|
Київський професійно-педагогічний
коледж
|
|||
ІНФОРМАТИКА ТА КОМП’ЮТЕРНА
ТЕХНІКА Електронний
навчально-методичний посібник |
||||
|
Змістовий модуль 1.
Апаратні та програмні засоби персональних комп’ютерів |
|||
Тема 1. Теоретичні засади інформатики. Комп’ютерна техніка План лекції 1. Предмет інформатики. Інформація, властивості
інформації 3. Історія розвитку обчислювальної техніки.
Покоління електронно-обчислювальних машин (ЕОМ) Зміст лекції 1. Предмет інформатики. Інформація, властивості
інформації Сьогодні інформатика
і комп'ютерна техніка є комплексом складних взаємопов'язаних елементів і
понять, які становлять їх основу. Дані — сукупність відомостей про осіб, предмети, події, явища,
процеси. Інформація
—
дані, які використовують з метою здобуття нових знань, прийняття практичних
рішень, отримання певних результатів. Рис. 1.1 Властивості
та види інформації Інформатика — наука, що вивчає інформаційні процеси, аналізує і систематизує методи
та способи одержання, перетворення, передавання, зберігання і використання
інформації, принципи функціонування інформаційних систем, застосування
інформаційних технологій у всіх видах суспільної діяльності: виробництві,
управлінні, науці, освіті, медицині та ін. Інформатика та
комп’ютерна техніка — це дисципліна, що вивчає способи
створення, зберігання, відтворення, обробки і передавання даних засобами
обчислювальної техніки, а також принципи функціонування цих засобів і методи
керування ними. Термін інформатика
походить від французького слова, яке утворилось злиттям двох термінів –
інформація і автоматика, - тобто наука про автоматичну обробку інформації.
Цей термін використовується в Україні, Франції і в більшості країн Східної
Європи. В англомовних країнах широкого вжитку набув інший термін – синонім
інформатики – Computer science (комп'ютерна наука). На рівні апаратних засобів інформація у
персональному комп'ютері представлена електричними сигналами, тому виникає
необхідність її формалізації — використання певної системи, що відображає
відповідну комбінацію електричних сигналів та подає її у вигляді цифр
(кодів). Такий процес називають кодуванням інформації. Код — сукупність знаків, символів і правил, за
допомогою яких представляють певну інформацію з метою її подальшого
опрацювання. Уся інформація, що опрацьовується
комп'ютером, представлена у двійковій системі числення. Отже, комбінація цифр
0 та 1 (код) встановлює відповідність між елементами повідомлень та
сигналами. Мінімальна одиниця виміру інформації — 1 біт (це двійковий розряд, що може мати
два значення: 0 або 1). Як правило, інформація в комп'ютері є комбінацією 8
бітів, яку називають байтом. Один символ (текстовий або числовий) займає 1
байт. Ще крупнішими
одиницями виміру інформації є: 1 Кбайт (кілобайт)=210 байти=1024
байти 1 Мбайт (мегабайт)=210
кілобайти=1024 Кбайти 1 Гбайт (гігабайт)=210 мегабайти=1024 Мбайти 1 Тбайт (терабайт)=210
гігабайти=1024 Гбайти 1 Пбайт (петабайт)=210
терабайти=1024 Тбайти 1 Ебайт (ексабайт)=210
петабайти=1024 Пбайт 1 Збайт (Зетабайт)=210
ексабайти=1024 Ебайт 1 Йбайт (Йоттабайт)=210
Зетабайти=1024 Збайт Для представлення символів алфавіту
використовують кодові таблиці, в яких кожному символу відповідає десяткове
число в діапазоні від 0 до 255 (тобто 1 байт). Кожному символу відповідає
власний код, тому літера А латинська і літера А в кирилиці мають різні коди.
Програма при проведенні сортування послуговується саме кодами символів, що
зберігаються в кодовій таблиці. Як стандарт у світі прийнято таблицю ASCII (American Standard Code for Information Interchange), перша (базова) половина якої (від 0 до 127)
містить символи англійського алфавіту, розділові знаки й арабські цифри.
Друга (розширена) половина таблиці ASCII (коди 128—255) зберігає коди
символів національних алфавітів і спеціальні символи. Символи з кодами від 0 до 31 відповідають
недрукованим знакам, які використовуються певними периферійними пристроями.
Якщо символ відсутній у розкладці клавіатури, можна послуговуватися для його
введення натиснутою клавішею ALT та кодом символу із таблиці ASCII. 3. Історія розвитку обчислювальної техніки.
Покоління електронно-обчислювальних машин (ЕОМ) Історію розвитку ЕОМ
зручно розглядати за поколіннями, кожне з яких характеризується своїми конструктивними
відмінностями та можливостями. Перше покоління Характерними ознаками ЕОМ першого покоління є застосування електронних ламп
у цифрових схемах, великі розміри, а також тяжкий процес програмування. 1943-1946 роки – у
США була створена перша ЕОМ “ЕНІАК-1” 1945 рік – Джон фон Нейман сформулював загальні принципи роботи ЕОМ. Згідно них,
машина повинна була керуватися програмою з послідовним виконанням команд, а
сама програма – зберігатися в пам’яті. 1951 рік – у СРСР
була створена МЕРМ (мала електронно-рахівна
машина), ці роботи проводилися під керуванням конструктора обчислювальної
техніки С.А. Лебедєва у Києві в Інституті електродинаміки. Друге покоління ЕОМ другого покоління характеризуються застосуванням напівпровідникових
елементів з використанням алгоритмічних мов програмування. Кінець 50-х років –
на заміну електронним лампам прийшли напівпровідникові прибори, почався
перехід ЕОМ на напівпровідники. Напівпровідникові прибори (транзистори,
діоди) були, по-перше, значно компактніше своїх лампових попередників.
По-друге, вони володіли більшим строком експлуатації. Про-третє, споживання
електроенергії у ЕОМ на напівпровідниках
було значно нижчим. Завдяки застосуванню напівпровідників почали
створюватись відносно невеликі ЕОМ, відбулося розподілення машин на великі,
середні та малі. У СРСР були розроблені та широко використовуалися
серії малих ЕОМ “Раздан”, “Наірі”,
“Мир”. До середніх відносилися машини серії “Урал”, “М-20”, “Мінськ”. За кордоном найбільш
розповсюдженими машинами другого покоління були “Елліот”
(Англія), “Сіменс” (ФРГ), “Стретч” (США). Третє покоління Характерними рисами ЕОМ третього покоління є застосування інтегральних
схем та можливість використання розвинених мов програмування (мов високого
рівня). Кінець 60-х років –
напівпровідникові елементи були замінені на інтегральні схеми. Інтегральна
схема (мікросхема – це невелика пластинка, на якій розміщуються сотні та
тисячі елементів: діодів, транзисторів, конденсаторів, резисторів і т.д. Застосування
інтегральних схем дозволило збільшити кількість електронних елементів в ЕОМ
без збільшення їх реальних розмірів. Швидкодія ЕОМ зросла до 10 мільйонів
операцій за секунду. У третьому поколінні
з’явилися крупні серії ЕОМ, що відрізнялися своїм призначенням та продуктивністю.
У цей час у СРСР була створена усім відома “Електроніка” – система мікро-ЕОМ.
Четверте покоління ЕОМ четвертого покоління характеризуються застосуванням
мікропроцесорів, побудованих на великих інтегральних схемах. У процесі
удосконалення мікросхем збільшилась їх надійність та щільність розміщених на
ній елементів. Це призвело до появи великих інтегральних схем (ВІС). На
основі ВІС були розроблені ЕОМ наступного покоління – четвертого. Завдяки ВІС на
одному кристалі кремнію стало можливо розмістити таку велику схему, як
процесор ЕОМ. Однокристальні процесори далі стали
називатися мікропроцесорами. Перший мікропроцесор був створений компанією Intel
(США) у 1971 році. Це був 4-розрядний мікропроцесор Intel
4004, який містив 2250 транзисторів та виконував 60 тис. операцій за секунду. Мікропроцесори
поклали початок міні-ЕОМ, а потім персональним комп’ютерам, тобто ЕОМ,
орієнтованим на одного користувача. Почалася епоха ПК, що продовжується й по
наш час. П’яте покоління Починаючи з середини 90-х років, у потужних комп’ютерах
починають застосовувати ВІС супермасштабу, які
вміщують сотні тисяч елементів на квадратний сантиметр. 5 покоління - це не тільки
нова елементарна база це прогрес та досягнення нових якісних зрушень у всіх
галузях. Номенклатура видів ЕОМ на сьогодні дуже велика. Машини відрізняються
потужністю, розміром, елементною базою, за призначенням і так далі. Під час
вибору комп’ютерної техніки для вирішення економічних та ділових задач
найважливішим є продуктивність та габаритні характеристики (розмір, маса). За основними напрямками використання ПК поділяють
на три види (Рис. 1.2). Рис. 1.2
Класифікації ПК Побутові призначені для
автоматизації побутової сфери діяльності людини: ведення сімейних баз даних
(словників, архівів, щоденників), планування сімейного бюджету, навчання,
розваг (ігри) та інше. Мають комплектацію, яка схиляється до мультимедійної
(кольоровий монітор, звукова плата, аудіо система, дисковод CD – ROM та
інші). Офісні орієнтовані на
автоматизацію конторської роботи: складання, редагування та оформлення
текстів; ведення баз даних; ділове листування; виконання табличних обчислень;
робота із графічною інформацією комплектацію (сканери, принтери, модеми,
мережні карти). Професійні призначені для
автоматизації праці інженерів, наукових працівників у САПР і автоматизованих
системах наукових досліджень. Мають високі характеристики загальних пристроїв
і необхідний набір висококласних спеціалізованих пристроїв (наприклад, дуже
великий монітор, графопобудовник, професійний сканер, цифрову камеру і таке
інше). Розглянемо детальніше види ПК за розміром: § Десктоп — системний блок в
окремому корпусі. § Неттоп — портативний
системний блок може кріпитися до монітора. § Моноблок — системний блок
вбудовано в корпус монітора. § Ноутбук — усі складові в
одному корпус. § Нетбук — спрощений і ноутбук. § Планшет — плаский ПК без
клавіатури із сенсорним екраном. § Комунікатор — ПК із функцією
мобільного телефона. § Кишеньковий — мініатюрний ПК з
клавіатурою або без неї. § Смартфон — мобільний телефон із
функціями комп’ютера. Додаткові матеріали Рекомендовано ознайомитись з додатковою інформацією до
лекційного матеріалу по даній темі Перегляньте презентацію до теоретичного матеріалу: Тема 1.
Теоретичні засади інформатики. Комп’ютерна техніка. Завітайте до віртуальних музеїв з історії розвитку
інформаційних технології: Історія розвитку інформаційних технологій в Україні Віртуальні музеї історії розвитку обчислювальної техніки. Контрольні запитання 1.
Що таке інформація, дані? 2.
Які властивості може мати інформація? 3.
Які є види інформації? 4.
Дайте визначення поняттю інформатика. 5.
Охарактеризуйте етапи покоління ЕОМ. 6.
За якими ознаками можна класифікувати ПК? Виконання завдань Відкрийте браузер (наприклад Google Chrome) та увійдіть у
свій обліковий запис Google за посиланням https://myaccount.google.com.
Перейдіть до додатку Google Клас за
посиланням https://classroom.google.com
та приєднайтесь до курсу з дисципліни Інформатика та комп’ютерна техніка
ввівши код курсу lavdc3p. На вкладці Завдання виконайте всі
завдання до теми 1. |
||||