Возможности и области применения ЭВМ

Информатика это наука, связанная с:

· разработкой вычислительных машин и систем;

· разработкой математических моделей естествознания и общественных явлений;

· разработкой алгоритмов решения задач управления, расчета и анализа математических моделей;

· программированием алгоритмов, создание программного обеспечения ЭВМ.

Термин информация имеет множество определений. Информация – это отражение реального мира с помощью сведений (сообщений).

В информатике информация – это любые сведения, являющиеся объектом хранения, передачи и преобразования. С практической точки зрения информация представляется в виде сообщения. Информационное сообщение связано с источником сообщения, получателем сообщения и каналом связи. Сообщение – это материально-энергетическая форма представления информации в виде речи, текста, изображения, цифровых данных, графиков, таблиц, электрических сигналов и т.п.

Таким образом, информационное сообщение х(t) характеризует изменение во времени материально-энергетических параметров физической среды, в которой проходят информационные процессы. Функция х(t) может быть непрерывна, то есть, имеет место непрерывная или аналоговая информация, илидискретна (звуковая инф., цифровая).

В настоящее время информация обрабатывается на вычислительных машинах.

Компьютер – это устройство преобразования информации посредством выполнения управляемой программой последовательности операций. Синоним вычислительная машина (ВМ). В зависимости от вида обрабатываемой информации ВМ может быть аналоговой или цифровой. В настоящее время наибольшее распространение получили цифровые ВМ - ЭВМ.

Данные – это информация, представленная в виде, позволяющем ее хранить и обрабатывать техническими средствами. Для представления дискретной информации в ЭВМ применяется алфавитный способ. Алфавит – это упорядоченность знаков, предназначенная для образования и передачи сообщений. Символы из набора алфавита называются буквами, а последовательность букв – словом. Так как все процессы, происходящие в ЭВМ, связаны с различными физическими носителями этой информации, то возникает потребность в кодировании - представлять буквы одного алфавита посредством букв другого. Процесс обратного преобразования информации относительно ранее выполненного называется декодированием.

Современные системы сбора информации обеспечивают ее кодирование ввод в ЭВМ и выполняют предварительную обработку этой информации. Сбор информации –это процесс получения информации из внешнего мира и приведение ее к виду, стандартному для данной информации.

Обмен информацией между воспринимающей системой (ЭВМ) и окружающей средой осуществляется посредством сигналов. На первом этапе первичный сигнал с помощью датчика преобразуется в электрический сигнал. На втором этапе происходит его оцифровка с помощью аналого-цифрового преобразователя АЦП. Второй этап необязателен. Например, клавиатура не имеет АЦП (нажатие клавиш непосредственно преобразуется в цифровой код).

На третьем этапе происходит ее размещение на различных физических носителях (магнитных, оптических, магнитооптических, полупроводниковых и т. п.). При этом необходимо обеспечить удобство хранения, поиска, манипулирования записанных данных. Для этого каждый элемент должен строго идентифицироваться.

Чтобы учесть особенности информации, ввиду ее разнообразия по содержанию и виду, ее изучаются в процессе синтаксического, семантического и прагматического анализа.

Синтаксический анализ – устанавливает важнейшие параметры информационных потоков: тип носителя, скорость передачи, скорость обработки, размеры кодов представления информации, надежность и точность представления этих кодов. Данные параметры позволяют выбрать технические средства для регистрации, обработки, передачи и хранения информации.

Синтаксическая мера информации:

а) объем данных V_D – количество символов (разрядов) в сообщении;

б) количество информации I – измеряется изменением неопределенности состояния системы:

,

где - первоначальная энтропия системы (неопределенность состояния), - энтропия системы после получения сообщения , - количество информации полученной в сообщении ;

в) коэффициент информативности: .

Семантический анализ – изучает информацию с точки зрения содержания ее отдельных элементов и устанавливает способы языкового соответствия при однозначном распознавании вводимых в систему сообщений (соответствие между образом объекта и объектом).

Семантическая мера информации:

,

где С – коэффициент содержательности.

Прагматический анализ – проводится с целью определения полезности информации, используемой для управления, выявления практической значимости сообщений, применяемых для выработки управленческих воздействий. Для прагматического анализа важными критериями являются оценки достоверности и своевременности информации.

Прагматическая мера носит относительный характер и измеряется в тех же единицах что и целевая функция.

Необходимость передачи информации для различных объектов обуславливается различными причинами, например как необходимостью донести ее до получателя, так территориальной отдаленностью сбора и регистрации информации от ее обработки. Взаимодействие между территориально отдаленными объектами осуществляется за счет обмена данными. Доставка данных производится по заданному адресу с помощью сетей передачи данных. В настоящее время для распределенной обработки информации используются информационно вычислительные сети (ИВС), которые являются частью автоматизированной технологии процессов ввода, передачи, обработки и выдачи информации.

Важнейшим звеном ИВС является канал связи. Элементы данных по непрерывному каналу связи передаются в виде физических сигналов. Так как ЭВМ работает с дискретной информацией, то на концах непрерывного канала связи находятся модуляторы/демодуляторы. Так же для повышения достоверности передаваемых/получаемых данных на входном конце может быть устройство подготовки данных, а на выходном устройство повышения достоверности данных.

Обработка информации

Обработка информации осуществляется последовательно-параллельным во времени решением вычислительных задач. Организация обработки информации может осуществляться централизованным, децентрализованным и смешанным способами.

При централизованном способе информация вводится с различных терминалов (клавиатур, дисплеев, датчиков, рабочих станций, ПК), а обрабатывается одним центральным ЭВМ (например, системы заказов авиабилетов, оплаты коммунальных платежей). Децентрализованном способом информация обрабатывается в автономных пунктах ее регистрации и потребления (автоматизированные ПК рабочие места, абонентские пункты). При смешанном способе часть информации обрабатывается автономно, а часть централизовано, при этом может иметь место иерархия доступа к данным.

Так же различают режимы взаимодействия с пользователем при обработки информации: пакетный и интерактивный (запросный, диалоговый) режимы.

Пакетный режим. Пользователь подготавливает данные для обработки, программные средства, справочные данные и т.п. Пакет вводится в ЭВМ. Дальше процесс происходит без участия оператора (пользователя), который получает готовый результат на выходе.

Интерактивный режим предусматривает взаимодействие пользователя (оператора) и ЭВМ в запросном или диалоговом режиме. Запросный режим используется для доступа через значительное количество терминальных устройств или при большом удалении от центра обработки. ЭВМ при этом работает в режиме разделения времени, осуществляя доступ для нескольких независимых абонентов.

Диалоговый режим предусматривает непосредственное взаимодействие с ЭВМ, многократно реализуя циклы задания, получения и анализа ответов. При этом ЭВМ может сама инициировать диалог.

⇐ Предыдущая1234Следующая ⇒

Поделиться: