчання як найбільш перспективної, гуманістичної, інтегральної форми освіти, орієнтованої на індивідуалізацію навчання. 
Передумовами розвитку дистанціного навчання є: 
- бурхливий розвиток інформаційних технологій; 
- поступове і неперервне зниження вартості послуг на підключення та використання глобальної мережі Internet, її ресурсів і серверів; 
- суттєве поглиблення процесів упровадження інформаційних технологій в освітню практику; 
- значне поширення засобів комп`ютерної техніки серед населення. 
Дистанційне навчання – нова організація освітнього процесу, що грунтується на використанні як кращих традиційних методів навчання, так і нових інформаційних технологій, а також на принципах самостійного навчання, і призначається для широких верств населення незалежно від матеріального забеспечення, місця проживання, стану здоров`я. Дистанційне навчання дає змогу впроваджувати інтерактивні технології викладення матеріалу, здобувати повноцінну освіту, підвищувати кваліфікацію співробітників у територіально розподілених місцях. 
У дистанційному навчанні змінюється роль і вимоги до викладачів Лекції складають лише невелику частку, процес навчання орієнтується на творчий пошук інформації, вміння самостійно набувати необхідних знань і застосовувати їх до вирішення практичних завдань, використовуючи сучасні технології. Викладачі дистанційних курсів повинні мати універсальну підготовку, володіти сучасними педагогічними та інформаційними технологіями, бути психологічно готовими до роботи зі студентами у новому навчально-пізнавальному середовищі. Завдяки таким засобам дистанційного навчання як дискусійні форуми, електронні обговорення засвоєного матеріалу,спискам розсилання, створюється нове навчальне середовище, в якому студенти почувають себе невід`ємною частиною колективу, що різко збільшує мотивацію до навчання. Викладачі повинні володіти методами для створення і підтримки такого навчального середовища, розробляти стратегії проведення такого типу взаємодії між учасниками навчального процесу, підвищувати творчу активність та власну кваліфікацію. 
Дистанційну освіту забеспечують такі технології: 
- кейстехнологія – видача портфеля з повним набором навчально-методичних матеріалів із кожної дисципліни. Інформація подається як у вигляді книжок, методичок, так і на СD-дисках, аудіо- та відеокасетах, у вигляді мультимедійних програм. 
- мережна – використання засобів віддаленого доступу для одержання потрібної навчальної інформації, проведення індивідуальних консультацій з викладачами, контролю знань. Ця технологія значно ефективніша за традиційну, тому що вона орієнтується на індивідуалізацію навчання; 
- телевізійна – можна одночасно охопитипроцесом навчання велику кількість населення. Ця технологія має більш інформаційний характер.