Особенности информации Слово информация (латинское informatio) означает разъяснение, осведомление, изложение. Под информацией понимаются все те сведения, которые уменьшают степень неопределенности нашего знания о конкретном объекте. С позиции мате риалистической философии информация есть отражение реального мира; это све дения, которые один реальный объект содержит о другом реальном объекте. Экономическая информация — совокупность сведений, возникающих в процессе производственно хозяйственной, коммерческой и финансовой деятельности и ис пользуемых для осуществления функций организационно экономического управ ления этой деятельностью. Для экономической информации характерны: большой объем; многократное повторение циклов получения и обработки; временной регламент процедур обработки информации; значительный удельный вес телекоммуникационных процедур и логических операций преобразования информации; сравнительно несложные расчеты для большинства видов информации.
Показатели качества информации Качество информации можно определить как совокупность свойств, обусловли вающих возможность ее использования для удовлетворения определенных в соот ветствии с ее назначением потребностей. Показатели качества: показатели назначения, характеризующие полезный эффект от использования продукции по назначению и обусловливающие область ее применения; показатели надежности и долговечности, характеризующие одноименные свой ства изделий в конкретных условиях их использования; показатели технологичности, обусловливающие высокую производительность труда при изготовлении и ремонте продукции; эргономические показатели, учитывающие комплекс физиологических, психо логических, антропометрических параметров человека; эстетические показатели, характеризующие такие свойства продукции, как выразительность, гармоничность, соответствие среде, стилю и т. п. ; показатели стандартизации и унификации продукции; патентно правовые показатели, характеризующие патентную чистоту изделий и степень патентной защиты в стране; показатели экономические, отражающие затраты на разработку, изготовление и эксплуатацию или потребление продукции, а также экономическую эффек тивность эксплуатации.
Информацию изучает наука информатика. Но слово информатика неоднозначно, следует различать информатику — науку, информатику — информационную технологию и информатику — отрасль промышленности. Информатика — это наука, изучающая свойства, структуру и функции информационных систем, основы их проектирования, создания, использования и оценки, а также информационные процессы, в них происходящие. Под информационной системой понимают систему, организующую, хранящую и преобразующую информацию, то есть систему, основным предметом и продуктом труда в которой является информация. Информационная технология — система процедур преобразования информации с целью формирования, организации, обработки, распространения и исполь зования информации. Основу современных информационных технологий составляют: компьютерная обработка информации по заданным алгоритмам; хранение больших объемов информации на машинных носителях; передача информации на любое расстояние в ограниченное время. Индустрия информатики — это инфраструктурная отрасль народного хозяйства, обслуживающая другие отрасли материального производства и непроизводствен ной сферы, обеспечивая их необходимыми информационными ресурсами, созда ющаяусловия для их эффективного функционирования и развития (своеобраз ная «нервная система» общественного производства).
Архитектура информационно-вычислительных систем Система (от греческого systema — целое, составленное из частей соединение) это совокупность элементов, взаимодействующих друг с другом, образующих оп ределенную целостность, единство. Приведем некоторые понятия, часто использующиеся для характеристики системы. Элемент системы — часть системы, имеющая определенное функциональное назначение. Сложные элементы систем, в свою очередь состоящие из более простых взаимосвязанных элементов, часто называют подсистемами. Организация системы — внутренняя упорядоченность, согласованность взаимодействия элементов системы, проявляющаяся, в частности, в ограничении разнообразия состояний элементов в рамках системы. Структура системы — состав, порядок и принципы взаимодействия элементов системы, определяющие основные свойства системы. Архитектура системы — совокупность свойств системы, существенных для пользователя. Целостность системы — принципиальная несводимость свойств системы к сумме свойств отдельных ее элементов (эмерджентность свойств) и в то же время зависимость свойств каждого элемента от его места и функции внутри системы. Информационные системы и их классификация материальные системы; абстрактные системы.
Функциональная и структурная организация информационных систем Управление есть процесс целенаправленной переработки информации. Целевая функция управления — это некоторая количественно измеряемая величина, являющаяся функцией входных и выходных переменных, параметров объекта управления и времени. Место ИС в процессе управления можно пояснить структурной схемой, приведенной на рис. 2. 1.
Никакая сколько нибудь значимая современная ИС не может эффективно выпол нятьсвои функции без вычислительных машин. Поэтому практически все ИС являются одновременно и информационно вычислительными (ИВС). Анализ со держания и систематизация функций ИВС, управляющей крупным объектом (кор порацией, фирмой), позволили выделить и определить следующие обобщенные функции: вычислительную; коммуникационную; информирующую; запоминающую; следящую; регулирующую; оптимизирующую; самоорганизующуюся; самосовершенствующуюся; исследовательскую; прогнозирующую; анализирующую ; синтезирующую; контролирующую; диагностическую; документирующую. Функциональные подсистемы ИС реализуют и поддерживают модели, методы и алгоритмы получения управляющей информации. Состав функциональных под систем весьма разнообразен и зависит от предметной области использования ИС, специфики хозяйственной деятельности объекта управления. Для реализации названных функций ИС должна быть достаточно сложной и вклю чать в себя набор подсистем, показанный на рис. 2. 2.
Архитектурные особенности вычислительных систем различных классов Вычислительная система — это совокупность одного или нескольких компьютеров или процессоров, программного обеспечения и периферийного оборудования, организованная для совместного выполнения информационно вычислительных процессов.
1. Процессор (центральный процессор) — основной вычислительный блок ком пьютера, содержит важнейшие функциональные устройства: Устройство управления с интерфейсом процессора (системой сопряжения и связи процессора с другими узлами машины). Арифметико логическое устройство. Процессорную память. Процессор, по существу, является устройством, выполняющим все функции элементарной вычислительной машины. 2. Оперативная память — запоминающее устройство, используемое для оператив ного хранения и обмена информацией с другими узлами машины. 3. Каналы связи (внутримашинный интерфейс) служат для сопряжения централь ных узлов машины с ее внешними устройствами. 4. Внешние устройства обеспечивают эффективное взаимодействие компьютера с окружающей средой: пользователями, объектами управления, другими машинами. В состав внешних устройств обязательно входят внешняя память и устройства ввода вывода.
Основные классы вычислительных машин Электронная вычислительная машина (ЭВМ), компьютер — комплекс технических средств, предназначенных для автоматической обработки информации в процессе решения вычислительных и информационных задач. Вычислительные машины могут быть классифицированы по ряду признаков, в частности: принцип действия; этапы создания и элементная база; назначение; способ организации вычислительного процесса; размер, вычислительная мощность; функциональные возможности; И т. д. По принципу действия: аналоговые; цифровые; гибридные;
Функциональные возможности компьютеров: быстродействие, измеряемое усредненным количеством операций, выполняемых машиной за единицу времени; разрядность и формы представления чисел, с которыми оперирует компьютер; номенклатура и технико экономические характеристики внешних устройств хранения, обмена и ввода вывода информации; типы и пропускная способность устройств связи и сопряжения узлов компью терамежду собой (тип внутримашинного интерфейса); способность компьютера одновременно работать с несколькими пользователя ми и выполнять одновременно несколько программ (многопрограммность); типы и технико эксплуатационные характеристики операционных систем, используемых в машине; наличие и функциональные возможности программного обеспечения; способность выполнять программы, написанные для других типов компьютеров (программная совместимость с другими типами компьютеров); система и структура машинных команд; возможность подключения к каналам связи и вычислительной сети; эксплуатационная надежность компьютера; коэффициент полезного использования компьютера во времени, определяемый соотношением времени полезной работы и времени профилактики. ПРИМЕЧАНИЕ - MIPS миллион операций в секунду над числами с фиксированной запятой.
ИНФОРМАЦИОННО-ЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ МАШИН Представление информации в вычислительных машинах Информация в компьютере кодируется в двоичной или в двоично десятичной системах счисления. Система счисления — способ наименования и изображения чисел с помощью символов, имеющих определенные количественные значения. В зависимости от спо соба изображения чисел, системы счисления делятся на следующие: позиционные и непозиционные. В позиционной системе счисления количественное значение каждой цифры зави ситот ее места (позиции) в числе. В непозиционной системе счисления цифры не меняют своего количественного значения при изменении их расположения в числе. Количество (Р) различных цифр, используемых для изображения числа в по зиционной системе счисления, называется основанием системы счисления. Зна ченияцифр лежат в пределах от 0 до Р 1. В общем случае запись любого смешанного числа в системе счисления с основани ем. Р будет представлять собой ряд вида:
Особенности представления информации в ПК Числовая информация внутри ПК кодируется в двоичной или в двоично десятичной системах счисления; при вводе и выводе любой информации в ПК используются специальные коды представления информации— коды ASCII, эти же коды приме няютсядля кодирования буквенной и символьной информации и внутри ПК. Для удобства работы введены следующие термины для обозначения совокупностей двоичных разрядов (табл. 3. 2). В ПК могут обрабатываться поля постоянной и переменной длины. Поля постоянной длины: слово — 2 байт; двойное слово — 4 байт; полуслово — 1 байт; расширенное слово — 8 байт.
ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ И СТРУКТУРНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ПК Основные блоки ПК и их назначение
Микропроцессор (МП) — центральный блок ПК, предназначенный для управле ния работой всех блоков машины и для выполнения арифметических и логичес ких операций над информацией. В состав микропроцессора входят: 1. Устройство управления (УУ): формирует и подает во все блоки машины в нужные моменты времени определенные сигналы управления (управляющие импульсы), обусловленные спецификой выполняемой операции и результатами предыдущих операций; формирует адреса ячеек памяти, используемых выполняемой операцией, и передает эти адреса в соответствующие блоки компьютера; опорную последовательность импульсов устройство управления получает от генератора тактовых импульсов. 2. Арифметико логическое устройство (АЛУ): предназначено для выполнения всех арифметических и логических операций над числовой и символьной информацией (в некоторых моделях ПК для ускорения выполнения операций к АЛУ подключается дополнительный математический сопроцессор). 3. Микропроцессорная память (МПП): предназначена для кратковременного хра нения, записи и выдачи информации непосредственно в ближайшие такты работы машины, используемой в вычислениях; МПП строится на регистрах и используется для обеспечения высокого быстродействия машины, ибо основная память (ОП) не всегда обеспечивает скорость записи, поиска и считывания информации, необходимую для эффективной работы быстродействующего микропроцессора. Регистры — быстродействующие ячейки памяти различной длины (в отличие от ячеек ОП, имеющих стандартную длину один байт и более низкое быстродействие). 4. Интерфейсная система микропроцессора: предназначена для сопряжения и связи с другими устройствами ПК; включает в себя внутренний интерфейс МП, бу ферные запоминающие регистры и схемы управления портами ввода вывода (ПВВ) и системной шиной. Итак, запомним, что интерфейс (interface) — совокупность средств сопряже ния и связи устройств компьютера, обеспечивающая их эффективное взаимо действие. 5. Порт ввода вывода (I/O port) — аппаратура сопряжения, позволяющая подклю чить к микропроцессору другое устройство ПК.
6. Генератор тактовых импульсов: генерирует последовательность электрических импульсов; частота генерируемых импульсов определяет тактовую частоту ма шины. Промежуток времени между соседними импульсами определяет время одного такта работы машины или просто такт работы машины. Частота гене ратора тактовых импульсов является одной из основных характеристик персо нальногокомпьютера и во многом определяет скорость его работы, ибо каждая операция в машине выполняется за определенное количество тактов. Системная шина — основная интерфейсная система компьютера, обеспечивающая сопряжение и связь всех его устройств между собой. Системная шина включает в себя: кодовую шину данных (КШД), содержащую провода и схемы сопряжения для па раллельной передачи всех разрядов числового кода (машинного слова) операнда; кодовую шину адреса (КША), содержащую провода и схемы сопряжения для параллельной передачи всех разрядов кода адреса ячейки основной памяти или порта ввода вывода внешнего устройства; кодовую шину инструкций (КШИ), содержащую провода и схемы сопряжения для передачи инструкций (управляющих сигналов, импульсов) во все блоки машины; шину питания, содержащую провода и схемы сопряжения для подключения блоков ПК к системе энергопитания. Системная шина обеспечивает три направления передачи информации: между микропроцессором и основной памятью; между микропроцессором и портами ввода вывода внешних устройств; между основной памятью и портами ввода вывода внешних устройств (в режи ме прямого доступа к памяти).
Основная память (ОП) предназначена для хранения и оперативного обмена ин формацией с прочими блоками машины. ОП содержит два вида запоминающих устройств: постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) и оперативное запоми нающее устройство(ОЗУ). ПЗУ (ROM — Read Only Memory) предназначено для хранения неизменяемой (постоянной) программной и справочной информации; позволяет оперативно только считывать информацию, хранящуюся в нем (изменить информацию в ПЗУ нельзя); ОЗУ (RAM — Random Access Memory) предназначено для оперативной запи си, 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 адрес ный доступ к ячейке). В качестве недостатка оперативной памяти следует отме тить невозможность сохранения информации в ней после выключения питания машины (энергозависимость). Кроме основной памяти на системной плате ПК имеется и энергонезависимая память CMOS RAM (Complementary Metall Oxide Semiconductor RAM), постоянно питающаяся от своего аккумулятора; в ней хранится информация об аппаратной конфигурации ПК (о всей аппаратуре, имеющейся в компьютере), которая прове ряется при каждом включении системы.
Внешняя память относится к внешним устройствам ПК и используется для долговременного хранения любой информации, которая может когда либо потребо ваться для решения задач. В частности, во внешней памяти хранится все про граммное обеспечение компьютера. Внешняя память содержит разнообразные виды запоминающих устройств, но наиболее распространенными из них, имею щимися практически на любом компьютере, являются показанные на структур нойсхеме (рис. 4. 1) накопители на жестких (НЖМД) и гибких (НГМД) маг нитных дисках. Назначение этих накопителей: хранение больших объемов информации, запись и выдача хранимой информации по запросу в оперативное запоминающее устрой ство. Различаются НЖМД и НГМД конструктивно, объемами хранимой инфор мации и временем поиска, записи и считывания информации. В качестве устройств внешней памяти часто используются также накопители на оптических дисках (CD ROM — Compact Disk Read Only Memory) и реже — запоминающие устройства на кассетной магнитной ленте (НКМЛ, стримеры).
Функциональные характеристики ПК 1. Производительность, быстродействие, тактовая частота. 2. Разрядность микропроцессора и кодовых шин интерфейса. 3. Типы системного и локальных интерфейсов. 4. Емкость оперативной памяти. 5. Тип и емкость накопителей на гибких магнитных дисках. 6. Емкость накопителя на жестких магнитных дисках (винчестера). 7. Наличие, виды и емкость кэш памяти. 8. Тип видеомонитора (дисплея) и видеоадаптера. 9. Наличие и тип принтера. 10. Наличие и тип накопителя на CD DWD ROM. 11. Наличие и тип модема. 12. Наличие и виды мультимедийных аудио видео средств. 13. Имеющееся программное обеспечение и вид операционной системы. 14. Аппаратная и программная совместимость с другими типами компьютеров. 15. Возможность работы в вычислительной сети. 16. Возможность работы в многозадачном режиме. 17. Надежность. 18. Стоимость. 19. Габаритные размеры и вес.
Основные характеристики процессора ПК 1. 2. 3. 4. 5. 6. Тип (Intel, AMD, VIA). Технология изготовления (0, 18 мкм; 0, 13 мкм). Тактовая частота (МГц или ГГц). Производительность (количество операций в секунду: MIPS и MFLOPS). Разрядность (32 или 64). Объем кэш – памяти (L 1 до 64 Кбайт, L 2 – до 512 Кбайт). Материнская плата
Оперативная память (RAM– Random Access Memory) предназначена для хранения в процессе выполнения программ, исходных данных и результатов. Совместно с монитором видеокарта образует видеоподсистему персонального компьютера. Звуковая карта подключается к одному из слотов материнской платы в виде дочерней карты и выполняет вычислительные операции, связанные с обработкой звука, речи, музыки. Основным параметром звуковой карты является разрядность.
Накопители информации • Накопители ГМД (флоппи) – 1, 44 Мбайт. • Накопители ЖМД (винчестеры) до 150 Гб. • Накопители на сменных компакт-дисках (CD ROM, DVD, CD RW, DVD RAM, flex. CD) – (скорость 150 Кб/с*60). • Накопители на сменных дисках большой емкости (Zip, Jaz и т. п. ) – до 2, 2 Гбайт. • Накопители на магнитооптических дисках – (емкость до 14*650 Мбайт ). • Стриммеры. • Устройства флэш – памяти. Жесткий диск — основное устройство для долговременногохранения больших объемов данных и программ. Для оперативного переноса небольших объемов информации используют гибкие магнитные диски (дискеты) и специальный накопитель дисковод. Основными параметрами гибких дисков являются: технологический размер (измеряется в дюймах), плотность записи (измеряется в кратных единицах) и полная емкость. CD-RОМ(Compact Disk Read -Only Memory) - постоянное запоминающее устройство на основе компакт-диска. Основной параметр скорость чтения данных. (за единицу измерения принята скорость чтения в первых серийных образцах, составлявшая 150 Кбайт/с).
Скачать презентацию Особенности информации Слово информация (латинское informatio) означает разъяснение,
Особенности информации.ppt