Студопедия

Главная страница Случайная страница

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Билет № 4 Эволюция ЭВМ. Функциональная схема ЭВМ. Принципы построения ЭВМ.




ОТВЕТЫ НА ВОПРОСЫ

Билет № 1 Информация. Классификация информации. Виды информации. Свойства информации.

Термин информация происходит от латинского слова informatio, что означает разъяснение, осведомление, изложение.

Информация - сведения об объектах и явлениях окружающей среды, их параметрах, свойствах и состоянии, которые уменьшают имеющуюся о них степень неопределенности, неполноты знаний.

Эффективность использования информации зависит от ее качества, которое определяется следующими свойствами:

1) Репрезентативность - правильность представления информации об объекте.

2) Содержательность - отсутствие ненужной информации.

3) Достаточность (полнота) информации означает, что она содержит минимальный, но достаточной для принятия правильного решения набор данных.

4) Доступность - т.е. форма информации должна иметь вид, понятной человеку.

5) Актуальность определяется степенью сохранения ценности информации в момент ее использования.

6) Своевременность информации означает ее поступление не позже заранее назначенного момента времени.

7) Точность определяется степенью близости получаемой информации к реальному состоянию объекта, процесса, явления и т.д.

8) Достоверность информации определяется ее свойством отражать реально существующие объекты с необходимой точностью.

9) Устойчивость информации отражает ее способность реагировать на изменения исходных данных без нарушения необходимой точности.

Исторически носителями данных были глиняные таблички, затем папирус, а в настоящее время самым распространенным носителем данных является бумага. Регистрация данных на бумаге осуществляется изменением оптических характеристик ее поверхности (изменение коэффициента отражения поверхности). В информатике широко распространены магнитные носители (дискеты и диски), а в последнее время все больше используются оптические носители. От носителей данных существенно зависит полнота, доступность и достоверность. Важным также является и количество данных, размещаемых на принятой единице измерения (например, на одной странице размещается примерно 2000 символов, а на одной дискете можно разместить примерно 700 страниц текста).

Однако для извлечения информации с бумажного носителя необходимо обладать зрением и иметь достаточную освещенность. Для извлечения информации с дискеты необходимо кроме этого соответствующее оборудование.

Чтобы зарегистрировать данные на бумажном носителе, люди придумали систему кодирования – естественный человеческий язык. Каждая нация исторически создавала свою систему кодирования. Известны и другие системы кодирования, например, азбука Морзе, код Брайля для слепых.



Билет № 2Измерение информации. Основные подходы к измерению информации. Единицы измерения информации.

Подход к информации как мере уменьшения неопределенности знания позволяет количественно измерять информацию, что чрезвычайно важно для информатики.
Пусть у нас имеется монета, которую мы бросаем на ровную поверхность. С равной вероятностью произойдет одно из двух возможных событий — монета окажется в одном из двух положений: «орел» или «решка».
Перед броском существует неопределенность наших знаний (возможны два события), и как упадет монета — предсказать невозможно. После броска наступает полная определенность, так как мы видим, что монета в данный момент находится в определенном положении (например, «орел»). Это приводит к уменьшению неопределенности наших знаний в два раза, поскольку из двух возможных равновероятных событий реализовалось одно.
Имеется формула, которая связывает между собой число возможных событий N и количество информации I:

По этой формуле легко определить число возможных событий, если известно количество информации. Так, для кодирования одного символа требуется 8 бит информации, следовательно, число возможных событий (символов) составляет:
В информатике данные кодируются с использованием цифр двоичной арифметики, то есть, 1 и 0. Минимальная единица информации – 1 бит, принимающая значение 0 или 1. Более крупная единица информации – 1 байт, равный 8 битам. Байт может принимать одно из 256 значений (28=256). Для кодирования одного символа использовался 1 байт (код ASCII – American Standard Code for Information Interchange). В последнее время для кодирования одного символа используется 2 байта (Unicode). Это позволяет закодировать 65536 различных символов. Проблемы кодирования графических данных, звуковой и видеоинформации пока рассматривать не будем.



Последующие единицы информации:

- 1 килобайт = 1024 байта (210 = 1024)

- 1 мегабайт = 1024 килобайта (1 048 576)

- 1 гигабайт = 1024 мегабайта (1 073 741 824)

- 1 терабайт = 1024 гигабайта

- 1 петабайт = 1024 терабайта

- 1 экзабайт = 1024 петабайта

Билет № 3Информационные процессы. Характеристика основных информационных процессов.

В современном мире роль информатики, средств обработки, передачи, накопления информации неизмеримо возросла. Средства информатики и вычислительной техники сейчас во многом определяют научно-технический потенциал страны, уровень развития ее народного хозяйства, образ жизни и деятельности человека.

Для целенаправленного использования информации ее необходимо собирать, преобразовывать, передавать, накапливать и систематизировать. Все эти процессы, связанные с определенными операциями над информацией, будем называть информационными процессами.

Человек воспринимает информацию с помощью органов чувств, а для обмена информацией между людьми используются языки. За время развития человеческого общества таких языков возникло очень много. Прежде всего, это родные языки (русский, татарский, английский и др.), на которых говорят многочисленные народы мира. Роль языка для человечества исключительно велика. Без него, без обмена информацией между людьми было бы невозможным возникновение и развитие общества.

Информационные процессы характерны не только для живой природы, человека, общества. Человечеством созданы технические устройства — автоматы, работа которых также связана с процессами получения, передачи и хранения информации. Например, автоматическое устройство, называемое термостатом, воспринимает информацию о температуре помещения и в зависимости от заданного человеком температурного режима включает или отключает отопительные приборы.

Деятельность человека, связанную с процессами получения, преобразования, накопления и передачи информации, называют информационной деятельностью.

Тысячелетиями предметами труда людей были материальные объекты. Все орудия труда от каменного топора до первой паровой машины, электромотора или токарного станка были связаны с обработкой вещества, использованием и преобразованием энергии. Вместе с тем человечеству пришлось решать задачи управления, задачи накопления, обработки и передачи информации, опыта, знания, возникают группы людей, чья профессия связана исключительно с информационной деятельностью. В древности это были, например, военачальники, жрецы, летописцы, затем — ученые и т. д.

Однако число людей, которые могли воспользоваться информацией из письменных источников, было ничтожно мало. Во-первых, грамотность была привилегией крайне ограниченного круга лиц и, во-вторых, древние рукописи создавались в единичных (иногда единственных) экземплярах.

Новой эрой в развитии обмена информацией стало изобретение книгопечатания. Благодаря печатному станку, созданному И. Гутенбергом в 1440 году, знания, информация стали широко тиражируемыми, доступными многим людям. Это послужило мощным стимулом для увеличения грамотности населения, развития образования, науки, производства.

По мере развития общества постоянно расширялся круг людей, чья профессиональная деятельность была связана с обработкой и накоплением информации. Постоянно рос и объем человеческих знаний, опыта, а вместе с ним количество книг, рукописей и других письменных документов. Появилась необходимость создания специальных хранилищ этих документов — библиотек, архивов. Информацию, содержащуюся в книгах и других документах, необходимо было не просто хранить, а упорядочивать, систематизировать. Так возникли библиотечные классификаторы, предметные и алфавитные каталоги и другие средства систематизации книг и документов, появились профессии библиотекаря, архивариуса.

В результате научно-технического прогресса человечество создавало все новые средства и способы сбора, хранения, передачи информации. Но важнейшее в информационных процессах — обработка, целенаправленное преобразование информации осуществлялось до недавнего времени исключительно человеком.

Вместе с тем постоянное совершенствование техники, производства привело к резкому возрастанию объема информации, с которой приходится оперировать человеку в процессе его профессиональной деятельности.

Развитие науки, образования обусловило быстрый рост объема информации, знаний человека. Если в начале прошлого века общая сумма человеческих знаний удваивалась приблизительно каждые пятьдесят лет, то в последующие годы — каждые пять лет.

Выходом из создавшейся ситуации стало создание компьютеров, которые во много раз ускорили и автоматизировали процесс обработки информации.

Первая электронная вычислительная машина «ЭНИАК» была разработана в США в 1946 году. В нашей стране первая ЭВМ была создана в 1951 году под руководством академика В. А. Лебедева.

В настоящее время компьютеры используются для обработки не только числовой, но и других видов информации. Благодаря этому информатика и вычислительная техника прочно вошли в жизнь современного человека, широко применяются в производстве, проектно-конструкторских работах, бизнесе и многих других отраслях.

Компьютеры в производстве используются на всех этапах: от конструирования отдельных деталей изделия, его дизайна до сборки и продажи. Система автоматизированного производства (САПР) позволяет создавать чертежи, сразу получая общий вид объекта, управлять станками по изготовлению деталей. Гибкая производственная система (ГПС) позволяет быстро реагировать на изменение рыночной ситуации, оперативно расширять или сворачивать производство изделия или заменять его другим.

Разработка способов и методов представления информации, технологии решения задач с использованием компьютеров, стала важным аспектом деятельности людей многих профессий.

 

Билет № 4 Эволюция ЭВМ. Функциональная схема ЭВМ. Принципы построения ЭВМ.

 

Деятельность человека всегда связана с процессами получения, преобразования, накопления и передачи информации.

Важнейшим историческим этапом в развитии процесса обмена информацией, знаниями в человеческом обществе стало создание письменности. Язык и информация, отражаемая им, получил и материальную основу. Сначала это были камень, глина и дерево, затем папирус и, наконец, бумага. С изобретением письменности (около 5 тысяч лет назад) человечество получило возможность обмениваться информацией не только при непосредственном общении людей, но и записывать ее, хранить я передавать следующим поколениям.

В Древнем Китае (около 4 тысяч лет назад) были изобретены счеты. Греки и римляне более двух тысячелетий назад начали использовать «абак» — счетную доску, на которой числа изображались определенным количеством камешков, а действия над числами — передвижением этих камешков.

В 1642 году известный французский физик и математик Б. Паскаль изобрел арифмометр — устройство для сложения и вычитания чисел, а двадцать лет спустя немецкий математик Г. Лейбниц сконструировал арифмометр, выполнявший все четыре арифметических действия.

Арифмометры несколько столетий верно служили людям, являясь незаменимым помощником человека в бухгалтерском учете, проведении научных расчетов и других областях его деятельности. Однако возможности арифмометров были ограничены — скорость вычислений на них была невелика, «память» арифмометра могла хранить лишь результат очередной арифметической операции.

В конце прошлого века в США проводилась первая перепись населения. В преддверии этой работы, связанной с учетом и обобщением огромного количества данных о многомиллионном населении, американский инженер Г. Холлерит сконструировал электромеханическое вычислительное устройство — табулятор. Табулятор в несколько раз превосходил арифмометр по скорости вычислений, имел память на перфокартах — картонных картах, на которых пробивались (перфорировались) специальные отверстия. Определенная система отверстий изображала число. Табуляторы нашли широкое применение и были предшественниками вычислительных машин нашего времени.

Первая электронная вычислительная машина «ЭНИАК» была создана в США в 1946 году. В нашей стране первая ЭВМ «МЭСМ-1» была разработана в 1951 году под руководством академика В. А. Лебедева.

Первые компьютеры были дорогостоящими, громоздкими устройствами, требующими для эксплуатации больших, специально оборудованных помещений. Их обслуживали десятки программистов и инженеров. Средства «общения» человека с машиной были весьма ограничены — все данные, вводимые в ЭВМ, набивались на перфокарты. Машинные языки были сложны, и ими владели лишь профессиональные программисты. «Машинное время» (т.е. время работы на ЭВМ) стоило дорого. В 50—60-е годы ЭВМ создавались для ускорения и автоматизации вычислительной работы. Область их применения ограничивалась, как правило, выполнением огромного объема однообразной вычислительной работы. Это имеет место, например, при вычислениях траектории движения спутников или начислениях зарплаты на большом предприятии.

Ситуация с использованием вычислительной техники стала принципиально меняться в 70-х годах. Во-первых, благодаря разработке новой технологии удалось в сотни раз уменьшить размеры и стоимость электронных элементов ЭВМ. Компьютер стал помещаться на письменном столе и предназначаться для использования одним человеком. Такие компьютеры получили наименование «персональных ЭВМ». Во-вторых, изменились средства общения человека с компьютером. Теперь человек может обращаться к ЭВМ с помощью клавиатуры (подобной клавиатуре пишущей машинки), а машина вести диалог с человеком и выдавать решения поставленных задач в виде текста или рисунков на телевизионном экране. В-третьих, получили дальнейшее развитие языки общения с компьютером.

С изменением элементной базы ЭВМ значительно изменялись характеристики, внешний вид и возможности компьютеров. Каждые 10—12 лет происходил резкий скачок в конструкции и способах производства ЭВМ.

В ЭВМ первого поколения элементы электронных схем изготовлялись на базе вакуумных электронных ламп. Машины первого поколения занимали громадные залы, весили сотни тонн и расходовали сотни киловатт электроэнергии.

Появление ЭВМ второго поколения стало возможным благодаря изобретению транзисторов. Резкое уменьшение размеров транзисторов по сравнению с радиолампами позволило делать блоки ЭВМ в виде так называемых печатных плат. Использование транзисторов и печатных плат позволило значительно уменьшить размеры ЭВМ и потребление энергии.

Основу ЭВМ третьего поколения составляют так называемые интегральные схемы. Благодаря изобретению интегральных схем резко повысился уровень надежности электронных схем при значительном падении их стоимости благодаря уменьшению размеров и автоматизации их проектирования и производства. В ЭВМ третьего поколения применялись интегральные схемы, содержащие более тысячи элементов на одном кристалле.

ЭВМ четвертого поколения используют большие интегральные схемы (БИС), в которых количество элементов на кристалле кремния равно десяткам тысяч. Процессор ЭВМ стал целиком размещаться на одном кристалле кремния. Такие процессоры получили название микропроцессоров. В результате на одной плате оказалось возможным разместить электронные схемы всех устройств ЭВМ, а саму ЭВМ, которая еще двадцать лет назад занимала большой зал, сделать по габаритам и по стоимости доступной для индивидуального применения на рабочем месте пользователя. Так появились персональные ЭВМ.


.

mylektsii.ru - Мои Лекции - 2015-2019 год. (0.007 сек.)Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав Пожаловаться на материал