|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
|
|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Компьютерные информационные технологии и их классификацияСтр 1 из 17Следующая ⇒
Компьютерные информационные технологии и их классификация Компьютерная информационная технология (КИТ) — это система методов и способов сбора, регистрации, хранения, накопления, поиска, обработки и выдачи информации по запросам пользователей с помощью средств вычислительной и коммуникационной техники. Для современных КИТ характерны: - диалоговый режим решения задачи с широкими возможностями для пользователя; - сквозная информационная поддержка на всех этапах прохождения информации на основе интегрированной базы данных, предусматривающая единую унифицированную форму представления, хранения, поиска, отображения, восстановления и защиты данных; - безбумажный процесс обработки документа, при котором на бумаге фиксируется только окончательный вариант документа, а промежуточные версии и необходимые данные записаны на машинные носители; - возможность коллективного использования документов на основе группы компьютеров, объединенных средствами коммуникаций; - возможность адаптивной перестройки формы и способа представления информации в процессе решения задачи. Компьютерные информационные технологии предполагают: - использование пакетов прикладных программа (ППП) для решения различных задач предметной области; - оформление и тиражирование, рассылку и передачу информации с помощью электронной почты; - поиск и подготовку данных, обмен данными, оформление результатов; - использование различных устройств ввода/вывода информации; - привлечение для принятия решений технологий искусственного интеллекта; - широкое применение средств мультимедиа; - и многое другое. Анализ рынка информационных систем и составляющих компонентов позволяет распределить КИТ на два класса: базовые и прикладные. Причем граница этого деления является условной. Базовые КИТ — технологии, обеспечивающие решение отдельных компонент функциональных задач, а также служащие основой для формирования прикладных технологий информатизации, включают в себя: 1. Современную микроэлектронную базу средств вычислительной техники и телекоммуникаций; 2. Перспективные вычислительные средства (компьютеры нетрадиционной архитектуры, нейрокомпьютеры); 3. Технологии организации вычислительного процесса. Можно привести следующие примеры базовых технологий: технологии операционных систем, непосредственно управляющие работой средств вычислительной техники; технологии архитектуры клиент/сервер, реализуемые в корпоративных сетях для коллективного доступа к информационным ресурсам вычислительных систем; технологии многопроцессорной обработки, позволяющие наращивать мощность ЭВМ за счет расширения их вычислительной структуры; технологии нейровычислений, реализующие отдельные виды сложной обработки информации на специально созданных программно-технических устройствах, входящих в состав ЭВМ и работающих по принципам нейронных сетей; технологии автоматизации проектирования (CASE-технологии), осуществляющие разработку информационных систем, не используя для этих целей языков программирования; телекоммуникационные технологии, обеспечивающие взаимодействие в сетях на основе единых стандартов; технологии Intranet и Internet; технологии аналого-цифровых преобразований, позволяющие преобразовывать данные из цифровой формы в аналоговый вид, что позволяет производить их компьютерную обработку; технологии распознавания образов и синтеза речи, автоматизирующие процесс распознавания объектов реального мира; технологии создания и распространения информации на компакт-дисках; технологии криптозащиты; технологии резервирования и восстановления информации; технологии человеко-машинного интерфейса, обеспечивающие унификацию взаимодействия человека и ЭВМ; и др. Прикладные КИТ — технологии, формируемые на основе базовых и ориентированные на полную информатизацию объекта, т.е. комплексное решение функциональной задачи. Они реализуют типовые процедуры обработки информации в конкретной предметной области. К прикладным КИТ можно отнести следующие технологии: технологии автоматизации офиса; технологии систем контроля и качества; технологии систем управления запасами; технологии автоматизации банковской деятельности; технологии бухгалтерских систем; технологии автоматизации торговли; технологии издательских систем; технологии машинного перевода; технологии туристической деятельности; и т.д. Роль информатизации в современном обществе Потоки информации постоянно растут, и неизбежно наступает информационный барьер, когда сложность задач обработки информационных потоков превышает человеческие возможности. Человек, являясь основным носителем прогресса, начинает непроизвольно сдерживать его движение, будучи не в состоянии воспринять и переработать весь объем информации, необходимой для принятия своевременного решения. И тогда на помощь ему приходят новые информационные технологии, компьютеризация и информатизация общества. Успех компьютеризации может быть обеспечен при трех условиях: высоком качестве техники, программных средств и хорошо организованном сервисе обслуживания. Из года в год растут требования к высокой технической культуре и компьютерной грамотности людей. Поэтому в комплекс наиболее необходимых знаний включают и компьютерную грамотность. Можно выделить следующие сферы информатизации и компьютеризации общества: 1. Организация экономической информации на предприятиях. Предприятию постоянно нужна достоверная и оперативная информация о номенклатуре, ценах и изготовителях изделия, о рынках труда и сбыта, о спросе и предложении в стране и за рубежом и т.п. 2. Создание системы информационных услуг для населения с использованием компьютеров, которая значительно сберегает время и освобождает людей для самообразования и творческой работы. 3. Организация системы здравоохранения и социального обеспечения с применением ЭВМ, позволяющей наладить работу компьютерных консультационных центров, создать диагностические компьютерные экспертные системы, наладить учет и обслуживание инвалидов, одиноких, больных и престарелых людей. 4. Компьютеризация системы образования и науки, которая ускорит и обеспечит процесс добывания знаний за счет создания обучающих систем и доступных баз знаний; систем электронных книг и журналов и т.п. Информатика как наука Как известно, характерной чертой XX и XXI вв. является овладение человечеством компьютерной техникой, которая настолько плотно вошла и производственную сферу и в повседневную жизнь, что теперь трудно найти задачу, решение которой в какой-либо степени не предполагало бы использование вычислительной техники. Еще в 60-х гг. прошлого века во Франции был введен термин «информатика» как результат слияния слов «информация» и «автоматика». Иначе говоря, информатика призвана заниматься автоматизированной обработкой информации. Поэтому информатику обычно рассматривают как техническую науку о методах получения, хранения, накопления, воспроизведения, обработки и передачи информации средствами вычислительной техники. В настоящее время Большой энциклопедический словарь дает следующее определение информатики: «Информатика – это наука об общих свойствах и закономерностях информации, методах ее поиска, передачи, хранения, обработки и использования в различных сферах деятельности» (БЭС, 2003). Кроме того, так как предметом изучения информатики являются свойства информации, закономерности ее переработки и управления в природных, социальных и технических процессах, она становится наукой, играющей важнейшую прикладную роль в естественных, общественных и технических науках. В связи с этим основной задачей информатики является предоставление своего аппарата, методов и понятийной базы другим наукам. Развитие информатики как науки неразрывно связано с развитием техники и поэтому идет параллельно с развитием инженерно-технических возможностей своего времени. Основные понятия информатики XX в. стал веком информации. Информация – это единственный неубывающий ресурс жизнеобеспечения, который к тому же с течением времени возрастает. Так, к концу XX в. количество информации стало удваиваться ежегодно. Такой лавинообразный поток информации серьезно затрудняет ее обработку, поиск и использование. Порой легче создать новый интеллектуальный продукт, чем искать аналоги, созданные прежде. Вот почему сегодня информация стала товаром первой необходимости, а истина «кто владеет информацией, тот владеет миром» – расхожей. Информационные ресурсы приобретают такую же важность, как материалы или энергия, т.е. постепенно происходит переход от индустриальной экономики к экономике, основанной на информации. Термин " информация" происходит от лат. information – разъяснение, изложение, осведомление о каком-либо факте или событии. В последнее время информацию чаще относят к разделу общенаучных понятий, так как она выходит за рамки какой-то одной отрасли знаний и используется многими науками. Под информацией понимают совокупность фактов, явлений, событий, представляющих интерес и подлежащих регистрации и обработке. Процесс осмысления понятия информации в жизни и деятельности человека продолжается. В настоящее время имеются несколько взглядов на понятие информации. С точки зрения философии, информация – это категория, представляющая собой отражение объективного мира, его причинных и следственных связей. Известен также технологический (прикладной) подход к понятию информации. В этом случае при любой обработке сведения на входе процедуры обработки не являются еще информацией, а играют роль информационного «сырья». Сведения, получаемые на выходе процедуры (при условии, что в результате обработки достигается поставленная цель), – это и есть информация, т.е. готовая продукция. Сущность обработки состоит в том, что из «сырого информационного ресурса» производится извлечение нужных получателю сведений — информации. В теории информации под термином «информация» понимается такое сообщение, которое содержит факты, неизвестные ранее потребителю и дополняющие его представление об изучаемом и анализируемом объекте (процессе, явлении). Иначе говоря, по К.Э. Шеннону, информация – это снятая неопределенность, т.е. с точки зрения теории информацией могут быть лишь те сведения, которые позволяют устранить меру неопределенности в системе, и лишь получатель этих сведений может установить, представляют ли они собой информацию. В зависимости от области знаний различают научную, техническую, производственную, правовую и другую информацию, каждая из которых несет особую смысловую нагрузку. В теории информации термин " информация" соседствует с таким понятием, как «данные». Под данными понимают сведения о состоянии любого объекта. Данные – это информация, представленная в виде, удобном для передачи, интерпретации и обработки. А обработка данных – это некоторая систематизированная последовательность операций, приводящая данные к виду, удобному для получения из них информации. Кроме того, информация из данных получается только в результате воздействия на данные каких-либо методов, т.е. имеет место выражение: Информация = Данные + Методы. В результате одни и те же данные при обработке различными методами могут привести к различной информации. Так, обнаруженный листок с записями номеров телефонов в результате воздействия визуальных методов дает информацию о почерке автора записи, в результате воздействия методов химического анализа расскажет об инструменте письма (виде чернил), а выяснение соответствия каждому номеру данных его владельца выявит не только круг знакомств автора, но и откроет много информации о его личности. Следует также отметить, что нет однозначной связи между формой данных и формой получаемой из них информации, т.е. данные могут быть, например звуковые (или речевые), а информацию они могут дать не только звуковую, но и текстовую (если ее записать словами) или графическую (если озвученные образы нарисовать). Таким образом, информацию можно рассматривать как содержательную часть данных, интерпретированных человеком. Следующим основным (после информации и данных) понятием, на котором базируется информатика как наука, являются знания. Знаниями называют проверенный практикой результат познания действительности, ее верное отражение в сознании человека. Научное знание заключается в понимании действительности (от прошлого к настоящему и будущему), достоверном обобщении фактов, выявлении закономерностей и др. В системах искусственного интеллекта, которые в настоящее время занимают лидирующее положение среди всех компьютерных информационных систем, знания связывают с понятием логического вывода. Поэтому знания можно интерпретировать как информацию, на основе которой реализуется процесс логического вывода. Виды информации Информация может существовать в виде:
Предметы, процессы, явления материального или нематериального свойства, рассматриваемые с точки зрения их информационных свойств, называются информационными объектами. Передача информации Информация передаётся в форме сообщений от некоторого источника информации к её приёмнику посредством канала связи между ними. Источник посылает передаваемое сообщение, которое кодируется в передаваемый сигнал. Этот сигнал посылается по каналу связи. В результате в приёмнике появляется принимаемый сигнал, который декодируется и становится принимаемым сообщением.
Примеры:
Передача информации по каналам связи часто сопровождается воздействием помех, вызывающих искажение и потерю информации. Количество информации Какое количество информации содержится, к примеру, в тексте романа " Война и мир", во фресках Рафаэля или в генетическом коде человека? Ответа на эти вопросы наука не даёт и, по всей вероятности, даст не скоро. А возможно ли объективно измерить количество информации? Важнейшим результатом теории информации является следующий вывод: В настоящее время получили распространение подходы к определению понятия " количество информации", основанные на том, что информацию, содержащуюся в сообщении, можно нестрого трактовать в смысле её новизны или, иначе, уменьшения неопределённости наших знаний об объекте. Эти подходы используют математические понятия вероятности и логарифма
В качестве единицы информации Клод Шеннон предложил принять один бит (англ. bit — bi nary digi t — двоичная цифра).
Бит — слишком мелкая единица измерения. На практике чаще применяется более крупная единица — байт, равная восьми битам. Именно восемь битов требуется для того, чтобы закодировать любой из 256 символов алфавита клавиатуры компьютера (256=28). Широко используются также ещё более крупные производные единицы информации:
В последнее время в связи с увеличением объёмов обрабатываемой информации входят в употребление такие производные единицы, как:
За единицу информации можно было бы выбрать количество информации, необходимое для различения, например, десяти равновероятных сообщений. Это будет не двоичная (бит), а десятичная ( дит ) единица информации. Свойства информации:
Информация достоверна, если она отражает истинное положение дел. Недостоверная информация может привести к неправильному пониманию или принятию неправильных решений. Достоверная информация со временем может стать недостоверной, так как она обладает свойством устаревать, то есть перестаёт отражать истинное положение дел. Информация полна, если её достаточно для понимания и принятия решений. Как неполная, так и избыточная информация сдерживает принятие решений или может повлечь ошибки. Точность информации определяется степенью ее близости к реальному состоянию объекта, процесса, явления и т.п. Ценность информации зависит от того, насколько она важна для решения задачи, а также от того, насколько в дальнейшем она найдёт применение в каких-либо видах деятельности человека. Только своевременно полученная информация может принести ожидаемую пользу. Одинаково нежелательны как преждевременная подача информации (когда она ещё не может быть усвоена), так и её задержка. Если ценная и своевременная информация выражена непонятным образом, она может стать бесполезной. Информация становится понятной, если она выражена языком, на котором говорят те, кому предназначена эта информация. Информация должна преподноситься в доступной (по уровню восприятия) форме. Поэтому одни и те же вопросы по разному излагаются в школьных учебниках и научных изданиях. Информацию по одному и тому же вопросу можно изложить кратко (сжато, без несущественных деталей) или подробно (многословно). Краткость информации необходима в справочниках, энциклопедиях, учебниках, всевозможных инструкциях.
Обработка информации Информацию можно:
Все эти процессы, связанные с определенными операциями над информацией, называются информационными процессами. Обработка является одной из основных операций, выполняемых над информацией, и главным средством увеличения объёма и разнообразия информации. Средства обработки информации — это всевозможные устройства и системы, созданные человечеством, и в первую очередь, компьютер — универсальная машина для обработки информации. Компьютеры обрабатывают информацию путем выполнения некоторых алгоритмов. Живые организмы и растения обрабатывают информацию с помощью своих органов и систем. Структурная схема ПК Упрощенная структурная схема ПК представлена на рис. 2.2 (без выделения в качестве отдельных элементов материнской платы и блока питания). Рассмотрим основные элементы данной схемы. Процессор (микропроцессор) является основным элементом ПК и предназначен для управления работой всего ПК, а также для выполнения операций по обработке информации. Системная шина — основная интерфейсная система компьютера, обеспечивающая сопряжение и связь всех его устройств между собой. Она включает в себя шину данных, адресную шину, шину инструкций (управления) и шину питания, обеспечивая три направления передачи информации: 1. Между процессором и основной памятью; 2. Между процессором и портами ввода-вывода внешних устройств; 3. Между основной памятью и портами ввода-вывода внешних устройств.
Рис. 2.2. Упрощенная структурная схема ПК Важнейшими функциональными характеристиками системной шины являются количество обслуживаемых ею устройств и ее пропускная способность, т.е. максимальная скорость передачи информации. Пропускная способность шины зависит от ее разрядности и тактовой частоты, на которой шина работает. Все внешние устройства (точнее, их порты ввода-вывода) через соответствующие унифицированные разъемы подключаются к шине через адаптеры (специальные устройства сопряжения и обмена) или через контроллеры (электронные управляющие схемы). Видеоадаптер (видеокарта) предназначен для подключения монитора к компьютеру. Его основное назначение — формирование видеосигнала для отображения данных на мониторе. Кроме этого, многие видеоадаптеры имеют дополнительные мультимедийные возможности: прием изображений с внешнего источника (видеокамера, видеомагнитофона или телевизионной антенны), вывод изображения на внешние источники (телевизор или видеомагнитофон), декодирование видеосигнала, поступающего с дисков VideoCD или DVD и др. Видеоадаптер характеризуется: графическим чипом (чипсетом); объемом и типом видеопамяти (оперативной памяти видеоадаптера); разрешающей способностью (максимальным количеством точек по горизонтали и вертикали, которое он способен воспроизвести на экране); цветовым режимом (количеством отображаемых цветов); максимальной частотой развертки (частотой обновления кадров); интерфейсом подключения к системной плате; дополнительными мультимедийными возможностями; поддержкой цифрового интерфейса; и др. Адаптеры портов ввода-вывода обслуживают разнообразные внешние устройства, присоединение которых к ПК осуществляется через специальные схемные элементы — порты. В зависимости от способа передачи информации различают следующие порты: Параллельные порты (LPT) позволяют передавать за один такт целый байт информации и применяются для быстрой связи на небольших расстояниях. Последовательные порты (COM) за один такт передают один бит и, в общем случае, работают медленнее, но позволяют передавать данные на большие расстояния. Следует, однако, отметить, что современные последовательные порты типа USB и IEEE1394 превосходят по скорости параллельные, и поэтому вытесняют последние. Специальные порты служат для подключения клавиатуры, микрофона и динамиков (для управления последними используется звуковая карта). Игровой порт служит для подключения специального механического устройства джойстика, используемого в компьютерных играх. Сетевой адаптер (сетевая плата) предназначен для сопряжения компьютера с физическим каналом передачи данных, т.е. для объединения ПК в локальную сеть. Сетевой адаптер осуществляет двунаправленную транспортировку данных: прием сигналов из канала и передачу их на шину компьютера или наоборот — прием данных из компьютера и передачу их на канал. При этом сетевой адаптер выполняет все необходимые преобразования структуры передаваемых сообщений строго в соответствии со стандартами, по которым построена данная вычислительная сеть. Контроллеры НЖМД, НГМД и НОД обеспечивают подключение и функционирование накопителей на жестких магнитных дисках (винчестеров), накопителя на гибких магнитных дисках (дисковода), накопителей на оптических дисках (CD/DVD-приводов). Внутренняя память ПК предназначена для хранения и обработки данных. Емкость памяти измеряется в Байтах (1Байт = 8 Бит), Килобайтах (1 Кбайт = 1024 Байт), Мегабайтах (1Мбайт = 1024 Кбайт), Гигабайтах (1Гбайт = 1024 Мбайт), Терабайтах (1Тбайт = 1024 Гбайт). Выделяют следующие виды внутренней памяти: 1. Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ, ROM — read only memory) — память для хранения программ управления работой и тестирования устройств ПК. Важнейшая микросхема ПЗУ — модуль BIOS (Basic Input/Output System — базовая система ввода/вывода), в котором хранятся программы автоматического тестирования устройств после включения компьютера и загрузки ОС в оперативную память. ПЗУ сохраняет информацию и при отключенном питании компьютера, т.е. является энергонезависимой памятью. Большинство микросхем ПЗУ являются масочными (программируются изготовителем) — внести в них изменение невозможно. 2. Полупостоянное запоминающее устройство (ППЗУ, CMOS — Complementary Metal-Oxide Semiconductor)– память с невысоким быстродействием и минимальным энергопотреблением от батарейки — используется для хранения информации о конфигурации и составе оборудования компьютера, а также о режимах его работы. Содержимое CMOS изменяется специальной программой Setup, находящейся в BIOS. 3. Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ, RAM — random access memory) — память для оперативной записи (оперативная память), хранения и считывания информации (программ и данных), непосредственно участвующей в информационно-вычислительном процессе, выполняемом ПК в текущий период времени. Главными достоинствами оперативной памяти являются ее высокое быстродействие и возможность обращения к каждой ячейке памяти отдельно (прямой адресный доступ к ячейке). В качестве особенности ОЗУ следует отменить невозможность сохранения в ней информации после выключения питания ПК (энергозависимость). Оперативная память выпускается в виде микросхем, собранных в специальные модули памяти, определенного типа и объема. 4. Кэш-память — служит буфером между оперативной памятью и микропроцессором и позволяет увеличить скорость выполнения операций, т.к. является сверхбыстродействующей. В нее помещаются данные, которые процессор получил, и будет использовать в ближайшие такты своей работы. При обращении микропроцессора к памяти сначала ищутся данные в кэш-памяти, а затем, если остается необходимость, в оперативной памяти. Конфигурация ПК Функциональные возможности компьютера определяет его конфигурация — состав и характеристика его основных устройств: процессора, оперативной памяти, жесткого диска, CD/DVD-приводов, монитора, видеокарты, звуковой карты и др. В конфигурацию могут включаться дополнительные устройства, например акустическая система, дополнительные манипуляторы и др. Пример конфигурации ПК приведен в следующей таблице:
Конфигурация подбирается в зависимости от задач, которые необходимо решать ПК. Модульность, масштабируемость и стандартизуемость отдельных блоков современных ПК позволяет быстро и гибко менять его конфигурацию. Операционные системы Операционная система (ОС) — это комплекс программ, предназначенных для управления загрузкой, запуском и выполнением других пользовательских программ, а также для планирования и управления вычислительными ресурсами ЭВМ, т.е. управления ее работой с момента включения до момента выключения питания. ОС загружается автоматически при включении компьютера ведет диалог с пользователем, осуществляет управление компьютером, его ресурсами (оперативной памятью, дисковым пространством и т.д.), запускает другие программы на выполнение и обеспечивает пользователю способ общения с устройствами компьютера — интерфейс. Другими словами, операционная система обеспечивает функционирование и взаимосвязь всех компонентов компьютера, а также предоставляет пользователю доступ к его аппаратным возможностям. Кроме того, ОС определяет производительность системы, степень защиты данных, выбор программ, с которыми можно работать на компьютере, требования к аппаратным средствам. ОС является связующим звеном, с одной стороны, между аппаратурой компьютера и выполняемыми программами, с другой — между аппаратурой компьютера и пользователем. Ее можно назвать программным продолжением устройства управления компьютера. Образуя прослойку между пользователем и аппаратурой, она скрывает от него сложные и ненужные подробности функционирования компьютера и освобождает от трудоемкой работы по организации вычислительного процесса. Операционная система выполняет следующие функции: поддержка диалога с пользователем; ввод-вывод и управление данными; планирование и организация процесса обработки программ; распределение ресурсов (оперативной и кэш памяти, процессора, внешних устройств); запуск программ на выполнение; выполнение вспомогательных операций обслуживания; передача информации между различными внутренними устройствами; поддержка работы периферийных устройств (монитора, клавиатуры, накопителей на гибких и жестких дисках, принтера и др.). Прикладные программы связаны с ОС и могут эксплуатироваться только на тех компьютерах, где имеется аналогичная или совместимая системная среда, либо в ОС обеспечена возможность преобразования (конвертации) программ. В соответствии с выполняемыми функциями в структуре ОС можно выделить следующие основные компоненты: модули, обеспечивающие пользовательский интерфейс; модуль, управляющий файловой системой; модуль, расшифровывающий и выполняющий команды (командный процессор); драйверы периферийных устройств. Операционная система хранится во внешней памяти компьютера (обычно на жестком диске — винчестере). При включении компьютера происходит загрузка операционной системы — ее часть (ядро) считывается с диска и размещается в оперативной памяти, где находится весь сеанс работы компьютера (резидентная часть ОС), а остальные модули операционной системы для выполнения своих функций подзагружаются по мере необходимости (транзитная часть ОС). Операционные системы можно классифицировать по следующим признакам: По числу параллельно решаемых на компьютере задач — однозадачные ОС и многозадачные ОС (обеспечивают одновременное решение нескольких задач и управляют распределением совместно используемых ими ресурсов). По числу одновременно работающих пользователей — однопользовательские ОС и многопользовательские ОС. Многопользовательские имеют средства защиты информации каждого пользователя от несанкционированного доступа других. По типу интерфейса — ОС с командным интерфейсом и ОС с графическим интерфейсом. |
Последнее изменение этой страницы: 2017-03-14; Просмотров: 8900; Нарушение авторского права страницы
