Информатика как единство науки и технологии

ФГБОУ «Уральский государственный  педагогический университет»

Институт музыкального и  художественного образования

Кафедра художественного  образования

 

 

Реферат на тему : «Информатика как единство науки и технологии»

 

Исполнитель: Искорцев А. Д.

группа 11 БД-zs

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г. Екатеринбург

2012 г.

Содержание.

 

I глава. Структура современной информатики. . . . . . 3

1.1Основные направления  информатики. . . . . . . 3

1.2 Информация. Её виды  и свойства. . . . . . . 5

1.3 Информационные процессы. . . . . . . .       10

II глава. Архитектура компьютера. . . . . . . .       11

2.1Принцыпы построения. . . . . . . . .       11

2.1.1 Магистрально-модульный принцип. . . . . .       15

2.1.2 Принцип открытой архитектуры. . . . . . .       17

2.1.3 Принцип Джона Фон Неймана. . . . . . .       18

2.2 Внутренние устройства  компьютера. . . . . . .       20

2.3.Перифирийные устройства  ( ввода, вывода). . . . .       21

III глава. Программное обеспечение компьютера. . . . .       23

3.1 Классификация программного  обеспечения. . . . .       23

3.2 Операционная система. . . . . . . . .       27

IV глава. Вычислительные  сети. . . . . . . .       28

4.1 Локальные вычислительные  сети. . . . . . .       28

4.2 Глобальная сеть интернет. . . . . . . .       29

Литература. . . . . . . . . . .       32

 

I глава. Структура  современной информатики.

1.1Основные направления  информатики.

Оставляя в стороне  прикладные информационные технологии, опишем составные части «ядра» современной  информатики. Каждая из этих частей может  рассматриваться как относи-тельно самостоятельная научная дисциплина; взаимоотношения между ними примерно такие же, как между алгеброй, геометрией и математическим анализом в классической математике – все они хоть и самостоятельные дисциплины, но, несомненно, части одной науки.

Теоретическая информатика  – часть информатики, включающая ряд математических разделов. Она  опирается на математическую логику и включает такие разделы, как  теория алгоритмов и автоматов, теория информации и теория кодирования, теория формальных языков и грамматик, исследование операций и другие. Этот раздел информатики  использует математические методы для  общего изучения процессов обработки  информации.

Вычислительная техника  – раздел, в котором разрабатываются  общие принципы по-строения вычислительных систем. Речь идет не о технических деталях и электронных схемах (это лежит за пределами информатики как таковой), а о принципиальных решениях на уровне так называемой архитектуры вычислительных (компьютерных) систем, определяющей состав, назначение, функциональные возможности и принципы взаимодействия устройств. Примеры принципиальных, ставших классическими решений в этой области – неймановская архитектура компьютеров первых поколений, шинная архитектура ЭВМ старших поколений, архитектура параллельной (многопроцессорной) обработки информации.

Программирование – деятельность, связанная с разработкой систем программного обес-печения. Здесь отметим лишь основные разделы современного программирования: создание системного программного обеспечения и создание прикладного программного обеспечения. Среди системного – разработка новых языков программирования и компиляторов к ним, разработка интерфейсных систем (пример – общеизвестная операционная оболочка и система Windows). Среди прикладного программного обеспечения общего назначения самые популярные – системы обработки текстов, электронные таблицы (табличные процессоры), системы управления базами данных. В каждой области предметных приложений информатики существует множество специализированных прикладных программ более узкого назначения.

Информационные системы  – раздел информатики, связанный  с решением вопросов по анализу потоков  информации в различных сложных  системах, их оптимизации, структурировании, принципах хранения и поиска информации. Информационно-справочные системы, информационно-поисковые  системы, гигантские современные глобальные системы хранения и поиска информации (включая широко известный Internet) привлекают внимание все большего круга пользователей. Без теоретического обоснования принципиальных решений в океане информации можно просто захлебнуться. Известным примером решения проблемы на глобальном уровне может служить гипертекстовая поисковая система WWW, а на значительно более низком уровне – справочная система, к услугам которой мы прибегаем, набрав телефонный номер 09.

Искусственный интеллект  – область информатики, в которой  решаются сложнейшие проблемы, находящиеся  на пересечении с психологией, физиологией, лингвистикой и другими науками. Как научить компьютер мыслить  подобно человеку? Поскольку мы далеко не все знаем о том, как мыслит человек, исследования по искусственному интеллекту, несмотря на полу-вековую историю, все еще не привели к решению ряда принципиальных проблем. Основные направления разработок, относящихся к этой области, – моделирование рассуждений, компьютерная лингвистика, машинный перевод, создание экспертных систем, распознавание образов и другие. От успехов работ в области искусственного интеллекта зависит, в частности, решение такой важнейшей прикладной проблемы, как создание интеллектуальных интерфейсных систем взаимодействия человека с компьютером, благодаря которым это взаимодействие будет походить на межчеловеческое и станет более эффективным.

1.2 Информация. Её виды  и свойства.

Информация (от лат. informatio — осведомление, разъяснение, изложение) — в широком смысле абстрактное понятие, имеющее множество значений, в зависимости от контекста. В узком смысле этого слова — сведения (сообщения, данные) независимо от формы их представления. В настоящее время не существует единого определения термина информация. С точки зрения различных областей знания, данное понятие описывается своим специфическим набором признаков. Информация — совокупность данных, зафиксированных на материальном носителе, сохранённых и распространённых во времени и пространстве.

В информатике наиболее часто  используется следующее определение  этого термина: Информация — это  осознанные сведения об окружающем мире, которые являются объектом хранения, преобразования, передачи и использования. Сведения — это знания, выраженные в сигналах, сообщениях, известиях, уведомлениях и т. д. Каждого человека в мире окружает море информации различных  видов.

Информация содержится везде. Дерево содержит собственную генетическую информацию, и только благодаря этой информации от семечка берёзы вырастает  только берёза. Для деревьев источником информации является воздух, именно по уровню состояния воздуха дерево может определить время распускания почек. Перелетные птицы знают свой маршрут перелёта, и каждая стая идёт только своим заданным в генах маршрутом.

Стремление зафиксировать, сохранить надолго свое восприятие информации было всегда свойственно  человеку. Мозг человека хранит множество  информации, и использует для хранения ее свои способы, основа которых —  двоичный код, как и у компьютеров. Человек всегда стремился иметь  возможность поделиться своей информацией  с другими людьми и найти надежные средства для ее передачи и долговременного  хранения. Для этого в настоящее  время изобретено множество способов хранения информации на внешних (относительно мозга человека) носителях и ее передачи на огромные расстояния.

Основные виды информации по ее форме представления, способам ее кодирования и хранения, что  имеет наибольшее значение для информатики, это:

графическая или изобразительная  — первый вид, для которого был  реализован способ хранения информации об окружающем мире в виде наскальных рисунков, а позднее в виде картин, фотографий, схем, чертежей на бумаге, холсте, мраморе и др. материалах, изображающих картины реального  мира;

звуковая — мир вокруг нас полон звуков и задача их хранения и тиражирования была решена с  изобретением звукозаписывающих устройств  в 1877 г. (см., например, историю звукозаписи  на сайте — http://radiomuseum.ur.ru/index9.html); ее разновидностью является музыкальная  информация — для этого вида был  изобретен способ кодирования с  использованием специальных символов, что делает возможным хранение ее аналогично графической информации;

текстовая — способ кодирования речи человека специальными символами — буквами, причем разные народы имеют разные языки и используют различные наборы букв для отображения речи; особенно большое значение этот способ приобрел после изобретения бумаги и книгопечатания;

числовая — количественная мера объектов и их свойств в окружающем мире; особенно большое значение приобрела  с развитием торговли, экономики  и денежного обмена; аналогично текстовой  информации для ее отображения используется метод кодирования специальными символами — цифрами, причем системы  кодирования (счисления) могут быть разными;

видеоинформация — способ сохранения «живых» картин окружающего  мира, появившийся с изобретением кино.

Существуют также виды информации, для которых до сих  пор не изобретено способов их кодирования  и хранения — это тактильная информация, передаваемая ощущениями, органолептическая, передаваемая запахами и вкусами  и др.

Для передачи информации на большие расстояния первоначально  использовались кодированные световые сигналы, с изобретением электричества  — передача закодированного определенным образом сигнала по проводам, позднее  — с использованием радиоволн.

Как и всякий объект, информация обладает свойствами. Характерной отличительной  особенностью информации от других объектов природы и общества, является дуализм: на свойства информации влияют как  свойства исходных данных, составляющих ее содержательную часть, так и свойства методов, фиксирующих эту информацию.

С точки зрения информатики  наиболее важными представляются следующие  общие качественные свойства: объективность, достоверность, полнота, точность, актуальность, полезность, ценность, своевременность, понятность, доступность, краткость и пр.

Объективность информации. Объективный – существующий вне и независимо от человеческого сознания. Информация – это отражение внешнего объективного мира. Информация объективна, если она не зависит от методов ее фиксации, чьего-либо мнения, суждения.

Пример. Сообщение «На  улице тепло» несет субъективную информацию, а сообщение «На улице 22°С» – объективную, но с точностью, зависящей от погрешности средства измерения.

Объективную информацию можно  получить с помощью исправных  датчиков, измерительных приборов. Отражаясь в сознании человека, информация может искажаться (в большей или  меньшей степени) в зависимости  от мнения, суждения, опыта, знаний конкретного  субъекта, и, таким образом, перестать  быть объективной.

Достоверность информации. Информация достоверна, если она отражает истинное положение дел. Объективная  информация всегда достоверна, но достоверная  информация может быть как объективной, так и субъективной. Достоверная  информация помогает принять нам  правильное решение. Недостоверной  информация может быть по следующим  причинам:

преднамеренное искажение (дезинформация) или непреднамеренное искажение субъективного свойства;

искажение в результате воздействия  помех («испорченный телефон») и недостаточно точных средств ее фиксации.

Полнота информации. Информацию можно назвать полной, если ее достаточно для понимания и принятия решений. Неполная информация может привести к ошибочному выводу или решению.

Точность информации определяется степенью ее близости к реальному  состоянию объекта, процесса, явления  и т. п.

Актуальность информации – важность для настоящего времени, злободневность, насущность. Только вовремя  полученная информация может быть полезна.

Полезность (ценность) информации. Полезность может быть оценена применительно  к нуждам конкретных ее потребителей и оценивается по тем задачам, которые можно решить с ее помощью.

Самая ценная информация –  полезная. При этом следует учитывать, что и необъективная, недостоверная  информация (например, художественная литература), имеет большую значимость для человека. Социальная (общественная) информация обладает еще и дополнительными  свойствами:

Имеет семантический (смысловой) характер, т. е. понятийный, так как именно в понятиях обобщаются наиболее существенные признаки предметов, процессов и явлений окружающего мира.

Имеет языковую природу (кроме некоторых видов эстетической информации, например изобразительного искусства). Одно и то же содержание может быть выражено на разных естественных (разговорных) языках, записано в виде математических формул и т. д.

С течением времени количество информации растет, информация накапливается, происходит ее систематизация, оценка и обобщение. Это свойство назвали  ростом и кумулированием информации. (Кумуляция – от лат. cumulatio – увеличение, скопление).

Старение информации заключается  в уменьшении ее ценности с течением времени. Старит информацию не само время, а появление новой информации, которая уточняет, дополняет или  отвергает полностью или частично более раннюю. Научно-техническая информация стареет быстрее, эстетическая (произведения искусства) – медленнее.

Логичность, компактность, удобная  форма представления облегчает  понимание и усвоение информации.

1.3 Информационные процессы.

Среди всех информационных процессов можно выделить наиболее общие.

К ним относятся:

-  получение,

-  передача,

-  хранение