С какой информацией работает компьютер цифровой

Обновлено: 05.07.2024

Знания – это зафиксированная и проверенная практикой обработанная информация, которая использовалась и может многократно использоваться для принятия решений.

Знания – это вид информации, которая хранится в базе знаний и отображает знания специалиста в конкретной предметной области. Знания – это интеллектуальный капитал.

Формальные знания могут быть в виде документов (стандартов, нормативов), регламентирующих принятие решений или учебников, инструкций с описанием решения задач. Неформальные знания – это знания и опыт специалистов в определенной предметной области.

Необходимо отметить, что универсальных определений этих понятий (данных, информации, знаний) нет, они трактуются по-разному. Принятия решений осуществляются на основе полученной информации и имеющихся знаний.

Принятие решений – это выбор наилучшего в некотором смысле варианта решения из множества допустимых на основании имеющейся информации.
Взаимосвязь данных, информации и знаний в процессе принятия решений представлена на рисунке.

Для решения поставленной задачи фиксированные данные обрабатываются на основании имеющихся знаний, далее полученная информация анализируется с помощью имеющихся знаний. На основании анализа, предлагаются все допустимые решения, а в результате выбора принимается одно наилучшее в некотором смысле решение. Результаты решения пополняют знания.

В зависимости от сферы использования информация может быть различной: научной, технической, управляющей, экономической и т.д.

Информация – это преобразованная и обработанная совокупность сведений, отражающая состояние и ход экономических процессов. Экономическая информация циркулирует в экономической системе и сопровождает процессы производства, распределения, обмена и потребления материальных благ и услуг. Экономическую информацию следует рассматривать как одну из разновидностей управленческой информации.

Экономическая информация может быть:

 управляющая (в форме прямых приказов, плановых заданий и т.д.);

 осведомляющая (в отчетных показателях, выполняет в экономической системе функцию обратной связи). Информацию можно рассматривать как ресурс, аналогичный материальным, трудовым и денежным ресурсам. Информационные ресурсы – совокупность накопленной информации, зафиксированной на материальных носителях в любой форме, обеспечивающей ее передачу во времени и пространстве для решения научных, производственных, управленческих и других задач.

Информация – (от латинского слова Informatio разъяснение, изложение). Первоначальные – сведения, передаваемые одними людьми другим людям устным, письменным или каким-либо другим способом (например, с помощью условных сигналов, с использованием технических средств и т.д.), а также сам процесс передачи или получения этих сведений.

Для того чтобы в материальном мире происходили обмен информацией, ее преобразование и передача, должны быть носитель информации, передатчик, канал связи, приемник и получатель информации – совокупность которых образуют информационную систему.

Подобные информационные системы возникают не только среди людей. Обмен информацией происходит и в животном и растительном мире. Информационная система существует в любой организации, поскольку никакая организация не может обойтись без информации, а следовательно без процедур ее формирования, обработки и использования. Цель информационных систем – производство нужной для организации информации, создание информационной и технической среды для осуществления управления организацией.

Преобразование, целенаправленная обработка информации — важнейший из информационных процессов.

Преобразование информации о состоянии окружающей среды, выбор на основе этой информации наиболее целесообразного поведения — постоянная функция мозга и нервной системы человека или животного. Решение задачи, встающей перед человеком в любом виде его деятельности, — также процесс преобразования исходной информации в информацию, отражающую результат решения этой задачи. Преобразование, анализ информации — основа выбора решений, процессов управления в любой области.

Рассмотрим с этих позиций, как осуществляется процесс управления на примере управления автомобилем.

В процессе управления человек с помощью органов чувств воспринимает информацию об окружающей среде (состояние дороги, дорожные знаки, сигналы светофора, наличие встречного транспорта, пешеходов и т. д.). Эта информация через органы чувств передается в мозг человека, где преобразуется в другую информацию — последовательность сигналов, передающихся по нервным путям и управляющих движением ног и рук водителя, воздействующих на руль, сцепление, тормоза и другие устройства автомобиля.

Этот пример показывает, что без информации, ее передачи, преобразования и использования управление невозможно. В основе любого процесса управления лежат информационные процессы.

В любом процессе управления всегда происходит взаимодействие двух систем — управляющей и управляемой. Если они соединены каналами прямой и обратной связи, то такую систему называют замкнутой или системой с обратной связью.

По каналу прямой связи передаются сигналы (команды) управления, вырабатываемые в управляющем органе. Подчиняясь этим командам, управляемый объект осуществляет свои рабочие функции. В свою очередь, управляемый объект соединен с управляющим органом каналом обратной связи, по которому поступает информация о состоянии управляемого объекта. В управляющем органе эта информация используется для выработки новых сигналов управления, направляемых к управляемому объекту.
Рассмотрим простейший пример управления — поддержание постоянно заданной температуры в электрической печи (или термостате). Выполняя эту задачу вручную (без применения средств автоматики), человек должен: 1) наблюдать за показаниями термометра, 2) сравнивать эти показания с заданной температурой и 3) при наличии разности между заданным и наблюдаемым значениями передвигать ползунок регулируемого реостата, изменяя силу тока и температуру электронагревательного прибора таким образом, чтобы эта разность стремилась к нулю.

Виды информации:

Научная информация – это информация, наиболее полно отражающая объективные закономерности природы, общества и мышления. Ее подразделяют по областям получения или пользования на политическую, экономическую, техническую, биологическую, физическую и т.д., по назначению – на массовую и специальную.

Информация достоверна, если она не искажает истинного положения дел.
Информация адекватна, если с помощью полученной информации об объекте создается образ определенного уровня соответствия.
Информация полна, если ее достаточно для понимания и принятия решения.
Информация выражена кратко и четко, если она не содержит в себе ненужных сведений.
Информация ясна и понятна, если она выражена языком, на котором говорят те, кому она предназначена.
Информация своевременна, если она не потеряла актуальность.

Человек получает информацию из окружающего мира с помощью органов чувств, анализирует её и выявляет существенные закономерности посредством мышления, хранит полученную информацию в памяти. Процесс систематического научного познания окружающего мира приводит к накоплению информации в форме знаний (фактов, научных теорий и т.д.). Таким образом, с точки зрения процесса познания информация может рассматриваться как знания.

Человек так устроен, что он защищается от ненужной, непонятной и неприятной информации. Она проходит мимо него. В этом случае человек не обрабатывает её, а значит, не может запомнить и превратить в знание.

Вывод:

Вся информация, поступающая к человеку, состоит из сигналов.
Человек эти сигналы получает, обрабатывает и либо исполняет, либо запоминает.
Человеку трудно потреблять информацию. Он может делать это только очень маленькими порциями. Любая перегрузка превращается в информационный шум, и. она становиться бесполезной, то есть не превращается в знания.
Человеку трудно обработать информацию. От этого он устает.
Человек можем, ошибиться. Из-за информационного шума он можем неправильно обработать информацию и превратить её ложное знание.
Человек необъективен (т.е. воспринимает информацию не такой, какой она есть, а такой, какой она ему кажется). Если информация совпадает с его личным мнением, он принимает, обрабатывает и усваиваем её очень легко. Если информация ему неприятна, он усваивает ее с большим трудом и многое остается без внимания.
Человек не может долго хранить информацию. Если не закреплять знания постоянными упражнениями, информация очень быстро забывается.

2. Виды компьютерной информации

Как было ранее сказано, этими функциями обладает и человек. Однако делает он это медленно, иногда с ошибками и не всегда охотно. Компьютер освобождает нас от необходимости обрабатывать горы информации, но делает он быстро, безотказно, выдает в том виде, в котором удобно человеку, и хранит сколь угодно долго.

1 килобайт (Кб) = 2 10 = 1024 байта;

1 мегабайт (Мб) = 2 20 = 1 млн. байт;

1 гигабайт (Гб) =2 30 = 1 млрд. байт.

Байтом можно закодировать 2 8 = 256 различных символов. Одна страница машинописного текста занимает примерно 4 Кб в памяти компьютера.

Как ранее было сказано, человек имеет дело со многими видами информации. Рассмотрим, какую информацию компьютер, по сравнения с человеком, не может принять, поэтому, обработать, хранить и выдавать.

Ранее говорилось, что компьютер это электронная машина, а значит, он работает с сигналами. Поэтому компьютер может работать только с той информацией, которую можно представить в виде сигнала. Если бы можно было представить вкус, запах в виде сигнала, то компьютер ног бы работать и с такой информацией, но делать этого пока не научились.

Надо отметить, что хорошо превращается в сигналы то, что мы видим. Для этой цели используют специальные электронные устройства: видеокамеры, цифровые фотоаппараты, сканеры.

Давно научились превращать в сигналы то, что мы слышим. Делают это с помощью микрофона.

Очень трудно превращать в сигналы то, что человек чувствует с помощью обоняния, осязания и вкуса. Ученые ещё не нашли таких способов. Значит, компьютеры с такой информацией работать, пока, не могут.

Вывод: Компьютер может, работать только с той информацией, которую мы видим и слышим.

Пять видов компьютерной информации

Современные компьютеры могут работать с пятью видами информации:

Числовой информацией (числа);

Текстовой информацией (буквы, слова, предложения, тексты);

Графической информацией (картинки, рисунки, чертежи);

Звуковой информацией (музыка, речь, звуки);

Видеоинформацией (видеофильмы, мультфильмы, кинофильмы).

Если компьютер может работать со всеми этими пятью видами информации, то его называют мультимедийным.

Если компьютерная программа использует все эти виды информации, то её называют мультимедийной.

Числовая информация

Текстовая информация

Рис.1. Кодировка символов

Превратив буквы в числа, компьютер превращает числа в сигналы, и записывает их битами, из которых собираются байты:

Г- 195- 11000011 и так далее.

Графическая информация

Компьютеры могут работать с графической информацией. Это могут быть рисунки или фотографии. Для того чтобы картинка могла храниться и обрабатываться в компьютере, ей превращают в сигналы. Такое превращение называют оцифровкой .

Для оцифровки графической информации служат специальные цифровые фотокамеры или специальные устройства – сканеры.

Цифровая камера работает, как обычный фотоаппарат, только изображение не попадает на фотопленку, а «запоминается» в электронной памяти такого «фотоаппарата». Потом такой аппарат подключают к компьютеру и по проводу передают сигналы, которыми зашифровано изображение.

Если картинка сделана на бумаге, то для того, чтобы превратить её в сигналы, используют сканеры. Картинку кладут в сканер. Сканер просматривает каждую точку этой картинки и передает в компьютер числа (байты), которыми зашифрован цвет каждой точки. Например:

Черная точка: 0, 0, 0;

Белая точка: 255, 255, 255;

Коричневая точка:153, 102, 51;

Светло-серая точка: 160, 160, 160;

Темно-серая точка: 80, 80, 80.

У каждого цвета свой шифр (его называют цветовым кодом).

Если каждый цвет передавать тремя байтами, то можно зашифровать более 16 миллионов цветов. Это гораздо больше, чем может различить человеческий глаз, но для компьютера это не предел.

Звуковая информация

Для того чтобы ввести звуковую информацию в компьютер, к нему подключают микрофон или соединяют с другими электронными музыкальными устройствами, например, с магнитофоном или проигрывателем. Если в компьютере есть специальная, звуковая плата, то он может обрабатывать звуковую информации и воспроизводить человеческую речь, музыку и звуки.

Видеоинформация

Сигналы для записи видеоизображений компьютер получает от видеокамеры. Как и все другие виды информации, он преобразует эти сигналы в биты и байты и записывает их в свою память.

Выводится видеоизображение на экран компьютерного монитора. При этом вместе с изображением может выводиться и звук.

Для того чтобы понять основные принципы работы компьютера, не помешает ознакомиться с его устройством, хотя бы в общих чертах.

Основой компьютера является материнская плата , к которой подключаются все остальные устройства.

От архитектуры (конфигурации) материнской платы зависит и то, сколько дополнительных устройств может быть подключено к компьютеру. Также, материнская плата является распределителем питания для всех устройств.

BIOS — Basic Input/Output System — (Базовая Система Ввода/Вывода) — первичный программный код, который записан в постоянное запоминающее устройство, находящееся на материнской плате. По своей сути BIOS это первичный язык (азбука) компьютера, который позволяет ему обнаруживать все внутренние подключенные к материнской плате устройства, работать с ними, а также содержит первичные базовые команды, которые позволяют компьютеру осуществлять загрузку более серьезного программного обеспечения.

Если сравнить компьютер с новорожденным ребенком, то BIOS это набор первичных инстинктов, с которыми ребенок рождается на свет. Он ещё ничего не знает, но уже может смотреть, кричать, хаотично двигать ручками и ножками, слышать звуки, ощущать прикосновения, запоминать какую-то незначительную информацию. У новорожденного ребенка уже всё работает, но совершенно хаотично и несистематизировано. Возможности новорожденного ребенка сильно ограничены.

Процессор — мозг компьютера. Процессор совершает все вычислительные операции. Вычислительной операцией называется абсолютно всё. Пользователь может видеть на экране текст, либо цветные картинки, либо слышать музыку из динамиков, для компьютера это всё — вычислительные операции. Компьютер работает с цифровыми значениями. Для него существуют только цифры и сочетания цифр. Все исходные данные, а также результаты вычислений записываются в оперативную память.

Оперативная память сохраняет информацию только при поддержке питания. При обесточивании, вся информация из оперативной памяти безвозвратно исчезает. Оперативная память работает в паре с процессором и от её объема зависит продуктивность процессора. К примеру, если требуется обработать файл, который может быть целиком загружен в оперативную память, он будет обработан в ней процессором, а потом сохранен на жесткий диск.

В этом случае, недостаточный объем оперативной памяти может быть частично компенсирован её быстродействием. Если обмен данными происходит быстро, то пользователь не обнаружит задержки — когда часть обработанного файла была сохранена на жесткий диск, а на освободившееся в оперативной памяти место был загружен следующий фрагмент файла.

Жесткий диск в обиходе имеет несколько названий. Иногда его называют HDD — сокращение от Hard Disk Drive, а также можно услышать: Винчестер, Винт, Хард или Хард-диск . Жесткий диск является постоянным запоминающим устройством, которое способно хранить информацию даже при полном отключении электроэнергии.

Когда возникают сбои в работе компьютера или перепады напряжения в электросети, та информация, которая была сохранена на жестком диске, не утрачивается и не теряется.

Видеокарта служит для просчета изображения и вывода его на экран. По своей сути, видеокарта это мини-компьютер, который находится внутри большого компьютера. Видеокарта имеет свой собственный процессор и свою собственную оперативную память, в которой происходит просчет изображений и виртуальных сцен.

Видеокарта берёт на себя часть задач, связанных с просчетом изображения, чтобы этим не приходилось заниматься основному процессору компьютера.

Файл подкачки это зарезервированная область на жестком диске, которая используется для хранения виртуальных страниц и создаётся операционной системой автоматически. Обычно, система создаёт файл подкачки в полтора раза больше, чем имеется в наличии оперативной памяти, если пользователь не указал иные размеры. Файл подкачки позволяет расширить общий объем виртуальной памяти и обеспечивает быстрый доступ к уже просчитанным виртуальным страницам, чтобы избавить компьютер от необходимости просчитывать страницу каждый раз при обращении к ней.

Звуковая карта это аналог видеокарты, с той разницей, что звуковая карта занимается воспроизведением звука, дабы не отвлекать на эту задачу центральный процессор компьютера. Но поскольку воспроизведение звука не является столь сложной задачей, как воспроизведение видео, в большинстве случаев, звуковая карта интегрирована в материнскую плату и является её неотъемлемой частью.

Дополнительную звуковую карту устанавливают только в тех случаях, когда требуется высококачественный, студийный звук, который будет выводиться не на компьютерные колонки, а на профессиональную аудиоаппаратуру. В других случаях, использование отдельной звуковой карты не имеет смысла.

CD/DVD-ROM это устройство чтения компакт-дисков формата CD или DVD. Устройство используется для воспроизведения (чтения) аудио или видеофайлов, просмотра фотоальбомов, а также — установки операционной системы с загрузочного компакт диска на жесткий диск компьютера. Помимо чтения дисков, такое устройство может производить запись на CD или DVD диск.

Порты USB универсальные порты, которые были разработаны для подключения к компьютеру различных внешних устройств: смартфон, цифровая камера, флеш-накопители, мышь, клавиатура, съемные жесткие диски, устройства беспроводной связи и многое другое. При подключении устройства к порту USB, устройство сообщает компьютеру свою модель и другие исходные данные, которые позволяют компьютеру "найти общий язык" и работать с подключенным устройством.

Использование стандарта USB широко применяется в ноутбуках. Как правило, ноутбук может иметь два и более внешних порта USB, доступных пользователю. На самом же деле, таких портов гораздо больше, они находятся внутри ноутбука, не имеют стандартного внешнего разъема, поскольку, к ним постоянно подключены второстепенные внутренние устройства ноутбука: веб-камера, тачпад, встроенный микрофон, встроенные модули Wi-Fi и Bluetooth, а также устройства чтения карт памяти. Использование стандарта USB широко применяется в ноутбуках. Как правило, ноутбук может иметь два и более внешних порта USB, доступных пользователю. На самом же деле, таких портов гораздо больше, они находятся внутри ноутбука, не имеют стандартного внешнего разъема, поскольку, к ним постоянно подключены второстепенные внутренние устройства ноутбука: веб-камера, тачпад, встроенный микрофон, встроенные модули Wi-Fi и Bluetooth, а также устройства чтения карт памяти.

Принцип работы

При включении питания компьютера, в первую очередь, блок питания подаёт напряжение на материнскую плату, а через неё уже на все прочие устройства компьютера. Следующим этапом происходит чтение информации из постоянного запоминающего устройства BIOS, что позволяет компьютеру обнаружить все внутренние устройства, которые к нему подключены. В соответствии с настройками BIOS производится загрузка с дискеты, компакт-диска, запоминающего устройства подключенного к USB-порту или HDD.

В классической настройке BIOS приоритеты были расставлены следующим образом: В первую очередь производится загрузка с диска "A" или "B" - эти буквы всегда отводились под дискету (флоппи-диск). Если указанные дисководы пусты, осуществить загрузку с диска "C" - Жесткий диск компьютера. Позже, когда дискеты практически вышли из обихода, настройку BIOS изменили. Приоритет загрузки отдали устройству чтения компакт-дисков CD-ROM. Если в этом устройстве нет диска, произвести загрузку, опять же, с диска "C". Подобная настройка BIOS позволяла без лишних хлопот установить операционную систему с загрузочного диска. Достаточно было вставить компакт-диск с установочными файлами операционной системы в дисковод, и компьютер начинал загружаться с компакт-диска, выходил в режим установки операционной системы. Позже, когда компьютеры стали продаваться с уже заранее установленной операционной системой, настройку BIOS поменяли и принудили компьютер в любом случае загружаться с диска "C", игнорируя другие устройства. Итак, загрузив BIOS, определив подключенные устройства, компьютер начинает загрузку операционной системы. В большинстве случаев это происходит с жесткого диска "C" или из раздела "C" находящегося на жестком диске. Помимо загрузки самой операционной системы, производится загрузка всех необходимых драйверов для обнаруженных устройств, подключенных в данный момент к компьютеру. В процессе работы, компьютер четко следует заданному алгоритму.

Говоря простым языком, компьютер четко выполняет инструкции, которые написаны для него человеком (программистом). Компьютер не может ошибаться, это было исключено ещё на заре развития кибернетики. Частично поврежденные элементы исключаются из работы. Либо, если повреждения значительны, компьютер отказывается работать совсем. Таким образом, все ошибки, возникающие в работе компьютера, полностью лежат на совести программиста. Если программа была написана с нарушением компьютерной грамматики, компьютер, обнаружив ошибку, откажется выполнять программу. Однако, чаще бывает, что программа написана безукоризненно, но содержит логическую ошибку, которую компьютер обнаружить не способен. Говоря простым языком, все команды написаны верно, но среди них отсутствует необходимая, либо присутствует команда, которая противоречит другой команде. Тогда компьютер берется выполнять программу, пока не дойдет до ошибки, где и происходит сбой в работе или зависание. Чаще всего, ошибки возникают по той причине, что программы были написаны разными программистами, которые не могли учесть всех тонкостей, не зная заранее — что написано другим.

Алгоритм это четкая, пошаговая инструкция, предусматривающая различные варианты развития событий. Без учета различных вариантов, работа компьютера с пользователем ограничивалась бы только запуском и выполнением программы, следующей одним, заранее написанным сценарием. Возможность менять ход сценария, делает компьютер уникальным и единственным устройством в своем роде.

Двоичный код

Двоичный код, как система сохранения данных, появился очень давно. Известно, что ещё во времена древних инков использовался данный принцип передачи информации. На верёвке завязывались узелки, которые означали единицу, а отсутствие узелка означало ноль. Позже система была забыта, но с появлением электроники, снова возродилась. Чтобы найти золотую середину, необходимо познать обе крайности. Это правило актуально и для электроники.

Учитывая несовершенство первых компьютеров, проще было обозначить само наличие сигнала или его отсутствие, чем пытаться опираться на прочие характеристики электрического тока, которые могли быть сильно искажены помехами, но которые пытались использовать — как альтернативный путь развития кодирования. Одно время, разрабатывались процессоры, которые также реагировали на частоту электрического тока. Каждая частота имела собственное значение.

Слабое место подобного метода заключается в том, что любые помехи могут искажать исходный сигнал, что приведет к искажению данных — ошибке. Защитить устройство от посторонних помех довольно сложно, да и генерация импульсов различной частоты тоже усложняет задачу. Поэтому подобный путь передачи и хранения данных не получил широкого распространения.

Инженеры пошли более простым и безошибочным путем. Наличие сигнала, в определенный промежуток времени, стали рассматривать — как единицу, отсутствие сигнала, за такой же промежуток времени, взяли за ноль. Таким образом, сформировалась основа двоичного кода, которой присвоили обобщенное название бит . Для этого случая вполне справедлива поговорка: Отсутствие результата — тоже результат . И действительно, в двоичном коде, единица это один бит информации. Ноль (отсутствие сигнала) также является одним битом информации.

Один бит (ноль или единица) занимает одну ячейку памяти. Правда, из одного бита информации, даже из двух — много пользы не выжмешь. Можно поиграть с их чередованием. Скажем, выражение 00 имеет одно значение, выражению 01 можно присвоить — другое, следовательно, появляется возможность записать ещё два значения: 10 и 11. Всего четыре комбинации из двух битов.

Этого явно недостаточно для передачи и сохранения сложной информации. Если же использовать не два, а три бита, то возможных вариантов становится уже не четыре, а восемь: 000, 001, 010, 100, 101, 110, 011, 111. Увеличение количества бит всего на один — увеличивает количество возможных вариантов вдвое. Использование восьми бит даёт уже 256 вариантов комбинаций и этого вполне достаточно для того, чтобы присвоить каждому варианту свой собственный символ или определенную команду. Получается, что восемь бит уже могут иметь определенное значение и смысл. По этой причине, запись, состоящая из восьми бит, получила название байт .

Подобная схема и легла в основу BIOS , благодаря чему компьютер способен понимать буквы латинского алфавита, цифровые значения от 0 до 9, а также — специальные символы, использующиеся в программировании.

- Что такое информация? (Это сведения, которые помогают нам ориентироваться в окружающем мире).

- Как человек воспринимает информацию? (С помощью органов чувств)

- Какие вы знаете органы чувств? (зрение - глаза, слух- ухо, обоняние- нос, осязание – кожа, вкус – язык)

Б) Практика – проверка. (Учащиеся отгадывают предметы с помощью органов чувств)

- Какие вы знаете виды информации (Числовая, текстовая, графическая, звуковая, видеоинформация)

Практика – проверка. (На столах лежат карточки, которые содержат определенный вид информации)

- Покажите карточку, которая содержит текстовую информацию, числовую информацию, графическую информацию).

- Что можно делать с информацией? (Принимать, обрабатывать, хранить, выдавать).

- Что, значит, уметь работать с информацией? (Это значит уметь принимать, обрабатывать, хранить, выдавать эту информацию).

3. Новый материал + Поэтапное закрепление

А) Проблемный вопрос - С какой информацией компьютер может работать?

Б) Давайте договоримся, что уметь работать с информацией – это значит уметь принимать, обрабатывать, хранить и выдавать эту информацию. А теперь посмотрим, с какой информацией компьютер может это делать, а с какой – нет.

Мы уже говорили о том, что компьютер – это электронная машина, а значит, он работает с сигналами. Поэтому компьютер может работать только с той информацией, которую можно превратить в сигналы. Если бы люди умели превращать в сигналы вкус или запах, то компьютер мог бы работать и с такой информацией, но делать этого пока не научились.

- С какой информацией не работает компьютер? (Которую нельзя превращать с сигналы. Которую мы воспринимаем с помощью обоняния, вкуса и осязания).

Очень хорошо превращается в сигналы то, что мы видим. Для этого есть видеокамеры, специальные цифровые фотоаппараты и специальные устройства, которые называются сканеры.

Очень трудно превратить в сигналы то, что люди чувствуют с помощью обоняния, осязания и вкуса. Ученые еще не нашли таких способов. Значит, компьютеры с такой информацией работать не могут.

В) Великолепная пятерка мультимедиа

Пока же компьютер может работать только с той информацией, которую мы видим и слышим. Самые первые компьютеры работали только с числами – это числовая информация.

Задание №1. Работаем с числовой информацией.

Потом люди научились превращать буквы в числа, и тогда компьютеры стали работать с буквами, словами, предложениями и длинными текстами. Такую информацию стали называть текстовой.

Задание №2. Работаем с текстовой информацией.

Прошло еще немного времени и компьютеры научились работать с рисунками и картинками. Сегодня компьютеры могут работать с графической информацией.

Задание №3. Работаем с графической информацией.

Очень долго компьютеры оставались “немыми”. Для того чтобы работать на предприятиях и в учреждениях, звук был не нужен. Вполне достаточно было обрабатывать числа, тексты и графику. Но когда компьютеры подешевели и их стали покупать для домашнего использования, им понадобились звуковые устройства. Теперь компьютеры могут воспроизводить звуки, музыку. Такая информация называется звуковой.

Задание №4. Психологическая физкультминутка под музыку.

И лишь совсем недавно компьютеры научились работать с видеоинформацией, то есть принимать, обрабатывать и показывать видеофильмы.

Задание №5. Просмотр небольшого видеоролика.

Вывод: Итак, современные компьютеры могут работать с пятью видами информации. Какими? (Числовая, Текстовая, Графическая, Звуковая, Видеоинформация).

Все эти пять видов информации вместе называют одним словом: мультимедиа. Если компьютер может работать со всеми этими пятью видами информации, то его называют мультимедийным.

4. Итог урока

– Какую информацию не может обрабатывать компьютер?

Какую информацию обрабатывает компьютер?

– Как называют компьютер, если он работает с числовой, текстовой, графической, звуковой и видеоинформацией?

5. Домашнее задание

Провести исследование. Предмет исследования – компьютер.

Объект исследования – виды информации. Является ли ваш компьютер мультимедийным.

Аналоговый компьютер производит вычисления с непрерывными сигналами (в непрерывном диапазоне значений). Аналоговые сигналы подвержены паразитным искажениям, и, несмотря на то, что аналоговый компьютер обрабатывает сигналы практически мгновенно, результаты будут иметь определенную погрешность.

В отличие от аналоговых, цифровые сигналы, имеющие всего два разрешённых значения - уровень логического нуля и уровень логической единицы, по своей природе, защищены от действия помех. Небольшие отклонения от разрешённых значений никак не искажают цифровой сигнал, так как всегда существуют зоны допустимых отклонений, например, напряжение от 0 до 1 В (уровень нуля) и от 3 до 5 В (уровень единицы). Цифровые сигналы проще обрабатывать, чем аналоговые. Аналоговый сигнал может быть преобразован в цифровой, и цифровой сигнал в аналоговый при помощи аналого-цифровых и цифро-аналоговых преобразователей. Естественно, что при преобразовании, часть информации теряется. Чем сложнее сигнал, тем больше процессорных тактов требуется (соответственно и времени) на его анализ цифровому устройству, но цифровой компьютер может выполнить любые преобразования в соответствии со своей программой, он универсален, его проще проектировать и в логических операциях он имеет явное преимущество над аналоговыми вычислителями.

В упрощенном виде цифровая вычислительная система имеет четыре основных функциональных элемента: 1) устройство ввода-вывода (input-output equipment), 2) основной памяти (main memory) или по другому оперативного запоминающего устройства (ОЗУ), 3) управляющее устройство (control unit), 4) арифметико-логическое устройство (arithmetic-logic unit, ALU).

Важнейший принцип, заложенный в архитектуру цифрового компьютера - принцип программного управления, что позволяет компьютеру эмулировать любую другую вычисляющую систему всего лишь заменой сохранённой последовательности инструкций. Программа есть последовательность специальных кодов. Программа, записанная в запоминающем устройстве, управляет действиями процессора. Данные для обработки процессор получает от устройств ввода, а полученные результаты отправляет на устройства вывода. Устройства ввода (input devices) включают такие устройства как клавиатуры и сканеры (но не только их) и используются для ввода данных и программ. К устройствам вывода относятся, например принтеры и мониторы, они используются для контроля вводимых данных и вывода результатов вычислений. Информация, полученная компьютером от устройства ввода, хранится в основной памяти, либо, если она не предназначена к немедленной обработке, в дополнительном устройстве хранения данных (auxiliary storage device, внешнее запоминающее устройство). Управляющее устройство выбирает и вызывает инструкции из памяти в определённой последовательности, и передает соответствующие команды необходимому функциональному блоку. Оно также синхронизирует работу устройств ввода-вывода и арифметико-логического устройства (АЛУ), что обеспечивает надлежащую обработку и движение данных через компьютерную систему. АЛУ производит вычисления и логические операции с числами. Основная память, управляющее устройство и АЛУ совместно составляют процессор (central processing unit, CPU).

В действительности, обобщённая схема, даже в упрощённом виде, выглядит намного сложнее. Так для работы цифровых вычислителей необходим тактовый генератор - генератор электрических импульсов прямоугольной формы, который задаёт рабочие такты процессора (наименьшая единица времени, в течение которой компьютер выполняет какую-либо операцию), обеспечивает синхронную работу всех модулей, организует циклы системной шины. Должен присутствовать такой элемент, как контроллер, который направляет потоки информации по нужным шинам, следит за сигналами от внутренних и внешних устройств. И, наконец, должны быть электрические шины, по которым цифровые сигналы, в строго определённые моменты времени, подводятся к нужному устройству.

Я подозреваю, что, не смотря на все мои старания и упрощения, не всё понятно моему читателю. Ну что же, будем двигаться от сложного к простому, и в следующих публикациях, я обязательно затрону азы цифровой электроники и основы двоичного счисления.

Читайте также: