Н.В. Максимов, Т. Л. Партыка, И. И. Попов

Технические средства информатизации

Введение

Информатизация охватывает все сферы, все отрасли обществен­ной жизни, прочно входит в жизнь каждого человека, воздействует на его образ мышления и поведение. Высокий уровень знаний и практических применений информации и автоматизированных ин­формационных технологий (АИТ) в различных предметных облас­тях и сферах деятельности стимулировал формирование концепции перехода промышленно развитых государств в новую форму существования «информационное общество».

Процесс информатизации общества является закономерным глобальным процессом развития цивилизации, который обусловлен целым рядом объективных факторов, важнейшими из которых яв­ляются:

быстро возрастающая сложность искусственно созданной че­ловеком среды обитания  техносферы, которая все больше снижает ее надежность и устойчивость;

истощение природных ресурсов планеты и обусловленная этим необходимость отказа от господствующей в настоящее время парадигмы экстенсивного развития цивилизации; возрастание экологических опасностей и необходимость поис­ка решения самой актуальной и сложной проблемы современ­ности  проблемы выживания человечества как биологиче­ского вида.

Все большее число стран объявляют генеральной линией своего развития построение информационного общества. XXI в. объявлен веком информатизации. В России, как и в ряде других стран, имеет­ся «Концепция формирования информационного общества». В ней определено, что в нашей стране в первой четверти XXI в. должны быть созданы основные черты и признаки информационного обще­ства. При этом отмечается, что у России свои предпосылки перехо­да и свой специфичный путь, ибо она обладает великим культурным наследием и многонациональной самобытной культурой, располага­ет одной из лучших систем образования.

В Концепции формирования информационного общества в России указывается на необходимость разработки массовых средств компьютеризации учреждений культуры (библиотек, архивов и др.), создания общедоступных баз и банков данных в области гуманитар­ных и социальных наук, сети культурно-информационных и инфор­мационно-развлекательных центров, поддержки сайтов культур­но-информационных центров и др.

В качестве факторов информатизации могут быть определены:

• технические средства информатизации (аппаратурный фактор);

• программные средства и системы (программный фактор);

• информационный фактор  собственно информация, т. е. сигналы, сообщения, массивы данных, файлы и базы данных (БД);

• интеллектуальные усилия и человеческий труд (человеческий, гуманитарный фактор). Всегда присутствует человек-пользователь, решающий задачи какой-либо предметной области с использованием инструментария информатики.

Перечисленные компоненты информатизации не случайно на­званы факторами, поскольку подобно классическим экономическим факторам производства (труд, капитал, земля) они:

• взаимозаменяемы (одна и та же производительность может быть достигнута при различных сочетаниях факторов  математически это описывается кривой безразличия);

• эффективность производства при увеличении одного из факторов, но при фиксированном вкладе остальных возрастает, но все медленнее и медленнее (математически  закон убывающей производительности), что требует гармоничного разви­тия всех составляющих, и не последняя роль здесь отводится человеческому фактору. В частности, пользователь должен со­ответствовать уровню информационных технологий.

Перечисленные факторы соответствуют также историческим этапам развития информатизации. Можно выделить следующие фазы, на каждой из которых доминирует какой-либо из упомянутых факторов:

• технический период, в течение которого сложились основные представления о структуре универсальных электронных вычислительных машин (ЭВМ), определилась архитектура и типы устройств  с 1946 по 1964 г. (приблизительно);

• программный период  выработалась современная классификация программных средств, их структур и взаимосвязей, сложились языки программирования, разработаны компиляторы и принципы процедурной обработки  с 1954 по 1970 г.;

• информационный период  в центре внимания исследователей и разработчиков оказываются структуры данных, языки описа­ния (ЯОД) и манипулирования (ЯМД) данными, непроцедурные подходы к построению систем обработки информации  с 1970 г. по настоящее время;

• гуманитарный период, связанный с резким возрастанием круга пользователей АИТ и повышением роли интерфейсных и навигационных возможностей соответствующих систем (с нача­ла 90-х гг. прошлого века). Кроме этого, основные черты но­вых информационных технологий связаны с усилением персо­нального характера компьютера и расширением возможностей пользователя. Традиционные АИТ были подчинены произво­дителю информации и доводили одинаковое содержание до всех адресатов. Новые АИТ направлены на индивидуального пользователя, предоставляя возможность получения информа­ции, нужной именно ему.

К средствам информатизации относят: СМИ, средства оргтех­ники, базы и банки данных, вычислительные информационные сети, информационно-поисковые системы (ИПС), средства хране­ния, обработки и передачи данных. Мы предполагаем остановиться на технических средствах, связанных с компьютеризацией и приме­нением персональных компьютеров, соответствующих современно­му (гуманитарному) периоду развития информатизации. Данный выбор определяет структуру настоящего учебного пособия.

В первой главе рассмотрены технологии электронных схем, структура и общее устройство ПК, типология и этапы развития сис­темных плат, основные принципы построения и классы процессо­ров ПК, эволюция процессоров Intel, AMD, Cyrix, а также прочих приборов, образующих ПК (набор микросхем системной платы  чипсет).

Во второй главе продолжается разбор структур и функций компонентов ПК. Рассматривается иерархия оперативной памяти, конкретные системы и реализация систем основной памяти. Значитель­ное внимание уделяется интерфейсам ПК, в том числе внутренним интерфейсам, интерфейсам периферийных устройств, внешним интерфейсам и интерфейсам центральных процессоров. В заключение главы приводятся спецификации ПК, разработанные ведущими производителями в 1999-2000 гг. Они наглядно показывают, какое это неблагодарное дело  прогнозировать показатели информатиза­ции. Все сформулированные в спецификациях требования для про­фессиональных машин XXI в. давным-давно превзойдены самыми слабыми из массовых бытовых ПК.

В главе 3 рассматривается важный тип внешних устройств  накопители массивов информации (внешние ЗУ), в том числе на магнитных лентах, магнитных дисках, сменных носителях (НЖМД, ZIP-накопители, супердискеты, сменные НЖМД, CD и др.). Значи­тельное внимание уделяется такой перспективной среде накопления информации, как DVD, во всем разнообразии их стандартов (DVD ROM, DVD RAM, DVD-R, DVD-RW, DVD+RW и пр.). Определен­ное внимание уделяется также альтернативным и перспективным но­сителям (флэш, микроустройства, сверхплотные CD и DVD и т. д.).

В четвертой главе рассмотрены средства интерактивного взаимо­действия (ввод-вывод данных и управление ПК), в том числе тер­миналы, клавиатуры, мониторы на основе ЭЛТ, плоскопанельные мониторы (жидкокристаллические, плазменные и пр.), сенсорные мониторы и манипуляторы (мышь, трекбол). Рассмотрены также интерфейсы мониторов ПК  как аналоговые, так и цифровые.

В главе 5 продолжается рассмотрение периферийных устройств. Это устройства массового ввода-вывода текстовой и графической информации: принтеры, сканеры, плоттеры, дигитайзеры. Рассмат­риваются принципы действия, конструкции, конкретные образцы изделий.

Шестая глава посвящена вопросам обработки и представления мультимедийной информации, включая цифровое фото, цифровое видео, сжатие видеоинформации, видеокарты и их разновидности, обработку и передачу аудиоинформации. Кроме того, рассмотрены принципы и конструкции проекторов мультимедиа.

В седьмой главе рассмотрены системы связи и мобильных вы­числений, в том числе каналы передачи и телекоммуникация, циф­ровые и мобильные системы связи (GSM, ISDN, xSDL), компью­терные сети (локальные, глобальные, домашние), мобильные ком­пьютеры (процессоры, интерфейсы).

Настоящий учебник базируется на материалах, которые авторы накопили в процессе практической, исследовательской, а также пре­подавательской (МИФИ, МИСИ, МГУ, РГГУ) деятельности. Авторы выражают благодарность коллегам, принявшим участие в обсужде­нии материала: А. Г. Романенко (РГГУ), К. И. Курбакову (РЭА им. Г. В. Плеханова), П. Б. Храмцову (РНИЦ «Курчатовский институт»), рецензентам, а также студентам РГГУ, РЭА им. Г. В. Плеханова за предоставленные иллюстративные материалы.