Первая страница
Наша команда
Контакты
О нас

    Головна сторінка



Конспект лекцій для студентів спеціальності 181 «Харчові технології»

Конспект лекцій для студентів спеціальності 181 «Харчові технології»




Сторінка2/20
Дата конвертації28.05.2017
Розмір3.42 Mb.
ТипКонспект
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   20

ЗМІСТ




Else 157

End If 157

End If 157

[Case Else 160

End Select 160

Лекція №1. Інформатика як наука. Поняття про інформаційні системи та технології. Апаратне та програмне забезпечення ПК.


План

  1. Поняття, мета і завдання предмету інформатика.

  2. Поняття інформації та основні терміни інформатики.

  3. Представлення інформації в ЕОМ. Одиниці вимірювання інформації.

  4. Поняття про інформаційні системи та технології.

  5. Покоління ЕОМ та їх класифікація.

  6. Принцип фон Неймана.

  7. Принцип побудови ПК та базова апаратна конфігурація ПК.

  8. Програмне забезпечення комп’ютера.




  1. Поняття, мета і завдання предмету інформатика.

Слово інформатика походить від французького слова Informatique, що утворилося в результаті об'єднання термінів Informacion (інформація) і Automatique (автоматика), що відображає її суть як науки про автоматичне опрацювання інформації. В більшості країн Західної Європи і США використовують інший термін Computer Science (наука про обчислювальну техніку).
Євро́па (іноді Евро́па) - частина світу в Північній півкулі.


Інформатика – це наука, що вивчає способи створення, зберігання, відтворення, оброблення і передавання інформації засобами комп'ютерної техніки, а також принципи функціонування цих засобів і методи керування ними.

Предметом інформатики є:

  • апаратне забезпечення засобів обчислювальної техніки;
    Теорія керування (управління) (англ. Control theory) - наука про принципи і методи керування різними системами, процесами і об'єктами.
    Обчи́слювальна систе́ма (англ. computer system) - сукупність ЕОМ та їх програмного забезпечення, що призначені для організації ефективного обчислювального процесу;


  • програмне забезпечення засобів обчислювальної техніки;

  • засоби взаємодії апаратного і програмного забезпечення;

  • засоби взаємодії людини з апаратними і програмними засобами.

В інформатиці особливу увагу приділяють питанням взаємодії. Методи і засоби взаємодії людини з апаратними і програмними засобами називають інтерфейсом користувача. Відповідно існують апаратні інтерфейси, програмні інтерфейси та

апаратно-програмні інтерфейси.



Основним завданням інформатики є систематизація способів і методів роботи з апаратними і програмними засобами обчислювальної техніки, впровадження найефективніших технологій автоматизації роботи з даними на основі найновіших методичних і технологічних досліджень.
Інтерфе́йс користувача́ (англ. user interface, UI, дружній інтерфейс) - засіб зручної взаємодії користувача з інформаційною системою. Сукупність засобів для обробки та відображення інформації, максимально пристосованих для зручності користувача; у графічних системах інтерфейс користувача реалізовується багатовіконним режимом, змінами кольору, розміру, видимості (прозорість, напівпрозорість, невидимість) вікон, їхнім розташуванням, сортуванням елементів вікон, гнучкими налаштовуваннями як самих вікон, так і окремих їхніх елементів (файли, папки, ярлики, шрифти тощо), доступністю багатокористувацьких налаштувань.
Електро́нна обчи́слювальна маши́на (ЕОМ) - загальна назва для обчислювальних машин, що є електронними (починаючи з перших лампових машин, включаючи напівпровідникові тощо) на відміну від електромеханічних (на електричних реле тощо) та механічних обчислювальних машин.

Інформатика – практична наука, її досягнення повинні підтверджуватися практикою і використовуватися тоді, коли вони відповідають критерію підвищення ефективності, передусім матеріального виробництва і комерційного ринку.



Основні завдання інформатики такі:

1) вдосконалення архітектури обчислювальних систем, призначених для автоматичного оброблення даних;

2) інтерфейси обчислювальних систем (прийоми і методи управління апаратним та програмним забезпеченням);

3) розроблення комп'ютерних програм;

4) перетворення даних (прийоми та методи перетворення структур даних);

5) захист інформації;

Матеріа́льне виробни́цтво - виробництво, безпосередньо пов'язане з виготовленням різапсу матеріальних цінностей або з наданням матеріальних послуг: перевезення вантажів, виконання будівельних, монтажних, земельних, ремонтних робіт.
В програмуванні та комп'ютерних науках структу́ри да́них - це способи організації даних в комп'ютерах. Часто разом зі структурою даних пов'язується і специфічний перелік операцій, що можуть бути виконаними над даними, організованими в таку структуру.
Зáхист інформáції (англ. Data protection) - сукупність методів і засобів, що забезпечують цілісність, конфіденційність і доступність інформації за умов впливу на неї загроз природного або штучного характеру, реалізація яких може призвести до завдання шкоди власникам і користувачам інформації.

6) автоматизація обчислювальних процесів (функціонування апаратно-програмних засобів без участі людини);

7) стандартизація (забезпечення сумісності між апаратно-програмними засобами, а також форматами подання даних, що належать до різних типів обчислювальних систем).



  1. Поняття інформації та основні терміни інформатики.

Ключовими поняття інформатики є інформація, дані, знання, ефективність та кодування.

На всіх етапах технічного забезпечення інформаційних процесів для інформатики ключовим поняттям є ефективність.

Для апаратних засобів під ефективністю розуміють відношення продуктивності обладнання до його вартості (з урахуванням вартості експлуатації і обслуговування).

Інформаці́йні проце́си- послідовна зміна стану та (або) уявлення про інформацію в результаті дій, які з нею можна виконувати. Такими діями є - створення, збирання, зберігання, обробка, відображення, передавання, розповсюдження, використання, захист, знищення інформації.
Апара́тне забезпе́чення (англ. hardware; сленг. залі́зо) - комплекс технічних засобів, який включає електронний пристрій і, зокрема, ЕОМ: зовнішні пристрої, термінали, абонентські пункти тощо, які необхідні для функціонування тієї чи іншої системи; фізична частина ЕОМ.
Для програмного забезпечення під ефективністю розуміють продуктивність праці осіб, які використовують це забезпечення (користувачів).
Продукти́вність пра́ці (англ. productivity, labour productivity; нім. Arbeitsleistung f, Leistung f, Arbeitsproduktivität f) - це показник трудової діяльності працівників. Характеризує кількість продукції, виробленої за одиницю часу, або витрати часу на виробництво одиниці продукції.


Інформація – це фундаментальне наукове поняття. Наукове визначення інформації дається достатньо просто, якщо припустити, що інформація – це динамічний об'єкт, не існуючий у природі сам по собі, а утворений у ході взаємодії даних та методів. Він існує рівно стільки, скільки триває ця взаємодія, а весь інший час знаходиться у вигляді даних.

Дані – це інформація, подана у формі, сприятливій для формальної обробки персональним комп'ютером або користувачем.

У ході інформаційного процесу дані перетворюються з одного виду в інший за допомогою методів обробки. Обробка даних включає в себе багато різних операцій.

Обро́бка да́них - систематична цілеспрямована послідовність дій над даними. Обробка даних містить в собі множину різних операцій.

У структурі можливих операцій з даними можна виділити такі основні операції:


  • збір даних – накопичення з метою забезпечення достатньої інформації для прийняття рішень;

  • формалізація даних – приведення даних, що надходять із різних джерел, до однакової форми, щоб зробити їх зіставними між собою;

  • сортування даних – упорядкування даних за наданою ознакою з метою зручності використання (підвищує доступність інформації);

  • групування даних – об'єднання даних за наданою ознакою з метою збільшення зручності використання;

  • архівація даних – організація збереження даних у зручній та легкодоступній формі, служить для зниження економічних витрат на зберігання та збільшує загальну надійність інформаційного процесу в цілому;

  • захист даних – комплекс заходів, спрямованих на запобігання втрачання даних, на відтворення та модифікацію даних;

  • транспортування даних – прийняття та передача (доставлення і постачання) даних між віддаленими учасниками інформаційного процесу. При цьому джерело даних в інформатиці прийнято називати сервером, а споживача – клієнтом.

Інформація – це результат перетворення та аналізу даних.

Відмінність інформації від даних полягає у тому, що дані – це фіксовані відомості про події і явища, які зберігаються на певних носіях, а інформація з'являється в результаті обробки даних при розв'язку конкретних завдань. Наприклад, у базах даних зберігаються різні дані, а по певному запиту система керування базою даних видає необхідну інформацію.

Обробка інформації́ - вся сукупність операцій (збирання, введення, записування, перетворення, зчитування, зберігання, знищення, реєстрація), що здійснюються за допомогою технічних і програмних засобів, включаючи обмін по каналах передачі даних [6.
Аналіз даних - розділ математики, що займається розробкою методів обробки даних незалежно від їх природи.
Систе́ма керування ба́зами да́них (СКБД) або Систе́ма управлі́ння ба́зами да́них (СУБД) - комплекс програмного забезпечення, що надає можливості створення, збереження, оновлення та пошуку інформації в базах даних з контролем доступу до даних.

Існують і інші визначення інформації, наприклад, інформація – це відомості про об'єкти і явищах навколишнього середовища, їх параметрах, властивостях і стані, які зменшують наявну про них ступінь невизначеності, неповноти знань.

З метою уніфікації прийомів і методів роботи з даними в обчислювальній техніці застосовується універсальна система кодування даних, яка називається двійковим кодом.

Систе́ма кодува́ння - це сукупність правил позначення об'єктів класифікації і класифікаційних груп.
Елементарною одиницею представлення даних у двійковому коді є двійковий розряд – біт (від.
Біна́рний код - є загальним позначенням для коду, за допомогою якого повідомлення можуть передаватися послідовностями (секвенціями) за допомогою двох символів (наприклад, «1» та «0»).
англ. binary digital – двійкова цифра).



Кодування даних – процес перетворення даних з форми, зручної для безпосереднього використання, у форму, зручну для передачі, зберігання або автоматичної переробки.

Усі дії, які можна провадити з інформацією, називаються інформаційними процесами. Вони містять такі складові:



    • отримання;

    • зберігання;

    • обробка;

    • передача інформації.

При цьому інформація обов'язково повинна мати такі властивості:

  • достовірність;

  • зрозумілість;

  • актуальність;

  • корисність;

  • повноту;

  • однозначність;

Знання – це зафіксована та перевірена практикою оброблена інформація, яка використовувалася та може багаторазово використовуватися для прийняття рішень.

Знання – це вид інформації, яка зберігається у базі знань і відображає знання фахівця у конкретній предметній області.

Знання – це інтелектуальний капітал. Формальні знання можуть бути у вигляді документів (стандартів, нормативів), що регламентують прийняття рішень або підручників, інструкцій з описом розв'язку задач. Неформальні знання – це знання та дос-

від фахівців у певній предметній області.



  1. Представлення інформації в ЕОМ. Одиниці вимірювання інформації.

Будь-яку інформацію можна закодувати з метою зберігання й опрацювання послідовністю 0 та 1, тобто для кодування необхідно лише два символи. Найменшою мірою інформації є 1 біт. Для зображення будь – якого числа люди давно користувались десятковими цифрами. Їх є десять 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9. Двійкових цифр є дві - 0 і 1.

1 біт - це одна двійкова цифра 1 або 0. Інформацію, яка є на носіях, вимірюють байтами.
1 байт = 8 бітів.

Байт це послідовність з восьми двійкових цифр (розрядів). Різних комбінацій з восьми 0 та одиниць є 28=256. Байти нумерують від 0 до 256, їм відповідають такі двійкові коди:

0 00000000

1 00000001

2 00000010

....................

....................

255 11111111

За допомогою байтів кодують інформацію, яку вводять з клавіатури.
Розглянемо клавіатуру. В алфавіті, який використовують для введення інформації у

комп'ютер, є 10 арабських цифр, літери кирилиці, латини (великі та малі), розділові знаки та багато інших символів, які мають спеціальне призначення.

І́ндо-ара́бська' або інді́йська систе́ма чи́слення' є позиційною десятковою системою числення розроблена у 1-4 століттях індійськими математиками. Цифри виникли в Індії і в 10-13 ст. були занесені в Європу арабами, через що часто згадуються як «ара́бські».
Розділо́ві зна́ки, або зна́ки пунктуа́ції - сукупність графічних знаків, що не належать до алфавіту даної мови, а служать засобом відображення тих ознак (сторін) писемної мови, які не можуть бути передані літерами та іншими писемними позначеннями - цифрами, знаками рівності, подібності тощо.
Кири́лиця - алфавітна система письма в країнах Східної Європи, Північної і Центральної Азії. Одна з двох абеток староцерковнослов'янської мови, що лягла в основу алфавітів слов'янських мов та десятків різних мов світу.

Ознайомимося з таблицею комп'ютерних кодів ASCII (American Standard Code for


Information Interchange). У ній байти з номерами від 0 до 31 зайняті під службові символи, що
не використовуються в текстових документах; байти з номерами 128-255 призначені для національних алфавітів і символів псевдографіки. Наведемо приклади значень деяких байтів з основного діапазону кодів 32-127:

Звідси випливає, що число 1 — це 49-й код, а число 2 — 50-й код (байт) і кодується воно


як 00011010.

Кожному символу алфавіту відповідає свій код. Набір кодів утворює таблицю кодів.


Комп'ютер кодує символи автоматично. Тому користувачам не потрібно запам'ятовувати коди.
Треба лише знати, що в одному байті закодовано один символ алфавіту. Наприклад, закодовані
нулями та одиницями слова МИР чи РИМ займають у пам'яті комп'ютера по три байти, а слово
ЛЬВІВ — п'ять байтів (сорок бітів).

Розглянемо, як кодують графічну інформацію. Відтінки сірого кольору від чорного до

білого автоматично градуюються на 256 значень і кодуються байтами. Будь-яке чорно-біле зображення — це набір упорядкованих точок. Кожній точці ставиться у відповідність байт, що
означає відтінок сірого кольору. Отже, зображення також кодується послідовністю з нулів та
одиниць. Якщо зображення кольорове, то одній точці ставиться у відповідність не один, а три
байти.

Довідка. З курсу фізики відомо, що будь-який колір є результатом певного поєднання


(сумішшю) трьох основних кольорів: червоного (Red), зеленого (Green) і синього (Blue).
Ко́лір (також ба́рва у контексті теми) - суб'єктивна характеристика сприйняття світлової хвилі, яка ґрунтується на здатності людського зору розрізняти електромагнітне випромінювання з довжиною хвиль в області видимого діапазону (видимий діапазон - довжини хвиль від 380 до 760 нм).
Кожен
з них має яскравість з 256-значною градацією — від 0 до 255. У комп'ютерній графіці таку палітру кольорів називають RGB-палітрою, де червоний колір має код (255, 0, 0), зелений — (0, 255,0), а синій - (0, 0, 255).
Черво́ний - колір з мінімальною частотою, що сприймається людським оком. Діапазон червоних кольорів в спектрі з довжиною хвилі 630-760 нанометрів, межа сприйняття залежить від віку. Один з трьох «основних» кольорів в системі RGB, додатковий колір до нього - синьо-зелений.
Достатньо змінити на одиницю будь-яке число в такій тріаді –отримаємо код нового кольору. Отже, різних кольорів (точніше кольорових відтінків) є 256-256-256, тобтопонад 16 мільйонів.

Подібно кодують звук. Він характеризується силою і тривалістю. Силу звуку градуюють


на 256 значень, тому в кожний момент часу деякому звуку відповідає значення деякого байта.
Це називають оцифровуванням звуку.

Пристрої комп'ютера всі види інформації кодують автоматично. Інформація зберігається


у файлах. Файли є різних типів. Відповідно до виду інформації розрізняють текстові файли (тип
txt, doc тощо), графічні файли (тип bmp, tif, gif тощо), звукові файли (тип wav), відеофайли (тип
avi) тощо.
Момент часу - точка на часовій осі. Про події, що відповідають одному моменту часу, говорять як про одночасні.
Те́кстовий файл - форма подання послідовності символів у комп'ютері, де кожен символ із задіяного набору символів кодується одним байтом чи послідовністю двох, трьох і т. д. байтів. На відміну від терміна «текстовий формат», що характеризує вміст даних, термін «текстовий файл» стосується файлу та характеризує його як контейнер, який зберігає такі дані.
Зазначення типу файлу у назві файлу, наприклад, myfilel.doc чи myfile2.bmp, дає змогу системі й людині розпізнати вид даних (чи це текст, графіка, звук, відео), що зберігаються у файлі.

Як правило всі числа всередині комп’ютера представляються в двійковій формі як 0 і 1.


Одиницею інформації в комп’ютері являється 1 біт, тобто двійковий розряд, який може приймати значення 0 чи 1. Як правило, команди в комп’ютері працюють не з окремими бітами,

а з восьма бітами відразу. 1 байт =8 біт.

В одному байті можна закодувати значення одного символу із 256 можливих (250=28)

В обчислювальній техніці оброблювана й збережена інформація поза залежністю від її природи (число, текст, відображення) представлена у двійковій формі (з використанням алфавіту, що складає всього із двох символів — О и 1). Така стандартизація дозволила ввести дві стандартні одиниці виміру: біт і байт.

Одини́ця вимі́рювання (англ. measuring unit, unit of measure) - певний умовний розмір фізичної величини, прийнятий для кількісного відображення однорідних з нею величин.
Байт — це вісім біт.

1 Кілобайт (Кбайт) = 1024 байт = 210 байт,

1 Мегабайт (Мбайт) = 1024 Кбайт = 220 байт,

1 Гігабайт (Гбайт) = 1024 Мбайт = 230 байт.

Останнім часом у зв'язку зі збільшенням обсягів оброблюваної інформації входять у вживання такі похідні одиниці, як:

1 Терабайт (Тбайт) = 1024 Гбайт = 240 байт,

1 Петабайт (Пбайт) = 1024 Тбайт = 250 байт.



  1. Поняття про інформаційні системи та технології.

Збір, зберігання, обробка, передача інформації в числовій формі здійснюється за допомогою інформаційних технологій.
Комуніка́ція (від лат. communicatio - єдність, передача, з'єднання, повідомлення, пов'язаного з дієсловом лат. communico - роблю спільним, повідомляю, з'єдную, похідним від лат. communis - спільний) - це процес обміну інформацією (фактами, ідеями, поглядами, емоціями тощо) між двома або більше особами, спілкування за допомогою вербальних і невербальних засобів із метою передавання та одержання інформації.
Особливістю інформаційних технологій є те, що в них і предметом, і продуктом праці є інформація, а знаряддями праці – засоби обчислювальної техніки та зв'язки.
Проду́кт пра́ці (від латів.(латинський) productus - вироблений, створений), споживна вартість, речовина природи, пристосована працею працівника за допомогою знарядь виробництва до людських потреб. Продукт праці є матеріальний результат праці людини.
Орудия труда☃☃- понятие марксистской политэкономии, которое означает «все вещи, с помощью которых человек действует на предмет своего труда и преобразовывает его».
34 Основна мета інформаційних технологій – виробництво необхідної користувачеві інформації у результаті цілеспрямованих дій по її переробці.

Інформаційна технологія – це сукупність методів, виробничих і програмно-технологічних засобів, об'єднаних у технологічний ланцюжок, що забезпечує збір, зберігання, обробку, виведення і поширення інформації. З погляду інформаційних технологій для інформації необхідний матеріальний носій як джерело інформації, передавач, канал зв'язку, приймач та одержувач інформації. Повідомлення від джерела до одержувача передається через канали зв'язку або за допомогою середовища. Інформація є формою зв'язку між керованими та керуючими об'єктами у будь-якій системі керування Відповідно до загальної теорії керування, процес керування можна представити як взаємодія двох систем – керуючої та керованої.
Тео́рія (від грец. θεωρία - розгляд, дослідження) - сукупність висновків, що відображає відносини і зв'язки між явищами реальності у вигляді інформаційноі моделі. Теорією стає гіпотеза, що має відтворюване підтвердження явищ та механізмів і дозволяє спостерігачу прогнозувати наслідки дій чи зміни стану об'єкта спостережень.
Структура системи керування представлена на рис. 1.1.

Рис. 1.1
Система керування підприємством функціонує на базі інформації про стан об'єкта, його входів Х (матеріальні, трудові, фінансові ресурси) та виходів Y (готова продукція, економічні і 35 фінансові результати) відповідно до поставленої мети (забезпечити випуск необхідної продукції).
Фінансові ресурси - це кошти, що перебувають у розпорядженні підприємств і призначені для виконання ними певних фінансових зобов'язань.

Керування здійснюється шляхом подачі управлінського впливу 1 (план випуску продукції) з урахуванням зворотного зв'язку – поточного стану керованої системи (виробництва) і зовнішнього середовища (2, 3) – ринок, вищі органі керування.

Призначення керуючої системи – формувати такі впливи на керовану систему, які спонукували б останню прийняти стан, обумовлене метою керування. Стосовно до промислового підприємства з деякої часток умовності можна вважати, що ціль керування – це виконання виробничої програми в рамках техніко-економічних обмеженні; керуючі впливи – це плани робіт підрозділі, зворотний зв'язок дані про хід виробництва: випуску та переміщенні виробі, стану устаткування, запасах на складі і т.д.

Очевидно, що плани та зміст зворотному зв'язка – не що інше, як інформація. Тому процеси формування керуючих впливів саме і є процесами перетворення економічної інформації. Реалізація цих процесів і становить основний зміст управлінських служб, у тому числі економічних. До економічної інформації пред'являються наступні вимоги: точність, вірогідність, оперативність. Точність інформації забезпечує її однозначне сприйняття всіма споживачами. Вірогідність визначає припустимий рівень викривлення як вступники, так і результатної інформації, при якому зберігається ефективність функціонування системи. Оперативність відбиває актуальність інформації для необхідних розрахунків і прийняття розв'язків в умовах, що змінилися.

Слово «система» походить від грецького systema, що означає ціле, складене із частин або безлічі елементів.

1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   20



  • Поняття, мета і завдання предмету інформатика. Поняття інформації та основні терміни інформатики. Представлення інформації в ЕОМ. Одиниці
  • вимірювання інформації. Поняття про інформаційні системи та технології. Покоління ЕОМ та їх класифікація. Принцип фон Неймана.
  • Принцип побудови ПК та базова апаратна конфігурація ПК. Програмне забезпечення комп’ютера.
  • Поняття інформації та основні терміни інформатики.
  • Інформація
  • Представлення інформації в ЕОМ. Одиниці вимірювання інформації.
  • 1 байт = 8 бітів .
  • Поняття про інформаційні системи та технології. Збір, зберігання, обробка, передача інформації