Главная / Советы / Информационные технологии. Гохберг Г.С

Информационные технологии. Гохберг Г.С

Чтобы сузить результаты поисковой выдачи, можно уточнить запрос, указав поля, по которым производить поиск. Список полей представлен выше. Например:

Можно искать по нескольким полям одновременно:

Логически операторы

По умолчанию используется оператор AND .
Оператор AND означает, что документ должен соответствовать всем элементам в группе:

исследование разработка

Оператор OR означает, что документ должен соответствовать одному из значений в группе:

исследование OR разработка

Оператор NOT исключает документы, содержащие данный элемент:

исследование NOT разработка

Тип поиска

При написании запроса можно указывать способ, по которому фраза будет искаться. Поддерживается четыре метода: поиск с учетом морфологии, без морфологии, поиск префикса, поиск фразы.
По-умолчанию, поиск производится с учетом морфологии.
Для поиска без морфологии, перед словами в фразе достаточно поставить знак "доллар":

$ исследование $ развития

Для поиска префикса нужно поставить звездочку после запроса:

исследование*

Для поиска фразы нужно заключить запрос в двойные кавычки:

" исследование и разработка"

Поиск по синонимам

Для включения в результаты поиска синонимов слова нужно поставить решётку "# " перед словом или перед выражением в скобках.
В применении к одному слову для него будет найдено до трёх синонимов.
В применении к выражению в скобках к каждому слову будет добавлен синоним, если он был найден.
Не сочетается с поиском без морфологии, поиском по префиксу или поиском по фразе.

# исследование

Группировка

Для того, чтобы сгруппировать поисковые фразы нужно использовать скобки. Это позволяет управлять булевой логикой запроса.
Например, нужно составить запрос: найти документы у которых автор Иванов или Петров, и заглавие содержит слова исследование или разработка:

Приблизительный поиск слова

Для приблизительного поиска нужно поставить тильду "~ " в конце слова из фразы. Например:

бром~

При поиске будут найдены такие слова, как "бром", "ром", "пром" и т.д.
Можно дополнительно указать максимальное количество возможных правок: 0, 1 или 2. Например:

бром~1

По умолчанию допускается 2 правки.

Критерий близости

Для поиска по критерию близости, нужно поставить тильду "~ " в конце фразы. Например, для того, чтобы найти документы со словами исследование и разработка в пределах 2 слов, используйте следующий запрос:

" исследование разработка"~2

Релевантность выражений

Для изменения релевантности отдельных выражений в поиске используйте знак "^ " в конце выражения, после чего укажите уровень релевантности этого выражения по отношению к остальным.
Чем выше уровень, тем более релевантно данное выражение.
Например, в данном выражении слово "исследование" в четыре раза релевантнее слова "разработка":

исследование^4 разработка

По умолчанию, уровень равен 1. Допустимые значения - положительное вещественное число.

Поиск в интервале

Для указания интервала, в котором должно находиться значение какого-то поля, следует указать в скобках граничные значения, разделенные оператором TO .
Будет произведена лексикографическая сортировка.

Такой запрос вернёт результаты с автором, начиная от Иванова и заканчивая Петровым, но Иванов и Петров не будут включены в результат.
Для того, чтобы включить значение в интервал, используйте квадратные скобки. Для исключения значения используйте фигурные скобки.

9-е изд., перераб. и доп. - М.: 2014. - 240 с.

Учебник создан в соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом среднего профессионального образования по специальностям 230113 «Компьютерные системы и комплексы» и 230115 «Программирование в компьютерных системах» (ОП). Изложены основы современных информационных технологий с использованием методов искусственного интеллекта. Приводятся принципы построения и примеры интеллектуальных информационных систем, а также процесс формирования баз знаний. Для студентов учреждений среднего профессионального образования. Может быть использован для самообразования.

Формат: pdf

Размер: 9,1 Мб

Смотреть, скачать: drive.google

Оглавление
Предисловие 4
Глава 1. Информация и информационные технологии 6
1.1. Понятие информации 6
1.2. Содержание информации 7
1.3. Виды информации 8
1.4. Кодирование информации 9
1.5. Информационные процессы 10
1.6. Характеристики информации 11
1.7. Информационные технологии 11
Глава 2. Компоненты информационных технологий 14
2.1. Инструментальные средства информационных процессов 14
2.2. Аппаратные средства 14
2.3. Программное обеспечение 24
Глава 3. Обработка текстовой информации 27
3.1. Текстовые редакторы 27
3.2. Текстовый процессор Microsoft Word 29
3.2.1. Основные элементы текстового документа 32
3.2.2. Запуск и завершение программы Word 33
3.2.3. Структура документа 37
3.2.4. Понятие о шаблонах и стилях оформления 38
3.2.5. Оформление страницы документа 47
3.2.6. Дополнительные возможности Word 55
Глава 4. Обработка графической информации 60
4.1. Общие сведения 60
4.2. Подходы к хранению и обработке графической информации 61
4.3. Цветовое решение графической информации 65
4.4. Сжатие графической информации 69
4.5. Графический редактор Paint 72
Глава 5. Обработка экономической и статистической информации с помощью электронных таблиц 77
5.1. Введение в электронные таблицы 77
5.2. Табличный процессор Microsoft Excel 79
5.2.1. Ячейка электронной таблицы 85
5.2.2. Как подготовить простую таблицу 89
5.2.3. Основные методы оптимизации работы 91
5.2.4. Основные манипуляции с таблицами 93
5.2.5. Расчетные операции в Excel 95
5.2.6. Основные математические функции Excel 98
5.2.7. Статистическая обработка данных 101
5.2.8. Обработка экономической информации 104
5.2.9. Дополнительные возможности Excel 106
Глава 6. Обработка числовой информации табличным процессором Excel 112
6.1. Общие сведения 112
6.2. Построение графических зависимостей 113
6.3. Решение уравнений 117
6.4. Решение систем уравнений 119
Глава 7. Подготовка компьютерных презентаций 123
7.1. Общие сведения 123
7.2. С чего начать? 126
7.3. Настройка презентации 129
7.3.1. Анимация 130
7.3.2. Вставка звука 132
7.3.3. Вставка видеоклипов 132
7.3.4. Управление с помощью кнопок 134
7.4. Демонстрация 136
Глава 8. Гипертекст и «всемирная паутина» 139
8.1. Понятие гипертекста 139
8.2. Компьютерный гипертекст 140
8.3. Система Интернет и «всемирная паутина» 141
8.3.1. Общее представление о «всемирной паутине» 141
8.3.2. Веб-серверы 143
8.4. Создание веб-сайтов 143
8.4.1. Веб-редакторы 144
8.5. HTML - язык для создания веб-страниц 145
8.5.1. Основные понятия 145
8.5.2. Первая веб-страница 146
8.5.3. Гипертекст 147
8.5.4. Оформление текста 149
8.5.5. Форматирование символов 151
8.5.6. Визуальный редактор 155
8.5.7. Динамический HTML и серверные расширения 157
8.5.8. Другие методы создания сайтов 158
8.6. Дальнейшее развитие сайта 159
8.7. Современное развитие WWW 160
Глава 9. Мультимедийные технологии 161
9.1. Что такое мультимедиа? 161
9.2. Аудио- и видеоинформация и ее особенности 162
9.2.1. Оцифровка звуковой информации 163
9.2.2. Оцифровка видеоинформации 165
9.2.3. Стандарты MPEG 166
9.2.4 Совмещение аудио- и видеоинформации 167
9.3. Аппаратные средства мультимедиа 168
9.4. Программные средства мультимедиа 169
9.4.1. Воспроизведение мультимедиа 169
9.4.2. Создание мультимедийных приложений 170
9.5. Мультимедиа в сети Интернет 171
Глава 10. Автоматизированные информационные системы 174
10.1. Общие сведения 174
10.2. Структура АИС 175
10.3. Классификация АИС 177
Глава 11. Системы, основанные на знаниях 181
11.1. Знания 181
11.2. Модели представления знаний 184
11.2.1. Продукционная модель 184
11.2.2. Семантические сети 190
11.2.3. Фреймы 194
11.2.4. Логическая модель 196
11.2.5. Представление нечетких знаний 198
11.3. Экспертные системы 200
11.3.1. Основные понятия 200
11.3.2. Методология разработки ЭС 204
11.3.3. Инструментальные средства разработки ЭС 206
Глава 12. Социально-экономические аспекты применения информационных технологий 209
12.1. Общие сведения 209
12.2. Направления развития информационных технологий 210
12.3. Информация определяет экономику 214
Глава 13. Применение информационных технологий в различных областях 217
13.1. Конструирование и САПР 217
13.2. Управление технологическими процессами 218
13.3. Базы данных 220
13.4. Системы работы с текстами 223
13.5. Управление предприятиями 225
13.6. Издательские системы 227
13.7. Планшетные компьютеры и смартфоны 229
Список литературы 231

Данный учебник является частью учебно-методического комплекта для специальностей 230113 «Компьютерные сети и комплексы» и 230115 «Программирование в компьютерных системах» (ОП).
Учебник предназначен для изучения общепрофессиональной дисциплины «Информационные технологии».
Учебно-методические комплекты нового поколения включают в себя традиционные и инновационные учебные материалы, позволяющие обеспечить изучение общеобразовательных и общепрофессиональных дисциплин и профессиональных модулей. Каждый комплект содержит учебники и учебные пособия, средства обучения и контроля, необходимые для освоения общих и профессиональных компетенций, в том числе и с учетом требований работодателя.

Г74 Информационные технологии: Учебник для сред. проф.

образования / Г.С.Гохберг, А.В.Зафиевский, А.А.Корот-кин. - М.: Издательский центр ʼʼАкадемияʼʼ, 2004. - 208 с. ISBN 5-7695-1643-7

Изложены основы современных информационных технологий с использованием методов искусственного интеллекта. Приводятся принципы построения и примеры интеллектуальных информационных систем, а также процесс формирования баз знаний.

Важно заметить, что для студентов учебных заведений среднего профессионального образования. Может быть использован для самообразования.

УДК 681.518(075.32) ББК 32.81я723

Одной из целей при написании учебника было рассмотрение как можно большего числа разнообразных информационных технологий. При таком подходе, конечно, невозможно глубоко описать каждую из них, но основные понятия, которые крайне важно знать при дальнейшем изучении, приводятся. Изложение основ теории информационных технологий (ИТ) дано с позиций их применения в повседневной практической деятельности и возможности дальнейшего их совершенствования в количественном и качественном отношениях.

Изложение теоретических основ информационных технологий сопровождается примерами их использования, контрольными вопросами, зачастую требующими творческого подхода к ответу на них, а также примерами заданий для лабораторных и самостоятельных работ, что способствует развитию практических навыков их использования.

Общая структура учебника выглядит следующим образом.

Первые две главы являются вводными. Вначале приводятся общие сведения об информации, информационных процессах и информационных технологиях, указываются основные сферы применения информационных технологий. Описываются основные компоненты информационных технологий, включая аппаратные и программные средства, а также структуры данных.

Гл. 3 - 7 посвящены самым массовым компьютерным информационным технологиям, основанным на применении персональных компьютеров - офисным и расчетно-графическим приложениям. Наиболее распространены в этой сфере программы комплекса Microsoft Office, которые и описываются в этих главах.

В гл. 8 рассматриваются вопросы создания гипертекстовых систем и сайтов в системе Интернет - новые и быстро развивающиеся ветви ИТ. При этом, несмотря на столь быстрое развитие, основы организации сайтов ʼʼвсемирной паутиныʼʼ, изложенные в этой главе, уже в течение долгого времени остаются неизменными.

Гл. 9 посвящена цифровой обработке аудио- и видеоинформации, которая резко отличается от офисных применений в первую очередь тем, что обработка информации производится, главным образом, в реальном времени. Это налагает дополнительные условия на используемые аппаратные и программные средства.

Гл. 10 содержит основные сведения об автоматизированных информационных системах, основными особенностями которых являются сложная структура обрабатываемых данных и привлечение человеческого фактора в информационные процессы.

Наиболее сложным и современным направлениям, ʼʼинтеллектуальным информационным технологиямʼʼ, посвящена гл. 11. В ней рассматриваются основные типы интеллектуальных информационных систем, описываются свойства знаний, процессы приобретения знаний, модели знаний, создание баз знаний.

В гл. 12 обсуждаются экономические и социальные последствия внедрения информационных технологий в современном обществе.

Гл. 13, заключительная, содержит краткий обзор не вошедших в другие главы применений ИТ.

Гл. 4, 7, 12 написаны Г.С.Гохбергом, гл. 1, 2, 8- 10 - А.В.За-фиевским, гл. 3, 5, 6, 11 - А.А. Короткиным, гл. 13 - всеми авторами совместно.

ИНФОРМАЦИЯ И ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

1.1. Понятие информации

Слово ʼʼинформацияʼʼ встречается буквально на каждом шагу. Мы говорим: ʼʼя получил важную информациюʼʼ, ʼʼу меня недостаточно информации для принятия решенияʼʼ, ʼʼкто владеет информацией - правит миромʼʼ, не особенно задумываясь о том, что же такое информация. В этом заключена одна из особенностей понятия информации: оно относится к числу базовых понятий (таких, как число в математике), которые можно пояснять, уточнять, использовать, но нельзя однозначно определить. Само это слово происходит от латинского informatio, означающего разъяснение, сообщение, осведомление, однако, его смысл раскрывается по мере употребления, причем разные люди понимают его по-разному. Юристы, к примеру, используют определение из закона ʼʼОб информации, информатизации и защите информацииʼʼ:

информация - сведения о лицах, предметах, фактах, событиях, явлениях и процессах независимо от формы их представления.

Здесь отражены некоторые (но, разумеется, не все) важные свойства понятия информации: во-первых, информация не является материальным объектом, который можно передать от одного человека другому так, что первый его утратит. Наоборот, в результате передачи оба эти человека будут владеть переданной информацией. Во-вторых, для того, чтобы информация могла быть передана, она должна быть представлена на каком-нибудь материальном носителе. И, в-третьих, независимо от того, на каком носителе будет представлена информация, ее содержание должно оставаться одним и тем же.

В технической сфере информация часто определяется на основе понятия обмена сообщениями, как отражение внешнего мира с помощью знаков и сигналов.

В этом описании подчеркнуто, что для хранения и передачи информации должны использоваться какие-нибудь свойства передающего информацию объекта͵ доступные принимающей стороне. Процесс обмена сообщениями и состоит тогда в восприятии приемником свойств передатчика.

Учитывая зависимость оттого, могут ли несущие информацию свойства передатчика меняться непрерывно или образовывать дискретный набор значений, принято рассматривать непрерывную, или аналоговую, информацию (звук, телевизионное изображение, показания температурных датчиков и т.д.) и дискретную, или цифровую (телеграфные сигналы, текст, изображение на компьютерном мониторе). С помощью органов чувств человек воспринимает, в основном, непрерывную информацию, в то время как логическое мышление является, по существу, дискретным.

Применительно к компьютерной обработке данных под информацией понимают некоторую последовательность символов (букв, цифр, закодированных звуков, графиков, видеофильмов, уровней сигнала датчика и т.д.), отражающую свойства какого-либо реального или воображаемого объекта и представленную в понятном компьютеру виде.

Одно и то же информационное сообщение (письмо, документ, телепередача и т.д.) может содержать разное количество информации для разных людей исходя из накопленных ими знаний и уровня понимания этого сообщения. В этом смысле информация определяется не только сигналами источника информации, но и соглашением между ним и потребителем информации о смысле, вкладываемом в ту или иную последовательность сигналов. Без наличия потребителя, хотя бы потенциального, говорить об информации бессмысленно.

Для описания соглашения между источником и потребителем информации используется понятие предметной области, означающее совокупность объектов реального мира, из которых и будут отбираться объекты, соответствующие поступающим сигналам.

Информационный образ объекта предметной области, т. е. представление совокупности свойств объекта в виде последовательности сигналов, принято называть информационным объектом. Таким образом, процессу обмена информацией должна предшествовать процедура установления соответствия между объектами предметной области и последовательностями информационных сигналов. Важно отметить, что только это соответствие позволяет вкладывать в передаваемую информацию какой-либо смысл и наполнять ее содержанием.

Описание предметной области является первым шагом при создании информационных систем и технологий. В случае, когда это описание носит полный и систематизированный характер, его называют тезаурусом.

1.3. Виды информации

Хотя человек может воспринимать информацию с помощью практически всех органов чувств, не все виды информации используются во взаимодействии человека с компьютером. Существует самая разнообразная информация, не предназначенная для компьютерной обработки, к примеру эстетическое восприятие, взаимоотношения между людьми и др.
Размещено на реф.рф
По этой причине имеет смысл выделить те виды информации, для работы с которыми использование компьютеров является наиболее успешным. К ним можно отнести:

‣‣‣ текстовую информацию;

‣‣‣ числовую информацию;

‣‣‣ информацию о дате и времени;

‣‣‣ звуковую информацию;

‣‣‣ графическую информацию, анимацию и видеофильмы;

‣‣‣ специальную двоичную информацию.

Первоначально компьютеры (называвшиеся тогда электронными вычислительными машинами - ЭВМ), применялись только для обработки числовой информации, однако быстро выяснилось, что их возможности гораздо шире. В то же время возможности компьютеров не безграничны, и наибольший эффект они дают там, где их применение оправдано. Сегодня практически все компьютерные технологии ограничиваются обработкой перечисленных видов информации, и по мере развития компьютерной техники лишь увеличиваются объёмы перерабатываемой информации.

1.4. Кодирование информации

Мы уже отмечали, что исходя из предметной области одну и ту же последовательность сигналов разные потребители могут понимать по-разному. С другой стороны, при разных способах интерпретации сигналов различным информационным последовательностям могут соответствовать одни и те же объекты предметной области. Это позволяет преобразовывать одну последовательность сигналов в другую таким образом, что им будут соответствовать одинаковые или близкие объекты предметной области. Такое преобразование принято называть кодированием информации. При этом если в результате такого преобразования информационным последовательностям соответствуют идентичные объекты, то говорят о кодировании без потери информации, в противном случае - о кодировании с потерями информации.

Кодирование очень широко применяется при обработке информации. К примеру, система почтовых адресов - типичный при-

мер кодирования информации. Вместо того, чтобы говорить ʼʼдом хромого Елистрата на холмеʼʼ, можно использовать ʼʼНагорная, 3ʼʼ. При обработке лицевых счетов в банках ключевым является не детальное описание клиента͵ а его код - номер лицевого счета. Основным преимуществом такого вида кодирования является существенное сокращение количества передаваемой информации, т. е. размера соответствующей последовательности сигналов. Этот процесс обычно называют сжатием информации.

Приведенные примеры относились к кодированию и сжатию информации без потерь. Наряду с этим широко распространено и кодирование с потерями. В первую очередь, преобразование непрерывной информации в дискретную (аналого-цифровое преобразование - АЦП) и дискретной в непрерывную (цифроаналоговое - ЦАП) возможны только с потерями за счёт принципиально различного характера этих видов информации. Во-вторых, использование кодирования с потерями при сжатии информации позволяет добиться гораздо большего коэффициента сжатия, чем при кодировании без потерь. Так, при сжатии информации без потерь в типичных случаях можно добиться сокращения количества передаваемой информации в 1,5 - 2 раза, в то время как при сжатии с потерями значение коэффициента сжатия достигает сотен и тысяч раз. Особенно широко используется сжатие с потерями в сфере мультимедиа: аудио-, графической и видеоинформации, где, во-первых, просто необходимы аналого-цифровые и цифроаналого-вые преобразования, а во-вторых, объёмы информации крайне велики.

Еще одной разновидностью кодирования является введение избыточной информации, что позволяет при передаче информации по,каналам, подверженным воздействию помех, добиваться распознавания или даже исправления ошибок. Из неочевидных примеров такого кодирования упомянем электронные сертификаты и электронную цифровую подпись.

1.5. Информационные процессы

Понятие информации предусматривает определенные действия с ней: сбор, обработку, хранение и передачу. Эти действия называются информационными процессами. При разработке информационных систем следует отделять эти процессы друг от друга и описывать их отдельно, поскольку разные информационные процессы могут использовать совершенно различные устройства и технологии. Так, для первоначального сбора информации могут использоваться технические устройства (датчики), документы, компьютерные экранные формы. Для компьютерной обработки данных применяются процессоры, число которых в современном пер-

сональном компьютере может доходить до 10 и более (центральный, графический, принтерный и т.д.). Хранение информации может осуществляться как в бумажной форме (в виде документов), так и в электронной с использованием магнитных, оптических и других носителей (к примеру, флеш-память). Наконец, для передачи информации могут применяться те же виды носителей информации, что и для хранения, а также сети связи.

1.6. Свойства информации

При разработке информационных систем и технологий важно оценить свойства поступающей, хранимой и передаваемой информации. К числу таких свойств можно отнести:

ʼʼдостоверность - насколько информация соответствует истинному положению дел;

‣‣‣ полноту - наличие сведений, достаточных для реализации целей информационной системы или технологии;

‣‣‣ точность - степень близости к действительному состоянию объекта͵ процесса, явления;

‣‣‣ актуальность - степень соответствия информации текущему моменту времени;

‣‣‣ ценность - насколько информация важна для решения задачи;

‣‣‣ понятность - выражение информации на языке, понятном тем, кому она предназначена.

Можно назвать и другие свойства (доступность, краткость и т.д.), однако следует отметить, что учитывать следует только те из них, которые действительно оказывают влияние на рассматриваемую систему или технологию.

1.7. Информационные технологии

Под технологией обычно принято понимать описание процесса производства материальных благ, как последовательность действий над предметом труда в целях получения конечного продукта. Особенностью информационных технологий (ИТ) является то, что в них и начальным, и конечным продуктом труда является информация, а орудиями труда - компьютерная техника и средства телекоммуникаций. При этом, конечно, перерабатываемая информация связана с различными материальными носителями, однако главную роль в информационных технологиях играет не непосредственно сам носитель, а связанная с ним информация.

Не следует думать, что информационные технологии появились лишь в наше время. Уже свод законов Римской империи можно считать примером информационной технологии. В средние века

возникла информационная технология бухгалтерского учета͵ в промышленную эпоху - газеты и другие средства массовой информации. При этом нынешний этап развития ИТ характеризуется в первую очередь массовым распространением персональных компьютеров, созданием больших компьютерных сетей и расширением перечня оказываемых ими сервисных услуᴦ. И если еще 20 лет назад информационные технологии относились к элитным видам производства, в наше время они превратились в массовое явление, не требующее от вовлеченных в процесс производства работников особо высокой квалификации. Можно сказать, что современным этапом развития ИТ являются информационные компьютерные технологии.

Приведем наиболее важные сферы применения современных информационных технологий:

‣‣‣ делопроизводство в офисе;

‣‣‣ экономические и статистические расчёты;

‣‣‣ управление технологическими процессами, а также организационное управление на базе использования компьютерных сетей;

‣‣‣ издательская деятельность;

‣‣‣ проектно-конструкторские работы;

‣‣‣ цифровая связь, сеть Интернет;

‣‣‣ компьютерные тренажеры;

‣‣‣ индустрия развлечений: цифровая фотография, компьютерные мультфильмы, компьютерные методы в кинопромышленности, компьютерные игры и т.д.

Контрольные вопросы

1. В чем отличие информации от вещества и энергии?

2. Является ли эта книга информацией?

3. Приведите пример независимости информации от ее носителей.

4. Каким образом информация представляется на ее носителе?

5. В чем состоит различие между непрерывной и дискретной информацией?

6. Приведите примеры предметной области.

7. В чем суть кодирования информации?

8. Зачем применяется кодирование при обработке информации?

9. Назовите основные информационные процессы.

10. Назовите средства, обеспечивающие выполнение информационных процессов.

11. Приведите примеры, демонстрирующие различные свойства информации.

12. Объясните термин ʼʼинформационные технологииʼʼ.

13. В чем особенности современных информационных технологий?

14. Назовите сферы применения информационных технологий.

ГЛАВА 2 КОМПОНЕНТЫ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

2.1. Инструментальные средства информационных

процессов

В предыдущей главе мы отмечали, что термин ʼʼинформационные процессыʼʼ объединяет сбор, хранение, обработку, передачу и представление информации. Для обеспечения работы всех этих процессов необходимы специальные средства, которые можно назвать ʼʼорудиями трудаʼʼ в информационных технологиях. Обычно их делят на две большие категории: аппаратные и программные средства, на компьютерном жаргоне называемые ʼʼжелезоʼʼ и ʼʼсофтʼʼ. Вместе с тем, важным элементом компьютерных технологий является формат данных (информации, подлежащей компьютерной обработке), используемых этими средствами, а именно каким образом представляется и как должна восприниматься обрабатываемая информация, а также приемы работы с аппаратными и программными средствами.

2.2. Аппаратные средства

Центральным звеном любой компьютерной системы обработки информации является, разумеется, компьютер.
Размещено на реф.рф
Надо заметить, что понятие ʼʼкомпьютерʼʼ весьма многообразно: под компьютером принято понимать и встроенные в оборудование микроконтроллеры (хотя в данном случае они чаще называются процессорами), и огромные компьютерные системы, содержащие тысячи и десятки тысяч процессоров (суперкомпьютеры). Тем не менее, несмотря на такие различия, компьютеры имеют между собой очень много общего, и практически в любом из них можно найти подсистемы, выполняющие, в конечном счете, одни и те же функции. Рассмотрим устройство наиболее распространенного типа компьютеров - настольного персонального компьютера (десктопа), на примере которого можно обсудить практически все компоненты компьютерных технологий.

В минимальной комплектации современный персональный компьютер состоит из четырех частей: системного блока, видеомонитора, клавиатуры и мыши.

В свою очередь, системный блок состоит из следующих составляющих:

‣‣‣ корпуса с блоком питания;

‣‣‣ системной (ʼʼматеринскойʼʼ) платы;

‣‣‣ процессора с системой охлаждения (вентилятором);

‣‣‣ модулей основной памяти;

‣‣‣ видеоплаты;

‣‣‣ дисководов гибких, жестких и оптических дисков. Минимальная комплектация компьютера может расширяться

как за счёт дополнительных внешних устройств, подключаемых непосредственно к компьютеру - принтера, сканера, модема, так и за счёт устройств, подключаемых к компьютеру с помощью плат расширения - специальных плат, вставляемых* в материнскую плату, к которым подключаются следующие устройства: звуковые колонки, сетевое оборудование, устройства сбора данных с различных датчиков и т.д. Надо заметить, что способы подключения внешних устройств постоянно совершенствуются. В первых персональных компьютерах для непосредственного подключения использовались расположенные на материнской плате разъемы последовательных и параллельного портов, а для плат расширения - разъемы типа ISA. В современных же компьютерах произошел переход на платы расширения типа PCI, а вместо разъемов последовательных и параллельных портов все чаще используются разъемы USB. Вместе с тем, тенденцией последнего времени является размещение на материнской плате микросхем, реализующих функции, выполнявшиеся ранее платами расширения: звуковой, сетевой, управления дисководами и даже видеоплатой. Во многих современных компьютерах внутри системного блока нет ничего, кроме системной платы с процессором и памятью и дисководов, и, тем не менее, они обеспечивают гораздо большую функциональность, чем ʼʼнавороченныеʼʼ компьютеры пятилетней давности.

Рассмотрим теперь более подробно основные составляющие персонального компьютера (ПК).

Процессор и память. Ведущим элементом любого персонального компьютера является центральный процессор (central processor unit - CPU), выполняющий основные арифметические и логические операции, а также формирующий управляющие сигналы к другим устройствам компьютера. Характеристики процессора оказывают решающее влияние на характеристики компьютера в целом, и в первую очередь на его производительность. Одной из простейших характеристик быстродействия процессора является его тактовая частота͵ хотя с ее помощью имеет смысл сравнивать лишь однотипные процессоры. Наиболее распространенными процессорами для ПК являются процессоры корпорации Intel (в настоящее время - серии Pentium 4 и Celeron), несколько реже используются процессоры от корпорации AMD (Advanced Micro

Devices) серии Athlon. Традиционно считается, что процессоры Intel более надежны и создают меньше проблем при настройке компьютера, а процессоры AMD при той же производительности заметно дешевле.

Не следует думать, что центральный процессор является единственным устройством компьютера, осуществляющим арифметические, логические и управляющие действия. По мере развития технологий производства микросхем и совершенствования архитектуры компьютеров все больше функций центрального процессора, особенно управляющих, передается другим устройствам, являющимся, по существу, специализированными процессорами, так что за центральным процессором остается главная функция ʼʼчисловой мельницыʼʼ. Наиболее мощным из таких специализированных процессоров является графический процессор, сравнимый по числу транзисторов и сложности архитектуры с центральным процессором. Другие процессоры чаще называют контроллерами, хотя они превосходят по сложности центральные процессоры совсем недавнего времени. Главным качеством всех этих устройств является то, что они выполняют обработку данных параллельно с центральным процессором, что позволяет значительно ускорить ее.

Вторым элементом компьютера, определяющим его важнейшие характеристики, является основная память, или просто память. Вообще говоря, память, т. е. устройство для хранения данных, имеет несколько уровней. Одни типы памяти предназначены для того, чтобы хранить данные только на время работы компьютера, другие - для постоянного или долговременного хранения. Вместе с тем, различные виды памяти различаются по скорости работы с данными. Под основной же памятью обычно понимают модули памяти, состоящие из электронных микросхем и вставляемые в разъемы {слоты) на материнской плате. Как правило, на материнской плате содержится от двух до четырех таких разъемов. Эта память является энергозависимой, и ее содержимое теряется при выключении компьютера. Характеристики основной памяти заметно совершенствуются по мере развития технологии, и в настоящее время наиболее распространены модули памяти двух типов: SDR DIMM (или просто DIMM) и DDR DIMM. Емкость модулей памяти составляет обычно от 128 до 512 Мбайт, и общая емкость установленной основной памяти является одной из наиболее значимых характеристик компьютера.

Материнская плата. Основным элементом системного блока компьютера, определяющим его эксплуатационные качества, является плата - монтажная панель, на которой располагаются все остальные устройства системного блока, кроме дисководов. На ней расположено большое количество внутренних и внешних разъемов и различных вспомогательных микросхем, среди которых ве-

дущую роль играют микросхемы так называемого чипсета (ʼʼнабора микросхемʼʼ), выполняющие связующую функцию между процессором и остальными устройствами компьютера. По этой причине микросхемы чипсета иногда называют ʼʼмостамиʼʼ. Тип чипсета͵ наряду с количеством и назначением разъемов, является основной характеристикой материнской платы. Для процессоров Intel наиболее часто применяются чипсеты, производимые самой корпорацией Intel, для процессоров AMD - чипсеты корпорации VIA. Чипсеты для обоих типов процессоров производит также корпорация SIS, продукция которой относится к нижнему ценовому диапазону.

Для описания свойств чипсета нужно указать, для какого типа процессоров и для какого типа памяти он предназначен. Вместе с тем, в последнее время в некоторые типы чипсетов стали включать функции управления видео-, аудио-, сетевыми и другими подсистемами компьютера. В этом случае говорят, что соответствующая подсистема интегрирована в чипсете или на материнской плате, и интегрированные решения получают все большее распространение, особенно для офисных компьютеров.

Видеосистема. В состав видеосистемы обычно включается два элемента: графическая плата (видеоплата) и видеомонитор (дисплей). Роль графической платы может выполнять интегрированный в чипсет видеоконтроллер.

Характеристики почти всех современных графических плат практически идентичны, и различие между ними заключается, в основном, в объёме функций центрального процессора, которые берет на себя графический процессор видеоплаты. Для компьютерных игр это является весьма значительной характеристикой, поскольку при выводе на дисплей сложных динамичных сцен центральный процессор может просто не справиться с их своевременным отображением. В то же время в офисных приложениях эта характеристика является гораздо менее критичной.

Отметим, что все чаще графические платы стали оснащаться средствами для вывода изображения на телевизор, наряду с выводом того же или другого изображения на монитор, а также средствами для ввода низкочастотного телевизионного сигнала с целью его последующей обработки.

Что касается видеомониторов, то их можно разделить на два больших класса: дисплеи на электронно-лучевой трубке (ЭЛТ) и жидкокристаллические (ЖК) дисплеи. Основной характеристикой дисплеев является размер их видимой области по диагонали, выражаемый в дюймах. Остальные характеристики носят либо вторичный, либо субъективный характер, связанный с оценкой качества изображения. ЖК-мониторы представляют из себяотносительно новый тип дисплеев, однако по своим потребительским и стоимостным характеристикам они уже догнали мониторы на электронной

лучевой трубке, и единственной областью, где они существенно отстают от ЭЛТ-мониторов, является цветопередача, что не позволяет применять их в сфере высококачественной полиграфии.

Клавиатура и мышь. Клавиатура и мышь являются неотъемлемыми частями современного персонального компьютера. Их основным назначением является первичный ввод информации в компьютер.
Размещено на реф.рф
Вместе с тем принципы их взаимодействия с компьютером существенно отличаются. Клавиатура работает относительно независимо от остальных частей компьютера и ее основной функцией является ввод в компьютер больших объёмов текстовой информации. В отличие от этого мышь функционирует только совместно с монитором, обеспечивая взаимодействие с графическими объектами на экране и тем самым осуществляя ввод небольших объёмов структурированной информации, а также выполняя управляющие функции.

Типы клавиатур персонального компьютера различаются не чересчур существенно. Их модификация идет либо по линии улучшения эргономических качеств (ʼʼестественныеʼʼ клавиатуры), либо за счёт расширения управляющих функций посредством добавления ʼʼмультимедийныхʼʼ и других клавиш. То же самое можно сказать о манипуляторах типа ʼʼмышьʼʼ. Несмотря на огромное разнообразие ʼʼмышейʼʼ, их основными функциями остаются отслеживание нажатия кнопок мыши и ее перемещения.

Средства хранения и переноса информации. Мы уже отмечали, что память компьютера является многоуровневой. Наряду с энергозависимой основной памятью, участвующей только в процессе обработки информации, не меньшую роль играют энергонезависимые виды памяти, предназначенные для хранения и переноса информации. Память такого рода, в отличие от основной, принято называть внешней. Учитывая зависимость отхарактера носителя ее можно разделить на несколько типов:

‣‣‣ память на магнитных носителях (гибкие и жесткие магнитные диски и магнитные ленты);

‣‣‣ память на оптических носителях (компакт-диски с однократной и многократной записью);

‣‣‣ энергонезависимая электронная память (флеш-память).

С другой стороны, функции энергонезависимой памяти можно подразделить следующим образом:

‣‣‣ хранение исходных, промежуточных и окончательных данных в процессе обработки информации;

‣‣‣ архивное хранение данных;

‣‣‣ перенос информации с одного компьютера на другой.

В каждом из этих случаев применяются свои виды внешней памяти. Фактически единственным типом внешней памяти, используемым в процессе обработки информации, являются накопители на жестких магнитных дисках (винчестеры). Их основной

характеристикой является объём вмещаемой информации. Заметим, что персональные компьютеры довольно редко имеют более одного винчестера.

В качестве средств архивного хранения данных в течение долгого времени использовались магнитные ленты и гибкие магнитные диски (дискеты). В последнее время дискеты утратили функцию архивного хранения ввиду недостаточной емкости, в то же время ими пользуются из-за низкой стоимости носителя. При этом их все больше вытесняют оптические диски, стоимость которых резко снизилась. Вместе с тем, появились удобные аппаратные средства для работы с архивами на оптических дисках - чейнджеры.

Средства переноса информации отличаются большим разнообразием. Дискеты по-прежнему сохраняют свое значение в качестве наиболее удобного средства переноса небольших объёмов информации, что связано с тем, что их можно использовать на любом компьютере, в отличие от других носителей, требующих наличия на компьютере дополнительных аппаратных или программных возможностей. Удобным и дешевым средством переноса информации являются записываемые и перезаписываемые оптические диски, однако они требуют наличия пишущего оптического дисковода и соответствующего программного обеспечения. Еще более удобным средством являются устройства флеш-памяти с USB-интерфейсом (USB-брелки) и карты флеш-памя-ти с USB-переходником, однако их стоимость достаточно высока. Наконец, для переноса больших объёмов информации (десятки и сотни гигабайт) используются накопители на жестких магнитных дисках, оборудованные средствами для подключения к компьютеру через внешние разъемы.

Еще одним средством обмена данными между компьютерами являются компьютерные сети, о которых пойдет речь далее.

Дополнительные устройства компьютера. Помимо уже перечисленных компонентов компьютера, являющихся в какой-либо мере обязательными, компьютер должна быть оснащен дополнительными устройствами, к которым в первую очередь относятся принтер, звуковая подсистема, сканер и модем.

Принтеры обычно подразделяются на матричные, струйные и лазерные. Наиболее распространенными из них являются струйные, что объясняется их дешевизной, хорошим качеством печати и возможностью многоцветной печати. Основным их недостатком являются высокие эксплуатационные расходы. По этой причине их выгодно применять в случаях, когда объём печати сравнительно невелик. При больших объёмах печати выгоднее применять лазерные принтеры, обладающие еще более высоким качеством печати. При этом они дороже струйных принтеров, а при многоцветной печати - существенно дороже. Матричные принтеры в настоящее время распространены гораздо меньше и имеют, в основном, спе-

циальное применение. Связано это с тем, что по стоимости они сравнимы с лазерными, качество печати заметно ниже, а уровень создаваемого шума выше. Вместе с тем требования матричного принтера к качеству бумаги намного ниже. Он также может производить одновременную печать нескольких копий документов, в т.ч. на рулонной бумаге. Вместе с тем, печать на документах (без протяжки через принтер) удобнее осуществлять матричным способом.

Из принтеров специального назначения следует еще упомянуть широкоформатные принтеры, позволяющие печатать на листах формата до АО, а также на рулонной бумаге большой ширины.

Звуковой подсистемой (аудиоподсистемой) в последнее время оснащается практически каждый компьютер.
Размещено на реф.рф
Так же, как и видеоподсистема, звуковая состоит из двух частей: внутренней - звуковой платы (аудиоплаты) или звукового чипа на материнской плате и внешней - набора компьютерных звуковых колонок. Аудио-подсистемы современных компьютеров имеют очень большой разброс по качеству и стоимости, что существенно затрудняет их классификацию. Простейшая из них добавляет 1...2 % к общей стоимости компьютера, в то время как высококачественная звуковая плата может стоить столько же, сколько и весь остальной компьютер, превращая его в специализированную станцию обработки звука. Следует отметить, что некомпьютерная аудиотехника обычно обеспечивает более высокое качество звучания, чем компьютерная, однако, в случае если не предъявлять повышенных требований к качеству звучания, современный компьютер вполне может выполнить все ее функции.

Сканеры применяются для ввода графических изображений или текстов, напечатанных на бумаге, в компьютер.
Размещено на реф.рф
Характерной особенностью сканеров является то, что для их работы обычно требуется весьма серьезное программное обеспечение: графический редактор для обработки изображений и программа распознавания текстов для перевода изображения в текстовый формат. Основной характеристикой сканера является разрешающая способность, измеряемая в точках на дюйм (300, 600, 1200, 2400 и т.д.). При этом если для ввода стандартных документов достаточно разрешающей способности 300 точек/дюйм, для ввода негативов фотопленки 35-мм желательно иметь 2400 точек/дюйм. В последнее время область применения сканеров как средства подготовки графических изображений стала стремительно сужаться, переходя к цифровым фотоаппаратам и видеокамерам, хотя их роль как средства ввода текстовых документов (особенно, заполненных бланков) будет, скорее всего, возрастать.

В связи со стремительным распространением сети Интернет важную роль среди других уст^ойЪт^.комцьИТерД. CTtUlH играть мо демы, позволяющие подключить компьютер "чёрез\ теле фонную

Татарского педучилище

линию к компьютерной сети. Долгое время одной из важнейших характеристик модема была его пропускная способность, выражающаяся в битах/с, однако в настоящее время модемы достигли теоретического потолка в 33 600 бит/с, и на первое место стали выходить такие характеристики, как надежность связи, цена, дополнительные функции модема и т.д. Следует, однако, отметить, что указанная величина ʼʼпотолкаʼʼ относится только к обычным аналоговым коммутируемым телефонным линиям, а для других видов каналов связи скорость обмена данными должна быть значительно увеличена. Впрочем, для таких каналов нужны и другие модемы.

Общее число устройств, которые бывают подключены к персонал

Учебник создан в соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом среднего профессионального образования по специальностям 230113 «Компьютерные системы и комплексы» и 230115 «Программирование в компьютерных системах» (ОП).
Изложены основы современных информационных технологий с использованием методов искусственного интеллекта. Приводятся принципы построения и примеры интеллектуальных информационных систем, а также процесс формирования баз знаний.
Для студентов учреждений среднего профессионального образования. Может быть использован для самообразования.

ПОНЯТИЕ ИНФОРМАЦИИ.
Слово «информация» встречается буквально на каждом шагу. Мы говорим: «я получил важную информацию», «у меня недостаточно информации для принятия решения», «кто владеет информацией - правит миром», не особенно задумываясь о том, что же такое информация. В этом заключена одна из особенностей понятия «информация».

Это понятие относится к числу базовых (таких, как число в математике), его можно пояснять, уточнять, использовать, но нельзя однозначно определить.

Слово «информация» происходит от латинского informatio - разъяснение, сообщение, осведомление, однако, его смысл раскрывается по мере употребления, причем разные люди понимают его по-разному. Юристы, например, используют определение из Федерального закона от 20 февраля 1995 г. № 24-ФЗ «Об информации, информатизации и защите информации» (в ред. от 10.01.2003 г.).

СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие
Глава 1. Информация и информационные технологии
1.1. Понятие информации
1.2. Содержание информации
1.3. Виды информации
1.4. Кодирование информации
1.5. Информационные процессы
1.6. Характеристики информации
1.7. Информационные технологии
Глава 2. Компоненты информационных технологий
2.1. Инструментальные средства информационных процессов
2.2. Аппаратные средства
2.3. Программное обеспечение
Глава 3. Обработка текстовой информации
3.1. Текстовые редакторы
3.2. Текстовый процессор Microsoft Word
3.2.1. Основные элементы текстового документа
3.2.2. Запуск и завершение программы Word
3.2.3. Структура документа
3.2.4. Понятие о шаблонах и стилях оформления
3.2.5. Оформление страницы документа
3.2.6. Дополнительные возможности Word
Глава 4. Обработка графической информации
4.1. Общие сведения
4.2. Подходы к хранению и обработке графической информации
4.3. Цветовое решение графической информации
4.4. Сжатие графической информации
4.5. Графический редактор Paint
Глава 5. Обработка экономической и статистической информации с помощью электронных таблиц
5.1. Введение в электронные таблицы
5.2. Табличный процессор Microsoft Excel
5.2.1. Ячейка электронной таблицы
5.2.2. Как подготовить простую таблицу
5.2.3. Основные методы оптимизации работы
5.2.4. Основные манипуляции с таблицами
5.2.5. Расчетные операции в Excel
5.2.6. Основные математические функции Excel
5.2.7. Статистическая обработка данных
5.2.8. Обработка экономической информации
5.2.9. Дополнительные возможности Excel
Глава 6. Обработка числовой информации табличным процессором Excel
6.1. Общие сведения
6.2. Построение графических зависимостей
6.3. Решение уравнений
6.4. Решение систем уравнений
Глава 7. Подготовка компьютерных презентаций
7.1. Общие сведения
7.2. С чего начать?
7.3. Настройка презентации
7.3.1. Анимация
7.3.2. Вставка звука
7.3.3. Вставка видеоклипов
7.3.4. Управление с помощью кнопок
7.4. Демонстрация
Глава 8. Гипертекст и «всемирная паутина»
8.1. Понятие гипертекста
8.2. Компьютерный гипертекст
8.3. Система Интернет и «всемирная паутина»
8.3.1. Общее представление о «всемирной паутине»
8.3.2. Веб-серверы
8.4. Создание веб-сайтов
8.4.1. Веб-редакторы
8.5. HTML - язык для создания веб-страниц
8.5.1. Основные понятия
8.5.2. Первая веб-страница
8.5.3. Гипертекст
8.5.4. Оформление текста
8.5.5. Форматирование символов
8.5.6. Визуальный редактор
8.5.7. Динамический HTML и серверные расширения
8.5.8. Другие методы создания сайтов
8.6. Дальнейшее развитие сайта
8.7. Современное развитие WWW
Глава 9. Мультимедийные технологии
9.1. Что такое мультимедиа?
9.2. Аудио- и видеоинформация и ее особенности
9.2.1. Оцифровка звуковой информации
9.2.2. Оцифровка видеоинформации
9.2.3. Стандарты MPEG
9.2.4 Совмещение аудио- и видеоинформации
9.3. Аппаратные средства мультимедиа
9.4. Программные средства мультимедиа
9.4.1. Воспроизведение мультимедиа
9.4.2. Создание мультимедийных приложений
9.5. Мультимедиа в сети Интернет
Глава 10. Автоматизированные информационные системы
10.1. Общие сведения
10.2. Структура АИС
10.3. Классификация АИС
Глава 11. Системы, основанные на знаниях
11.1. Знания
11.2. Модели представления знаний
11.2.1. Продукционная модель
11.2.2. Семантические сети
11.2.3. Фреймы
11.2.4. Логическая модель
11.2.5. Представление нечетких знаний
11.3. Экспертные системы
11.3.1. Основные понятия
11.3.2. Методология разработки ЭС
11.3.3. Инструментальные средства разработки ЭС
Глава 12. Социально-экономические аспекты применения информационных технологий
12.1. Общие сведения
12.2. Направления развития информационных технологий
12.3. Информация определяет экономику
Глава 13. Применение информационных технологий в различных областях
13.1. Конструирование и САПР
13.2. Управление технологическими процессами
13.3. Базы данных
13.4. Системы работы с текстами
13.5. Управление предприятиями
13.6. Издательские системы
13.7. Планшетные компьютеры и смартфоны
Список литературы.

Бесплатно скачать электронную книгу в удобном формате, смотреть и читать:
Скачать книгу Информационные технологии, Гохберг Г.С., Зафиевский А.В., Короткин А.А., 2014 - fileskachat.com, быстрое и бесплатное скачивание.

Г74 Информационные технологии: Учебник для сред. проф.

образования / Г.С.Гохберг, А.В.Зафиевский, А.А.Корот-кин. - М.: Издательский центр «Академия», 2004. - 208 с. ISBN 5-7695-1643-7

Для студентов учебных заведений среднего профессионального образования. Может быть использован для самообразования.

УДК 681.518(075.32) ББК 32.81я723

© Гохберг Г.С, Зафиевский А.В., Короткий А.А., 2004
© Образовательно-издательский центр «Академия», 2004
ISBN 5-7695-1643-7 © Оформление. Издательский центр «Академия», 2004

Одной из целей при написании учебника было рассмотрение как можно большего числа разнообразных информационных технологий. При таком подходе, конечно, невозможно глубоко описать каждую из них, но основные понятия, которые необходимо знать при дальнейшем изучении, приводятся. Изложение основ теории информационных технологий (ИТ) дано с позиций их применения в повседневной практической деятельности и возможности дальнейшего их совершенствования в количественном и качественном отношениях.

Общая структура учебника выглядит следующим образом.

В гл. 8 рассматриваются вопросы создания гипертекстовых систем и сайтов в системе Интернет - новые и быстро развивающиеся ветви ИТ. Однако, несмотря на столь быстрое развитие, основы организации сайтов «всемирной паутины», изложенные в этой главе, уже в течение долгого времени остаются неизменными.

Наиболее сложным и современным направлениям, «интеллектуальным информационным технологиям», посвящена гл. 11. В ней рассматриваются основные типы интеллектуальных информационных систем, описываются свойства знаний, процессы приобретения знаний, модели знаний, создание баз знаний.

Гл. 13, заключительная, содержит краткий обзор не вошедших в другие главы применений ИТ.

ИНФОРМАЦИЯ И ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

1.1. Понятие информации

Слово «информация» встречается буквально на каждом шагу. Мы говорим: «я получил важную информацию», «у меня недостаточно информации для принятия решения», «кто владеет информацией - правит миром», не особенно задумываясь о том, что же такое информация. В этом заключена одна из особенностей понятия информации: оно относится к числу базовых понятий (таких, как число в математике), которые можно пояснять, уточнять, использовать, но нельзя однозначно определить. Само это слово происходит от латинского informatio, означающего разъяснение, сообщение, осведомление, однако, его смысл раскрывается по мере употребления, причем разные люди понимают его по-разному. Юристы, например, используют определение из закона «Об информации, информатизации и защите информации»:

В этом описании подчеркнуто, что для хранения и передачи информации должны использоваться какие-нибудь свойства передающего информацию объекта, доступные принимающей стороне. Процесс обмена сообщениями и состоит тогда в восприятии приемником свойств передатчика.

В зависимости от того, могут ли несущие информацию свойства передатчика меняться непрерывно или образовывать дискретный набор значений, принято рассматривать непрерывную, или аналоговую, информацию (звук, телевизионное изображение, показания температурных датчиков и т.д.) и дискретную, или цифровую (телеграфные сигналы, текст, изображение на компьютерном мониторе). С помощью органов чувств человек воспринимает, в основном, непрерывную информацию, в то время как логическое мышление является, по существу, дискретным.

Одно и то же информационное сообщение (письмо, документ, телепередача и т.д.) может содержать разное количество информации для разных людей в зависимости от накопленных ими знаний и уровня понимания этого сообщения. В этом смысле информация определяется не только сигналами источника информации, но и соглашением между ним и потребителем информации о смысле, вкладываемом в ту или иную последовательность сигналов. Без наличия потребителя, хотя бы потенциального, говорить об информации бессмысленно.

Информационный образ объекта предметной области, т. е. представление совокупности свойств объекта в виде последовательности сигналов, называется информационным объектом. Таким образом, процессу обмена информацией должна предшествовать процедура установления соответствия между объектами предметной области и последовательностями информационных сигналов. Важно отметить, что только это соответствие позволяет вкладывать в передаваемую информацию какой-либо смысл и наполнять ее содержанием.

1.3. Виды информации

Хотя человек может воспринимать информацию с помощью практически всех органов чувств, не все виды информации используются во взаимодействии человека с компьютером. Существует самая разнообразная информация, не предназначенная для компьютерной обработки, например эстетическое восприятие, взаимоотношения между людьми и др. Поэтому имеет смысл выделить те виды информации, для работы с которыми использование компьютеров является наиболее успешным. К ним можно отнести:

Текстовую информацию;

Числовую информацию;

Информацию о дате и времени;

Звуковую информацию;

Графическую информацию, анимацию и видеофильмы;

Специальную двоичную информацию.

Первоначально компьютеры (называвшиеся тогда электронными вычислительными машинами - ЭВМ), применялись только для обработки числовой информации, однако быстро выяснилось, что их возможности гораздо шире. В то же время возможности компьютеров не безграничны, и наибольший эффект они дают там, где их применение оправдано. В настоящее время практически все компьютерные технологии ограничиваются обработкой перечисленных видов информации, и по мере развития компьютерной техники лишь увеличиваются объемы перерабатываемой информации.

1.4. Кодирование информации

Мы уже отмечали, что в зависимости от предметной области одну и ту же последовательность сигналов разные потребители могут понимать по-разному. С другой стороны, при разных способах интерпретации сигналов различным информационным последовательностям могут соответствовать одни и те же объекты предметной области. Это позволяет преобразовывать одну последовательность сигналов в другую таким образом, что им будут соответствовать одинаковые или близкие объекты предметной области. Такое преобразование называется кодированием информации. При этом если в результате такого преобразования информационным последовательностям соответствуют идентичные объекты, то говорят о кодировании без потери информации, в противном случае - о кодировании с потерями информации.

Кодирование очень широко применяется при обработке информации. Например, система почтовых адресов - типичный при-

мер кодирования информации. Вместо того, чтобы говорить «дом хромого Елистрата на холме», можно использовать «Нагорная, 3». При обработке лицевых счетов в банках ключевым является не детальное описание клиента, а его код - номер лицевого счета. Основным преимуществом такого вида кодирования является существенное сокращение количества передаваемой информации, т. е. размера соответствующей последовательности сигналов. Этот процесс обычно называют сжатием информации.

Приведенные примеры относились к кодированию и сжатию информации без потерь. Наряду с этим широко распространено и кодирование с потерями. Во-первых, преобразование непрерывной информации в дискретную (аналого-цифровое преобразование - АЦП) и дискретной в непрерывную (цифроаналоговое - ЦАП) возможны только с потерями за счет принципиально различного характера этих видов информации. Во-вторых, использование кодирования с потерями при сжатии информации позволяет добиться гораздо большего коэффициента сжатия, чем при кодировании без потерь. Так, при сжатии информации без потерь в типичных случаях можно добиться сокращения количества передаваемой информации в 1,5 - 2 раза, в то время как при сжатии с потерями значение коэффициента сжатия достигает сотен и тысяч раз. Особенно широко используется сжатие с потерями в сфере мультимедиа: аудио-, графической и видеоинформации, где, во-первых, просто необходимы аналого-цифровые и цифроаналого-вые преобразования, а во-вторых, объемы информации крайне велики.

1.5. Информационные процессы

сональном компьютере может доходить до 10 и более (центральный, графический, принтерный и т.д.). Хранение информации может осуществляться как в бумажной форме (в виде документов), так и в электронной с использованием магнитных, оптических и других носителей (например, флеш-память). Наконец, для передачи информации могут применяться те же виды носителей информации, что и для хранения, а также сети связи.

1.6. Свойства информации

«достоверность - насколько информация соответствует истинному положению дел;

Полноту - наличие сведений, достаточных для реализации целей информационной системы или технологии;

Точность - степень близости к действительному состоянию объекта, процесса, явления;

Актуальность - степень соответствия информации текущему моменту времени;

Ценность - насколько информация важна для решения задачи;

Понятность - выражение информации на языке, понятном тем, кому она предназначена.

1.7. Информационные технологии

Под технологией обычно понимается описание процесса производства материальных благ, как последовательность действий над предметом труда в целях получения конечного продукта. Особенностью информационных технологий (ИТ) является то, что в них и начальным, и конечным продуктом труда является информация, а орудиями труда - компьютерная техника и средства телекоммуникаций. При этом, конечно, перерабатываемая информация связана с различными материальными носителями, однако главную роль в информационных технологиях играет не непосредственно сам носитель, а связанная с ним информация.

возникла информационная технология бухгалтерского учета, в промышленную эпоху - газеты и другие средства массовой информации. Однако нынешний этап развития ИТ характеризуется в первую очередь массовым распространением персональных компьютеров, созданием больших компьютерных сетей и расширением перечня оказываемых ими сервисных услуг. И если еще 20 лет назад информационные технологии относились к элитным видам производства, в наше время они превратились в массовое явление, не требующее от вовлеченных в процесс производства работников особо высокой квалификации. Можно сказать, что современным этапом развития ИТ являются информационные компьютерные технологии.

Приведем наиболее важные сферы применения современных информационных технологий:

Делопроизводство в офисе;

Экономические и статистические расчеты;

Управление технологическими процессами, а также организационное управление на основе использования компьютерных сетей;

Издательская деятельность;

Проектно-конструкторские работы;

Цифровая связь, сеть Интернет;

Компьютерные тренажеры;

Индустрия развлечений: цифровая фотография, компьютерные мультфильмы, компьютерные методы в кинопромышленности, компьютерные игры и т.д.

Контрольные вопросы

1. В чем отличие информации от вещества и энергии?

2. Является ли эта книга информацией?

3. Приведите пример независимости информации от ее носителей.

4. Каким образом информация представляется на ее носителе?

5. В чем состоит различие между непрерывной и дискретной информацией?

6. Приведите примеры предметной области.

7. В чем суть кодирования информации?

8. Зачем применяется кодирование при обработке информации?

9. Назовите основные информационные процессы.

10. Назовите средства, обеспечивающие выполнение информационных процессов.

11. Приведите примеры, демонстрирующие различные свойства информации.

12. Объясните термин «информационные технологии».

13. В чем особенности современных информационных технологий?

14. Назовите сферы применения информационных технологий.

ГЛАВА 2 КОМПОНЕНТЫ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

2.1. Инструментальные средства информационных

процессов

В предыдущей главе мы отмечали, что термин «информационные процессы» объединяет сбор, хранение, обработку, передачу и представление информации. Для обеспечения работы всех этих процессов необходимы специальные средства, которые можно назвать «орудиями труда» в информационных технологиях. Обычно их делят на две большие категории: аппаратные и программные средства, на компьютерном жаргоне называемые «железо» и «софт». Кроме того, важным элементом компьютерных технологий является формат данных (информации, подлежащей компьютерной обработке), используемых этими средствами, а именно каким образом представляется и как должна восприниматься обрабатываемая информация, а также приемы работы с аппаратными и программными средствами.

2.2. Аппаратные средства

Центральным звеном любой компьютерной системы обработки информации является, разумеется, компьютер. Надо заметить, что понятие «компьютер» весьма многообразно: под компьютером понимаются и встроенные в оборудование микроконтроллеры (хотя в этом случае они чаще называются процессорами), и огромные компьютерные системы, содержащие тысячи и десятки тысяч процессоров (суперкомпьютеры). Тем не менее, несмотря на такие различия, компьютеры имеют между собой очень много общего, и практически в любом из них можно найти подсистемы, выполняющие, в конечном счете, одни и те же функции. Рассмотрим устройство наиболее распространенного типа компьютеров - настольного персонального компьютера (десктопа), на примере которого можно обсудить практически все компоненты компьютерных технологий.

В свою очередь, системный блок состоит из следующих составляющих:

Корпуса с блоком питания;

Системной («материнской») платы;

Процессора с системой охлаждения (вентилятором);

Модулей основной памяти;

Видеоплаты;

Дисководов гибких, жестких и оптических дисков. Минимальная комплектация компьютера может расширяться

как за счет дополнительных внешних устройств, подключаемых непосредственно к компьютеру - принтера, сканера, модема, так и за счет устройств, подключаемых к компьютеру с помощью плат расширения - специальных плат, вставляемых* в материнскую плату, к которым подключаются следующие устройства: звуковые колонки, сетевое оборудование, устройства сбора данных с различных датчиков и т.д. Надо заметить, что способы подключения внешних устройств постоянно совершенствуются. В первых персональных компьютерах для непосредственного подключения использовались расположенные на материнской плате разъемы последовательных и параллельного портов, а для плат расширения - разъемы типа ISA. В современных же компьютерах произошел переход на платы расширения типа PCI, а вместо разъемов последовательных и параллельных портов все чаще используются разъемы USB. Кроме того, тенденцией последнего времени является размещение на материнской плате микросхем, реализующих функции, выполнявшиеся ранее платами расширения: звуковой, сетевой, управления дисководами и даже видеоплатой. Во многих современных компьютерах внутри системного блока нет ничего, кроме системной платы с процессором и памятью и дисководов, и, тем не менее, они обеспечивают гораздо большую функциональность, чем «навороченные» компьютеры пятилетней давности.

Рассмотрим теперь более подробно основные составляющие персонального компьютера (ПК).

Процессор и память. Ведущим элементом любого персонального компьютера является центральный процессор (central processor unit - CPU), выполняющий основные арифметические и логические операции, а также формирующий управляющие сигналы к другим устройствам компьютера. Характеристики процессора оказывают решающее влияние на характеристики компьютера в целом, и в первую очередь на его производительность. Одной из простейших характеристик быстродействия процессора является его тактовая частота, хотя с ее помощью имеет смысл сравнивать лишь однотипные процессоры. Наиболее распространенными процессорами для ПК являются процессоры корпорации Intel (в настоящее время - серии Pentium 4 и Celeron), несколько реже используются процессоры от корпорации AMD (Advanced Micro

Не следует думать, что центральный процессор является единственным устройством компьютера, осуществляющим арифметические, логические и управляющие действия. По мере развития технологий производства микросхем и совершенствования архитектуры компьютеров все больше функций центрального процессора, особенно управляющих, передается другим устройствам, являющимся, по существу, специализированными процессорами, так что за центральным процессором остается главная функция «числовой мельницы». Наиболее мощным из таких специализированных процессоров является графический процессор, сравнимый по числу транзисторов и сложности архитектуры с центральным процессором. Другие процессоры чаще называют контроллерами, хотя они превосходят по сложности центральные процессоры совсем недавнего времени. Главным качеством всех этих устройств является то, что они выполняют обработку данных параллельно с центральным процессором, что позволяет значительно ускорить ее.

Вторым элементом компьютера, определяющим его важнейшие характеристики, является основная память, или просто память. Вообще говоря, память, т. е. устройство для хранения данных, имеет несколько уровней. Одни типы памяти предназначены для того, чтобы хранить данные только на время работы компьютера, другие - для постоянного или долговременного хранения. Кроме того, различные виды памяти различаются по скорости работы с данными. Под основной же памятью обычно понимают модули памяти, состоящие из электронных микросхем и вставляемые в разъемы {слоты) на материнской плате. Как правило, на материнской плате содержится от двух до четырех таких разъемов. Эта память является энергозависимой, и ее содержимое теряется при выключении компьютера. Характеристики основной памяти заметно совершенствуются по мере развития технологии, и в настоящее время наиболее распространены модули памяти двух типов: SDR DIMM (или просто DIMM) и DDR DIMM. Емкость модулей памяти составляет обычно от 128 до 512 Мбайт, и общая емкость установленной основной памяти является одной из наиболее значимых характеристик компьютера.

дущую роль играют микросхемы так называемого чипсета («набора микросхем»), выполняющие связующую функцию между процессором и остальными устройствами компьютера. По этой причине микросхемы чипсета иногда называют «мостами». Тип чипсета, наряду с количеством и назначением разъемов, является основной характеристикой материнской платы. Для процессоров Intel наиболее часто применяются чипсеты, производимые самой корпорацией Intel, для процессоров AMD - чипсеты корпорации VIA. Чипсеты для обоих типов процессоров производит также корпорация SIS, продукция которой относится к нижнему ценовому диапазону.

Для описания свойств чипсета надо указать, для какого типа процессоров и для какого типа памяти он предназначен. Кроме того, в последнее время в некоторые типы чипсетов стали включать функции управления видео-, аудио-, сетевыми и другими подсистемами компьютера. В этом случае говорят, что соответствующая подсистема интегрирована в чипсете или на материнской плате, и интегрированные решения получают все большее распространение, особенно для офисных компьютеров.

Характеристики почти всех современных графических плат практически идентичны, и различие между ними заключается, в основном, в объеме функций центрального процессора, которые берет на себя графический процессор видеоплаты. Для компьютерных игр это является весьма существенной характеристикой, поскольку при выводе на дисплей сложных динамичных сцен центральный процессор может просто не справиться с их своевременным отображением. В то же время в офисных приложениях эта характеристика является гораздо менее критичной.

Что касается видеомониторов, то их можно разделить на два больших класса: дисплеи на электронно-лучевой трубке (ЭЛТ) и жидкокристаллические (ЖК) дисплеи. Основной характеристикой дисплеев является размер их видимой области по диагонали, выражаемый в дюймах. Остальные характеристики носят либо вторичный, либо субъективный характер, связанный с оценкой качества изображения. ЖК-мониторы представляют собой относительно новый тип дисплеев, однако по своим потребительским и стоимостным характеристикам они уже догнали мониторы на электронной

Клавиатура и мышь. Клавиатура и мышь являются неотъемлемыми частями современного персонального компьютера. Их основным назначением является первичный ввод информации в компьютер. Вместе с тем принципы их взаимодействия с компьютером существенно отличаются. Клавиатура работает относительно независимо от остальных частей компьютера и ее основной функцией является ввод в компьютер больших объемов текстовой информации. В отличие от этого мышь функционирует только совместно с монитором, обеспечивая взаимодействие с графическими объектами на экране и тем самым осуществляя ввод небольших объемов структурированной информации, а также выполняя управляющие функции.

Типы клавиатур персонального компьютера различаются не слишком существенно. Их модификация идет либо по линии улучшения эргономических качеств («естественные» клавиатуры), либо за счет расширения управляющих функций посредством добавления «мультимедийных» и других клавиш. То же самое можно сказать о манипуляторах типа «мышь». Несмотря на огромное разнообразие «мышей», их основными функциями остаются отслеживание нажатия кнопок мыши и ее перемещения.

Средства хранения и переноса информации. Мы уже отмечали, что память компьютера является многоуровневой. Наряду с энергозависимой основной памятью, участвующей только в процессе обработки информации, не меньшую роль играют энергонезависимые виды памяти, предназначенные для хранения и переноса информации. Память такого рода, в отличие от основной, принято называть внешней. В зависимости от характера носителя ее можно разделить на несколько типов:

Память на магнитных носителях (гибкие и жесткие магнитные диски и магнитные ленты);

Память на оптических носителях (компакт-диски с однократной и многократной записью);

Энергонезависимая электронная память (флеш-память).

С другой стороны, функции энергонезависимой памяти можно подразделить следующим образом:

Хранение исходных, промежуточных и окончательных данных в процессе обработки информации;

Архивное хранение данных;

Перенос информации с одного компьютера на другой.

характеристикой является объем вмещаемой информации. Заметим, что персональные компьютеры довольно редко имеют более одного винчестера.

В качестве средств архивного хранения данных в течение долгого времени использовались магнитные ленты и гибкие магнитные диски (дискеты). В последнее время дискеты утратили функцию архивного хранения ввиду недостаточной емкости, в то же время ими пользуются из-за низкой стоимости носителя. Однако их все больше вытесняют оптические диски, стоимость которых резко снизилась. Кроме того, появились удобные аппаратные средства для работы с архивами на оптических дисках - чейнджеры.

Средства переноса информации отличаются большим разнообразием. Дискеты по-прежнему сохраняют свое значение в качестве наиболее удобного средства переноса небольших объемов информации, что связано с тем, что их можно использовать на любом компьютере, в отличие от других носителей, требующих наличия на компьютере дополнительных аппаратных или программных возможностей. Удобным и дешевым средством переноса информации являются записываемые и перезаписываемые оптические диски, однако они требуют наличия пишущего оптического дисковода и соответствующего программного обеспечения. Еще более удобным средством являются устройства флеш-памяти с USB-интерфейсом (USB-брелки) и карты флеш-памя-ти с USB-переходником, однако их стоимость достаточно высока. Наконец, для переноса больших объемов информации (десятки и сотни гигабайт) используются накопители на жестких магнитных дисках, оборудованные средствами для подключения к компьютеру через внешние разъемы.

Дополнительные устройства компьютера. Помимо уже перечисленных компонентов компьютера, являющихся в той или иной мере обязательными, компьютер может быть оснащен дополнительными устройствами, к которым в первую очередь относятся принтер, звуковая подсистема, сканер и модем.

Принтеры обычно подразделяются на матричные, струйные и лазерные. Наиболее распространенными из них являются струйные, что объясняется их дешевизной, хорошим качеством печати и возможностью многоцветной печати. Основным их недостатком являются высокие эксплуатационные расходы. Поэтому их выгодно применять в случаях, когда объем печати сравнительно невелик. При больших объемах печати выгоднее применять лазерные принтеры, обладающие еще более высоким качеством печати. Однако они дороже струйных принтеров, а при многоцветной печати - существенно дороже. Матричные принтеры в настоящее время распространены гораздо меньше и имеют, в основном, спе-

циальное применение. Связано это с тем, что по стоимости они сравнимы с лазерными, качество печати заметно ниже, а уровень создаваемого шума выше. Вместе с тем требования матричного принтера к качеству бумаги намного ниже. Он также может производить одновременную печать нескольких копий документов, в том числе на рулонной бумаге. Кроме того, печать на документах (без протяжки через принтер) удобнее осуществлять матричным способом.

Звуковой подсистемой (аудиоподсистемой) в последнее время оснащается практически каждый компьютер. Так же, как и видеоподсистема, звуковая состоит из двух частей: внутренней - звуковой платы (аудиоплаты) или звукового чипа на материнской плате и внешней - набора компьютерных звуковых колонок. Аудио-подсистемы современных компьютеров имеют очень большой разброс по качеству и стоимости, что существенно затрудняет их классификацию. Простейшая из них добавляет 1...2 % к общей стоимости компьютера, в то время как высококачественная звуковая плата может стоить столько же, сколько и весь остальной компьютер, превращая его в специализированную станцию обработки звука. Следует отметить, что некомпьютерная аудиотехника обычно обеспечивает более высокое качество звучания, чем компьютерная, однако, если не предъявлять повышенных требований к качеству звучания, современный компьютер вполне может выполнить все ее функции.

Сканеры применяются для ввода графических изображений или текстов, напечатанных на бумаге, в компьютер. Характерной особенностью сканеров является то, что для их работы обычно требуется весьма серьезное программное обеспечение: графический редактор для обработки изображений и программа распознавания текстов для перевода изображения в текстовый формат. Основной характеристикой сканера является разрешающая способность, измеряемая в точках на дюйм (300, 600, 1200, 2400 и т.д.). При этом если для ввода стандартных документов достаточно разрешающей способности 300 точек/дюйм, для ввода негативов фотопленки 35-мм желательно иметь 2400 точек/дюйм. В последнее время область применения сканеров как средства подготовки графических изображений стала стремительно сужаться, переходя к цифровым фотоаппаратам и видеокамерам, хотя их роль как средства ввода текстовых документов (особенно, заполненных бланков) будет, скорее всего, возрастать.

Татарского педучилище

линию к компьютерной сети. Долгое время одной из важнейших характеристик модема была его пропускная способность, выражающаяся в битах/с, однако в настоящее время модемы достигли теоретического потолка в 33 600 бит/с, и на первое место стали выходить такие характеристики, как надежность связи, цена, дополнительные функции модема и т.д. Следует, однако, отметить, что указанная величина «потолка» относится только к обычным аналоговым коммутируемым телефонным линиям, а для других видов каналов связи скорость обмена данными может быть значительно увеличена. Впрочем, для таких каналов нужны и другие модемы.

Общее число устройств, которые могут быть подключены к персональному компьютеру, неограниченно. Это объясняется его удачно спроектированной компонентной архитектурой, позволяющей собирать ПК, как детский конструктор. Практически любое электронное устройство может быть подключено к персональному компьютеру, если для него будет разработана схема подключения. Можно назвать три основных способа подключения внешних устройств. Самый простой способ - через внешние разъемы материнской платы. До недавнего времени это были разъемы последовательных и параллельного портов, вместо которых все чаще используются USB-разъемы, обладающие большей скоростью передачи данных и возможностью подключения к работающему (включенному) компьютеру. USB-разъем, кроме того, может обеспечить небольшую мощность для энергопитания устройства. Другой способ подключения - с помощью специально разработанной платы расширения, вставляемой в разъем (слот) на материнской плате. Этот способ обладает гораздо большей универсальностью и обеспечивает большую скорость передачи данных, однако требует проектирования платы расширения, специфичной для каждого устройства. Наконец, третий способ передачи данных с внешнего устройства на компьютер не связан с непосредственным подключением, а использует какие-либо устройства переноса данных (например, флеш-память). Чаще всего он используется для цифровых фотоаппаратов и видеокамер. С его помощью можно даже исключить компьютер из технологического цикла обработки данных, печатая, например, фотографии с цифрового фотоаппарата непосредственно на принтере, оснащенном такой возможностью.

Заметим, что практически во всех отмеченных случаях недостаточно лишь аппаратного подключения внешнего устройства к компьютеру. Для их успешной совместной работы необходима еще согласующая программа, называемая драйвером устройства, причем организация драйвера существенно зависит от операционной системы компьютера и в разных операционных системах для одного и того же устройства, как правило, пишутся различные драйверы.

Помимо внешнего исполнения, дополнительные устройства компьютера могут изготовляться и во внутреннем исполнении, когда это устройство целиком размещается на плате расширения. Таким образом, например, изготовляются сетевые адаптеры, модемы, а также нейропроцессоры, значительно расширяющие функциональные возможности компьютера при решении многих прикладных задач. Преимуществом внутреннего исполнения является высокая скорость передачи данных между устройством и компьютером, недостатками - сниженные возможности диагностики и необходимость того, чтобы источник питания компьютера имел достаточный запас мощности для обеспечения энергопитания этого устройства.

Компьютерные сети. Как уже отмечалось, компьютерные сети являются одним из средств передачи данных. Этот способ обмена информацией оказался настолько удобным, что в настоящее время практически каждый компьютер подключен или может быть подключен к той или иной сети. Принято подразделять сети на локальные и глобальные. Локальные сети характеризуются высокими скоростями передачи данных (до 1 Гбит/с) и сравнительно небольшими размерами (десятки или сотни метров), а глобальные - более низкими скоростями (зависящими от количества каналов и их пропускной способности), более высокой стоимостью на единицу передачи информации и практически неограниченными размерами.

В самом простом варианте можно представлять себе компьютерную сеть как совокупность компьютеров, соединенных с помощью сетевых кабелей с узлами сети, которые, в свою очередь, соединены между собой. Роль узлов сети выполняют либо аппаратные устройства - концентраторы (хабы) и коммутаторы, либо маршрутизаторы, представляющие собой специализированные компьютеры, предназначенные для организации компьютерных сетей. Для подключения компьютера к сети используется либо сетевой адаптер, обычно исполняемый в виде платы расширения, - в случае локальных сетей, либо модем того или иного типа - в случае глобальных сетей.

Главным отличием компьютерных сетей от совокупности отдельно стоящих персональных компьютеров с точки зрения обработки информации является наличие в компьютерной сети одного или нескольких серверов - компьютеров, позволяющих различным пользователям получать или обрабатывать объединенную информацию, предоставляемую им сервером (более правильно было бы называть сервером не компьютер, а выполняющуюся на нем программу, однако для понимания его работы проще считать сервером компьютер). Такая схема обработки информации, в отличие от обработки на отдельном компьютере, называется схемой «клиент -сервер», а компьютеры на рабочих местах пользо-

вателей, подключающиеся к серверу - клиентскими компьютерами, или клиентами.

Другие компьютеры. В предыдущих разделах мы уделили наибольшее внимание настольным персональным компьютерам, занимающим срединное положение в пестром семействе всевозможных компьютеров. С одной стороны от них расположены переносные и карманные компьютеры, набор устройств и архитектура которых похожи на имеющиеся у персональных компьютеров, однако их компоновка совершенно другая вследствие их малых размеров и необходимости экономии энергопотребления. С другой стороны - серверы, рабочие станции и суперкомпьютеры, набор устройств и архитектура которых могут очень сильно отличаться от персональных компьютеров. Это, в свою очередь, связано с тем, что компьютеры этих типов, в отличие от десктопа, предназначены для выполнения меньшего числа функций, однако должны выполнять их быстрее и в большем объеме, что ведет к гипертрофии одних аппаратных средств и частичному или полному исчезновению других. Очень часто сервер, например, не имеет видеомонитора и клавиатуры, а управляется с какого-нибудь клиентского компьютера, однако имеет несколько процессоров, гигантский, с точки зрения персонального компьютера, объем основной и дисковой памяти и несколько сетевых плат повышенной пропускной способности.

Все эти компьютеры строятся на самой разнообразной элементной базе, сделать обзор которой не представляется возможным. Подчеркнем, однако, что принципы сбора, хранения, обработки, передачи и представления информации одинаковы для всех типов компьютеров, поэтому в дальнейшем мы сконцентрируем внимание на описании информационных компьютерных технологий только для персональных компьютеров.

2.3. Программное обеспечение

Компьютеры, внешние устройства и компьютерное сетевое оборудование образуют аппаратное обеспечение, являющееся лишь одной из многих составляющих компьютерных технологий обработки информации. Другой их составляющей является программное обеспечение (ПО). Обычно различают системное программное обеспечение и прикладное (функциональное) программное обеспечение, а также инструментальные средства, обеспечивающие создание программного обеспечения.

Описанию прикладных программ посвящены оставшиеся главы этой книги, инструментальные же средства составляют предмет курса «Основы алгоритмизации и программирования». Что касается системного ПО, то, хотя оно изучается в курсе «Опера-

ционные системы и среды», мы приведем здесь совсем краткий обзор операционных систем.

Возникновение операционных систем можно отнести к 50-м годам XX в., когда выяснилось, что управление компьютером можно частично поручить самому компьютеру с помощью специально написанных программ, которые впоследствии и стали называться операционной системой. Первоначально операционные системы разрабатывались индивидуально для каждого типа компьютеров. Положение изменилось в 1970-х гг. с появлением операционной системы Unix (Юникс), которая могла использоваться на самых различных типах компьютеров. С появлением персональных компьютеров для них была разработана система MS DOS, которая, однако, не была полноценной операционной системой из-за отсутствия в ней настоящей многозадачности, являющейся характерным признаком современных операционных систем. Впоследствии была разработана система Windows NT, которая уже была «настоящей» операционной системой и затем была развита до систем Windows 2000 и Windows XP. С другой стороны, оказался очень удачным вариант Unix для персональных компьютеров, получивший название Linux (Линукс). Большое распространение получила также система Windows 98 (вторая редакция), занимающая промежуточное положение между MS DOS и Windows NT. В настоящее время эти три операционные системы (семейство Windows NT, Windows 98 и Linux) являются основными для персональных компьютеров, хотя доля Windows 98 неуклонно сокращается. Что касается компьютеров более высокого класса (серверов, рабочих станций и суперкомпьютеров), то на них, как правило, используется тот или иной вариант Unix, хотя на небольших серверах может использоваться вариант Windows NT. На компьютерах других типов часто используются отличные от перечисленных операционные системы.

Следует, однако, отметить тот факт, что программы, созданные для одной операционной системы, чаще всего не могут выполняться в другой. Особенно это относится к драйверам - программам, предназначенным для согласования дополнительных устройств компьютера с его операционной системой. В частности, если для какого-нибудь устройства отсутствует драйвер, необходимый для работы с установленной на компьютере операционной системой, то это устройство, скорее всего, не сможет работать вместе с этим компьютером. Таковы, например, некоторые принтеры и модемы, для которых отсутствуют Linux-драйверы.

Контрольные вопросы

1. Назовите основные составляющие компьютерных технологий.

2. Из каких элементов состоит компьютер?

3. Перечислите виды компьютерных разъемов.

4. Какими параметрами можно охарактеризовать компьютер?

5. Что такое интегрированные устройства?

6. Назовите устройства для первичного ввода информации в компьютер.

7. Какие аппаратные средства применяются для хранения информации?

8. Назовите аппаратные средства обработки информации. Относятся ли к ним принтер, сканер и звуковая плата?

9. Приведите способы и средства передачи информации.

10. Какие устройства применяются для представления информации? Относятся ли к ним принтер, сканер и звуковая плата?

11. Стоит ли отказываться от покупки музыкального центра, если у вас уже есть хороший компьютер?

12. Можно ли подключиться к сети Интернет без модема?

13. Вы создали отличный прибор для снятия электрокардиограмм. Что нужно дополнительно разработать, чтобы его было можно подключить к компьютеру? И зачем?

14. Чем серверный компьютер отличается от клиентского?

15. Может ли программа, написанная для одной операционной системы, выполняться в другой?

16. Может ли драйвер для одной операционной системы использо
ваться в другой?

ГЛАВА 3 ОБРАБОТКА ТЕКСТОВОЙ ИНФОРМАЦИИ

3.1. Текстовые редакторы

Значительная доля времени при работе с современными персональными компьютерами расходуется на создание, редактирование и печать разнообразной текстовой информации.

Обработку текстовой информации на компьютере обеспечивают пакеты прикладных программ - текстовые редакторы (текстовые процессоры). Различают встроенные текстовые редакторы (в Norton Commander, Турбо Паскаль и т.п.) и самостоятельные (Editor, Лексикон, MultiEdit, Microsoft Word).

В процессе подготовки текстовых документов можно выделить следующие этапы:

Набор текста;

Редактирование;

Форматирование текста, разметка страниц;

Печать (просмотр перед печатью текста на экране, печать на бумаге).

Базовые операции редактирования:

Редактирование строки текста с вставкой, заменой и удалением символов;

Удаление символов, строк, блоков;

Поиск и замена фрагментов текста;

Перемещение, копирование элементов текста;

Изменение начертания символов: светлое, полужирное, курсив, с подчеркиванием (дополнительные возможности изменения шрифта);

Автоматический перенос текста на новую строку;

Создание таблиц и диаграмм;

Форматирование абзацев и разметка страниц;

Построение оглавлений и указателей;

Проверка правописания;

Просмотр перед печатью образа текста на экране, смена шрифта печати.

Большинство современных редакторов текстов позволяют одновременно обрабатывать несколько документов или несколько частей одного документа, размещая их в разных окнах. Например

распространенный несколько лет назад в России текстовый редактор Лексикон имеет 10 окон редактирования, MultiEdit позволяет одновременно обрабатывать до 100 документов.

Текстовым процессором обычно называют мощный текстовый редактор, располагающий продвинутыми возможностями по обработке текстовых документов. Современные текстовые процессоры предусматривают множество дополнительных функций, позволяющих намного упростить набор и модификацию текстов, повысить качество отображения текста на экране, качество распечатки документов. Например:

Форматирование символов (использование различных шрифтов и начертаний);

Форматирование абзацев (выравнивание по ширине страницы и автоматический перенос слов);

Оформление страниц (автоматическая нумерация, ввод колонтитулов и сносок);

Оформление документа (автоматическое построение оглавления, указателей);

Создание и обработка таблиц;

Проверка правописания и т.д.

Таким образом, от понятия «простой текст как объект обработки текстового редактора» мы приходим к понятию «документ как объект обработки текстового процессора». Файл, представляющий собой документ, содержит, помимо алфавитно-цифровых символов, обширную двоичную информацию о форматировании текста, а также графические объекты. Например, текстовый процессор Microsoft Word позволяет создавать документы, включающие графические объекты и даже звук.

При выборе текстового редактора для работы нужно учитывать многие факторы: сложность создаваемых документов, масштаб (объемы) текстов, требования к качеству документа на бумаге, характер материалов (например, простой текст или таблицы, формулы, уравнения и т.п.).

Наиболее известные ныне редакторы текстов можно условно разделить «по специализации» на три группы:

Процессоры общего назначения (Лексикон, Microsoft Word, WordPerfect и др.);

Редакторы научных документов (ТеХ);

Редакторы исходных текстов программ (MultiEdit и встроенные редакторы систем программирования Basic, Pascal, С и т.д.).

Разумеется, с помощью Лексикона можно подготовить и текст программы, а с помощью MultiEdit - документ общего назначения. «Специализация» редактора заключается в том, что в нем добавлены (или оптимизированы) функции, которые необходимы для обслуживания документов определенного типа. Например, MultiEdit позволяет выделять цветом смысловые сегменты исход-

ных текстов программ, ТеХ удобен для набора математических выражений и т.д.

Кроме того, особое место в группе пакетов, работающих с документами, занимают так называемые издательские системы - PageMaker, Ventura Publisher, QuarkXPress и др. Как правило, издательские системы специализируются на подготовке набранного документа к публикации (создание макета издания). Для набора текста удобнее применять текстовые процессоры типа Microsoft Word, а для создания и редактирования иллюстраций - графические системы: CorelDraw (векторные изображения), Adobe Photoshop (растровые изображения). Впрочем, издательские возможности процессора Word так велики, что многие публикации можно подготовить к печати, не прибегая к услугами издательских систем.

Далее мы рассмотрим основы работы с текстовым процессором Microsoft Word (сокращенно просто Word). Это связано не только с исключительными возможностями этой программы. Дело в том, что Word - один из основных элементов офисной технологии фирмы Microsoft, которая стала стандартом де-факто в российских организациях.

3.2. Текстовый процессор Microsoft Word

Word - это приложение Windows, предназначенное для создания, просмотра, модификации и печати текстовых документов. Он является одной из самых совершенных программ в классе текстовых процессоров, которая предусматривает выполнение сотен операций над текстовой и графической информацией. С помощью Word можно быстро и с высоким качеством подготовить любой документ - от простой записки до оригинал-макета сложного издания.

Во-первых, Word дает возможность выполнять все без исключения традиционные операции над текстом, предусмотренные в современной компьютерной технологии:

Набор и модификацию неформатированной алфавитно-цифровой информации;

Форматирование символов с применением множества шрифтов True Type разнообразных начертаний и размеров;

Форматирование страниц (включая колонтитулы и сноски);

Форматирование документа в целом (автоматическое составление оглавления и разнообразных указателей);

Проверку правописания, подбор синонимов и автоматический перенос слов.

Во-вторых, в процессоре Word реализованы возможности новой технологии связывания и внедрения объектов (так называе-

Информационные технологии. Гохберг Г.С

Логически операторы

Тип поиска

Поиск по синонимам

Группировка

Приблизительный поиск слова

Критерий близости

Релевантность выражений

Поиск в интервале

Восстановление пароля