Понятие информации и программного обеспечения

Тип работы:
Реферат
Предмет:
Программирование


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

Содержание

Введение

1. Меры и единицы количества и объема информации

1.1 Единицы измерения информации

1.2 Методы измерения количества информации

2. Классификация программного обеспечения. Виды программного обеспечения и их характеристики

2.1 Что такое программное обеспечение

2.2 Виды программного обеспечения

2.3 Классификация программного обеспечения

3. Понятие и основные виды архитектуры ЭВМ. Принципы работы

3.1 Понятие «Архитектура ЭВМ»

3.2 Классическая архитектура ЭВМ. Принципы Фон Неймана

Заключение

Список используемой литературы

Введение

Базовым понятием информатики является информация. Любая деятельность человека представляет собой процесс сбора и переработки информации, принятия на ее основе решений и их выполнения. С появлением современных средств вычислительной техники информация стала выступать в качестве одного из важнейших ресурсов научно-технического прогресса. Прогресс человечества неизбежно влечет увеличение общего объема информации, которым оно располагает, причем объем этот растет гораздо быстрее, чем население земного шара и его материальные потребности. Информация содержится в человеческой речи, текстах книг, журналов, газет, сообщениях радио и телевидения, показаниях приборов и т. д. Человек воспринимает информацию с помощью органов чувств. Хранит и перерабатывает ее с помощью мозга и центральной нервной системы. Передаваемая информация обычно касается каких-то предметов или нас самих и связана с событиями, происходящими в окружающем нас мире.

В настоящее время не существует единого определения термина информация. С точки зрения различных областей знания, данное понятие описывается своим специфическим набором признаков. В информатике широко используется такое определение: «информация — сведения, передаваемые источником получателю (приёмнику)» [7; с. 27]. Информация всегда связана с материальным носителем, с материальными процессами и имеет некоторое представление. Информация, представленная в какой-либо форме, называется сообщением. Сообщения представляются в виде сигналов и данных. Сигналы используются для передачи информации в пространстве между источником и получателем, а данные — для хранения.

1. Меры и единицы количества и объема информации

1.1 Единицы измерения информации

Для информации существуют свои единицы измерения информации. Если рассматривать сообщения информации как последовательность знаков, то их можно представлять битами, а измерять в байтах, килобайтах, мегабайтах, гигабайтах, терабайтах и петабайтах.

Единицей измерения количества информации является бит — это наименьшая (элементарная) единица. 1бит — это количество информации, содержащейся в сообщении, которое вдвое уменьшает неопределенность знаний о чем-либо.

Байт — основная единица измерения количества информации. Байтом называется последовательность из 8 битов. Байт — довольно мелкая единица измерения информации. Например, 1 символ — это 1 байт.

Производные единицы измерения количества информации:

1 байт=8 битов

1 килобайт (Кб)=1024 байта =210 байтов

1 мегабайт (Мб)=1024 килобайта =210 килобайтов=220 байтов

1 гигабайт (Гб)=1024 мегабайта =210 мегабайтов=230 байтов

1 терабайт (Гб)=1024 гигабайта =210 гигабайтов=240 байтов

Запомните, приставка КИЛО в информатике — это не 1000, а 1024, то есть 210.

1.2 Методы измерения количества информации

Итак, количество информации в 1 бит вдвое уменьшает неопределенность знаний. Связь же между количеством возможных событий N и количеством информации I определяется формулой Хартли:

N=2i

Алфавитный подход к измерению количества информации, при этом подходе отвлекаются от содержания (смысла) информации и рассматривают ее как последовательность знаков определенной знаковой системы. Набор символов языка, т. е. его алфавит можно рассматривать как различные возможные события. Тогда, если считать, что появление символов в сообщении равновероятно, по формуле Хартли можно рассчитать, какое количество информации несет в себе каждый символ:

I=log2N.

Вероятностный подход к измерению количества информации — этот подход применяют, когда возможные события имеют различные вероятности реализации. В этом случае количество информации определяют по формуле Шеннона:

где

I — количество информации,

N — количество возможных событий,

Pi — вероятность i-го события.

2. Классификация программного обеспечения. Виды программного обеспечения и их характеристики

2.1 Что такое программное обеспечение

В основу работы компьютеров положен программный принцип управления, состоящий в том, что компьютер выполняет действия по заранее заданной программе. Этот принцип обеспечивает универсальность использования компьютера: в определенный момент времени решается задача соответственно выбранной программе.

Для нормального решения задач на компьютере нужно, чтобы программа была отлажена, не требовала доработок и имела соответствующую документацию. Поэтому относительно работы на компьютере часто используют термин Программное обеспечение (ПО, software), под которым понимают совокупность программ, выполняемых вычислительной системой.

К программному обеспечению (ПО) относится вся область деятельности по проектированию и разработке ПО:

— технология проектирования программ (например, нисходящее проектирование, структурное и объектно-ориентированное проектирование и др.);

— 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.

Программное обеспечение — неотъемлемая часть компьютерной системы. Оно является логическим продолжением технических средств. Сфера применения конкретного компьютера определяется созданным для него ПО. Сам по себе компьютер не обладает знаниями ни в одной области применения. Все эти знания сосредоточены в выполняемых на компьютерах программах.

Программное обеспечение в настоящее время составляет сотни тысяч программ, которые предназначены для обработки самой разнообразной информации с самыми различными целями.

2.2 Виды программного обеспечения

Все программы, работающие на компьютере, можно условно разделить на три вида:

— прикладные программы, непосредственно обеспечивающие выполнение необходимых пользователям работ;

— системные программы, предназначены для управления работой вычислительной системы, выполняют 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.

2.3 Классификация программного обеспечения

При построении классификации ПО нужно учитывать тот факт, что стремительное развитие вычислительной техники и расширение сферы приложения компьютеров резко ускорили процесс эволюции программного обеспечения. Соотношение между требующимися программными продуктами и имеющимися на рынке меняется очень быстро. Даже классические программные продукты, такие, как операционные системы, непрерывно развиваются и наделяются интеллектуальными функциями, многие из которых ранее относились только к интеллектуальным возможностям человека.

Рисунок 1 Основные категории ПО

Прикладная программа -- это любая конкретная программа, способствующая решению какой-либо задачи в пределах данной проблемной области.

Прикладные программы могут носить и общий характер, например, обеспечивать составление и печатание документов и т. п.

Редакторы документов — это наиболее широко используемый вид прикладных программ. Они позволяют подготавливать документы гораздо быстрее и удобнее, чем с помощью пишущей машинки. Текстовые редакторы могут обеспечивать выполнение разнообразных функций, а именно:

— редактирование строк текста;

— возможность использования различных шрифтов символов;

— копирование и перенос части текста с одного места на другое или из одного документа в другой;

— контекстный поиск и замена частей текста;

— задание произвольных межстрочных промежутков;

— автоматический перенос слов на новую строку;

— автоматическая нумерацию страниц;

— обработка и нумерация сносок;

— выравнивание краев абзаца;

— создание таблиц и построение диаграмм;

— проверка правописания слов и подбор синонимов;

— построение оглавлений и предметных указателей;

— распечатка подготовленного текста на принтере в нужном числе экземпляров и т. п.

Возможности текстовых редакторов различны -- от программ, предназначенных для подготовки небольших документов простой структуры, до программ для набора, оформления и полной подготовки к типографскому изданию книг и журналов (издательские системы).

Представители редакторов документов — программы Microsoft Word, Wordpad, Microsoft Publisher, Corel Ventua и Adobe ageMaker.

Табличные процессоры. При работе с табличным процессором на экран выводится прямоугольная таблица, в клетках которой могут находиться числа, пояснительные тексты и формулы для расчета значения в клетке по именующимся данным. Все распространенные табличные процессоры позволяют вычислять значения элементов таблиц по заданным формулам, строить по данным в таблицах различные графики и т. д.

Табличные процессоры представляют собой удобное средство для проведения бухгалтерских и статистических расчетов. В каждом пакете имеются сотни встроенных математических функций и алгоритмов статистической обработки данных.

Специальные средства позволяют автоматически получать и распечатывать настраиваемые отчеты с использованием десятков различных типов таблиц, графиков, диаграмм, снабжать их комментариями и графическими иллюстрациями.

Табличные процессоры имеют встроенную справочную систему, предоставляющую пользователю информацию по конкретным командам меню и другие справочные данные. Многомерные таблицы позволяют быстро делать выборки в базе данных по любому критерию. Представители семейства табличных процессоров: Microsoft Excel, Quatro Pro, Lotus 1−2-3.

Графические редакторы позволяют создавать и редактировать рисунки. В простейших редакторах предоставляются возможности рисования линий, кривых, раскраски областей экрана, создание надписей различными шрифтами и т. д. Большинство редакторов позволяют обрабатывать изображения, полученные с помощью сканеров. Представители графических редакторов — программы Adobe Photoshop, Corel Draw.

Правовые базы данных содержат тексты нормативных документов и предоставляют возможности справки, контекстного поиска, распечатки и т. д. Представители правовых баз данных — пакеты Гарант и Консультант+.

Системы автоматизированного проектирования (САПР) или CAD (англ. Computer-Aided Design) -- программный пакет, предназначенный для создания чертежей, конструкторской и/или технологической документации и/или 3D моделей. Среди систем малого и среднего класса в мире наиболее популярна система AutoCad фирмы AutoDesk. Отечественный пакет с аналогичными функциями — Компас.

Системы управления базами данных (СУБД) позволяют управлять большими информационными массивами — базами данных. Программные системы этого вида позволяют обрабатывать на компьютере массивы информации, обеспечивают ввод, поиск, сортировку выборку записей, составление отчетов и т. д. Представители данного класса программ — Microsoft Access, Clipper, Paradox, FoxPro.

3. Понятие и основные виды архитектуры ЭВМ. Принципы работы

3.1 Понятие «Архитектура ЭВМ»

Термин «архитектура ЭВМ используется для описания принципа действия, конфигурации и взаимного соединения основных логических узлов ЭВМ „архитектура“».

Однако описание внутренней структуры ЭВМ вовсе не является самоцелью: с точки зрения архитектуры представляют интерес лишь те связи и принципы, которые являются наиболее общими, присущими многим конкретным реализациям вычислительных машин. Часто говорят даже о семействах ЭВМ, т. е. группах моделей, совместимых между собой. В пределах одного семейства основные принципы устройства и функционирования машин одинаковы, хотя отдельные модели могут существенно различаться по производительности, стоимости и другим параметрам.

Именно то общее, что есть в строении ЭВМ, и относят к понятию архитектуры. Важно отметить, что целью такой общности, в конечном счете, служит вполне понятное стремление: все машины одного семейства, независимо от их конкретного устройства и фирмы-производителя, должны быть способны выполнять одну и ту же программу. Отсюда неизбежно следует вывод, что с точки зрения архитектуры важны не все сведения о построении ЭВМ, а только те, которые могут как-то использоваться при программировании и «пользовательской» работе с ЭВМ. Ниже приводится перечень тех наиболее общих принципов построения ЭВМ, которые относятся к архитектуре:

— структура памяти ЭВМ;

— способы доступа к памяти и внешним устройствам;

— возможность изменения конфигурации компьютера;

— система команд;

— форматы данных;

— организация интерфейса.

Суммируя все вышеизложенное, получаем следующее определение архитектуры:

«Архитектура-это наиболее общие принципы построения ЭВМ, реализующие программное управление работой и взаимодействием основных ее функциональных узлов».

3.2 Классическая архитектура ЭВМ. Принципы Фон Неймана

Ранее все вычислительные машины хранили обрабатываемые числа в десятичном виде. Авторы убедительно продемонстрировали преимущества двоичной системы для технической реализации, удобство и простоту выполнения в ней арифметических и логических операций. В дальнейшем ЭВМ стали обрабатывать и нечисловые виды информации — текстовую, графическую, звуковую и другие, но двоичное кодирование данных по-прежнему составляет информационную основу любого современного компьютера.

Еще одной поистине революционной идеей, значение которой трудно переоценить, является предложенный Нейманом принцип «хранимой программы». Первоначально программа задавалась путем установки перемычек на специальной коммутационной панели. Это было весьма трудоемким занятием: например, для изменения программы машины ENIAC требовалось несколько дней. Нейман первым догадался, что программа может также храниться в виде набора нулей и единиц, причем в той же самой памяти, что и обрабатываемые ею числа. Отсутствие принципиальной разницы между программой и данными дало возможность ЭВМ самой формировать для себя программу в соответствии с результатами вычислений.

Фон Нейман не только выдвинул основополагающие принципы логического устройства ЭВМ, но и предложил ее структуру, которая воспроизводилась в течение первых двух поколений ЭВМ. Основными блоками по Нейману являются устройство управления (УУ) и арифметико-логическое устройство (АЛУ) (обычно объединяемые в центральный процессор), память, внешняя память, устройства ввода и вывода.

Устройство управления и арифметико-логическое устройство в современных компьютерах объединены в один блок — процессор, являющийся преобразователем информации, поступающей из памяти и внешних устройств. Память (ЗУ) хранит информацию (данные) и программы. Запоминающее устройство у современных компьютеров «многоярусно» и включает оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), хранящее ту информацию, с которой компьютер работает непосредственно в данное время и внешние запоминающие устройства (ВЗУ) гораздо большей емкости, чем ОЗУ, но с существенно более медленным доступом. На ОЗУ и ВЗУ классификация устройств памяти не заканчивается — определенные функции выполняют и СОЗУ (сверхоперативное запоминающее устройство), и ПЗУ (постоянное запоминающее устройство), и другие подвиды компьютерной памяти.

Разработанные фон Нейманом основы архитектуры вычислительных устройств оказались настолько фундаментальными, что получили в литературе название «фон-неймановской архитектуры». Подавляющее большинство вычислительных машин на сегодняшний день — фон-неймановские машины. Исключение составляют лишь отдельные разновидности систем для параллельных вычислений, в которых отсутствует счетчик команд, не реализована классическая концепция переменной и имеются другие существенные принципиальные отличия от классической модели (примерами могут служить потоковая и редукционная вычислительные машины).

Заключение

информация программный электронный

На сегодняшний день в мире существует более 130 миллионов компьютеров и более 80% из них объединены в различные информационно-вычислительные сети от малых локальных сетей в офисах до глобальных сетей типа Internet. Всемирная тенденция к объединению компьютеров в сети обусловлена рядом важных причин, таких как ускорение передачи информационных сообщений, возможность быстрого обмена информацией между пользователями, получение и передача сообщений (факсов, E-Mail писем и прочего) не отходя от рабочего места, возможность мгновенного получения любой информации из любой точки земного шара, а так же обмен информацией между компьютерами разных фирм производителей работающих под разным программным обеспечением.

Такие огромные потенциальные возможности, которые несет в себе вычислительная сеть и тот новый потенциальный подъем, который при этом испытывает информационный комплекс, а так же значительное ускорение производственного процесса не дают нам право не принимать это к разработке и не применять их на практике.

Поэтому необходимо разработать принципиальное решение вопроса по организации ИВС (информационно-вычислительной сети) на базе уже существующего компьютерного парка и программного комплекса отвечающего современным научно-техническим требованиям с учетом возрастающих потребностей и возможностью дальнейшего постепенного развития сети в связи с появлением новых технических и программных решений.

Список используемой литературы

1. Воройский Ф. С. Информатика. Энциклопедический словарь-справочник / Ф. С. Воройский. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2006. — 768 с.

2. Информатика / под ред. Б. В. Соболя. Ростов-на-Дону: Феникс, 2007. — 446 с.

3. Информатика / под ред. Г. Н. Хубаева. Ростов-на-Дону: МарТ, 2010. — 288 с.

4. Информатика и информационные технологии / под ред. Ю. Д. Романовой. -- М.: Эксмо, 2008. — 592 с.

5. Колин К. Информационная глобализация общества и гуманитарная революция / К. Колин // Alma Mater. — 2002. — № 8. — С. 32−34.

6. Меняев М. Ф. Информатика и основы программирования / М. Ф. Меняев. -- М.: Омега-Л, 2007. -- 458 с.

7. Острейковский В.А., Полякова, И. В. Информатика. Теория и практика / В. А. Острейковский, И. В. Полякова. — М.: Оникс, 2008. — 608 с.

8. Румянцева Е. Л., Слюсарь, В. В. Информационные технологии / Е. Л. Румянцева, В. В. Слюсарь. М.: Инфра-М, 2007. — 256 с.

9. Степанов А. Н. Информатика / А. Н. Степанов. СПб.: Питер, 2006. -- 684 с.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой