М.Є. Крекін
Основи інформатики та інформаційних технологій
У цьому році у вашому розкладі з'явився новий предмет - "Основи інформатики та інформаційних технологій". Чим же вам доведеться займатися на цих уроках?
Інформатіка1 - науково-технічний напрям, що займається загальними принципами автоматизованої роботи з різною інформацією. Але на уроках ми будемо не тільки знайомитися з деякими з цих принципів, але і вчитися використовувати комп'ютер для вирішення різних практичних завдань. Ви дізнаєтеся, як з його допомогою можна малювати і рахувати, знаходити потрібні відомості та писати розповіді, будувати графіки і листуватися з різними, що живуть дуже далеко, людьми ... І все це - робота з інформацією.
Але що ж це таке - інформація2? Дати суворе визначення цього поняття неможливо, як неможливо дати строге визначення точки, прямої, матерії та інших базових понять різних наук. Ми будемо розуміти під інформацією різні знання, відомості про реальний світ. Ці знання можна розділити на дві категорії: знання фактів ("Я знаю, що ...", декларатівние3 знання) і знання правил (" Я знаю, як ...", процедурние4 знання). Для того щоб правильно визначити свої дії в конкретної ситуації одно необхідні і ті, і інші.
Всі живі істоти можуть сприймати подібну інформацію (запахи, смаки, шуми і багато іншого). Людина ж ще вміє представляти свої знання в знаковій (символьному) вигляді. З різних символів (букв, цифр, розділових знаків) складається текст; з символів - тільки вже звукових (фонем5) - складається усне мовлення. Можна передати інформацію за допомогою жестів. І це теж - символи.
Знакову систему для подання інформації називають мовою, а повний набір символів мови - його алфавітом. Мови діляться на розмовні (природні) і формальні. Формальні мови спеціально створюються, частіше за все для певної галузі людської діяльності (наприклад, мова математики). У обчислювальній техніці теж використовуються особливі формальні мови. Коли інформація представлена у вигляді, придатному для автоматичної обробки, її називають словом "дані".
Які дії людина виконує з інформацією? Їх три: обмін (передача і прийом), зберігання і обробка. Інформація зберігається або у власній пам'яті людини - і тоді їй можна скористатися відразу, або "на зовнішніх носіях" (у книзі, блокноті, на магнітній стрічці і т. п.), звідки її спершу потрібно прочитати.
Майже безперервно людина обробляє інформацію:
отримує нові знання на основі вже відомих йому фактів і правил;
змінює форму подання (наприклад, переводячи на іншу мову);
впорядковує (сортує) інформацію;
шукає її у великому масиві (словнику, довіднику, картотеці і т.п.) ...
При цьому, так само як при обміні і зберіганні, людина найчастіше використовує різні технічні засоби, найбільш універсальним з яких є компьютер6.
Комп'ютер (електронно-обчислювальна машина, ЕОМ) - це комплекс технічних засобів для автоматизованої роботи з інформацією. Кожне з входять до складу комп'ютера пристроїв моделює одну з інформаційних функцій людини. Мозок комп'ютера - процессор7 - обробляє інформацію і командує усіма іншими пристроями. Оброблювані дані знаходяться в оперативній пам'яті, а для тривалого зберігання їх можна записати в "блокнот" - зовнішню пам'ять. Природно, комп'ютер повинен якимось чином отримувати інформацію. Для цього служать пристрої введення (клавіатура, миша, сканер8 та ін.) І, нарешті, за допомогою пристроїв виведення (монітор9, прінтер10 та ін) комп'ютер передає інформацію людині. Пристрої введення і виведення, а також зовнішню пам'ять називають періферійнимі11 (або зовнішніми) пристроями. Процесор, оперативна пам'ять, деякі пристрої зовнішньої пам'яті і схеми управління периферійними пристроями (контрОллери12) зазвичай об'єднуються в системний блок. Всі ці пристрої спілкуються один з одним за допомогою магістралі13. Для підключення зовнішніх пристроїв на системному блоці є роз'єми, які називаються портамі14.
Ще кілька слів про відмінності оперативної та зовнішньої пам'яті. По-перше, дані в оператівной15 пам'яті (оперативний запам'ятовуючий пристрій, ОЗП) можуть бути оброблені процесором безпосередньо, а з зовнішньої їх необхідно спочатку завантажити (перенести) в оперативну. По-друге, ОЗУ зберігає інформацію тільки поки комп'ютер включений, зовнішня ж пам'ять - енергонезалежна. Крім того, зазвичай ємність зовнішніх запам'ятовуючих пристроїв набагато більше.
Як же представлена інформація всередині комп'ютера? Виявляється, технічно найбільш зручно використовувати мову, алфавіт якої містить всього два символи (їх умовно позначають нулем і одиницею), - мова двійкових кодів. За допомогою цих двох символів представляється все розмаїття інформації, з якою працюють сучасні обчислювальні машини: і тексти, і фотографії, і музика, і кінофільми. Надалі ви дізнаєтеся, як це вдається зробити. Поки ж потрібно пам'ятати, що будь-які дані в комп'ютері представлені у вигляді деякої послідовності нулів та одиниць.
Природно, чим довше код, тим більше інформації він містить. Тому в техніці кількість інформації визначають саме по довжині коду. А як еталон при цьому використовують самий короткий код - що складається з одного двійкового символу. Така одиниця кількості інформації одержала назву біт16.
Працювати з безперервною послідовністю символів двійкового алфавіту (тобто коли відсутня пробіл, розмежувач між ними) практично неможливо. Знадобилося угоду про розбивку її на частини фіксованої довжини, які сприймалися б як єдине ціле. Зручним виявилося прийняти довжину цих частин рівною 8 біт. Відповідна кількість інформації було названо байтом.
При роботі з великими обсягами інформації зручніше користуватися більшими одиницями:
1024 байт = 210 байт = 1 кілобайт (Кбайт),
1024 Кбайт = 220 байт = 1 мегабайт (Мбайт),
1024 Мбайт = 230 байт = 1 гігабайт (Гбайт).
Передавати дані від одного пристрою до іншого можна або по одному біту - послідовно, або відразу один або кілька байт - паралельно. По магістралі інформація передається паралельно, а от обмін із зовнішніми пристроями може бути і паралельним, і послідовним. Відповідно і порти бувають паралельними або послідовними.
Примітки
Слово "інформатика" походить від франц. information (інформація) і automatique (автоматика)
Informatio (лат.) - ознайомлення, роз'яснення
Declaratio (лат.) - оголошення
від лат. Procedere - просуватися. Послідовність дій для вчинення будь-які справи
від грец. Phono - звук
Computer (англ.) - обчислювач
Processor (англ.) - той, хто що-небудь обробляє
Scan (англ.) - уважно роздивлятися. Сканер - пристрій для введення зображень
Monitor (англ.) - контрольний пристрій, спостерігач
Printer (англ.) - друкар
Periphereia (грец.) - коло, оточення
Controller (англ.) - регулятор, керуючий пристрій
Magistralis (лат.) - головний. Головна лінія
Porta (лат.) - двері, ворота
Operatio (лат.) - безпосередня дія
bit = binary digit (англ.) - двійкова цифра