информатика. для экзамена ИТвЮД. 1. Основные понятия информатики
 Скачать 108.41 Kb.
|
|
1. Основные понятия информатики Информатика (от фр. information – информация и automatioque – автоматика) – это отрасль науки, изучающая структуру и общие свойства информации, а также вопросы, связанные с ее сбором, хранением, переработкой, преобразованием, распространением и использованием в различных сферах деятельности. Основная задача информатики заключается в определении общих закономерностей, в соответствии с которыми происходит создание научной информации, ее преобразование, передача и использование в различных сферах деятельности человека. Прикладные задачи заключаются в разработке более эффективных методов и средств осуществления информационных процессов, в определении способов оптимальной научной коммуникации с широким применением технических средств. Информатика разделяется на две части: теоретическую и прикладную. Высшим результатом развития теоретической информатики является создание искусственного интеллекта (моделирующие методы логического и аналитического мышления в интеллектуальной деятельности человека). Результатом деятельности прикладной информатики является создание ИТ различного назначения. Предметом изучения информатики является информация и автоматизированные технологии использования информационного ресурса в многогранной деятельности людей. 2. Термин "информация" происходит от латинского слова "informatio", что означает сведения, разъяснения, изложение. Существуют 3 наиболее распространенные концепции информации, каждая из которых по-своему объясняет ее сущность. 1. Первая концепция (концепция К. Шеннона), отражая количественно-информационный подход, определяет информацию как меру неопределенности (энтропия) события 2. Вторая концепция рассматривает информацию как свойство материи. Наиболее ярко и образно эта концепция информации выражена академиком В.М. Глушковым. Он писал, что "информацию несут не только испещренные буквами листы книги или человеческая речь, но и солнечный свет, складки горного хребта, шум водопада, шелест травы". 3. Третья концепция основана на логико-семантическом подходе, при котором информация трактуется как знание, причем не любое знание, а та его часть, которая используется для ориентирования, активного действия, управления и самоуправления. Информация – это сведения об объектах и явлениях окружающего мира (их параметрах, свойствах и состоянии), которые воспринимаются, обрабатываются и при этом обязательно уменьшают имеющуюся о них степень неопределенности или неполноты знаний о них. Информацию, представленную в форме, которая позволяет осуществлять ее преобразование с целью передачи, обработки практического использования, называют сообщением.  Схема передачи информации  Характеристика информации  Виды информации Классифицировать информацию можно также по способу передачи и восприятия (визуальная, слуховая, вкусовая, машинно-ориентированная), по форме представления (текстовая, числовая, графическая), по общественному значению (массовая, личная), по содержанию (научная, производственная, правовая и т.д.) и по другим признакам. Обработка информации – получение одних информационных объектов из других путем выполнения некоторых алгоритмов. Информационные ресурсы – это идеи человечества и указания по реализации этих идей, накопленные в форме, позволяющей их воспроизводство. 3. Понятие энтропии и количества информации. Формулы Хартли и Шеннона Энтропия (Н)- мера неопределенности, выраженная в битах 1928 год американский инженер Ральф Хартли рассматривает процесс получения информации как выбор одного сообщения из конечного заданного множества N равновероятных событий. Формула Хартли: I = log2N, где I — количество информации в битах; N — число возможных состояний. Формула Хартли может быть записана и так: N=2k 1948 год американский ученый Клод Шеннон предложил другую формулу определения количества информации, учитывая возможную неодинаковую вероятность событий в наборе. Формула Шеннона: K = - (p1 *log2 p1+ p2 *log 2p 2 + p 3 *log 2p 3 +…+ pi * log2 pi), где pi вероятность того, что именно i-е сообщение выделено в наборе из N сообщений. Количество информации в 1 бит является слишком малой величиной, поэтому наряду с единицей измерения информации 1 бит, используется более крупные единицы: 1байт=23 бит=8 бит. 1 килобайт (1 Кбайт) = 210 байт = 1024 байт, 1 мегабайт (1 Мбайт) = 210 Кбайт = 1024 Кбайт, 1 гигабайт (1 Гбайт) = 210 Мбайт=1024 Мбайт, 1 терабайт (1 Тбайт) = 210 Гбайт (1024 Гбайт), 1 петабайт (1 Пбайт) = 210 Тбайт (1024 Тбайт). 4. Информационные технологии – это совокупность методов и устройств, используемых людьми для обработки информации. Народы развитых стран осознают, что совершенствование информационных технологий представляет самую важную, хотя дорогостоящую и трудную задачу. В настоящее время создание крупномасштабных информационно-технологических систем является экономически возможным, и это обуславливает появление национальных исследовательских и образовательных программ, призванных стимулировать их разработку. Различают следующую классификацию информационных технологий: В соответствии с методами и средствами обработки данных: 1. Глобальные – технологии, которые включают модели, методы, средства информационной базы в обществе. 2. Базовые - информационные технологии, которые ориентируются на конкретную область применения. 3. Конкретные - технологии, которые обрабатывают данные в процессе выполнения реальных задач пользователя. В соответствии с обслуживаемыми предметными областями: 1. Технологии с областью применения в бухгалтерском учете. 2. Информационные технологии, которые используются для обеспечения банковской деятельности. 3. Информационные технологии, область применения которых распространяется на налоговую деятельность. 4. Информационные технологии для обеспечения страхования. 5. Информационные технологии в области статистики. В соответствии с видами обрабатываемой информации: 1. ИТ, обрабатывающие данные с помощью СУБД, алгоритмических языков, таблиц и процессоров. 2. ИТ, которые обрабатывают текст с помощью текстового процессора. 3. ИТ, обрабатывающие графические изображения с помощью графических процессоров. 4. ИТ, обрабатывающие знания с помощью экспортных систем. 5. ИТ, обрабатывающие объекты реального мира с помощью технологий «мультимедиа». В соответствии с типами пользовательского интерфейса: 1. ИТ, обслуживающие прикладной интерфейс. 2. ИТ, обслуживающие системный интерфейс. 3. ИТ, обслуживающие командный интерфейс. 4. ИТ, обслуживающие WIMP - интерфейс. 12. Принципы Джона фон Неймана построения ЭВМ В основу построения подавляющего большинства компьютеров положены следующие общие принципы, сформулированные в 1945 г. американским ученым Джоном фон Нейманом. 1. Принцип программного управления. Из него следует, что программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в определенной последовательности. Выборка программы из памяти осуществляется с помощью счетчика команд. Этот регистр процессора последовательно увеличивает хранимый в нем адрес очередной команды на длину команды. 2. Принцип однородности памяти. Программы и данные хранятся в одной и той же памяти. Поэтому компьютер не различает, что хранится в данной ячейке памяти — число, текст или команда. Над командами можно выполнять такие же действия, как и над данными. Это открывает целый ряд возможностей. Например, программа в процессе своего выполнения также может подвергаться переработке, что позволяет задавать в самой программе правила получения некоторых ее частей (так в программе организуется выполнение циклов и подпрограмм). Более того, команды одной программы могут быть получены как результаты исполнения другой программы. На этом принципе основаны методы трансляции — перевода текста программы с языка программирования высокого уровня на язык конкретной машины. 3. Принцип адресности. Структурно основная память состоит из перенумерованных ячеек; процессору в произвольный момент времени доступна любая ячейка. Отсюда следует возможность давать имена областям памяти, так, чтобы к запомненным в них значениям можно было впоследствии обращаться или менять их в процессе выполнения программ с использованием присвоенных имен. 11. Состав аппаратного обеспечения и Архитектура ЭВМ Архитектуройкомпьютера называется его описание на некотором общем уровне, включающее описание пользовательских возможностей программирования, системы команд, системы адресации, организации памяти и т.д. Архитектура определяет принципы действия, информационные связи и взаимное соединение основных логических узлов компьютера: процессора, оперативного ЗУ, внешних ЗУ и периферийных устройств. Общность архитектуры разных компьютеров обеспечивает их совместимость с точки зрения пользователя. Наиболее распространены следующие архитектурные решения. Классическая архитектура (архитектура фон Неймана) — одно арифметико-логическое устройство (АЛУ), через которое проходит поток данных, и одно устройство управления (УУ), через которое проходит поток команд — программа (рис. 2.1). Это однопроцессорный компьютер. К этому типу архитектуры относится и архитектура персонального компьютера с общей шиной, Все функциональные блоки здесь связаны между собой общей шиной, называемой также системной магистралью. Физически магистраль представляет собой многопроводную линию с гнездами для подключения электронных схем. Совокупность проводов магистрали разделяется на отдельные группы: шину адреса, шину данных и шину управления. Периферийные устройства (принтер и др.) подключаются к аппаратуре компьютера через специальныеконтроллеры — устройства управления периферийными устройствами. Контроллер — устройство, которое связывает периферийное оборудование или каналы связи с центральным процессором, освобождая процессор от непосредственного управления функционированием данного оборудования Многопроцессорная архитектура. Наличие в компьютере нескольких процессоров означает, чтопараллельно может быть организовано много потоков данных и много потоков команд. Многомашинная вычислительная система. Здесь несколько процессоров, входящих в вычислительную систему, не имеют общей оперативной памяти, а имеют каждый свою (локальную). Архитектура с параллельными процессорами. Здесь несколько АЛУ работают под управлением одного УУ. Это означает, что множество данных может обрабатываться по одной программе — то есть по одному потоку команд. В современных машинах часто присутствуют элементы различных типов архитектурных решений. Процессор осуществляет вычисления и обеспечивает общее управление компьютером. Процессор состоит из: арифметико-логического устройства, предназначенного для выполнения арифметических операций; устройства управления, обеспечивающего управление вычислительным процессом. Процессор характеризуется: • тактовой частотой; • разрядностью; • архитектурой. Память компьютера - запоминающее устройство, напрямую связанное с процессором и предназначенное для хранения программ и данных в процессе выполнения программы. Основная память состоит из оперативного запоминающего устройства (ОЗУ или RAM) и постоянного запоминающего устройства (ПЗУ или ROM). Внутри системного блока находятся устройства, предназначенные для долговременного хранения информации. Эти устройства называются накопителями на магнитных носителях. Накопитель на жестком магнитном диске (или укоренившийся жаргонный термин "винчестер") - это огромное хранилище данных, на котором хранятся программы и данные пользователя. 4. Внутри системного блока располагается видеокарта. Видеокарта - устройство, соединяющее монитор с материнской платой. Звуковая карта служит для преобразования цифрового сигнала в звуковой. К звуковой карте подключаются колонки или наушники. TV-тюнер - специальная плата, позволяющая смотреть телевизионные программы на мониторе. Модем - устройство для подключения компьютера к телефонной сети с целью передачи и получения информации. Сетевая карта - устройство, с помощью которого компьютеры объединяются в локальную вычислительную сеть. 16. Классификация программного обеспечения компьютера Совокупность необходимых программ, систем обработки информации и программных документов, необходимых для эксплуатации этих программ составляет программное обеспечение (ПО) компьютерной системы. Различают три класса программного обеспечения: системное программное обеспечение (системные программы), выполняющее различные системные функции (управление работой аппаратных средств компьютера, проверку работоспособности компьютера, архивирование файлов, защиту данных и т.д.); инструментальное программное обеспечение (инструментальные программы или системы программирования), обеспечивающее создание новых программ; прикладное программное обеспечение (прикладные программы), обеспечивающее выполнение задач, определяемых пользователем (редактирование текстовой и графической информации, выполнение расчетов, обработку информационных масcивов и др.); 19. Системное программное обеспечение Системное ПОвключает программы, необходимые для согласования работы всего вычислительного комплекса при решении различных задач, а также при разработке новых программ. К системному программному обеспечению следует отнести операционные системы, драйверы, программы-оболочки и вспомогательные программы или утилиты. Операционная система (ОС) –это комплекс управляющих программ, обеспечивающих функционирование компьютера, включая планирование и управление компьютерными ресурсами, решение задач (выполнение прикладных и обслуживающих программ) по запросам пользователей, организацию ввода-вывода данных и многое другое. С точки зрения человека операционная система служит посредником между пользователем, электронными компонентами компьютера и прикладными программами. Она позволяет запускать программы, передавать им и получать от них всевозможные данные, управлять работой программ, изменять параметры компьютера и подсоединенных к нему устройств, перераспределять ресурсы. Работа на персональном компьютере фактически является работой с его операционной системой. Операционная система решает задачи, которые можно условно разделить на две категории: 1) управление всеми ресурсами компьютера; 2) обмен данными между устройствами компьютера, а также между компьютером и человеком. В общем случае ОС реализует следующие основные функции: 1. Обработка прерываний. Определение типа каждого запроса на прерывание (например, ввод-вывод) и активизация последующих действий (например, запуск новой программы или продолжение пересылки данных ввода-вывода). 2. Диспетчеризация. Способность переключения процессора с одного задания на другой. 3. Управление ресурсами. Под ресурсами подразумеваются оперативное запоминающее устройство, устройства ввода-вывода, программы, данные и сам процессор. ОС реализует функции предоставления, освобождения и использования указанных ресурсов. 4. Размещение программ. Размещение программы включает в себя компоновку отдельных ее частей в единый модуль, загрузку этого модуля в оперативную память и вытеснение из ОЗУ находящихся там программ в случае, если программа, которую необходимо выполнить в данный момент, не может быть загружена в память из-за отсутствия достаточного количества свободных сегментов. 5. Управление файлами. Организация данных на внешних носителях в виде файлов. 6. Управление заданиями. Установление последовательности, в которой должны выполняться задания. Если задание выбирается для дальнейшей обработки, то соответствующий компонент ОС должен обеспечить выполнение всех относящихся к нему подзаданий. Для этой цели разработаны специальные языки управления заданиями. 7. Обеспечение надежности. Сбои и отказы аппаратных средств, логические ошибки в ОС, а также неправильное и даже преднамеренное вредное воздействие пользовательских программ снижают эксплуатационную готовность компьютера. Способность реагировать на такие нежелательные события в форме предупреждений или игнорирования этих событий называют надежностью. Операционная система состоит из двух основных частей: ядра, загружаемого в оперативную память при включении компьютера; окружения ОС, реализованного в виде отдельных файлов с сервисными (вспомогательными) программами, которые служат разным целям: с их помощью производится начальная разметка дисков, установка параметров внешних устройств, выдача информации на печать, стыковка с другими компьютерами и многое другое. Эти файлы располагаются на внешних запоминающих устройствах. Операционная система персонального компьютера содержит следующие основные компоненты: файловую систему; драйверы внешних устройств; командный процессор (процессор командного языка). 22. Оболочки. Утилиты и программные приложения. Программы-оболочки предоставляют пользователю качественно новый, по сравнению с реализуемым операционной системой, интерфейс и тем самым освобождают пользователя-непрофессионала от детального знания последнего. Эти сервисные системы существенно упрощают задание стандартных действий и заметно повышают уровень пользовательского интерфейса, наиболее полно удовлетворяя потребности пользователя. Большинство распространенных оболочек, характеризующихся универсальностью предоставляемого интерфейса, обеспечивают: 1) работу с файлами и каталогами, в том числе: - манипулирование файлами, а именно: создание, копирование, пересылку, переименование, удаление и быстрый поиск файлов по образцу составного имени файла (имени и расширения); - выдачу и смену характеристик файлов (времени и даты создания, размера, прав доступа, т.е. атрибутов, и т.п.); - выдачу содержимого каталогов в естественном порядке, а также в отсортированном по определенному критерию виде (например, по имени файла, расширению, доге и времени создания или размеру); - выдачу части (фильтрацию) содержимого каталогов в соответствии с образцом составного имени файла; - сравнение содержимого каталогов; - выдачу файловой структуры в виде дерева; - манипулирование каталогами, а именно: создание, удаление, переименование, а иногда - копирование и пересылку каталогов; 2) просмотр как текстовых файлов, так и файлов, подготовленных специальных форматах различными популярными системными и прикладными программными продуктами, для чего используются соответствующие программы просмотра (визуализаторы); 3) редактирование текстовых файлов встроенным или внешним текстовым редактором; 4) создание пользовательских меню для упрощения запуска часто используемых системных и прикладных программ; 5) выдачу сведений о размещении информации на дисках (например, о степени его занятости), а также об ОЗУ; 6) доступ к пользовательскому интерфейсу ОС, в частности, для запуска на выполнение системных и прикладных программ; 7) освобождение большей части занимаемой памяти при запуске внешней программы (в ОЗУ остается лишь небольшое резидентное ядро) и автоматическое восстановление состояния оболочки после завершения выполнения этой программы. Возможна реализация и других дополнительных функций. Всем оболочкам присуща та или иная степень защиты от ошибок пользователя, что, например, может уменьшить вероятность непреднамеренного (случайного) удаления файлов. Наиболее популярными оболочками являются Norton Commander, Volkov Commander, Far manager, Total Commander. Утилиты (utility) – обслуживающие программы, которые предоставляют пользователю сервисные услуги, т.е. обогащают пользовательский интерфейс ОС. Разница между оболочками и развитыми утилитами зачастую состоит лишь в универсальном характере первых и специализации вторых. Наиболее часто на практике используются утилиты проверки или сканирования дисков; утилиты оптимизация или дефрагментации дисков, позволяющие произвести оптимизацию размещения данных (компактность данных) для более быстрого доступа к информации на диске; программы резервирования, позволяющие быстро скопировать нужную для пользователя информацию, находящуюся на жестком диске компьютера; программы для диагностики компьютера, предоставляющие возможность проверить конфигурацию компьютера и работоспособность его устройств и т.д. 13. Устройства ввода данных в ЭВМ периферийное оборудование, предназначенное для ввода (занесения) данных или сигналов в компьютер или в другое электронное устройство во время его работы. Устройства ввода подразделяются на следующие категории: устройства ввода графической, звуковой и видео информации; механические устройства ввода; непрерывные устройства ввода (устройства, предоставляющие входные данные непрерывно, например, мышь, радиоприёмник, ТВ-тюнер); устройства ввода для пространственного использования (например, двухмерная мышь, трёхмерный навигатор). Компьютерные указывающие устройства ввода по способу управления курсором делят на следующие категории: указывающие устройства прямого ввода (управление осуществляется непосредственно в месте видимости курсора (например, сенсорные панели и экраны)); непрямые указывающие устройства (например, трекбол, компьютерная мышь). Основным и, обычно, необходимым устройством ввода текстовых символов и последовательностей команд в компьютер остаётся клавиатура. Устройства ввода графической информации: сканер; видео- и веб-камера; цифровой фотоаппарат; плата видеозахвата, карта для приёма спутникового ТВ. Устройства ввода звуковой информации: микрофон; диктофон. Указательные (координатные) устройства: компьютерная мышь компьютерная мышь; трекбол; тачпад; световое перо; графический планшет; сенсорный экран или тачскрин; джойстик; устройства, основанные на компьютерном зрении, например Kinect. Игровые устройства ввода: геймпад; компьютерный руль; танцевальная платформа; 27. Электронный обмен данными Электронный обмен данными – это реальность, с которой сегодня сталкивается практически каждый. Он осуществляется посредством информационных систем, компьютерных сетей, интернета, электронной почты и множеством других средств. 1.1 Основные понятия электронного документооборота Документооборот – движение документов в организации с момента их создания или получения до завершения исполнения или отправления. Комплекс работ с документами: прием, регистрация, рассылка, контроль исполнения, формирование дел, хранение и повторное использование документации, справочная работа. Электронный документооборот (ЭДО) представляет собой единый механизм по работе с документами, представленными в электронном виде, с реализацией концепции «безбумажного делопроизводства». Документ, представленный в электронном виде, или электронный документ (ЭД) – документ, созданный с помощью средств компьютерной обработки информации, который может быть подписан электронной цифровой подписью и сохранён на машинном носителе в виде файла соответствующего формата. Электронная цифровая подпись (ЭЦП) – аналог собственноручной подписи, являющийся средством защиты информации, обеспечивающим возможность контроля целостности и подтверждения подлинности электронных документов. Аналогично тому, как бит является единицей информации в кибернетике, документ является единицей информации в системах документооборота. Системы документооборота хранят документы, ведут их историю, обеспечивают их движение по организации, позволяют отслеживать выполнение тех процессов, к которым эти документы имеют отношение. В организации, где внедрена система документооборота, документ является базовым инструментом управления. Здесь нет просто решений, поручений или приказов – есть документы, содержащие эти самые приказы, решения, поручения и т. д.: все управление в организации осуществляется через 1.2 Преимущество электронного над бумажным документооборотом Большинство предприятий признают достоинства электронного документооборота, который имеет следующие преимущества: · многокритериальный поиск документов; · контроль исполнения документов; · регистрация документов; · ввод резолюций к документам; · распределенная обработка документов в сети; · распределение прав доступа к различным документам и функциям системы; · ведение нескольких картотек документов; · работа с проектами документов; · распределение находящихся на исполнении документов по «папкам» в зависимости от стадии исполнения документа: поступившие, на исполнении, на контроле и другие; · формирование стандартных отчетов; · обмен документами по электронной почте; · списание документов в дело; · отслеживание перемещений бумажных оригиналов и копий документов, ведение реестров внутренней передачи документов; · ведение пользовательских списков должностных лиц, организаций, тематических рубрик, групп документов; · редактирование шаблонов выходных печатных форм.[2] Введение электронного документооборота позволяет снизить количество служб, занятых работой с документами (курьеров, канцелярских работников и т. п.). На рисунке ниже показано, насколько сокращается время отдельных этапов работы с документами при замене бумажного процесса на цифровой. Залогом успешной работы всегда является эффективная деятельность служащих. Но для качественного обслуживания потребностей граждан вчерашние методы обработки информации уже не являются наилучшими. Сегодня необходимо иметь доступ к информационным ресурсам и сократить временные затраты на решение задач, не связанных с обслуживанием граждан. Отсутствие необходимости вручную размножать документы, отслеживать перемещение бумажных документов внутри организации, контролировать порядок передачи конфиденциальных сведений существеннейшим образом снижает трудозатраты делопроизводителей. Сквозной автоматический контроль исполнения на всех этапах работы с документами кардинально повышает качество работы исполнителей, делает сроки подготовки документов более прогнозируемыми и управляемыми. 28. Электронная цифровая подпись Электронно-цифровая подпись – атрибут электронного документа, используемый для защиты информации от несанкционированного использования и подделки. Электронно-цифровая подпись формируется путем криптографического преобразования информации с закрытым ключом, что позволяет определить владельца сертификата ключа подписи и обеспечить неотказуемость подписавшегося от документа, а также проверить полученную информацию на отсутствие ошибок и неточностей. электронно-цифровая подпись используется для: · удостоверения источника документа (в зависимости от деталей определения документа могут быть подписаны такие поля, как «автор», «внесённые изменения», «метка времени» и т. д.) ; · защиты от изменений документа (при любом случайном или преднамеренном изменении документа (или подписи) изменится хэш, следовательно, подпись станет недействительной); · невозможности отказа от авторства (так как создать корректную подпись можно лишь, зная закрытый ключ, а он известен только владельцу, то владелец не может отказаться от своей подписи под документом); · сдачи финансовой отчетности в государственные учреждения в электронном виде для предприятий и коммерческих организаций; · организацию юридически значимого электронного документооборота; · Для создания цифровой подписи используется так называемый дайджест, который генерируется непосредственно из самого документа и уже непосредственно к нему добавляется информация о стороне подписывающей документ, штамп времени и прочее. Затем полученную информацию кодируют с помощью специального закрытого ключа с использованием того или иного алгоритма, получившийся набор бит и есть электронно-цифровая подпись к которой прилагается открытый ключ подписавшегося. |