Слайд 1Информатика
доцент кафедры информатики и информационных таможенных технологий
Ю.И. Сомов
Слайд 2
Информатизация общества Информатика – предмет и задачи
Слайд 3Роль и значение информационных революций
Первая революция связана с изобретением письменности,
что привело к гигантскому качественному и количественному скачку. Появилась возможность
передачи знаний от поколения к поколениям.
Вторая (середина XVI в.) вызвана изобретением книгопечатания, которое радикально изменило индустриальное общество, культуру, организацию деятельности.
Третья (конец XIX в.) обусловлена изобретением электричества, благодаря которому появились телеграф, телефон, радио, позволяющие оперативно передавать и накапливать информацию в любом объеме.
Слайд 4Четвертая (70-е гг. XX в.) связана с изобретением микропроцессорной технологии
и появлением персонального компьютера. На микропроцессорах и интегральных схемах создаются
компьютеры, компьютерные сети, системы передачи данных (информационные коммуникации).
Этот период характеризуют три фундаментальные инновации:
переход от механических и электрических средств преобразования информации к электронным;
миниатюризация всех узлов, устройств, приборов, машин;
создание программно-управляемых устройств и процессов.
Слайд 5ЭВМ 1-е поколение (начало 50-х гг.). Элементная база – электронные
лампы. ЭВМ отличались большими габаритами, большим потреблением энергии, малым быстродействием,
низкой надежностью, программированием в кодах
Слайд 62-е поколение (с конца 50-х гг.). Элементная база – полупроводниковые
элементы. Улучшились по сравнению с ЭВМ предыдущего поколения все технические
характеристики. Для программирования используются алгоритмические языки
Слайд 73-е поколение (начало 60-х гг.). Элементная база – интегральные схемы,
многослойный печатный монтаж. Резкое снижение габаритов ЭВМ, повышение их надежности,
увеличение производительности. Доступ с удаленных терминалов
Слайд 84-е поколение (с середины 70-х гг.). Элементная база – микропроцессоры,
большие интегральные схемы. Улучшились технические характеристики. Массовый выпуск персональных компьютеров.
Направления развития: мощные многопроцессорные вычислительные системы с высокой производительностью, создание дешевых микроЭВМ
Слайд 95-е поколение (с середины 80-х гг.). Началась разработка интеллектуальных компьютеров,
пока не увенчавшаяся успехом. Внедрение во все сферы компьютерных сетей
и их объединение, использование распределенной обработки данных, повсеместное применение компьютерных информационных технологий.
Слайд 11Последняя информационная революция выдвигает на первый план новую отрасль -
информационную индустрию, связанную с производством технических средств, методов, технологий для
производства новых знаний.
Важнейшими составляющими информационной индустрии становятся все виды информационных технологий, особенно телекоммуникации. Информационная технология (ИТ) - процесс, использующий совокупность средств и методов сбора, обработки и передачи данных (первичной информации) для получения информации нового качества о состоянии объекта, процесса или явления.
Телекоммуникации - дистанционная передача данных на базе компьютерных сетей и современных технических средств связи.
Слайд 12Внедрение ЭВМ, современных средств переработки и передачи информации в различные
сферы деятельности послужило началом нового эволюционного процесса, называемого информатизацией, в
развитии человеческого общества, находящегося на этапе индустриального развития.
Слайд 13Информатизация общества – организованный социально-экономический и научно-технический процесс создания оптимальных
условий для удовлетворения информационных потребностей и реализации прав граждан, органов
государственной власти, органов местного самоуправления, организаций, общественных объединений на основе формирования и использования информационных ресурсов
Слайд 14Об информационной культуре
Информационная культура – умение
целенаправленно работать с
информацией
и использовать для ее получения, обработки и передачи компьютерную информационную
технологию, современные технические средства и методы.
Слайд 15Об информационной культуре
"Информационная культура в узком смысле – это уровень
достигнутого в развитии информационного общения людей, а также характеристика информационной
сферы жизнедеятельности людей, в которой мы можем отметить степень достигнутого, количество и качество созданного, тенденции развития, степень прогнозирования будущего".
Слайд 16Информационная культура вбирает в себя знания из тех наук, которые
способствуют ее развитию и приспособлению к конкретному виду деятельности (кибернетика,
информатика, теория информации, математика, теория проектирования баз данных и ряд других дисциплин).
Неотъемлемой частью информационной культуры являются знание новой информационной технологии и умение ее применять как для автоматизации
рутинных операций, так и в
неординарных ситуациях,
требующих нетрадиционного
творческого подхода.
Слайд 17ИНФОРМАЦИОННЫЕ РЕСУРСЫ
Ресурс – запасы, источники чего–нибудь.
Информационные ресурсы – отдельные
документы и отдельные массивы документов, документы и массивы документов в
информационных системах (библиотеках, архивах, фондах, банках данных, других информационных системах).
Информационные ресурсы – это знания, подготовленные людьми для социального использования в обществе и зафиксированные на материальном носителе.
Слайд 18ИНФОРМАЦИОННЫЕ ПРОДУКТЫ
Информационный продукт – совокупность данных, сформированная производителем для распространения
в вещественной или невещественной форме.
Информационный продукт может распространяться такими же
способами, как и любой другой материальный продукт, с помощью услуг.
Слайд 19ИНФОРМАЦИОННЫЕ УСЛУГИ
Услуга – результат непроизводственной деятельности предприятия или лица, направленный
на удовлетворение потребности человека или организации в использовании различных продуктов.
Информационная услуга – получение и предоставление в распоряжение пользователя информационных продуктов.
Слайд 20Основные виды информационных услуг
Слайд 21РЫНОК ИНФОРМАЦИОННЫХ ПРОДУКТОВ И УСЛУГ
Рынок информационных продуктов и услуг (информационные
рынок) – система экономических, правовых и организационных отношений по торговле
продуктами интеллектуального труда на коммерческой основе.
В качестве предмета продажи или обмена выступают информационные системы, информационные технологии, лицензии, патенты, товарные знаки, ноу–хау, инженерно–технические услуги, различного рода информация и прочие виды информационных ресурсов.
Слайд 22Основным источником информации для информационного обслуживания в современном обществе являются
базы данных. Они интегрируют в себе поставщиков и потребителей информационных
услуг, связи и отношения между ними, порядок и условия продажи и покупки информационных услуг.
Слайд 23ПРАВОВОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ НА ИНФОРМАЦИОННОМ РЫНКЕ
«Об информации, информатизации и защите информации»;
«О
правовой охране программ для ЭВМ и баз данных»;
«О правовой охране
топологий интегральных схем»;
«О государственной тайне»;
«О коммерческой тайне» и др.
Слайд 24Закон "Об информации, информатизации и защите информации"
Закон закладывает юридические основы
гарантий прав граждан на информацию. Он направлен на урегулирование важнейшего
вопроса экономической реформы – формы, права и механизма реализации собственности на накопленные информационные ресурсы и технологические достижения. Обеспечена защита собственности в сфере информационных систем и технологий, что способствует формированию цивилизованного рынка информационных ресурсов, услуг, систем, технологий, средств их обеспечения.
Слайд 25ПОЯВЛЕНИЕ И РАЗВИТИЕ ИНФОРМАТИКИ
Французский термин informatigue (информатика) образован путем слияния
слов information (информация) и automatigue (автоматика) и означает "информационная автоматика
или автоматизированная переработка информации". В англоязычных странах этому термину соответствует синоним computer science (наука о компьютерной технике).
Слайд 26Информатика нацелена на разработку общих методологических принципов построения информационных моделей.
Поэтому методы информатики применимы всюду, где существует возможность описания объекта,
явления, процесса и т.п. с помощью информационных моделей.
Слайд 27СТРУКТУРА ИНФОРМАТИКИ
разнообразных отраслей науки, техники и производства, связанных с переработкой
информации главным образом с помощью компьютеров и телекоммуникационных средств связи
во всех сферах человеческой деятельности.
Информатику в узком смысле можно представить как состоящую из трех взаимосвязанных частей – технических средств (hardware), программных средств (software), алгоритмических средств (brainware).
Слайд 29Главная функция информатики заключается в разработке методов и средств преобразования
информации и их использовании в организации технологического процесса переработки информации.
Задачи
информатики состоят в следующем:
исследование информационных процессов любой природы;
разработка информационной техники и создание новейшей технологии переработки информации на базе полученных результатов исследования информационных процессов;
решение научных и инженерных проблем создания, внедрения и обеспечения эффективного использования компьютерной техники и технологии во всех сферах общественной жизни.
Слайд 30Комплекс индустрии информатики станет ведущим в информационном обществе. Тенденция ко
все большей информированности в обществе в существенной степени зависит от
прогресса информатики как единство науки, техники и производства.
Слайд 32ИНФОРМАЦИЯ И ДАННЫЕ
Информация - сведения об объектах и явлениях окружающей
среды, их параметрах, свойствах и состоянии, которые уменьшают имеющуюся о
них степень неопределенности, неполноты знаний.
Слайд 33Наряду c информацией в информатике часто употребляется понятие данные.
Данные
могут рассматриваться как признаки или записанные наблюдения, которые по каким-то
причинам не используются, а только хранятся.
Если появляется возможность использовать эти данные для уменьшения неопределенности о чем-либо, данные превращаются в информацию. Поэтому можно утверждать, что информацией являются используемые данные.
Слайд 34
Пути и процессы, обеспечивающие передачу сообщений от источника информации к
ее потребителю, называются информационными коммуникациями.
Источник информации
Получатель информации
Сигнал - носитель информации
Слайд 35Для потребителя информации очень важной характеристикой является ее адекватность.
Адекватность информации
- это определенный уровень соответствия создаваемого с помощью полученной информации
образа реальному объекту, процессу, явлению и т.п.
В реальной жизни вряд ли возможна ситуация, когда вы сможете рассчитывать на полную адекватность информации. Всегда присутствует некоторая степень неопределенности.
От степени адекватности информации реальному состоянию объекта или процесса зависит правильность принятия решений человеком.
Слайд 37Синтаксическая адекватность отображает формально-структурные характеристики информации и не затрагивает ее
смыслового содержания.
На синтаксическом уровне учитываются тип носителя и способ
представления информации, скорость передачи и обработки, размеры кодов представления информации, надежность и точность преобразования этих кодов и т.п. Информацию, рассматриваемую только с синтаксических позиций, обычно называют данными.
Слайд 38Семантическая (смысловая) адекватность определяет степень соответствия образа объекта и самого
объекта.
Семантический аспект предполагает учет смыслового содержания информации.
На этом
уровне анализируются те сведения, которые отражает информация, рассматриваются смысловые связи.
Эта форма служит для формирования понятий и представлений, выявления смысла, содержания информации и ее обобщения.
Слайд 39Прагматическая (потребительская) адекватность отражает отношение информации и ее потребителя, соответствие
информации цели управления, которая на ее основе реализуется. Проявляются прагматические
свойства информации только при наличии единства информации (объекта), пользователя и цели управления.
Прагматический аспект рассмотрения связан с ценностью, полезностью использования информации при выработке потребителем решения для достижения своей цели. С этой точки зрения анализируются потребительские свойства информации. Эта форма адекватности непосредственно связана с практическим использованием информации, с соответствием ее целевой функции деятельности системы.
Слайд 41Синтаксическая мера информации
Эта мера количества информации оперирует с обезличенной информацией,
не выражающей смыслового отношения к объекту.
Объем данных Vд. в сообщении
измеряется количеством символов (разрядов) в этом сообщении. В различных системах счисления один разряд имеет различный вес и соответственно меняется единица измерения данных:
в двоичной системе счисления единица измерения - бит (bit - binary digit - двоичный разряд)
Слайд 42Бит — слишком мелкая единица измерения. На практике чаще применяется
более крупная единица — байт, равная восьми битам. Именно восемь
битов требуется для того, чтобы закодировать любой из 256 символов алфавита клавиатуры компьютера (256=28).
Широко используются также ещё более крупные производные единицы информации:
• 1 Килобайт (Кбайт) = 1024 байт = 210 байт,
• 1 Мегабайт (Мбайт) = 1024 Кбайт = 220 байт,
• 1 Гигабайт (Гбайт) = 1024 Мбайт = 230 байт.
• 1 Терабайт (Тбайт) = 1024 Гбайт = 240 байт,
• 1 Петабайт (Пбайт) = 1024 Тбайт = 250 байт.
Слайд 43Неопределенность состояния системы (энтропия системы)
Количество информации измеряется изменением (уменьшением) неопределенности
состояния системы:
Ib(a)=H(a)-Hb(a),
где Ib(a) – приобретённая информация;
H(a)
– мера неосведомлённости о системе (энтропия);
Hb(a) - мера неосведомлённости о системе после получения сообщения b.
Таким образом, количество информации измеряется изменением (уменьшением) неопределенности состояния системы.
Энтропия системы H(a) может рассматриваться как мера недостающей информации.
Слайд 44 Формула Хартли:
I = log2N
процесс получения информации
рассматривается как выбор одного сообщения из конечного наперёд заданного множества
из N равновероятных сообщений, а количество информации I, содержащееся в выбранном сообщении, определяется как двоичный логарифм N.
Слайд 45Энтропия системы H(a), имеющая N возможных состояний, согласно формуле Шеннона,
равна:
где Рi - вероятность того, что система находится в
i-м состоянии.
Для случая, когда все состояния системы равновероятны, т.е. их вероятности равны Pi=1/N, ее энтропия определяется соотношением
Слайд 46Семантическая мера информация
Для измерения смыслового содержания информации, т.е. ее количества
на семантическом уровне, наибольшее признание получила тезаурусная мера, которая связывает
семантические свойства информации со способностью пользователя принимать поступившее сообщение.
Тезаурус - это совокупность сведений, которыми располагает пользователь или система.
Слайд 47В зависимости от соотношений между смысловым содержанием информации S и
тезаурусом пользователя Sp изменяется количество семантической информации Ic, воспринимаемой пользователем
и включаемой им в дальнейшем в свой тезаурус.
Sp 0 - пользователь не воспринимает, не понимает поступающую информацию
Sp - пользователь все знает, но поступающая информация ему не нужна
Слайд 48Относительной мерой количества семантической информации может служить коэффициент содержательности С,
который определяется как отношение количества семантической информации Ic к ее
объему Vд:
Слайд 49Прагматическая мера информации
Ценность информации целесообразно измерять в тех же самых
единицах (или близких к ним), в которых измеряется целевая функция.
В
экономической системе прагматические свойства (ценность) информации можно определить приростом экономического эффекта функционирования, достигнутым благодаря использованию этой информации для управления системой
Слайд 52Репрезентативность информации связана с правильностью ее отбора и формирования в
целях адекватного отражения свойств объекта. Важнейшее значение здесь имеют:
правильность концепции,
на базе которой сформулировано исходное понятие;
обоснованность отбора существенных признаков и связей отображаемого явления.
Слайд 53Содержательность информации отражает семантическую емкость, равную отношению количества семантической информации
в сообщении к объему обрабатываемых данных, т.е.
C=Ic/Vд.
Слайд 54Достаточность (полнота) информации означает, что она содержит минимальный, но достаточный
для принятия правильного решения состав (набор показателей).
Понятие полноты информации
связано с ее смысловым содержанием (семантикой) и прагматикой.
Как неполная, т.е. недостаточная для принята правильного решения, так и избыточная информация снижает эффективность принимаемых пользователем решений.
Слайд 55Доступность информации восприятию пользователя обеспечивается выполнением соответствующих процедур ее получения
и преобразования.
Например, в информационной системе информация преобразовывается к доступной
и удобной для восприятия пользователя форме. Это достигается, в частности, и путем согласования ее семантической формы с тезаурусом пользователя.
Слайд 56Актуальность информации определяется степенью сохранения ценности информации для управления в
момент ее использования и зависит от динамики изменения ее характеристик
и от интервала времени, прошедшего с момента возникновения данной информации.
Слайд 57Своевременность информации означает ее поступление не позже заранее назначенного момента
времени, согласованного с временем решения поставленной задачи.
Точность информации определяется степенью
близости получаемой информации к реальному состоянию объекта, процесса, явления и т.п.
Слайд 58Достоверность информации определяется ее свойством отражать реально существующие объекты с
необходимой точностью. Измеряется достоверность информации доверительной вероятностью необходимой точности, т.е.
вероятностью того, что отображаемое информацией значение параметра отличается от истинного значения этого параметра в пределах необходимой точности.
Слайд 59Устойчивость информации отражает ее способность реагировать на изменения исходных данных
без нарушения необходимой точности. Устойчивость информации, как и репрезентативность, обусловлена
выбранной методикой ее отбора и формирования.
Слайд 60ИЕРАРХИЧЕСКАЯ СИСТЕМА КЛАССИФИКАЦИИ
Классификация - cистема распределения объектов (предметов, явлений, процессов,
понятий) по классам в соответствии с определенным признаком.
Система классификации позволяет
сгруппировать объекты и выделить определенные классы, которые будут характеризоваться рядом общих свойств.
Слайд 61Свойства информационного объекта определяются информационными параметрами, называемыми реквизитами. Реквизиты представляются
либо числовыми данными, например вес, стоимость, год, либо признаками, например
цвет, марка машины, фамилия.
Реквизит - логически неделимый информационный элемент, описывающий определенное свойство объекта, процесса, явления и т.п.
Слайд 62Классификатор - систематизированный свод наименований и кодов классификационных группировок.
При классификации
широко используются понятия классификационный признак и значение классификационного признака, которые
позволяют установить сходство или различие объектов.
Признак классификации имеет также синоним основание деления.
Слайд 63Иерархическая система классификации
В иерархической системе классификации каждый объект на
любом уровне должен быть отнесен к одному классу, который характеризуется
конкретным значением выбранного классификационного признака.
Слайд 64В иерархической системе классификации каждый объект на любом уровне должен
быть отнесен к одному классу, который характеризуется конкретным значением выбранного
признака.
Дня последующей группировки в каждом новом классе необходимо задать свои классификационные признаки и их значения. Таким образом, выбор классификационных признаков будет зависеть от семантического содержания того класса, для которого необходима группировка на последующем уровне иерархии.
Количество уровней классификации, соответствующее числу признаков, выбранных в качестве основания деления, характеризует глубину классификации.
Слайд 66Достоинства иерархической системы классификации:
простота построения;
использование независимых классификационных признаков в
различных ветвях иерархической структуры.
Недостатки иерархической системы классификации;
жесткая структура,
которая приводит к сложности внесения изменений, так как приходится перераспределять все классификационные группировки;
невозможность группировать объекты по заранее не предусмотренным сочетаниям признаков.
Слайд 67Фасетная система классификации
Фасетная система классификации в отличие от иерархической позволяет
выбирать признаки классификации независимо как друг от друга, так и
от семантического содержания классифицируемого объекта. Признаки классификации называются фасетами (facet - рамка). Каждый фасет (Фi) содержит совокупность однородных значений данного классификационного признака. Причем значения в фасете могут располагаться в произвольном порядке хотя предпочтительнее их упорядочение.
Слайд 68Названия столбцов соответствуют выделенным классификационным признакам (фасетам), обозначенным Ф1, Ф2,...,
Фi,..., Фn. Например, цвет, размер одежды, вес и т.д. Произведена
нумерация строк таблицы. В каждой клетке таблицы хранится конкретное значение фасета.
Слайд 70Достоинства фасетной системы классификации:
• возможность создания большой емкости классификации, т.е. использования
большого числа признаков классификации и их значений для создания группировок;
• возможность простой модификации всей системы классификации без изменения структуры существующих группировок.
Недостатком фасетной системы классификации является сложность ее построения, так как необходимо учитывать все многообразие классификационных признаков.
Слайд 71Дескрипторная система классификации
Суть дескрипторного метода классификации заключается в следующем:
отбирается совокупность
ключевых слов или словосочетаний, описывающих определенную предметную область или совокупность
однородных объектов;
выбранные ключевые слова и словосочетания подвергаются нормализации, т.е. из совокупности синонимов выбирается один или несколько наиболее употребимых;
создается словарь дескрипторов, т.е. словарь ключевых слов и словосочетаний, отобранных в результате процедуры нормализации.
Слайд 72Между дескрипторами устанавливаются связи, которые позволяют расширить область поиска информации.
Связи могут быть трех видов:
синонимические указывающие некоторую совокупность ключевых слов
как синонимы;
родо-видовые, отражающие включение некоторого класса объектов в более представительный класс;
ассоциативные, соединяющие дескрипторы, обладающие общими свойствами.
Слайд 74Язык – это знаковая форма представления информации.
Основу любого языка составляет алфавит, синтаксис
и грамматика.
Алфавит – набор однозначно определенных знаков (символов), из которых формируется
сообщение. При разговоре код передается звуками, при письме – буквами. Одну и ту же информацию можно представить с помощью различных кодов. Например посредством русских букв, или специальных значков.
Синтаксис – совокупность правил, согласно которым образуются предложения языка.
Грамматика – совокупность правил правописания.
Слайд 76Код – это система условных знаков для представления информации.
Кодирование – это операция преобразования символов
или группы символов одного кода в символы или группы символов
другого кода.
Слайд 77
Система кодирования - совокупность правил кодового обозначения объектов.
Код строится на
базе алфавита, состоящего из букв, цифр и других символов.
Система
кодирования применяется для замены названия объекта на условное обозначение (код) в целях обеспечения удобной и более эффективной обработки информации.
Слайд 78Код характеризуется:
длиной - число позиций в коде;
структурой - порядок расположения
в коде символов, используемых для обозначения классификационного признака.
Процедура присвоения объекту
кодового обозначения называется кодированием.
Слайд 80Последовательное кодирование
Порядковая система кодирования
Классификационное кодирование
Слайд 81Последовательное кодирование используется для иерархической классификационной структуры.
Суть метода заключается
в следующем: сначала записывается код старшей группировки 1-го уровня, затем
код группировки 2-го уровня, затем код группировки 3-го уровня и т.д.
В результате получается кодовая комбинация, каждый разряд которой содержит информацию о специфике выделенной группы на каждом уровне иерархической структуры.
Слайд 82Пример иерархической системы классификации для информационного объекта "Факультет"
Слайд 83Количество кодовых группировок будет определяться глубиной классификации и равно 4.
Прежде
чем начать кодирование, необходимо определиться с алфавитом, т.е. какие будут
использоваться символы. Для большей наглядности выберем десятичную систему счисления -10 арабских цифр.
Анализ схемы на предыдущем слайде показывает, что длина кода определяется 4 десятичными разрядами, а кодирование группировки на каждом уровне можно делать путем последовательной нумерации слева направо. В общем виде код можно записать как ХХХХ, где Х - значение десятичного разряда.
пример: 1310 - студенты коммерческого факультета свыше 30 лет мужчины
Слайд 84Параллельное кодирование используется для фасетной системы классификации.
Суть метода заключается
в следующем:
все фасеты кодируются независимо друг от друга;
для
значений каждого фасета выделяется определенное количество разрядов кода.
Слайд 85Пример фасетной системы классификации для информационного объекта «Факультет»
Пример: 1133 -
женщины в возрасте свыше 30 лет, имеющие детей и являющиеся
студентами юридического факультета
Слайд 86Пример кодирования информации, классифицированной с помощью фасетной схемы (см. слайд
11).
Количество кодовых группировок определяется количеством фасетов и равно 4.
Выберем десятичную систему счисления в качестве алфавита кодировки, что позволит для значений фасетов выделить один разряд и иметь длину кода, равную 4. В отличие от последовательного кодирования для иерархической системы классификации в данном метоле не имеет значения порядок кодировки фасетов. В общем виде код можно записать как ХХХХ, где Х - значение десятичного разряда.
Слайд 87Кодирование текстовой информации
В традиционных кодировках для кодирования одного символа используется последовательность
из 8 нулей и единиц 8 бит = 1 байт
Различных
последовательностей из 8 нулей и единиц существует 256 (28=256).
Поэтому такой 8-ми разрядный код позволяет закодировать 256 различных символов
Слайд 89Кодирование графической информации
Растровое изображение состоит из отдельных точек (пикселей - от
англ. pixel - элемент изображения). На изображение накладывается прямоугольная сетка
- растр, которая позволяет разбить рисунок на конечное количество элементов - пикселей.
Векторное изображение представляет собой графический объект, состоящий из элементарных отрезков и дуг. Положение этих элементарных объектов определяется координатами точек и длиной радиуса. Для каждой линии указывается ее тип (сплошная, пунктирная, штрих - пунктирная), толщина и цвет.
Информация о векторном изображении кодируется также двоичным кодом и обрабатывается специальными программами.
Слайд 90Кодирование звуковой информации
Звук представляет собой гармонические колебания в определенном диапазоне частот, распространяющиеся
в определенной среде.
При преобразовании звука в цифровую форму производится временная
дискретизация.
Звукозапись - процесс сохранения информации о параметрах звуковой волны.
Основные параметры:
Частота колебаний звука. Чем выше частота звука, тем выше тон. Диапазон частот, воспринимаемый человеком, 16 Гц - 20 кГц.
Амплитуда колебаний звука. Чем больше амплитуда звука, тем громче звук. Диапазон слышимых человеком звуков 0 - 140 дБ.
Слайд 91Качество кодирования звука зависит от:
Частоты дискретизации звука (d) - количество измерений
в секунду (Герц). Частота дискретизации звука должна быть как минимум
вдвое выше частоты колебаний сигнала. Диапазон значений: 8 - 96 кГц.
Глубины кодирования звука (b) - количество двоичных разрядов (бит), используемых для кодирования уровня звука (амплитуды сигнала) за одно измерение.
К=2b ,
где К - это количество различных уровней сигнала, b - глубина кодирования звука.
8 бит » 256 уровней звука.
16 бит » 65536 уровней звука
Слайд 92Информационно-логические основы представления информации в ЭВМ
Слайд 94Система счисления называется позиционной, если одна и та же цифра
имеет различное значение, которое определяется ее местом в числе
Десятичная СС
является позиционной. На рисунке слева значение цифры 9 изменяется в зависимости от ее положения в числе. Первая слева девятка делает вклад в общее значение десятичного числа 900 единиц, вторая — 90, а третья — 9 единиц.
Слайд 95Римская система счисления является непозиционной
Значение цифры Х в числе ХХI
остается неизменным при вариации ее положения в числе.
Слайд 96Примеры систем счисления
(15)10; (1011)2; (735)8; (1EA9F)16.
Иногда скобки опускают и оставляют
только индекс:
1510; 10112; 7358; 1EA9F16.
Есть еще один способ обозначения СС:
при помощи латинских букв, добавляемых после числа.
Например,
15D; 1011B; 735Q; 1EA9FH.
Слайд 97Чем больше основание системы счисления, тем компактнее запись числа.
Так
двоичное изображение числа требует примерно в 3,3 раза большего количества
цифр, чем его десятичное представление.
Рассмотрим два числа: 97D = 1100001B.
Двоичное представление числа имеет заметно большее количество цифр.
Слайд 98Любое число можно представить в ниже представленном виде.
В СС
с основанием Q используются цифры от 0 до Q –
1.
где в качестве коэффициентов ai могут стоять
любые цифры, используемые в данной СС.
Слайд 99Пример
Перевести число 11011.11В из двоичной СС в десятичную СС.
Решение.
(11011.11)2
= 1×24 + 1×23 + 0×22 + 1×21 + 1×20
+ 1×2-1 + 1×2-2 =
= 16 + 8 + 0 + 2 + 1 + 0.5 + 0.25 = (27.75)10
Слайд 100Пример
Перевести целое десятичное число 37D в двоичную СС:
Решение.
Результат перевода:
(37)10 = (100101)2.
Слайд 101Представление чисел в памяти компьютера имеет специфическую особенность, связанную с
тем, что в памяти компьютера они должны располагаться в байтах
– минимальных по размеру адресуемых (т.е. к ним возможно обращение) ячейках памяти. Очевидно, адресом числа следует считать адрес первого байта. В байте может содержаться произвольный код из восьми двоичных разрядов, и задача представления состоит в том, чтобы указать правила, как в одном или нескольких байтах записать число.
Слайд 102Целые числа. Целые положительные числа от 0 до 255 можно
представить непосредственно в двоичной системе счисления (двоичном коде). Такие числа
будут занимать один байт в памяти компьютера.
Число Двоичный код числа
0 0000 0000
1 0000 0001
2 0000 0010
3 0000 0011
… …
255 1111 1111
Слайд 103Если нужны и отрицательные числа, то знак числа может быть
закодирован отдельным битом, обычно это старший бит; ноль интерпретируется как
плюс, единица как минус. В таком случае одним байтом может быть закодированы целые числа в интервале от –127 до +127,
причем двоичная арифметика будет несколько усложнена, так как в этом случае существуют два кода, изображающих число ноль 0000 0000 и 1000 0000, и в компьютерах на аппаратном уровне это потребуется предусмотреть.
Слайд 104Дополнительный код
В дополнительном коде положительные числа совпадают с положительными числами
в прямом коде, отрицательные же числа получаются в результате вычитания
из 1 0000 0000 соответствующего положительного числа. Например, число –3 получит код
1 0000 0000
0000 0011
1111 1101
Слайд 105В дополнительном коде хорошо реализуется арифметика, так как каждый последующий
код получается из предыдущего прибавлением единицы с точностью до бита
в девятом разряде. Например, 5–3 = 5 + (–3).
т.е., отбрасывая подчеркнутый старший разряд, получим 2.
Слайд 106Представление действительных чисел
N = M*np
, где
N — записываемое число;
M —
мантисса;
n — основание показательной функции;
p (целое) — порядок;
Например:
1 000 000
(один миллион): ; N = 1 000 000, M = 1,0, n = 10, p = 6. 1,0·106
Слайд 109Для анализа и синтеза схем в ЭВМ при алгоритмизации и
программировании решения задач широко используется математический аппарат алгебры логики.
Алгебра логики
- это раздел математической логики, значения всех элементов (функций и аргументов) которой определены в двухэлементном множестве: 0 и 1. Алгебра логики оперирует с логическими высказываниями.
Высказывание - это любое предложение, в отношении которого имеет смысл утверждение о его истинности или ложности. При этом считается, что высказывание удовлетворяет закону исключенного третьего, т.е. каждое высказывание или истинно, или ложно и не может быть одновременно и истинным, и ложным.
Слайд 1101. Логическое умножение (конъюнкция)
Составное высказывание, образованное в результате операции логического
умножения (конъюнкции), истинно тогда и только тогда, когда истинны все
входящие в него простые высказывания.
В русском языке операция конъюнкции выражается союзом «и».
Слайд 1122. Логическое сложение (дизъюнкция)
Составное высказывание, образованное в результате логического сложения
(дизъюнкции), истинно тогда, когда истинно хотя бы одно из входящих
в него простых высказываний.
В русском языке операция дизъюнкции выражается союзом «или».
Слайд 1143. Логическое отрицание (инверсия)
Логическое отрицание (инверсия) делает истинное высказывание
ложным и, наоборот, ложное – истинным.
В русском языке операция инверсии
образуется присоединением частицы «не» к высказыванию.
Слайд 1164. Логическое следование (импликация)
Составное высказывание, образованное с помощью операции логического
следования (импликации), ложно тогда и только тогда, когда из истинной
предпосылки (первого высказывания) следует ложный вывод (второе высказывание).
В русском языке операция импликации выражается оборотом речи «если…, то…».
Слайд 1174. Логическое следование (импликация)
Слайд 1185. Логическое равенство (эквивалентность)
Составное высказывание, образованное с помощью операции логического
равенства (эквивалентности), истинно тогда и только тогда, когда оба высказывания
одновременно либо ложны, либо истинны.
В русском языке операция эквивалентности выражается оборотом речи «…тогда и только тогда, когда…».
Слайд 1195. Логическое равенство (эквивалентность)
Слайд 120Логическое отрицание
(функция НЕ NOT)
Функцию НЕ выполняет физический элемент (электронная
схема), который называется элементом НЕ или инвертором.
Обозначение ГОСТ
Слайд 121Логическое умножение (конъюнкция И AND)
Функция «И» выполняется электронной схемой, которая
называется элементом «И» или коньюнктором.
Обозначение по ГОСТ
ЛФ конъюнкция обозначается
в виде:
f=x1*x2
и читается: «f есть (эквивалентно) х1 и x2».
Слайд 122Логическое сложение
(дизъюнкция OR)
ЛФ дизъюнкция записывается в виде:
f=x1+x2
и читается: «f
есть (эквивалентно) х1 или x2». Кроме символа + , для
дизъюнкции употребляется символ V.
Операция ИЛИ реализуется электронной схемой, которая называется элементом ИЛИ или дизъюнктором.
Слайд 123Функционально-структурная организация персонального компьютера
Слайд 124 Электронная вычислительная машина — это устройство, выполненное на электронных
приборах, предназначенное для автоматического преобразования информации под управлением программы.
Общая схема
современного компьютера была предложена выдающимся американским математиком венгерского происхождения Джоном фон Нейманом в июне 1945 г.
Слайд 125Джон фон Нейман (von Neumann) (1903 - 1957)
Слайд 127компьютер состоит из двух основных частей: центрального процессора (ЦП) и
памяти
Слайд 128В современных компьютерах используются так называемые накопители - устройства, предназначенные
для постоянного хранения (накопления) данных и программ, необходимых для работы
компьютера, и обмена этой информацией между накопителями и оперативной памятью компьютера.
Слайд 129Необходимыми периферийными устройствами являются:
Клавиатура - устройство ввода;
Манипулятор типа мышь;
Дисплей (монитор).
Слайд 130Одной из плодотворных идей, положенных в основу ПК, является принцип
открытой архитектуры.
Согласно этой концепции компьютер не является единым неразъемным
устройством, а имеется возможность его сборки из независимо изготовленных частей аналогично детскому конструктору.
Слайд 132ПРОЦЕССОР
Центральный процессор (ЦП) – это сердце компьютера. ЦП представляет собой
очень маленький кремниевый кристалл с огромным количеством (несколько млн.) размещенных
в нем транзисторов. ЦП часто называют чипом, микропроцессором (МП) (эти слова в последнее время стали синонимами).
Процессор выполняет логические и арифметические операции, определяет порядок выполнения операций, указывает источники данных и приемники результатов. Работа процессора происходит под управлением программы.
Слайд 133Процессор состоит из четырех устройств:
арифметико-логического устройства (АЛУ),
устройства управления
(УУ),
блока регистров (БР)
кэш-памяти.
Слайд 134АЛУ выполняет арифметические и логические операции над данными. Промежуточные результаты
сохраняются в БР. Кэш-память служит для повышения быстродействия процессора путем
уменьшения времени его непроизводительного простоя. УУ отвечает за формирование адресов очередных команд, т. е. за порядок выполнения команд, из которых состоит программа.
Слайд 135Основной характеристикой процессора является тактовая частота – количество выполняемых процессором
элементарных операций за 1 секунду.
Слайд 136Действия ЦП заключаются в выполнении некоторой программы, т.е. набора команд,
поступающих в строго определенном порядке. Процесс выполнения команды состоит в
следующем. Вначале двоичный код команды извлекается из памяти по заданному адресу. Затем он преобразуется во внутренний для процессора код (команда дешифруется). И, наконец, команда исполняется
Слайд 137ПАМЯТЬ
Память компьютера удобно представлять в виде последовательности ячеек. Каждая ячейка
содержит информацию в количестве 1 байт. Любая информация хранится в
памяти ПК в виде последовательности байтов.
Слайд 138Основная задача, стоящая перед ПК при работе с памятью, -
это найти данное или команду, т.е. определить местоположение требуемой информации
в памяти. Для этого введено понятие адреса в памяти. Адрес информации – это номер первого из занимаемых этой информацией байтов.
Слайд 139Вся память ПК делится на 2 вида:
ОЗУ
ПЗУ.
Оперативная память (ОЗУ, RAM
– Random Access Memory – память с произвольным доступом) –
предназначена для чтения и записи информации. Содержимое этого вида памяти не сохраняется при выключении ПК (энергозависимая память).
Постоянная память (ПЗУ, ROM – Read Only Memory – память только для чтения) – позволяет только считывать информацию. Запись в этот вид памяти невозможна. Благодаря этому информация, находящаяся в ПЗУ, защищена от нарушений и изменений. Содержимое этого вида памяти сохраняется при выключении ПК (энергонезависимая память).
Слайд 140кэш-память (cache – тайник, т.к. она не доступна для программиста,
а автоматически используется компьютером). В кэш-памяти запоминаются на некоторое время
полученные ранее данные, которые будут использоваться процессором в ближайшее время. Время доступа к информации, хранящейся в кэш-памяти, меньше, чем время доступа к этой же информации, хранящейся в других видах памяти ПК. Механизм кэширования ускоряет работу ПК
Слайд 141Обмен данными между ЦП и памятью осуществляется с помощью специального
устройства, называемого шиной.
Основной функцией системной шины является передача информации между
процессором и остальными устройствами ПК.
Системная шина состоит из трех шин:
шины управления,
шины данных,
адресной шины.
По этим шинам циркулируют управляющие сигналы, данные (числа, символы), адреса ячеек памяти и номера устройств ввода-вывода.
Слайд 142Упрощенно шину можно представить себе как набор параллельных проводов, каждый
из которых передает 1 бит информации: 1 или 0. Количество
проводов в шине – это ширина шины. Именно ширина шины и есть то количество битов (разрядов), которое определяет количество одновременно передаваемой информации. Чем шире шина (больше ее разрядность), тем больше данных можно передавать одновременно, тем быстрее работает компьютер.
Для передачи адресов используется шина адреса (ША), для передачи данных – шина данных.
Слайд 143Наибольшее число N, которое можно использовать для указания адреса в
памяти, определяется шириной n шины адреса по формуле: N =
2n. Итак, ширина шины адреса определяет объем доступной памяти компьютера. Современные ПК имеют ширину шины адреса 32 или 64 разряда.
Слайд 144АДАПТЕРЫ УСТРОЙСТВ
Одной из функций ЦП является обеспечение процесса ввода и
вывода информации, т.е. взаимодействие с периферийными устройствами. Эти устройства присоединяются
к ПК через т.н. устройства сопряжения или адаптеры.
Слайд 145Адаптеры размещаются в системном блоке и обеспечивают характер взаимодействия внешних
устройств с ПК (способ подключения, вид электрического сигнала, передающего информацию
и т.п.). Взаимодействие периферийных устройств с адаптером происходит через порты ввода/вывода.
Слайд 146По способу передачи информации порты ввода-вывода делятся на:
Последовательные – информация
передается последовательно бит за битом; для передачи информации используется один
провод. Подключаются внешние устройства, находящиеся на большом расстоянии от ПК.
Параллельные – несколько битов информации передается одновременно; для передачи информации используется несколько проводов. Подключаются устройства, находящиеся рядом с ПК.
Слайд 147Для осуществления эффективного взаимодействия ЦП и периферийных устройств используется механизм
прерываний. Периферийные устройства ПК могут потребовать, чтобы процессор «обратил на
них внимание». Прерывание – это событие, которое заставляет процессор приостановить текущую работу.
Слайд 148Механизм прерываний состоит в том, что текущая работа процессора может
быть приостановлена на некоторое время одним из сигналов, который указывает
на возникновение ситуации, требующей немедленной обработки.
Каждое прерывание имеет свой уникальный номер и связанную с ним программу, предназначенную для обработки возникшей ситуации, - обработчик прерывания. При возникновении в ПК ситуации, соответствующей прерыванию с некоторым номером, ЦП приостанавливает свою работу и начинает выполнение программы-обработчика прерывания с этим номером.
Слайд 149НАКОПИТЕЛИ (Внешние запоминающие устройства)
Внешние запоминающие устройства (ВЗУ) предназначены для долговременного
хранения информации и могут использоваться и как устройства ввода, и
как устройства вывода. ВЗУ по сравнению с ОЗУ имеют гораздо больший объем памяти, но существенно меньшее быстродействие.
Накопитель состоит из двух частей:
носитель – устройство, на котором хранится информация
привод – устройство, предназначенное для считывания информации с носителя и записи информации на носитель.
Слайд 150В настоящее время существует несколько типов накопителей:
дисковые накопители – устройства
произвольного доступа, т.к. интересующие данные могут быть получены без обязательного
прочтения предшествующих данных. Бывают: накопители на жестком магнитном диске;
накопители на оптических дисках (CD, DVD, Blue Ray и др.);
ФЛЭШ-накопители – быстродействующие устройства произвольного доступа.
Слайд 151Винчестер – обычно содержит от 1 до 5 или более
обработанных с высокой точностью керамических или алюминиевых пластин (дисков), на
которые нанесен специальный магнитный слой.
Диски жестко закреплены через равные промежутки на вертикальном стержне, который приводится в движение специальным двигателем. Чем выше скорость вращения дисков, тем быстрее считывается информация.
На специальном рычаге находятся головки чтения/записи.
Слайд 152Оптические диски (лазерные диски, CD-ROM) – можно разделить на 3
класса:
только для чтения (CD),
с однократной записью и многократным
считыванием (CD-R),
с многократной перезаписью информации (CD-RW).
Слайд 153ДИСПЛЕЙ
Дисплей (монитор) – необходимое устройство вывода информации. Любое изображение на
экране дисплея состоит из множества светящихся точек – пикселей. Дисплей
характеризуется разрешающей способностью экрана – максимальное количество пикселей, используемых для создания изображения. Измеряется как количество точек по горизонтали на количество точек по вертикали.
Слайд 154В ПК наиболее часто используют дисплеи с разрешающей способностью 320х200,
640х200, 640х480, 800х600, 1024х768. Дисплеи бывают цветными и монохромными. Цветное
изображение получается на экране как комбинация трех основных цветов – красного, зеленого, синего. Поэтому цветные дисплеи также называют RGB-дисплеями (Red, Green, Blue).
Слайд 157Дисплей подключается к ПК через устройство сопряжения – видеоадаптер. Видеоадаптер
имеет собственную память для хранения изображения, выводимого на экран. Объем
этой памяти определяет количество цветов в цветовой палитре и разрешающую способность экрана. Наиболее известны видеоадаптеры CGA, EGA, VGA, SVGA.
Слайд 158УСТРОЙСТВА ВВОДА
Мышь – устройство, которое преобразует свое положение на плоской
поверхности стола в позицию курсора на экране дисплея.
Сканеры –
используются для ввода в ПК различных изображений – текстов, рисунков и другой графической информации, нанесенных на бумагу или какую-нибудь поверхность.
Джойстик, руль – манипуляторы, используемые в компьютерных играх.
Сенсорные экраны – достаточно коснуться пальцем поверхности экрана, чтобы указать компьютеру требуемое место на экране.
Графические планшеты (диджитайзеры) – обеспечивают перенос изображения с накладываемого листа бумаги в ПК с помощью перемещения по планшету специального указателя.
Слайд 159УСТРОЙСТВА ВЫВОДА ИНФОРМАЦИИ
Принтер – печатающее устройство.
Матричные – изображение формируется
из точек ударами иголок по красящей ленте. Можно получать сразу
несколько копий (копировальная бумага). Печатающая головка может иметь 9, 18 или 24 иголок.
Струйные – печатающие головки вместо иголок содержат тонкие трубочки – сопла, через которые на бумагу выбрасываются капельки чернил. Может быть от 12 до 64 сопел, диаметры которых тоньше человеческого волоса.
Лазерные – изображение на бумаге создается с помощью лазерного луча. Достоинства: высокое качество и большая скорость печати, водоупорный отпечаток.
Слайд 160Плоттер (графопостроитель) – устройство, предназначенное для изображения выводимых из компьютера
графиков, диаграмм, чертежей на бумаге. Плоттеры делятся на:
Фрикционные – бумага
подается в вертикальном направлении, а рисующее устройство движется в горизонтальном направлении.
Планшетные – бумага не движется, а рисующее устройство перемещается вдоль обеих осей – вертикальной и горизонтальной, нанося изображение на бумагу.
Барабанные – рулонная бумага непрерывно подается в графопостроитель с помощью специального устройства. Рисующее устройство работает так же, как и во фрикционных.
Слайд 162ФАЙЛОВАЯ СИСТЕМА
ПК обычно имеет несколько дисков. Каждому диску присваивается имя,
которое задается латинской буквой с двоеточием. Стандартно принято, что А:
и В: - это накопители на гибких магнитных дисках, а С: - жесткий диск. Физический диск может быть разбит на несколько логических дисков, которые для пользователя будут выглядеть на экране так же, как и физически существующие диски. Их имена D:, E:, F: и т.д. Диск, с которым в данный момент работает пользователь, называется текущим или рабочим.
Слайд 163Информация хранится на накопителях, откуда она при необходимости считывается. Вся
информация находится в файлах.
Файл – это область на каком-либо диске,
содержащая логически объединенную информацию, и снабженная именем.
Физически информация, содержащаяся в файле, расположена на совокупности секторов, которые могут находиться в разных местах диска. В файлах содержатся тексты программ на языках программирования, графические изображения, таблицы, текстовые данные, программы в машинных кодах, мелодии и т.д. (конечно, в закодированном виде).
Размер файла – это количество содержащейся в нем информации, измеренное в байтах.
Слайд 164Чтобы программы могли обратиться к файлам, файлы должны иметь обозначение
(имя файла). Имя файла обычно состоит из двух частей –
собственно имя и расширение, отделенное точкой.
Имена файлов могут состоять из прописных и строчных латинских букв, цифр и символов: $ % ” _ @ ! & # ( ) { } ~ ‘.
По расширению имени файла вызвается соответствующая программа и сразу загружает в нее данный файл. Это весьма полезно, так как экономит время.
Слайд 165Шаблон – это обозначение, которое позволяет выбрать из всех имеющихся
файлов только те, которые входят в определенную группу. В шаблонах
записываются последовательности символов, которые являются одинаковыми в именах всех файлов группы, а остальные заменяются символами * и ?.
Символ * обозначает любое число символов в имени или расширении файла. Символ ? означает один произвольный символ или отсутствие символа.
Например:
*.* - шаблон, который означает все файлы.
*.bac - все файлы с расширением bac.
a?.pas – имена файлов начинаются с «а» и имеют не более 2 символов, а расширение – pas.
Слайд 166Каталог - это область на носителе, содержащая информацию о файлах,
объединенных в группу по какому-либо признаку, и имеющая конкретное имя.
В каталоге хранятся имена файлов, их размеры, время и дата создания.
Структура размещения файлов следующая. На каждом логическом диске имеется корневой каталог - каталог первого уровня. В нем могут находиться как обычные файлы, так и другие каталоги - подкаталоги или каталоги второго уровня. В каталогах второго уровня также могут храниться файлы и каталоги следующего уровня и т.д. Процесс дробления вложенных каталогов на подкаталоги следующих уровней продолжается до тех пор, пока все подкаталоги не будут состоять только из файлов.
Слайд 167АВС - корневой каталог
АА, АВ, АА1, АА2, АС -
подкаталоги
АА2 - родительский для АС.
Слайд 168Подкаталог, в котором в данный момент находится пользователь, называется рабочим
(текущим).
Требования к именам каталогов такие же, как и к именам
файлов, но расширение не используется.
Чтобы найти требуемый файл, следует знать его полное имя (спецификацию). Оно состоит из указания имени диска и перечисления имен подкаталогов, входящих в маршрут передвижения к файлу по дереву каталогов указанного диска, разделенных символом «\».
Слайд 170ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
К программному обеспечению относится также вся область деятельности по
его проектированию и разработке:
технология проектирования программ;
Методы тестирования программ;
методы доказательства правильности программ;
анализ качества работы программ;
документирование программ;
разработка и использование программных средств, облегчающих процесс проектирования программного обеспечения, и многое другое.
Слайд 171ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
Программное обеспечение — неотъемлемая часть компьютерной системы. Оно является
логическим продолжением технических средств. Сфера применения конкректного компьютера определяется созданным
для него ПО.
Слайд 172Классификация программного обеспечения
прикладные программы, непосредственно обеспечивающие выполнение необходимых пользователям работ;
системные программы, выполняющие различные вспомогательные функции, например:
управление ресурсами компьютера;
создание копий используемой информации;
проверка работоспособности устройств компьютера;
выдача справочной информации о компьютере и др.;
инструментальные программные системы, облегчающие процесс создания новых программ для компьютера.
Слайд 173Классификация программного обеспечения
операционные системы и оболочки;
системы программирования (трансляторы, библиотеки
подпрограмм, отладчики и т.д.);
инструментальные системы;
интегрированные пакеты программ;
динамические
электронные таблицы;
системы машинной графики;
системы управления базами данных (СУБД);
прикладное программное обеспечение.
Слайд 174Прикладное программное обеспечение
Прикладная программа — это любая конкретная программа, способствующая
решению
какой-либо задачи в пределах данной проблемной области.
Прикладная программа удовлетворяет
конечные потребности пользователя.
Слайд 175Системное программное обеспечение
Системные программы выполняются вместе с прикладными и служат
для управления ресурсами компьютера — центральным процессором, памятью, вводом-выводом.
Это
программы общего пользования, которые предназначены для всех пользователей компьютера. Системное программное обеспечение разрабатывается так, чтобы компьютер мог эффективно выполнять прикладные программы
Слайд 176Структура программного обеспечения компьютера
Слайд 177Операционные системы
Операционные системы обеспечивают управление ресурсами компьютера с целью их
эффективного использования.
Слайд 178Операционная система
Операционная система выполняет роль связующего звена между аппаратурой компьютера,
с одной стороны, и выполняемыми программами, а также пользователем, с
другой стороны.
Операционная система обычно хранится во внешней памяти компьютера — на диске. При включении компьютера она считывается с дисковой памяти и размещается в ОЗУ.
Этот процесс называется загрузкой операционной системы.
Слайд 179В функции операционной системы входит:
осуществление диалога с пользователем;
ввод-вывод
и управление данными;
планирование и организация процесса обработки программ;
распределение
ресурсов (оперативной памяти и кэша, процессора, внешних устройств);
запуск программ на выполнение;
всевозможные вспомогательные операции обслуживания;
передача информации между различными внутренними устройствами;
программная поддержка работы периферийных устройств (дисплея, клавиатуры, дисковых накопителей, принтера и др.).
Слайд 181Каждая операционная система имеет свой командный язык, который позволяет пользователю
выполнять те или иные действия:
обращаться к каталогу;
выполнять разметку
внешних носителей;
запускать программы;
... другие действия.
Слайд 182Анализ и исполнение команд пользователя, включая загрузку готовых программ из
файлов в оперативную память и их запуск, осуществляет командный процессор
операционной системы.
Для управления внешними устройствами компьютера используются специальные системные программы — драйверы. Драйверы стандартных устройств образуют в совокупности базовую систему ввода-вывода (BIOS), которая обычно заносится в постоянное ЗУ компьютера.
Слайд 185Утилиты
Важными классами системных программ являются также программы вспомогательного назначения —
утилиты (лат. utilitas — польза). Они либо расширяют и дополняют
соответствующие возможности операционной системы, либо решают самостоятельные важные задачи. Кратко опишем некоторые разновидности утилит:
Слайд 186Утилиты
программы контроля, тестирования и диагностики, которые используются для проверки правильности
функционирования устройств компьютера и для обнаружения неисправностей в процессе эксплуатации;
указывают причину и место неисправности;
программы-драйверы, которые расширяют возможности операционной системы по управлению устройствами ввода-вывода, оперативной памятью и т.д.; с помощью драйверов возможно подключение к компьютеру новых устройств или нестандартное использование имеющихся;
программы-упаковщики (архиваторы), которые позволяют записывать информацию на дисках более плотно, а также объединять копии нескольких файлов в один архивный файл;
Слайд 187Утилиты
антивирусные программы, предназначенные для предотвращения заражения компьютерными вирусами и ликвидации
последствий заражения вирусами;
программы оптимизации и контроля качества дискового пространства
;
программы восстановления информации, форматирования, защиты данных ;
коммуникационные программы, организующие обмен информацией между компьютерами;
программы для управления памятью, обеспечивающие более гибкое использование оперативной памяти;
программы для записи CD-ROM, CD-R и многие другие.
Слайд 189Схема взаимодействия специалистов, связанных с созданием и эксплуатацией программ
Слайд 190Направления защиты программных продуктов
Программный продукт и базы данных должны быть
защищены по нескольким направлениям от воздействия:
1) человека - хищение машинных
носителей и документации программного обеспечения; нарушение работоспособности программного продукта и др.;
2) аппаратуры - подключение к компьютеру аппаратных средств для считывания программ и данных или их физического разрушения;
3) специализированных программ - приведение программного продукта или базы данных в неработоспособное состояние (например, вирусное заражение), несанкционированное копирование программ и базы данных и т.д.
Слайд 191Самый простой и доступный способ защиты программных продуктов и базы
данных-ограничение доступа. Контроль доступа к программному продукту и базе данных
строится путем:
- парольной зашиты программ при их запуске;
- использования ключевой дискеты для запуска программ;
- ограничения программ или данных, функций обработки, доступных пользователям, и др.
Могут также использоваться и криптографические методы защиты информации базы данных или головных программных модулей.
Слайд 192Программные системы защиты от несанкционированного копирования
Данные системы предотвращают нелицензионное использование
программных продуктов и баз данных. Программа выполняется только при опознании
некоторого уникального некопируемого ключевого элемента.
Таким ключевым элементом могут быть:
- дискета, на которой записан не подлежащий копированию ключ;
- определенные характеристики аппаратуры компьютера;
- специальное устройство (электронный ключ), подключаемое к компьютеру и предназначенное для выдачи опознавательного кода.
Слайд 193Правовые методы защиты программных продуктов и баз данных
Правовые методы зашиты
программ включают:
патентную защиту;
закон о производственных секретах;
лицензионные соглашения и
контракты;
закон об авторском праве.
Различают две категории прав:
экономические права, дающие их обладателям право на получение экономических выгод от продажи или использования программных продуктов и баз данных;
моральные права, обеспечивающие защиту личности автора в его произведении.
Слайд 194Патентная защита программ
Патентная защита устанавливает приоритет в разработке и использовании
нового подхода или метода, примененного при разработке программ, удостоверяет их
оригинальность.
Статус производственного секрета для программы ограничивает круг лиц, знакомых или допущенных к ее эксплуатации, а также определяет меру их ответственности за разглашение секретов. Например, используется парольный доступ к программному продукту или базе данных, вплоть до паролей на отдельные режимы ( чтение, запись, корректировку и т.п.). Программы, как любой материальный объект большой стоимости, необходимо охранять от кражи и преднамеренных разрушений.
Слайд 195Лицензионные соглашения
Лицензионные соглашения распространяются на все аспекты правовой охраны программных
продуктов, включая авторское право, патентную защиту, производственные секреты. Наиболее часто
используются лицензионные соглашения на передачу авторских прав.
Лицензия - договор на передачу одним лицом (лицензиаром) другому лицу (лицензиату) права на использование имени, продукции, технологии или услуги. Лицензиар увеличивает свои доходы сбором лицензионных платежей, расширяет область распространения программного продута или базы данных; лицензиат извлекает доходы за счет их применения.
В лицензионном соглашении оговариваются все условия эксплуатации программ, в том числе создание копий.
