Информатика / Лекция 5 Технические средства реализации информационных процессов

Информационные процессы - это процессы, связанные с получением, хранением, обработкой и передачей информации (т.е. действия, выполняемые с информацией). Т.е. это процессы, в ходе которых изменяется содержание информации или форма её представления.

Сбор информации — это деятельность субъекта, в ходе которой он получает сведения об интересующем его объекте. Он может производиться или человеком, или с помощью технических средств и систем — аппаратно. Задача сбора информации не может быть решена в отрыве от других задач, — в частности, задачи обмена информацией (передачи).

Обмен информацией — это процесс, в ходе которого источник информации ее передает, а получатель — принимает. Если в передаваемых сообщениях обнаружены ошибки, то организуется повторная передача этой информации. В результате обмена информацией между источником и получателем устанавливается своеобразный «информационный баланс», при котором в идеальном случае получатель будет располагать той же информацией, что и источник. Обмен производится с помощью сигналов, являющихся ее материальным носителем. Источниками информации могут быть любые объекты реального мира, обладающие определенными свойствами и способностями. Если объект относится к неживой природе, то он вырабатывает сигналы, непосредственно отражающие его свойства. Если объектом-источником является человек, то вырабатываемые им сигналы могут не только непосредственно отражать его свойства, но и соответствовать тем знакам, которые человек вырабатывает с целью обмена информацией. Принятую информацию получатель может использовать неоднократно. С этой целью он должен зафиксировать ее на материальном носителе (магнитном, фото, кино и др.). Процесс формирования исходного, несистематизированного массива информации называется накоплением информации. Среди записанных сигналов могут быть такие, которые отражают ценную или часто используемую информацию. Часть информации в данный момент времени особой ценности может не представлять, хотя, возможно, потребуется в дальнейшем.

Хранение информации — это процесс поддержания исходной информации в виде, обеспечивающем выдачу данных по запросам конечных пользователей в установленные сроки.

Обработка информации — это упорядоченный процесс ее преобразования в соответствии с алгоритмом решения задачи.

После решения задачи обработки информации результат должен быть выдан конечным пользователям в требуемом виде. Эта операция реализуется в ходе решения задачи выдачи информации. Выдача информации, как правило, производится с помощью внешних устройств ЭВМ в виде текстов, таблиц, графиков и пр.

Информационная техника представляет собой материальную основу информационной технологии, с помощью которой осуществляется сбор, хранение, передача и обработка информации.

Технология — это совокупность знаний о способах и средствах проведения производственных процессов, при которых происходит качественное изменение обрабатываемых объектов.

Информационная технология — это совокупность методов, производственных процессов и программно-технических средств, объединенных в технологическую цепочку, обеспечивающую сбор, обработку, хранение, распространение и отображение информации с целью снижения трудоемкости процессов использования информационного ресурса, а также повышения их надежности и оперативности.

Информационные технологии характеризуются следующими основными свойствами:

• предметом (объектом) обработки (процесса) являются данные;

• целью процесса является получение информации;

• средствами осуществления процесса являются программные, аппаратные и программно-аппаратные вычислительные комплексы;

• процессы обработки данных разделяются на операции в соответствии с данной предметной областью;

• выбор управляющих воздействий на процессы должен осуществляться лицами, принимающими решение;

• критериями оптимизации процесса являются своевременность доставки информации пользователю, ее надежность, достоверность, полнота.

Технические и программные средства информационных технологий

Реализация технологического процесса материального производства осуществляется с помощью различных технических средств, к которым относятся: оборудование, станки, инструменты, конвейерные линии и т.п.

По аналогии и для информационной технологии должно быть нечто подобное. Такими техническими средствами производства информации будет являться аппаратное, программное и математическое обеспечение этого процесса. С их помощью производится переработка первичной информации в информацию нового качества.

Инструментарий информационной технологии — один или несколько взаимосвязанных программных продуктов для определенного типа компьютера, технология работы в котором позволяет достичь поставленную пользователем цель.

В качестве инструментария можно использовать следующие распространенные виды программных продуктов для персонального компьютера: текстовый процессор (редактор), настольные издательские системы, электронные таблицы, системы управления базами данных, электронные записные книжки, электронные календари, информационные системы функционального назначения (финансовые, бухгалтерские, для маркетинга и пр.) экспертные системы и т.д.

Информационная технология обработки данных предназначена для решения хорошо структурированных задач, по которым имеются необходимые входные данные и известны алгоритмы и другие стандартные процедуры их обработки.

Персональные компьютеры

Компьютер -- универсальное средство для автоматизации обработки информации, однопользовательская электронно-вычислительная машина на базе микропроцессора. С ее помощью можно создавать тексты, графики, управлять предприятиями, хранить и управлять различного рода информацией (числовой, звуковой, видео), создавать мультимедийные системы. Компьютер обрабатывает только числовую информацию, поэтому для работы с другими видами информации все данные переводятся в двоичную систему (нули и единицы), т.е. кодируются.

Классификация ЭВМ

• по виду обрабатываемой информации: аналоговые и цифровые;

• по принципу действия: электронные, механические, смешанные;

• по назначению: большие ЭВМ, мини-ЭВМ, микро-ЭВМ, персональные компьютеры.

Большие ЭВМ. Это суперкомпьютеры, на базе которых создают вычислительный центр (ВЦ), обслуживающие очень крупные организации или целые отрасли народного хозяйства. Штат - несколько десятков человек.

МиниЭВМ. Компьютеры этой группы отличаются от больших ЭВМ меньшими размерами, меньшими производительностью и стоимостью. Обслуживают крупные предприятия, научные учреждения и некоторые ВУЗы, сочетающие учебную деятельность с научной. Также требуется ВЦ. Часто используется для управления производственными процессами: например, в механическом цехе может поддерживать ритмичность подачи заготовок, узлов и комплектующих на рабочие места и т.д.

МикроЭВМ. Для обслуживания такого компьютера не нужен ВЦ, достаточно вычислительной лаборатории в составе нескольких человек. Программисты вычислительной лаборатории занимаются внедрением приобретенного или заказанного программного обеспечения.

ПК. Получили бурное развитие в последние 20 лет. Многие современные ПК превосходят большие ЭВМ 70-х годов, миниЭВМ 80-х и микроЭВМ первой половины 90-х годов по производительности. И при этом они меньше по объему и дешевле. Начиная с 1999г. в области ПК начинает действовать международный стандарт – спецификация PC99, которая устанавливает следующие категории ПК:

1. Consumer PC (массовый ПК):большинство ПК находится в этой категории;

2. Office PC (деловой Пк): минимум требований к графическим данным, со звуком не работает;

3. Mobile PC (портативный ПК): обязательно наличие средств для создания соединений удаленного доступа;

4. Workstation PC (рабочая станция): повышены требования к устройствам хранения данных;

5. Entertainment PC(развлекательный ПК):повышены требования к средствам воспроизведения графики и звука.

Периферийные устройства (ПУ).

Для ввода и вывода информации к компьютеру подключаются дополнительные устройства, называемые периферийными. Основные ПУ:

Монитор - устройство для изображения текстовой и графической информации;

Клавиатура - устройство для ввода символьной информации;

Мышь - указательное устройство, упрощающее ввод информации и управление работой;

Принтер - устройство для вывода текстовой и графической информации на печать;

Модем - модулятор/демодулятор, устройство для преобразования и усиления сигналов, поступающих из линий связи в компьютер и выходящих из него;

Передача информации осуществляется от источника к приемнику через канал связи.

Для хранения информации используются:

·        ОЗУ компьютера (оперативная память)

·        Гибкие диски 3,5”

·        Оптические диски CD, DVD и др.

·        Жёсткие диски

·        Переносные запоминающие устройства – flash и др.

Память – устройство, предназначенное для запоминания, хранения и выборки программ и данных. Память состоит из конечного числа ячеек, каждая из которых имеет свой уникальный номер или адрес. Доступ к ячейке осуществляется указанием ее адреса. Память способна выполнять два вида операций над данными – чтение с сохранением содержимого и запись нового значения со стиранием предыдущего. Каждая ячейка памяти может использоваться для хранения либо порции данных, либо команды. В большинстве современных ЭВМ минимально адресуемым элементом памяти является байт – поле из 8 бит. Совокупность битов, которые АЛУ может одновременно поместить в регистр или обработать называют машинным словом. Оперативная память(ОП) – функциональный блок, хранящий информацию для УУ (команды) и АЛУ (данные). Задачи, решаемые с помощью ЭВМ, требуют хранения в памяти различного количества информации, зависящего от сложности реализуемого алгоритма, количества исходных данных и т.п. Поэтому память должна вмещать достаточно большое количество информации, т.е. должна иметь большую емкость. С другой стороны, память должна обладать достаточным быстродействием. Чем больше емкость памяти, тем медленнее доступ к ней, т.к. время доступа определяется временем, необходимым для выборки из памяти или записи в нее информации. Наибольшим быстродействием обладает регистровая память, которая имеет время доступа (2-20)х10^-9 с, ОП имеет время доступа (0,2-20)х10^-6 с.

Телекоммуникации и компьютерные сети

Компьютеры, соединенные друг с другом посредством кабелей, телефонных линий, радиоканалов называются компьютерной сетью. Они подключаются к глобальным и локальным сетям, что обеспечивает им возможность обмена информацией с другими компьютерами. Если в одном помещении находится несколько компьютеров, пользователи которых постоянно обмениваются информацией друг с другом, то целесообразно их объединить в локальную сеть. Глобальной сетью является Интернет (всемирная совокупность компьютерных сетей, "сеть сетей', обмен информацией в которых производится по протоколу TCP/IP и на территории которой существует единое адресное пространство). Одним из самых простых и популярных способов использования Интернет является электронная почта. Обмен сообщениями осуществляется по определенному протоколу. Одним из таких протоколов является SMTP (Simple Mail Transfer Protocol).