Единицы измерения информации

В информатике, как правило, измерению подвергается информация, представленная дискретным сигналом. При этом различают следующие подходы:

1.структурный. Измеряет количество информации простым подсчетом информационных элементов, составляющих сообщение. Применяется для оценки возможностей запоминающих устройств, объемов передаваемых сообщений, инструментов кодирования без учета статистических характеристик их эксплуатации.

2.статистический. Учитывает вероятность появления сообщений: более информативным считается то сообщение, которое менее вероятно, т.е. менее всего ожидалось. Применяется при оценке значимости получаемой информации.

3.семантический. Учитывает целесообразность и полезность информации. Применяется при оценке эффективности получаемой информации и ее соответствия реальности.

В рамках структурного подхода выделяют три меры информации:

*геометрическая. Определяет максимально возможное количество информации в заданных объемах. Мера может быть использована для определения информационной емкости памяти компьютера;

*комбинаторная. Оценивает возможность представления информации при помощи различных комбинаций информационных элементов в заданном объеме. Комбинаторная мера может использоваться для оценки информационных возможностей некоторого системы кодирования;

*аддитивная, или мера Хартли.

Единицы измерения информации служат для измерения объёма информации -- величины, исчисляемой логарифмически. Это означает, что когда несколько объектов рассматриваются как один, количество возможных состояний перемножается, а количество информации -- складывается. Чаще всего измерение информации касается объёма компьютерной памяти и объёма данных, передаваемых по цифровым каналам связи. Объёмы информации можно представлять как логарифм количества состояний. Наименьшее целое число, логарифм которого положителен -- 2. Соответствующая ему единица -- бит -- является основой исчисления информации в цифровой технике.

Единица, соответствующая числу 3 (трит), равна бита, числу 10 (хартли) -- бита. Такая единица как нат (nat), соответствующая натуральному логарифму применяется в вычислительной технике в инженерных и научных расчётах. Основание натуральных логарифмов не является целым числом.

Целые количества бит отвечают количеству состояний, равному степеням двойки. Особое название имеет 4 бита -- ниббл (полубайт, тетрада, четыре двоичных разряда), которые вмещают в себя количество информации, содержащейся в одной шестнадцатеричной цифре. Следующей по порядку популярной единицей информации является 8 бит, или байт. Именно к байту (а не к биту) непосредственно приводятся все большие объёмы информации, исчисляемые в компьютерных технологиях.

Такие величины как машинное слово и т.п., составляющие несколько байт, в качестве единиц измерения почти никогда не используются.

Для измерения больших количеств байтов служат единицы «килобайт» = 1000 байт и «Кбайт» (кибибайт, kibibyte) = 1024 байт. Единицы «мегабайт» = 1000 килобайт = 1000000 байт и «Мбайт» (мебибайт, mebibyte) = 1024 Кбайт = 1 048 576 байт применяются для измерения объёмов носителей информации. Единицы «гигабайт» = 1000 мегабайт = 1000000000 байт и «Гбайт» (гибибайт, gibibyte) = 1024 Мбайт = 230 байт измеряют объём больших носителей информации, например жёстких дисков. Разница между двоичной и десятичной единицами уже превышает 7 %. Размер 32-битного адресного пространства равен 4 Гбайт? 4,295 Мбайт. Такой же порядок имеют размер DVD-ROM и современных носителей на флеш-памяти. Размеры жёстких дисков уже достигают сотен и тысяч гигабайт. Для исчисления ещё больших объёмов информации имеются единицы терабайт -- тебибайт (1012 и 240 соответственно), петабайт -- пебибайт (1015 и 250 соответственно) и т.д. [1; с. 115].

Байт определяется для конкретного компьютера как минимальный шаг адресации памяти, который на старых машинах не обязательно был равен 8 битам. В современной традиции, байт часто считают равным восьми битам. В таких обозначениях как байт (русское) или B (английское) под байт (B) подразумевается именно 8 бит, хотя сам термин «байт» не вполне корректен с точки зрения теории. Долгое время разнице между множителями 1000 и 1024 старались не придавать большого значения. Во избежание недоразумений следует чётко понимать различие между: двоичными кратными единицами, обозначаемыми согласно ГОСТ 8.417-2002 как «Кбайт», «Мбайт», «Гбайт» и т.д. (два в степенях кратных десяти); единицами килобайт, мегабайт, гигабайт и т.д., понимаемыми как научные термины (десять в степенях кратных трём). Последние по определению равны соответственно байт. В качестве терминов для «Кбайт», «Мбайт», «Гбайт» и т.д. МЭК предлагает «кибибайт», «мебибайт», «гибибайт» и т. д., однако эти термины критикуются за непроизносимость и не встречаются в устной речи.

В различных областях информатики предпочтения в употреблении десятичных и двоичных единиц тоже различны. Причём, хотя со времени стандартизации терминологии и обозначений прошло уже несколько лет, далеко не везде стремятся прояснить точное значение используемых единиц. В английском языке для «киби»=1024 иногда используют прописную букву K, дабы подчеркнуть отличие от обозначаемой строчной буквой приставки СИ кило. Однако, такое обозначение не опирается на авторитетный стандарт, в отличие от российского ГОСТа касательно «Кбайт».

2. Архитектура ЭВМ включает в себя как структуру, отражающую состав ПК, так и программно – математическое обеспечение. Структура ЭВМ - совокупность элементов и связей между ними. Основным принципом построения всех современных ЭВМ является программное управление.

Понятие архитектура ЭВМ (Computer Architecture), по-видимому, впервые введено в 60-х годах 20 столетия при создании машин IBM 360 фирмы International Business Machines. Это понятие было определено как “полная и детальная спецификация интерфейса “пользователь – ЭВМ””. В качестве пользователя понимается все то, что имеет доступ к аппаратурно-программным средствам ЭВМ с целью обеспечения переработки на них информации. Например, это могут быть программисты, занятие отладкой и производством прикладных или системных программ на ЭВМ, или специалисты, подключающие технические комплексы к машине, или технические средства – “интеллектуальные” терминалы и т.п. Под интерфейсом следует считать ту часть аппаратурно-программных средств машины, которая обеспечивает (пусть даже через устройства ввода-вывода информации) общение пользователя с ЭВМ. Говоря иначе, интерфейс – это аппаратурно-программный посредник между пользователем и ЭВМ. Ясно, что эффективность взаимодействия с ЭВМ, т.е. эффективность использования аппаратурно-программных средств машины, определяется возможностями или специфическими особенностями интерфейса. Итак, при такой трактовке понятия архитектуры ЭВМ главным становится то, что предлагается пользователю, и как воспользоваться сервисом, предоставляемым со стороны машины.Под архитектурой ЭВМ, как и вообще любых других средств обработки информации, понимают в узком смысле совокупность их свойств и характеристик, призванных удовлетворить потребности пользователей. Пользователей в первую очередь интересуют такие свойства, которые раскрывают функциональные особенности вычислительного средства, а именно те, которые определяют: классы и сложность задач, доступных для решения; возможности автоматизированного обучения программированию и работе на данном вычислительном средстве; языки программирования; возможности отладчиков и редакторов, используемых при производстве программ; возможности операционной системы и организации различных режимов функционирования (моно- и мультипрограммных, разделения времени, реального масштаба времени и др.); реализуемость диалогового режима; организация работы с файлами; способы обработки информации (последовательный, конвейерный, матричный, распределенный и др.); возможность реализации надежных (отказоустойчивых) вычислений; совместимость с другими аппаратурно-программными средствами и т.п.

3. Постоянно запоминающее устройство – быстрая энергонезависимая память и предназначена только для чтения (драйвера)

Кеш – память – очень быстрое запоминающее устройство, небольшого объема, которое используется при обмене данными между микропроцессором и оперативной памятью для компенсации разности в скорости обработки информации процессором и несколько менее быстродействующей оперативной памятью.

Перепрограммируемая постоянная память – энергозависимая память, допускающая многократную перезапись своего содержимого с дискеты, важнейшей микросхемой такой памяти является модуль БИОС

Современные ПК имеют следующие типы запоминающих устройств:

DRAM

SRAM

ОперативноеЗапоманающееУстройство – это то устройство, без которого не обходится не один ПК, она помогает работать ПК и служит передатчиком информации с носителей памяти процессору и наоборот. ОЗУ состоит из микросхем системной логики, которые в отличии от всех других микросхем состоят не из транзисторов, а из микро конденсаторов, емкость такого конденсатора 1 Бит.

Практически на любом ПК можно изменить объем ОЗУ, путем добавления или смены плат, но добавление ОЗУ принесет очень мало эффекта, если у вас слабый ПК. Емкость модулей постоянно растет – от 128 Мб более 16 Гб.

жесткий диск: Наиболее надежным и вместительным элементом хранения информации является жесткий диск. Винчестер представляет собой металлическую коробочку, внутри которой расположены магнитные диски, способные сохранять информацию. Любой винчестер состоит из нескольких частей: блок HDA, внутри которого находится непосредственно сами жесткие диски; плата управления (контройлер винчестера) – на которой расположены элементы управления винчестером. Плата управления винчестером содержит разъемы для подключения к ПК и микросхемы со всеми необходимыми параметрами, а мак же собственным БИОСом. К материнской плате жесткий диск может быть подключен следующим образом:

через порт IDE

через порт SATA

через порт связи SC SI

через USB

Среди других параметров, которые влияют на быстродействие жесткого диска следует отметить следующее:

· скорость обращения дисков

· емкость Кеш-памяти

· среднее время доступа

· время задержки

· скорость обмена

Дискеты: Различают 2 основных типа дискет – односторонние и двухсторонние. Дисководы односторонних дискет устанавливались на первые ПК. Загрузка ОС начиналась с диска А, а в современных ПК диск А используется для хранения данных и имеет объем 3,5 дюйма или 1,44 МБ.

CD-ROM в 1995 г. в базовую конфигурацию ПК вместе с дисководом А включен дисковод CD-ROM. Диски изготавливают из прозрачного пластика диаметром 120 мм и толщиной 1,2 мм на пластиковую поверхность напыляется слой алюминия или золота в условиях массового производства запись информации на диск происходим путем выдавливания на поверхности дорожки в виде ряда углублений. Поверхность диска разбивается на 3 области: НАЧАЛЬНАЯ – расположена в центре диска и считывается первой, она содержит таблицу адресов всех записей, метку диска и другую служебную информацию; СРЕДНЯЯ – содержит основную информацию и занимает большую часть диска; КОНЕЧНАЯ – содержит метку конца диска. Штамповка дисков осуществляется специальной матрицей – прототип, которая выдавливает дорожки на поверхность, после штамповки на поверхность диска наносят защитную пленку из прозрачного лака. CD-ROM содержит:

· электродвигатель

· оптическую систему – лазерный излучатель оптических линз и датчиков для считывания информации

· микропроцессор CD-ROM

Запись на диск осуществляется следующим образом: диск с помощью электрического двигателя – раскручивается, в помощью привода оптической системы на поверхность диска фокусируется луч из лазерного излучателя, луч отражается от поверхности диска и сквозь призму подается на датчик световой поток превращается в электрический сигнал, который поступает в микропроцессор, где он анализируется и превращается в двоичный код. Основными характеристиками CD-ROM являются:

· скорость передачи данных – измеряется в кратных долях скорости проигрывателя CD и характеризует максимальную скорость, с которой накопитель пересылает данные в ОЗУ

· время доступа

Флеш-накопитель памяти: Первые флеш-брелки появились в 2001 году. Достоинством флеш-брелков является малый вес, высокая надежность и стандартность.

Compact Flash – эти карты обладают большой емкостью – более 2 ГБ и появились в 2005 году. Используются в основном в цифровых фотоаппаратах

Micro Drive – самый емкий носитель (более 4 ГБ, используется как жесткий диск в мобильных телефонах)

Secure Digital – компактная, емкость более 4 ГБ, применяется в цифровых фотоаппаратах, в цифровых плеерах и других ПК устройствах

Memory Stick – очень маленького размера и большой емкости данных.

4. Информацио́нные техноло́гии (ИТ, от англ. information technology, IT) — широкий класс дисциплин и областей деятельности, относящихся к технологиям создания, сохранения, управления и обработки данных, в том числе с применением вычислительной техники. В последнее время под информационными технологиями чаще всего понимают компьютерные технологии. В частности, ИТ имеют дело с использованием компьютеров и программного обеспечения для создания, хранения, обработки, ограничения к передаче и получению информации. Специалистов по компьютерной технике и программированию часто называют ИТ-специалистами.

Особенности новых информационных технологий. Переход к информационному обществу является столь же фундаментальным для всех сфер международной деятельности и мировой экономики в целом, как индустриальная революция для своего времени. Как отмечает М. Кастельс, кардинальные технологические перемены основаны "на революции в информационных технологиях (чипы, компьютеры, телекоммуникации, Интернет), создавшей в 1970-х годах новую технологическую систему, систему, которая с тех пор распространилась по всему миру"1.

Первая особенность информационных технологий - они предполагают глобальное (всемирное) распространение.

 

С конца 50-х по 2000 г. число действующих компьютеров в мире выросло с 2 тыс. до 200 млн.2 Общее число действующих обычных телефонов в мире выросло с 7 млн. в 1910 г., 51 млн. в 1950 г. до 1 млрд. в 1999 г. В конце 90-х гг. ХХ века в мире насчитывалось примерно 500 млн. мобильных телефонов. За последние два десятилетия общее число телефонов на планете ежегодно увеличивалось на 9–10%3.По мере падения коммуникационных затрат все большее и больше компьютеров объединяются посредством сети. Выгоды от работы в онлайновом режиме возрастают по экспоненте с увеличением числа соединений. Изобретатель сетевого стандарта Ethernet Роберт Меткальф определил преимущества компьютерной сети в форме "закона": "Полезность сети для общества пропорциональна квадрату числа пользователей"1.

Вторая особенность информационных технологий, связанная с первой особенностью, - необычность механизма их распространения.Известно, что технологическая революция приводит к переменам в экономике через механизм разделения труда и кооперации. Различают два вида разделения труда: первое - общественное, где трудящиеся заняты в различных производствах, связанных между собой отношениями обмена; второе - техническое, где рабочие выполняют отдельные процессы одного и того же производства. Общественное разделение труда - относительное обособление различных видов хозяйственной деятельности людей, специализация работника на изготовлении какого-нибудь продукта или совершении определенной трудовой операции. Оно возможно при раздроблении средств производства между многими самостоятельными производителями. Напротив, техническое разделение труда обусловлено концентрацией средств производства в рамках одной компании, и распределяющей людей по отдельным стадиям производства. Существует также международное разделение труда, под которым понимается устойчивая специализация отдельных стран на производстве тех видов продукции, для которых имеются наиболее благоприятные условия: природные, климатические, географические и др.Обычно происходят изменения в технологическом разделении труда на предприятиях, затем в масштабах народного хозяйства и, наконец, в мировой экономике. Этот процесс имел место в годы промышленной революции. Так происходило и в период научно-технической революции, начавшейся в середине ХХ века. Необычность нынешнего технологического сдвига заключается в том, что он непосредственно выходит на уровень мирохозяйственного взаимодействия, создавая экономику и предпринимательство "без границ", насаждаясь как бы сверху, перемешивая стадии и этажи влияния технологического разделения труда на общественное разделение труда.

Третья особенность – ядро информационно-коммуникационной сферы составляет Интернет. Это всемирная информационная сеть, которая предоставляет услуги по передаче файлов, удаленному доступу, электронной почте, телекон­фе­ренциям и др. С увеличением числа его пользователей формируется информационно-технологическая среда бизнеса – Интернет-среда. Наиболее быстро развиваются отрасли международного бизнеса, связанные с поставкой и обработкой информации. Весьма вероятно, что скоро внутри информационного сектора будет развиваться специализация т.н. "сырьевой" и "обрабатывающей" отраслей. "Сырье" – это необработанная информация, поставляемая через Интернет. Обработкой занимаются специализированные структуры, превращающие данные в информацию, а информацию – в знания. И если сейчас инвесторов привлекают порталы, содержащие максимум информации, то уже в ближайшем будущем наиболее востребованными могут стать аналитические "центры знаний".

Виды информационных технологий:

По способу реализации в информационных системах: традиционные и новые.

По типу информации это могут быть текстовые, табличные, графические, звуковые, видео и мультимедийные данные.

По способу построения сети: локальные; многоуровневые; распределённые и др.

По виду используемых сетей информационные технологии делят на: локальные, региональные, корпоративные, национальные, межнациональные (международные), одноранговые, многоуровневые, распределённые и др.

По выполняемым функциям и возможности применения – используемые в:

1) автономных компьютерах (ПЭВМ) и в локальных рабочих станциях (АРМ) в составе сетевых автоматизированных информационных систем (АИС) реального времени;

2) объектно-ориентированных, распределенных, корпоративных и иных локальных и сетевых информационно-поисковых, гипертекстовых и мультимедийных системах;

3) системах с искусственным интеллектом;

4) интегрированных АИС;

5) геоинформационных, глобальных и других системах.

Информационные технологии классифицируются по степени типизации операций: операционные и предметные технологии.

5. классификация программного обеспечения эвм

Дисковая Операционная Система (DOS)

Операционная система DOS состоит из следующих частей:

Базовая система ввода-вывода (BIOS), находящаяся в постоянной памяти (постоянном запоминающем устройстве, ПЗУ) компьютера. Эта часть операционной системы является «встроенной» в компьютер. Ее назначение состоит в выполнении наиболее простых и универсальных услуг операционной системы, связанных с осуществлением ввода-вывода. Базовая система ввода-вывода содержит также тест функционирования компьютера, проверяющий работу памяти и устройств компьютера при включении его электропитания. Операционная система — это программа, которая загружается при включении компьютера. Она производит диалог с пользователем, осуществляет управление компьютером, его ресурсами (оперативной памятью, местом на дисках и т.д.), запускает другие (прикладные) программы на выполнение.

Загрузчик операционной системы — это очень короткая программа, находящаяся в первом секторе каждой дискеты с операционной системой DOS. Командный процессор DOS обрабатывает команды, вводимые пользователем. Командный процессор находится в дисковом файле. Внешние команды DOS — это программы, поставляемые вместе с операционной системой в виде отдельных файлов. Эти программы выполняют действия Драйверы устройств — это специальные программы, которые дополняют систему ввода-вывода DOS и обеспечивают обслуживание новых или нестандартное использование имеющихся устройств. Обслуживающего характера, например форматирование дискет, проверку дисков и т.д.

Windows 3.1.

Операционная оболочка Windows 3.1 — это разработанная фирмой Microsoft надстройка над операционной системой DOS, обеспечивающая большое количество возможностей и удобств для пользователей и программистов. Информация должна представляться в той форме, которая обеспечивает наиболее эффективное усвоение этой информации человеком. Все, что происходит в рамках оболочки Windows, в определенном смысле представляет собой либо операцию с пиктограммой, либо операцию с окном (или в окне). В рамках Windows пользователь может запустить несколько программ для параллельного (независимого) выполнения.

Microsoft Office.

В комплекс программ Microsoft Office входят такие как: Access, Binder, Excel, Word, Power Point, Outlook, Photo Editor. К ряду недостатков можно отнести такие как: Сетевые: (недостаточная скорость локальных и глобальных сетей для пользователя. Конфликт версий (многие аксессуары и программное обеспечение произведено разными производителями и воедино работает с большими трудностями). Нелегальные (подразумевается взлом программ и продажа их без соответствующей лицензии.

6. Систе́мное програ́ммное обеспе́чение — это комплекс программ, которые обеспечивают управление компонентами компьютерной системы, такими как процессор, оперативная память, устройства ввода-вывода, сетевое оборудование, выступая как «межслойный интерфейс», с одной стороны которого аппаратура, а с другой - приложения пользователя. В отличие от прикладного программного обеспечения, системное не решает конкретные прикладные задачи, а лишь обеспечивает работу других программ, управляет аппаратными ресурсами вычислительной системы и т.д.

Операционная система выполняет базовые задачи, такие, как организация ввода от клавиатуры, пересылки выходных данных на экран монитора, манипулирование файлами и папками на диске и контролирование периферийных устройств, таких, как диски и принтеры.

· MS-DOC-представляет собой командную строку позволяющую копировать,сохронять,создовать,переименовывать, перемещать,выполнить любой файл на ПК.Все остальное было прикладными программами пользователя.

· OC Windows-впервые организовала выполнение команд при нажатии на графическое изображение.Вместе с тем Windows появилось понятие «пользовательский интерфейс»,также появились ярлыки(указатели)на фаил или программу.Не защищена от действия пользователя.

· Windows 95-аналогично Windows 3.1.

· Windows 98-добовляется система защиты файла систем.Невозможно удалить исполняемые системные файлы.

· Windows 2000 и Millenium-Незначительное изменение графики.

· Windows XP-добавил защиту от действий пользователя и много прикладных программ.

· Windows Vista;7;8-используют «псевдо»используют «псевдо 3D технологии(усложнилось возпроизводимое изображение, сильно возросла нагрузка на аппаратную часть ПК).

7. ос windows.программные средства.объекты. элементы графического интерфейса

Операционная система (оболочка) Windows - это разработанная фирмой Microsoft надстройка над операционной системой DOS, обеспечивающая большое количество возможностей и удобств для пользователей и программистов.

ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ГРАФИЧЕСКОГО ИНТЕРФЕЙСА

1 – Виджет – заготовка части пользовательского интерфейса с параметром к окну экрана терминала.

2 – управляющие кнопки – для выполнения действий, написанных на кнопке.

3 – список – элемент, содержащий всевозможные в каждом конкретном случае значения, которые пользователь может установить.

4 – раскрывающие списки – при нажатие на пиктограмму со стрелкой открывается список всех возможных значений, которые можно выбрать для установления в этом элементе.

5 – Поле ввода с раскрывающемся списком – комбинация элементов. Такой элемент позволяет как вручную вводить данные, так и заполнить его значением из раскрывающего списка.

6 - поле ввода со счетчиком – используется для ввода числовых значений

7 – флажок. Переключатель для режима работы, описание которого располагается справа от выключателя.

8 – зависимые пе6реключатели – группа переключателей для выбора одного из нескольких возможных взаимоисключающих режимов работы.

9 – регулятор – для установки параметров от минимального до максимального, с помощью движка.

Весь интерфейс Windows основывается на трех китах:-аппаратно-независимая графика;-стандартный оконно-ориентированный интерфейс;- взаимодействие приложений с системой Windows и между собой посредством передачи сообщений.

Основные виды объектов- Значок – наглядное представление объекта. Ярлык – разновидность значка. Он не представляет объект, а только на него указывает. Папка – контейнер, в котором могут содержаться другие объекты. Окно папки – представление папки в открытом виде. Мой компьютер – значок, открывающий доступ ко всем объектам компьютера. Корзина – специальная папка, предназначенная для удаления ненужных объектов.

8. Определение системы программирования

Неотъемлемая часть современных ЭВМ – системы программного обеспечения, являющиеся логическим продолжением логических средств ЭВМ, расширяющим возможности аппаратуры и сферу их использования. Система программного обеспечения, являясь посредником между человеком и техническими устройствами машины, автоматизирует выполнение тех или иных функций в зависимости от профиля специалистов и режимов их взаимодействия с ЭВМ. Основное назначение программного обеспечения – повышение эффективности труда пользователя, а также увеличение пропускной способности ЭВМ посредством сокращения времени и затрат на подготовку и выполнение программ. Программное обеспечение ЭВМ можно подразделить на общее и специальное программное обеспечение.

Общее программное обеспечение реализует функции, связанные с работой ЭВМ, и включает в себя системы программирования, операционные системы, комплекс программ технического обслуживания. Специальное программное обеспечение включает в себя пакеты прикладных программ, которые проблемно ориентированы на решение вполне определенного класса задач.

Системой программирования называется комплекс программ, предназначенный для автоматизации программирования задач на ЭВМ (2, 569). Система программирования освобождает проблемного пользователя или прикладного программиста от необходимости написания программ решения своих задач на неудобном для него языке машинных команд, и предоставляют им возможность использовать специальные языки более высокого уровня. Для каждого из таких языков, называемых входными или исходными, система программирования имеет программу, осуществляющую автоматический перевод (трансляцию) текстов программы с входного языка на язык машины. Обычно система программирования содержит описания применяемых языков программирования, программы-трансляторы с этих языков, а также развитую библиотеку стандартных подпрограмм. Важно различать язык программирования и реализацию языка.

Язык программирования – это набор правил, определяющих систему записей, составляющих программу, синтаксис и семантику используемых грамматических конструкций. Реализация языка – это системная программа, которая переводит (преобразует) записи на языке высокого уровня в последовательность машинных команд.