Київський професійно-педагогічний коледж
імені Антона Макаренка

 

ІНФОРМАТИКА ТА КОМП’ЮТЕРНА ТЕХНІКА

Електронний навчально-методичний посібник

 

 

Головна

Анотація

Навчальна програма

Критерії оцінювання

Теоретичний матеріал

Практичні роботи

Самостійна робота

Курсова робота

Глосарій

Використані джерела

Укладач

 

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

2. Подання інформації

3. Історія розвитку обчислювальної техніки. Покоління електронно-обчислювальних машин (ЕОМ)

4. Класифікація комп’ютерів

 

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).

 

2.     Подання інформації

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”
(в перекладі з англійської електронно-числовий інтегратор та обчислювач). Ця машина складалася з близько 18 тисяч електронний ламп, великої кількості електромеханічних реле. Недоліком було те, що виконуюча програма зберігалася не в пам’яті машини, а важко набиралася за допомогою зовнішніх перемичок.

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. 

 

4.    Класифікація комп’ютерів

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.

На початок

Наступна тема