Информация и информационные процессы в природе, обществе, технике. Информационная деятельность человека

Инфо. Вопросы к экзамену - машиностроительный факультет заочное отделение.

Информация и информационные процессы в природе, обществе, технике. Информационная деятельность человека.

Для целенаправленного использования информации ее необходимо собирать, преобразовывать, передавать, накапливать и систематизировать. Все эти… Человек также воспринимает информацию с помощью органов чувств, а для обмена… Информационные процессы характерны не только для живой природы, человека, общества. Человечеством созданы технические…

Информация в повседневной жизни человека.

Общеизвестно высказывание о том, что тот, кто владеет информацией, тот владеет и миром. Иное сообщение стоит дороже жизни. По преданию, 13 сентября… С давних времен сбор и систематизация сведений об окружающем мире помогали… С течением времени роль информации в жизни человека становилась все существеннее. Нужно было изучать и понимать уже не…

Новые информационные технологии.

Информацио́нные техноло́гии — широкий класс дисциплин и областей деятельности, относящихся к технологиям создания, сохранения, управления… Согласно определению, принятому ЮНЕСКО, ИТ — это комплекс взаимосвязанных… В широком понимании ИТ охватывают все области создания, передачи, хранения и восприятия информации и не только…

История развития информатики как науки.

До настоящего времени толкование термина “информатика” (в том смысле как он используется в современной научной и методической литературе) еще не… После второй мировой войны возникла и начала бурно развиваться кибернетика как…

Предмет науки информатики.

Предмет информатики составляют следующие понятия: · Аппаратное обеспечение средств вычислительной техники; · Программное обеспечение средств вычислительной техники;

Информация, ее характеристики и свойства.

1.Синтаксическая адекватность отображает формально-структурные характеристики информации и не затрагивает её смыслового содержания. 2. Семантическая (смысловая) адекватность определяет степень соответствия… 3. Прагматическая (потребительская) адекватность отражает отношение информации и её потребителя. Прагматический аспект…

Элементная база современных компьютеров.

В настоящее время в мире продолжают работать и производятся миллионы вычислительных машин, относящихся к различным поколениям, типам, классам,…   Рис. 2.8. Структура электронной вычислительной техники

Логические операции(сложение, умножение, отрицание)

В логике логическими операциями называют действия, вследствие которых порождаются новые понятия, возможно с использованием уже существующих. В более узком, формализованном смысле, понятие логической операции используется в математической логике и программировании.

Логические операции с понятиями — такие мыслительные действия, результатом которых является изменение содержания или объёма понятий, а также образование новых понятий.

К операциям, которые связаны преимущественно с изменением содержания понятий, относятся:

- отрицание;

- ограничение ;

- обобщение ;

- деление.

К операциям, которые связаны преимущественно с объёмами понятий, относятся:

- сложение;

- умножение;

- вычитание.

Данные операции могут быть записаны математически с помощью теории множеств.

Переход же к математической логике связан с понятием суждений и установлением операций над ними с целью получения сложных суждений.

Сложение (прибавление) — одна из основных операций (действий) в разных разделах математики, позволяющая объединить два объекта (в простейшем случае — два числа). Более строго сложение — бинарная операция, определённая на некотором множестве, элементы которого мы будем называть числами, при которой двум числовым аргументам (слагаемым) a и b сопоставляется итог (сумма), обычно обозначаемый с помощью знака «плюс»: a+b.

Определение сложения

[править]

Абстрактная алгебра

 

В общей алгебре сложением может называться любая бинарная, коммутативная и ассоциативная операция. В случае, если на этом множестве определено также умножение, то сложение предполагается дистрибутивным по отношению к нему.

Свойства сложения в арифметике

Сложение обладает следующими свойствами:

- коммутативностью (переместительный закон): a+b=b+a

- ассоциативностью (сочетательный закон): (a+b)+c=a+(b+c)

- дистрибутивностью относительно умножения (распределительный закон): a*(b+c)=a*b+a*c

В других системах (чисел, объектов) любое из этих свойств может не выполняться.

Обозначение операции

Первое появление знаков «плюс» и «минус».

Основная статья: История математических обозначений

Знак плюс для операции сложения (а также знак минуса) придумали в немецкой математической школе «коссистов» (то есть алгебраистов). Они используются в «Арифметике» Иоганна Видмана, изданной в 1489 году. До этого сложение обозначалось буквой p (plus) или латинским словом et (союз «и»), а вычитание — буквой m (minus). У Видмана символ плюса заменяет не только сложение, но и союз «и». Происхождение этих символов неясно, но, скорее всего, они ранее использовались в торговом деле как признаки прибыли и убытка. Оба символа вскоре получили общее распространение в Европе — за исключением Италии, которая ещё около века использовала старые обозначения.

Умножение — одно из четырёх основных арифметических действий, бинарная математическая операция, в которой один аргумент складывается столько раз, сколько показывает другой. В арифметике под умножением понимают краткую запись сложения указанного количества одинаковых слагаемых. Например, запись 5*3 обозначает «сложить три пятёрки», то есть 5+5+5 . Результат умножения называется произведением, а умножаемые числа — множителями или сомножителями. Первый множитель иногда называется «умножаемое». Существуют также таблицы умножения.

Умножение обозначается крестиком х, звёздочкой * или точкой · .

Свойства умножения в арифметике

Умножение обладает следующими свойствами:

- коммутативностью (переместительный закон): a*b=b*a

- ассоциативностью (сочетательный закон): (a*b)*c=a*(b*c)

- дистрибутивностью (распределительный закон):a*(b+c)=a*b+a*c

Отрица́ние в логике — унарная операция над суждениями, результатом которой является суждение (в известном смысле) «противоположное» исходному. Обозначается знаком ¬ перед или чертой -- над суждением. Синоним: логическое "НЕ".

Как в классической, так и в интуиционистской логике «двойное отрицание» ¬¬A является следствием суждения A, то есть имеет место тавтология: .

Обратное утверждение верно в классической логике (закон двойного отрицания), но не имеет места в интуиционистской. То есть, отрицание отрицания искомого утверждения не может служить интуиционистским доказательством, в отличие от классической логики. Это различие двух логических систем обычно полагается главным.

Основная статья: Логические элементы — отрицание

A B=A Мнемоническое правило для отрицания звучит так: На выходе будет:

0 1 "1" тогда и только тогда, когда на входе «0»,

1 0 "0" тогда и только тогда, когда на входе «1»

 

 

Аппаратная реализация логических схем

являются два логических значения: 1 — истина, 0 — ложь. Был найден технический способ реализации логических операций посредством использования так называемых логических…

Архитектура ЭВМ

Основы учения об архитектуре вычислительных машин были заложены Джон фон Нейманом. Совокупность этих принципов породила классическую… Фон Нейман не только выдвинул основополагающие принципы логического устройства…  

Магистрально-модульный принцип построения компьютера

Обмен информацией между отдельными устройствами компьютера производится по трем многоразрядным шинам (многопроводным линиям), соединяющим все… Разрядность шины данных связана с разрядностью процессора (имеются 8-, 16-,… Данные по шине данных могут передаваться от процессора к какому-либо устройству, либо, наоборот, от устройства к…

Информационная магистраль.

Под информационным хайвеем подразумевалось цифровое средство двусторонней связи на базе компьютерных технологий и волоконно-оптических линий связи,… Предполагалось, что передача информации через такую коммуникационную… Информационная магистраль заявлялась как одна из самых важных новых идей в компьютерной индустрии. Активнейшее участие…

Основные компоненты компьютера

По принципам своего устройства компьютер — это модель человека, работающего с информацией Имеются четыре основных компонента информационной функции человека: - прием (ввод) информации;

Процессор

Конструктивно процессоры могут выполниться как в виде одной большой монокристальной интегральной микросхемы — чипа, так и в виде нескольких… Чаще всего процессор представлен в виде чипа, расположенного на материнской… В настоящее время микропроцессоры и процессоры вмещают в себе миллионы транзисторов и других элементов электронной…

Внутренняя память компьютера

Внутренняя память Оперативная память (ОП) предназначена для временного хранения выполняемых… Объём хранящейся информации в ОЗУ составляет от 32 до 512 Мбайт и более. Занесение информации в память и её…

Внешняя память компьютера

Внешняя память - это память, предназначенная для длительного хранения программ и данных. Целостность содержимого ВЗУ не зависит от того, включен или… Дисковод (накопитель) - устройство записи/считывания информации. Накопители… Носитель информации (носитель записи) – материальный объект, способный хранить информацию. Информация записывается на…

Устройства ввода-вывода информации

Устройства ввода данных Клавиатура Клавиатура (keyboard) – традиционное устройство ввода данных в компьютер. Клавиатурами оснащены как персональные…

Сканер

Сканер - устройство, которое анализируя какой-либо объект (обычно изображение, текст), создаёт цифровую копию изображения объекта.

В зависимости от способа сканирования объекта и самих объектов сканирования существуют следующие виды сканеров:

Планшетные - наиболее распространённый вид сканеров, поскольку обеспечивает максимальное удобство для пользователя - высокое качество и приемлемую скорость сканирования. Представляет собой планшет, внутри которого под прозрачным стеклом расположен механизм сканирования.

Ручные - в них отсутствует двигатель, следовательно, объект приходится сканировать пользователю вручную, единственным его плюсом является дешевизна и мобильность, при этом он имеет массу недостатков - низкое разрешение, малую скорость работы, узкая полоса сканирования, возможны перекосы изображения, поскольку пользователю будет трудно перемещать сканер с постоянной скоростью.

Листопротяжные - лист бумаги вставляется в щель и протягивается по направляющим роликам внутри сканера мимо лампы. Имеет меньшие размеры, по сравнению с планшетным, однако может сканировать только отдельные листы, что ограничивает его применение в основном офисами компаний. Многие модели имеют устройство автоматической подачи, что позволяет быстро сканировать большое количество документов.

Планетарные сканеры - применяются для сканирования книг или легко повреждающихся документов. При сканировании нет контакта со сканируемым объектом (как в планшетных сканерах).

Книжные сканеры

Книжные сканеры - предназначены для сканирования брошюрованных документов. Современные модели профессиональных сканеров позволяют значительно повысить сохранность документов в архивах, благодаря очень деликатному обращению с оригиналами. Современные технологии, используемые при сканировании книг и сшитых документов, позволяют добиваться высоких результатов. Сканирование производится лицевой стороной вверх - таким образом, Ваши действия по сканированию неотличимы от перелистывания страниц при обычном чтении. Это предотвращает их повреждение и позволяет пользователю видеть документ в процессе сканирования.Программное обеспечение, используемое в книжных сканерах позволяет устранять дефекты, сглаживать искажения, редактировать полученные отсканированные страницы. Книжные сканеры обладает уникальной функцией ;устранения перегиба; книги, которая обеспечивает отличное качество отсканированного (или напечатанного) изображения.

Барабанные сканеры

Барабанные сканеры - применяются в полиграфии, имеют большое разрешение (около 10 тысяч точек на дюйм). Оригинал располагается на внутренней или внешней стенке прозрачного цилиндра (барабана).

 

 

Слайд-сканеры - как ясно из названия, служат для сканирования плёночных слайдов, выпускаются как самостоятельные устройства, так и в виде дополнительных модулей к обычным сканерам.

Сканеры штрих-кода

Сканеры штрих-кода - небольшие, компактные модели для сканирования штрих-кодов товара в магазинах.

 

Принцип действия сканеров

Сканируемый объект кладется на стекло планшета сканируемой поверхностью вниз. Под стеклом располагается подвижная лампа, движение которой регулируется шаговым двигателем.

Свет, отраженный от объекта, через систему зеркал попадает на чувствительную матрицу (английский CCD - Couple-Charged Device), далее на аналого-цифровой преобразователь и передается в компьютер. За каждый шаг двигателя сканируется полоска объекта, которые потом объединяются программным обеспечением в общее изображение.

 

Основные характеристики сканеров определяющих их стоимость

Оптическое разрешение - Сканер снимает изображение не целиком, а по строчкам. По вертикали планшетного сканера движется полоска светочувствительных элементов и снимает по точкам изображение строку за строкой. Чем больше светочувствительных элементов у сканера, тем больше точек он может снять с каждой горизонтальной полосы изображения. Это и называется оптическим разрешением. Обычно его считают по количеству точек на дюйм - dpi (dots per inch). Сегодня считается нормой уровень разрешение не менее 600 dpi.

Скорость работы - В отличие от принтеров, скорость работы сканеров указывают редко, поскольку она зависит от множества факторов. Иногда указывают скорость сканирования одной линии в миллисекундах.

Глубина цвета - Измеряется количеством оттенков, которые устройство способно распознать. 24 бита соответствует 16 777 216 оттенков. Современные сканеры выпускают с глубиной цвета 24, 30, 36, 48 бит.

Графические планшеты (дигитайзеры)

Эти устройства предназначены для ввода художественной графической информации.

Существует несколько различных принципов действия графических планшетов, но в основе всех их лежит фиксация перемещения специального пера относительно планшета.

Такие устройства удобны для художников и иллюстраторов, поскольку позволяют им создавать экранные изображения привычными приемами, наработанными для традиционных инструментов (карандаш, перо, кисть).

К техническим характеристикам планшетам относятся: разрешающая способность (линий/мм), площадь рабочей области и количество уровней чувствительности к нажатию пера.

 

 

Принтеры

Получили распространение многофункциональные устройства (МФУ), в которых в одном приборе объединены функции принтера, сканера, копировального… Широкоформатные принтеры иногда ошибочно называют плоттерами. Классификация

Мониторы

В настоящее время развитие компьютерных технологий требует разработки новых мониторов, большего размера и новых возможностей. Создаваемые новые… Попытаемся описать уже существующие типы мониторов, как они появились и… Мониторы с электронно-лучевой трубкой

Что такое абак

Первые абаки использовали пятеричную систему счисления и служили не столько для облегчения вычислений, сколько для запоминания промежуточных… В Китае аналог абака — суан-пан — представлял собой раму с палочками из…  

Счетная машина Блеза Паскаля

Суммирующая машина Паскаля, «паскалина», представляла собой механическое устройство - ящик с многочисленными шестеренками. Всего приблизительно за…   1642г. Суммирующая машина Паскаля производила арифметические действия приСуммирующая машина Паскаля вращении связаных…

Арифмометр Лейбница

Настольная или портативная: Чаще всего арифмометры были настольные или «наколенные» (как современные ноутбуки), изредка встречались карманные модели… Механическая: Числа вводятся в арифмометр, преобразуются и передаются… Точное вычисление: Арифмометры являются цифровыми (а не аналоговыми, как например логарифмическая линейка)…

Идеи Чарльза Бэббиджа

Первая идея разностной машины была выдвинута немецким инженером Иоганном Мюллером в книге, изданной в 1788 году. Однако, Чарльз Бэббидж почерпнул идею для своего проекта не у Мюллера, а из… Прони, которому было поручено выверить и улучшить логарифмические тригонометрические таблицы для подготовки к введению…

Вклад в программирование Ады Лавлейс

Ее работы в этой области были опубликованы в 1843 году. Однако в то время считалось неприличным для женщины издавать свои сочинения под полным… К концу 1970-х годов исследования, проведенные в министерстве обороны США,… Любопытно, что в честь Ады Лавлейс названы в Америке также два небольших города - в штатах Алабама и Оклахома. В…

История создания ЭНИАК

С самого начала войны сотрудники Лаборатории баллистических исследований министерства обороны США, расположенной в районе Абердинского полигона, шт.… Война разрасталась, военные разработки требовали ускорения, лаборатория не… Мочли, физик, увлекавшийся метеорологией, давно мечтал о создании устройства, которое позволило бы применить…

Рождение персонального компьютера

В 1975 году IBM впервые выпустила устройство, которое можно было бы назвать персональным компьютером. Модель 5100 имела память емкостью 16 Кбайт,… До появления известного сейчас IBM PC (модель 5150) были разработаны модели… В 1976 году новая компания Apple Computer вышла на рынок с компьютером Apple I стоимостью 666 долларов. Его системная…

Элементарная логика

Тестирование программ может выявить наличие ошибок в программах, но не может гарантировать их отсутствие. Гарантии отсутствия ошибок в алгоритмах и… Серьёзнейшей проблемой для компьютерных наук и информатики является наличие… Единственный путь для преодоления этих проблем—это изучение систематических методов составления алгоритмов и программ…

Высказывание, логические операции И. ИЛИ, НЕ

Логическая операция — в программировании операция над выражениями логического (булевского) типа, соответствующая некоторой операции над высказываниями в алгебре логики. Как и высказывания, логические выражения могут принимать одно из двух истинностных значений — «истинно» или «ложно». Логические операции служат для получения сложных логических выражений из более простых. В свою очередь, логические выражения обычно используются как условия для управления последовательностью выполнения программы.

В некоторых языках программирования (например в C) вместо логического типа или одновременно с ним используются числовые типы. В этом случае считается, что отличное от нуля значение соответствует логической истине, а ноль — логической лжи.

 

Аппаратная реализация логических схем

Все основные компоненты настольного компьютера находятся внутри системного блока: системная плата с процессором и оперативной памятью, накопители на… Системная плата. Основным аппаратным компонентом компьютера является системная… Частота процессора, системной шины и шин периферийных устройств. Быстродействие различных компонентов компьютера…

Назначение процессора ЭВМ

 

Информационная магистраль - общая шина

  Только с помощью специальных технических и программных методов информация… Важно понимать, что все вышеперечисленные устройства (процессор, оперативная память, контроллеры внешних устройств…

Основные характеристики процессора

Микросхема, реализующая функции центрального процессора персонального компьютера, называется микропроцессором. Обязательными компонентами… Арифметико – логическое устройство отвечает за выполнение арифметических и… Процессор компьютера предназначен для обработки информации. Каждый процессор имеет определенный набор базовых операций…

Адресное пространство процессора

Чтобы допустить одновременное размещение в памяти нескольких приложений без создания взаимных помех, нужно решить две проблемы, относящиеся к защите… Более подходящее решение — придумать для памяти новую абстракцию: адресное… Понятие адресного пространства имеет весьма универсальный характер и появляется во множестве контекстов. Возьмем…

Разрядность процессора

Важнейшим параметром, определяющим скорость работы любого процессора, является тактовая частота. Она представляет собой импульсы прямоугольной… С объединением элементов процессора в один кристалл наиболее узким местом в… С разрядностью шины адреса немного сложнее. Дело в том, что вся адресуемая память компьютера пронумерована побайтно.…

Тактовая частота процессора

Все операции в микропроцессоре синхронизируются со специальными синхроимпульсами, вырабатываемой специальной микросхемой – таймером. Синхроимпульсы… Кажется очевидным, что чем выше тактовая частота, тем выше скорость работы… Из статей начала 90-х годов XX века автор узнал, что брак при производстве интегральных микросхем в США достигал 95%!…

Дискретность памяти

В компьютере для представления информации используется двоичное кодирование, так как удалось создать надежно работающие технические устройства,… Кодирование чисел и текста Для записи информации о количестве объектов используются числа. Числа записываются с использованием особых знаковых…

Кеш память

Кэш — это память с большей скоростью доступа, предназначенная для ускорения обращения к данным, содержащимся постоянно в памяти с меньшей скоростью… Кэш состоит из набора записей. Каждая запись ассоциирована с элементом данных… Если кэш ограничен в объёме, то при промахе может быть принято решение отбросить некоторую запись для освобождения…

Ячейки памяти

Ячейки памяти могут иметь разную ёмкость (число разрядов, длину). Современные запоминающие устройства обычно имеют размер ячейки памяти равным одной… Ячейки памяти имеют адрес (порядковый номер, число) по которому к ним могут… Ячейки памяти, построенные на полупроводниковых технологиях, могут быть статическими (SRAM), то есть не требующими…

Типы магнитных накопителей информации

Основные виды накопителей: · накопители на гибких магнитных дисках (НГМД); · накопители на жестких магнитных дисках (НЖМД);

Жесткий магнитный диск

Термин «винчестер» возник из жаргонного названия первой модели жесткого диска емкостью 16 Кбайт (IBM, 1973гю), имевшего 30 дорожек по 30 секторов,… Структура жестких дисков имеет в целом такую же структуру, как и гибкие… Магнитные пластины, установленные в накопителе, размещены на одной оси и вращаются с большой угловой скоростью. Обе…

Гибкие магнитные диски

Дискета помещается в твердый защитный пластмассовый корпус. В центре дискеты имеется приспособление для захвата и обеспечения вращения диска внутри… Хранение данных, представленных двоичным кодом, обеспечивает магнитный слой,… Информация записывается с двух сторон диска на дорожках, которые представляют собой концентрические окружности. Каждая…

Файлы и каталоги

… Катало́г (англ. directory — справочник, указатель) — объект в файловой… Корневой каталог

Операционная система компьютера

Процесс работы компьютера в определенном смысле сводится к обмену файлами между устройствами. В операционной системе имеются программные модули,… В состав операционной системы входит специальная программа — командный… К магистрали компьютера подключаются различные устройства (дисководы, монитор, клавиатура, мышь, принтер и др.). В…

Основные функции операционных систем

С тех времен положение существенно изменилось.Современные ОС - по крайней мере, широко распространенные системы -во многом похожи друг на… Кроме того, за четыре с лишним десятилетия, прошедших с моментаразработки… -при разработке ОС возникает много стандартных проблем и вопросов;

Понятие алгоритма, свойства и виды алгоритмов

Основными свойствами алгоритма являются: -детерминированность (определенность). Предполагает получение однозначного… -результативность. Указывает на наличие таких исходных данных, для которых реализуемый по заданному алгоритму…

Функция языка Basic

X и Y - произвольные числовые выражения. I и J - целые выражения. X$ и Y$ - строковые выражения.

База данных Access

В Access база данных обозначает файл, содержащий набор информации. Каждая база данных состоит из основных объектов: таблиц, запросов, форм, отчётов,…