- •Министерство образования и науки Российской Федерации Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "поволжский государственный университет сервиса (пвгус)"
- •Учебно-методический комплекс дисциплины
- •Содержание
- •Введение
- •Рабочая учебная программа дисциплины
- •1.1. Цели и задачи дисциплины
- •1.2.Структура и объем дисциплины
- •1.3. Содержание дисциплины Распределение фонда времени по темам и видам занятий
- •1.4. Требования к уровню освоения дисциплины и формы текущего и промежуточного контроля
- •Перечень вопросов для подготовки к зачету по дисциплине «Информатика»
- •1.5. Содержание индивидуальной работы студента (под руководством преподавателя)
- •2. Учебно-методическое пособие
- •2.1. Конспект лекций
- •Тема 1. Информация и информационные процессы
- •1.1. Системы, образованные взаимодействующими элементами, состояния элементов, обмен информацией между элементами, сигналы
- •1.2 Меры и единицы представления, измерения и хранения информации
- •Синтаксическая мера информации
- •Семантическая мера информации
- •Прагматическая мера информации
- •Единицы измерения информации.
- •1.3 Системы счисления
- •Формы представления чисел
- •Двоичная система счисления
- •Правила выполнения простейших арифметических действий.
- •1.4. Основные понятия алгебры логики. Логические основы эвм.
- •Тема 2. Информационные модели и системы
- •2.1. Информационная модель объекта
- •2.2. Алгоритм и его свойства. Структура алгоритма.
- •Тема 3.Средства и технологии создания и преобразования информационных объектов
- •3.1. Текстовые процессоры
- •3.2. Электронные таблицы
- •3.3. Базы данных
- •Виды моделей данных
- •Классификация баз данных
- •Реляционные базы данных
- •Основные понятия реляционных баз данных
- •3.4. Графические редакторы
- •Тема 4. Компьютер как средство автоматизации информационных процессов
- •4.1. История развития эвм. Понятие и основные виды архитектуры эвм
- •4.2. Состав и назначение основных элементов персонального компьютера. Центральный процессор. Системные шины и слоты расширения
- •4.3. Запоминающие устройства: классификация, принцип работы, основные характеристики
- •4.4. Устройства ввода/вывода данных, их разновидности и основные характеристики
- •4.5. Классификация программного обеспечения. Виды программного обеспечения и их характеристики.
- •4.6. Системное программное обеспечение.
- •4.7. Защита информации.
- •Вредоносные программы
- •Классификация антивирусных программ
- •Тема 5. Средства и технологии обмена информацией с помощью компьютерных сетей (сетевые технологии)
- •5.1. Локальные компьютерныесети.
- •5.2. Базовые сетевые топологии
- •5.3. Сетевое оборудование
- •5.4. Глобальные сети эвм.
- •История
- •Адресация в Интернете
- •5.5. Поисковые информационные системы
- •Тема 6. Основы социальной информатики.
- •2.3. Лабораторный практикум по дисциплине Распределение тем лабораторных занятий по времени
- •Содержание лабораторных занятий лабораторная работа №1. « кодирование информации»
- •Кодирование символьной информации
- •Кодирование графических изображений
- •Лабораторная работа №2. «информация и энтропия»
- •Лабораторная работа №3. «позиционные системы счисления»
- •Краткие теоретические сведения:
- •Формы представления чисел
- •Двоичная система счисления
- •Восьмеричная и шестнадцатеричная системы счисления
- •Взаимное преобразование двоичных, восьмеричных и шестнадцатеричных чисел
- •Двоично-десятичная система счисления
- •Лабораторная работа №4. «проектирование алгоритмов. Блок-схема алгоритма»
- •Лабораторная работа №5. «основные приемы работы в microsoft word»
- •Интересное предложение
- •Образец формул
- •Лабораторная работа №6. «Технология создания электронных таблиц в ms Excel»
- •Функции ms Excel
- •Задания для выполнения:
- •Лабораторная работа №7. «основы обработки реляционных баз данных средствами
- •1. 2. Задания для самостоятельной работы
- •Лабораторная работа №8. «Логические основы функционирование эвм»
- •Логические элементы
- •Лабораторная работа №9. «Основы работы с MathCad»
- •Лабораторная работа №10. «информационная безопасность. Основы криптографии»
- •Тулыио целзио тсдизло
- •Современные алгоритмы шифрования
- •Лабораторная работа №11. «Создание одноранговой сети»
- •Требования к оформлению и защите лабораторных работ
- •3. Учебно-методическое обеспечение дисциплины
- •3.1. Перечень основной и дополнительной литературы
- •3.2 Методические рекомендации для преподавателя
- •3.3. Методические указания студентам по изучению дисциплины
- •3.4. Методические указания для выполнения кОнтрольной работы
- •Варианты заданий для выполнения контрольной работы
- •3.5. Материально-техническое и программное обеспечение дисциплины
- •3.6. Программное обеспечение
- •Поволжский государственный университет сервиса
- •Поволжский государственный университет сервиса
- •Приложение 1
4.2. Состав и назначение основных элементов персонального компьютера. Центральный процессор. Системные шины и слоты расширения
Процессор (микропроцессор)- основное устройство ЭВМ, и предназначен для выполнения вычислений по хранящейся в ЗУ программе и обеспечения общего управления ЭВМ. Тип процессора в современных ПЭВМ определяется типом компьютера, которых в настоящее время существует 2 марки: IBM совместимый и Apple Macintosh. В России наиболее распространены IBM совместимые ПЭВМ (ПК). Для этого типа ПК выпускают процессоры фирмыIntel(~80%),AMDиVIA. Последние торговые марки процессоров этих фирм имеют именаPentiumIV,Core(Intel),K7AthlonХР,Phenom(AMD),C5 (VIA).
Быстродействие ЭВМ в значительной мере определяется скоростью работы процессора, которая часто измеряется в частоте работы(Гц). Наиболее распространенными на конец 2010 года являются 4 ядерные процессоры с частотой от 2 до 3 ГГц. Данная характеристика процессоров подчиняетсязакону Мура, который говорит, что быстродействие процессоров каждые 1,5-2 года удваивается. Это становится возможным благодаря уменьшению размера элементов внутри процессоров. Транзисторы в новейших процессорах Intel имеют ширину всего 32 нанометра, а процессоры предыдущих поколений построены на базе 45-нанометровой и 65-нанометровой архитектур. Это позволяет более плотно располагать транзисторы, сократить утечку мощности, снизить тепловыделение и ускорить переключение, благодаря чему процессоры работают быстрее, потребляют меньше электроэнергии и являются более энергоэффективными.
Существуют и другие способы повышения производительности компьютера. Например, все современные компьютеры имеют дополнительную быстродействующую память, называемую кэш-памятью.
Системный интерфейс(системная плата (СП), материнская плата)— это конструктивная часть ЭВМ, предназначенная для взаимодействия ее устройств и обмена информацией между ними.
В больших, средних и супер-ЭВМ в качестве системного интерфейса используются сложные устройства, имеющие встроенные процессоры ввода-вывода, именуемые каналами. В ПК в качестве системного интерфейса используются СП с шинной архитектурой, позволяющие через специальные разъемы соединять все устройства ЭВМ. Эти разъемы определяют различные стандарты работы (ISA, PCI, AGP и т.д.). Основным элементом управления работой СП выступает большая интегральная микросхема ("чипсет"). Данные микросхемы выпускают часто фирмы производители процессоров (Intel, AMD) или второстепенные фирмы (VIA, SIS, UMB). Марка "чипсета" является определяющим фактором, влияющим на производительность ЭВМ.
Пульт управления(ПУ) служит для выполнения пользователем ЭВМ операций по управлению вычислительным процессов в ЭВМ. В ПК это кнопка включения ЭВМ, кнопка перезагрузки ЭВМ без его выключения (Reset) и различные индикаторы в виде лампочек.
4.3. Запоминающие устройства: классификация, принцип работы, основные характеристики
Запоминающее устройство(ЗУ) служит для хранения обрабатываемых данных и выполняемых программ, куда они вводятся через устройства ввода. Емкость памяти измеряется в величинах, кратных байту. Память представляет собой структуру, построенную по иерархическому принципу, и включает в себя ЗУ различных типов. Функционально память делится на две части: внутреннюю и внешнюю.
Внутренняя (основная) память — это ЗУ, напрямую связанное с процессором и предназначенное для хранения программ и данных, непосредственно участвующих в вычислениях. Обращение к внутренней памяти ЭВМ осуществляется с высоким быстродействием, но она имеет всегда ограниченный объем, определяемый типом ЭВМ.
Внутренняя память, в свою очередь, делится на оперативную(ОЗУ) ипостоянную(ПЗУ) память. ПЗУ хранит и выдаёт программу "BIOS", "оживляющей" ЭВМ в момент её включения. Содержимое ПЗУ заполняется при изготовлении ЭВМ и может быть изменено в обычных условиях эксплуатации только при выполнении специального алгоритма действий. При выключении питания содержимое постоянной памяти сохраняется. ОЗУ составляет большую часть внутренней памяти и служит для приёма, хранения и выдачи данных и программ, непосредственно участвующих в вычислениях. При выключении питания ЭВМ содержимое ОЗУ теряется, поэтому необходимо выполнять операцию переноса (сохранения) результатов работы пользователя во внешнюю память. Именно в ОЗУ находятся все программы, с которыми работает пользователь на ЭВМ. Для соблюдения этого требования необходимо, чтобы объёма ОЗУ было всегда больше объёма выполняемых программ на ЭВМ..
Внешняя память(ВЗУ) предназначена для размещения долговременно больших объемов данных и обмена ими с ОЗУ. Для построения внешней памяти используют энергонезависимые носители информации (магнитные и оптические диски, магнитные ленты). Емкость этой памяти измеряется в больших единицах, чем ОЗУ, но для обращения к ней требуется больше времени, чем к ОЗУ.
ВЗУ конструктивно отделены от центральных устройств ЭВМ (процессора и внутренней памяти), имеют собственное управление и выполняют запросы процессора без его непосредственного вмешательства.
ВЗУ по принципам функционирования разделяются на устройства прямого доступа (УПрД) (накопители на магнитных и оптических дисках) и устройства последовательного доступа (УпоД) (накопители на магнитных лентах).
УПрД обладают быстродействием большим, чем УПоД, поэтому они являются основными ВЗУ, постоянно используемыми в процессе функционирования ЭВМ. К ним относятся устройства:
1. Накопители на гибких магнитных дисках(FDD) с размером дисков 5.25 дюйма (1.2 Мб), 3.5 дюйма (1.44 Мб). Их основное назначение – перенос данных с одной ЭВМ на другую.
2. Накопители на жёстких магнитных дисках (HDD), используются в качестве основного устройства хранения данных и программ на ЭВМ. Они имеют наибольшее быстродействие и объем для хранения данных (2010 год–Seagate выпускает жёсткий диск объемом 3 Тб) среди ВЗУ за счет размещения нескольких дисков в герметичном от пыли пространстве и их быстрой частоты вращения (4200, 5400 и 7200 –ноутбуки, 5400, 7200 и 10 000 -персональные компьютеры, 10 000 и 15 000 об/мин –серверы и высокопроизводительные рабочие станции). Для обеспечения длительной исправной работы HDD в них используется принцип "скольжения" на воздушной подушке над дисками магнитных головок съёма данных. Это обеспечивает непрерывную работу HDD без поломок примерно в течение 10 лет. Если же HDD часто включается и выключается, то это приводит к более быстрому выходу его из строя. При этом важно помнить что любое внешнее движение HDD в момент его работы может привести к контакту магнитных головок с быстро вращающимся диском и в конечном тоге к их разрушению и потере данных.
3. Накопители на оптических дисках(англ. optical disc) — собирательное название для носителей информации, выполненных в виде дисков, чтение с которых ведётся с помощью оптического излучения. Диск обычно плоский, его основа сделана из поликарбоната, на который нанесён специальный слой, который и служит для хранения информации. Для считывания информации используется обычно луч лазера, который направляется на специальный слой и отражается от него. При отражении луч модулируется мельчайшими выемками (питами, от англ. pit — ямка, углубление) на специальном слое, на основании декодирования этих изменений устройством чтения восстанавливается записанная на диск информация.
Первое поколениеоптических дисков: Лазерный диск, компакт-диск и магнитооптический диск.
Второе поколение:DVD,MiniDisc,DigitalMultilayerDisk,DataPlay,FluorescentMultilayerDisc,GD-ROM,UniversalMediaDisc.
Третье поколени: Blu-ray Disc, HD DVD, Forward Versatile Disc, Ultra Density Optical, Professional Disc for DATA , Versatile Multilayer Disc
Четвертое поколение: Holographic Versatile Disc, SuperRens Disc.
Они используются в основном для создания резервных копий данных, находящихся на УПрД.