Информационные процессы. Хранение, передача и обработка информации

1. Информационные процессы. Хранение, передача и обработка информации

Базовые понятия

Информационный процесс, восприятие информации, передача информации, получение информации, обработ­ка информации, хранение информации, информацион­ная деятельность человека

Обязательно изложить

Под информационным, понимают процесс, связанный с определенными операциями над информацией, в ходе которого может измениться содержание информации или форма ее представления. В информатике к таким процессам относят получение, хранение, передачу, об­работку, использование информации.

Получение информации основано на отражении раз­личных свойств объектов, явлений и процессов окружаю­щей среды. В природе такого рода отражение выража­ется в восприятии с помощью органов чувств. Человек пошел дальше по этому пути и создал множество при­боров, которые многократно усиливают природные спо­собности к восприятию.

Человек воспринимает с помощью органов чувств сле­дующую информацию:

• визуальная (восприятие зрительных образов, раз­личение цветов и т.д.) — с помощью зрения;

• звуковая (восприятие музыки, речи, сигналов, шума и т.д.) — с помощью слуха;

• обонятельная (восприятие запахов) — с помощью обоняния;

• вкусовая (восприятие посредством вкусовых рецеп­торов языка) — с помощью вкуса;

• тактильная (посредством кожного покрова восприя­тие информации о температуре, качестве предметов и т.д.) — с помощью осязания.

Хранение информации имеет большое значение для многократного использования информации, передачи информации во времени.

Передача информации необходима для того или ино­го ее распространения. Простейшая схема передачи такова:

источник информации — канал связи — прием­ник {получатель) информации

Для передачи информации с помощью технических средств необходимо кодирующее устройство, предназ­наченное для преобразования исходного сообщения ис­точника информации к виду, удобному для передачи, и декодирующее устройство, необходимое для преобра­зования кодированного сообщения в исходное.

Обработка информации подразумевает преобразова­ние ее к виду, отличному от исходной формы или со­держания информации.

Наиболее общая схема обработки информации такова: входная информация — преобразователь инфор­мации — выходная информация

Процесс изменения информации может включать в себя, например, такие действия: численные расчеты, ре­дактирование, упорядочивание, обобщение, системати­зация и т.д.

Деятельность человека, которая связана с процесса­ми получения, преобразования, накопления, передачи и использования информации, управления, называют ин­формационной деятельностью.

Основные вехи в процессе развития и совершенство­вания информационной деятельности человека перечис­лены ниже.

Появление речи. Значительно расширило возможнос­ти информационной деятельности человека, в особен­ности передачи информации.

Возникновение письменности. Дало возможность дол­говременного хранения информации и передачи накоп­ленных знаний и культурных ценностей последующим поколениям.

Изобретение книгопечатания. Революция в мире ти­ражирования знаний, хранящихся в письменном виде. Расширение научной информации, развитие художе­ственной литературы и т.д.

Изобретение ЭВМ — универсальных инструментов информационной деятельности.

Желательно изложить

Провести аналогию между информационной дея­тельностью человека и реализацией информационных

процессов в электронных вычислительных машинах. Привести примеры информационной деятельности че­ловека.

Охарактеризовать основные вехи в процессе раз­вития и совершенствования информационной дея­тельности человека. Почему компьютер является уни­версальным инструментом информационной деятель­ности?

Примечание для учителей

Данный вопрос является общим по информацион­ным процессам. Детализированное изложение предпо­лагается в других билетах. Поэтому следует ограничить­ся общим обзором с примерами по каждому виду дея­тельности.

Примечание для учеников

Необходимо выполнить полный обзор информаци­онных процессов, привести примеры по каждому из них. Обзор выполнить в общем виде, подробности из­лагаются в других билетах.

Ссылка

"Информатика" № 13, с. 9—13, 2002.

2. Основы алгоритмического программирования (типы данных, операторы, функции, процедуры и т.д.)

Базовые понятия

Аргументы и результаты алгоритма, промежуточные величины.

Тип данных (определяет, какие значения может при­нимать величина, какие операции над ней можно вы­полнять и как она хранится в памяти машины).

Простые и сложные типы данных. Простому типу соответствует только одно текущее значение, а слож­ный объединяет несколько.

Операторы: присваивания и управляющие (развил­ка, цикл).

Процедура и функция.

Обязательно изложить

Примечание. Изложение стоит вести применительно к тому языку программирования, который изучался в школе. Из-за наличия некоторых особенностей языков данное замечание может в некоторых деталях оказаться существенным.

В программировании налицо две взаимосвязанные сос­тавляющие процесса решения задачи: собственно дан­ные и инструкции по их обработке, т.е. алгоритм.

Рассмотрение начнем с первой составляющей — дан­ных. По роли данных в алгоритме различают исходные (входные) данные, выходные (чаще говорят — резуль­тат) и рабочие (промежуточные) данные.

Каждая величина в алгоритме имеет свой тип. Тип величины определяет, какие значения может принимать величина, какие операции над ней можно выполнять и как она хранится в памяти машины.

БИЛЕТ № 5

1. Функциональная схема компьютера (ос-: новные устройства, их взаимосвязь). Характе-I ристики современных персональных компью-I теров.

2. Технология объектно-ориентированного : программирования (объекты, их свойства и ! методы, классы объектов).

3. Задача. Определение результата выполне­ния алгоритма по его блок-схеме или записи на языке программирования.

1. Функциональная схема компьютера (основные устройства, их взаимосвязь). Характеристики современных персональных компьютеров

Базовые понятия

Функциональные устройства компьютера: процессор, память (внутренняя и внешняя), устройства ввода и вывода информации.

Шина (информационная магистраль) — основное устройство для переноса информации между блоками компьютера. Ее составляющие: шина адреса, шина данных и шина управления.

Основные характеристики компьютера: процессор — тактовая частота; ОЗУ и видеопамять — объем; набор периферийных устройств и возможности их расширения.

Обязательно изложить

Современный компьютер есть сложное электронное устройство, состоящее из нескольких важных функцио­нальных блоков, взаимодействующих между собой.

Главным устройством компьютера является процес­сор. Он служит для обработки информации и, кроме того, обеспечения согласованного действия всех узлов, входящих в состав компьютера.

Для хранения данных и программы их обработки в компьютере предусмотрена память. Информация по решаемым в данный момент задачам хранится в опе­ративном запоминающем устройстве (ОЗУ). Для со­хранения результатов необходимо использовать носи­тель внешней памяти, например, магнитный или оп­тический диск.

Для задания исходных данных и получения инфор­мации о результатах необходимо дополнить компью­тер устройствами ввода и вывода.

Все устройства компьютера взаимодействуют меж­ду собой единым способом через посредство специаль-

ной информационной магистрали или шины. Непос­редственно к шине подсоединяются процессор и внут­ренняя память (ОЗУ и ПЗУ). Остальные устройства для согласования с шиной имеют специальные кон­троллеры, назначение которых состоит в обеспечении стандартного обмена информацией через шину. Шина компьютера состоит из трех частей:

• шина адреса, на которой устанавливается адрес тре­буемой ячейки памяти или устройства, с которым бу­дет происходить обмен информацией;

• шина данных, по которой, собственно, и будет пе­редана необходимая информация;

• шина управления, регулирующая этот процесс.

Рассмотрим в качестве примера, как процессор чи­тает содержимое ячейки памяти. Убедившись, что шина свободна, процессор помещает на шину адреса требу­емый адрес и устанавливает необходимую служебную информацию (операция — чтение, устройство — ОЗУ и т.п.) на шину управления. ОЗУ, "увидев" на шине обращенный к нему запрос на чтение информации, из­влекает содержимое необходимой ячейки и помещает его на шину данных (разумеется, реальный процесс зна­чительно более детальный).

Подчеркнем, что на практике функциональная схе­ма может быть значительно сложнее: компьютер мо­жет содержать несколько процессоров, прямые инфор­мационные каналы между отдельными устройствами, несколько взаимодействующих шин и т.д.

Магистральная структура позволяет легко подсоеди-. нять к компьютеру именно те внешние устройства, которые нужны для данного пользователя.

Характеристики персональных компьютеров факти­чески представляют собой совокупность характеристик отдельных устройств, его составляющих (хотя, строго говоря, они должны разумно соответствовать друг дру­гу) . Наиболее важными из них являются следующие.

Главная характеристика процессора — тактовая час­тота. Такты — это элементарные составляющие машин­ных команд. Для организации их последовательного вы­полнения в компьютере имеется специальный генератор импульсов. Очевидно, что чем чаще следуют импульсы, тем быстрее будет выполнена операция, состоящая из фиксированного числа тактов. Тактовая частота в совре­менных компьютерах измеряется в гигагерцах, что соот­ветствует миллиардам импульсов в секунду.

С теоретической точки зрения важной характерис­тикой процессора является его разрядность. На прак­тике же все выпускаемые в данный момент процессо­ры имеют одинаковую (причем достаточную для по­давляющего большинства практических целей) разрядность. С другой стороны, при выборе компьютера важ­ное значение имеет набор окружающих процессор микросхем (так называемый "чипсет" ), но детали этого вопроса выходят далеко за рамки билета.

Объемы ОЗУ и видеопамяти также являются важ­ными характеристиками компьютера. Единицей их из­мерения в настоящий момент является мегабайт, хотя в некоторых наиболее дорогих моделях оперативная память уже превышает 1 гигабайт. Еще одной, "более технической", характеристикой является время досту­па к памяти — время выполнения операций записи или считывания данных, которое зависит от принципа действия и технологии изготовления запоминающих элементов.

По технологии изготовления различают статические и динамические микросхемы памяти. Первая является более быстродействующей, но, соответственно, и более дорогой. В качестве компромиссного решения в совре­менных компьютерах применяется сочетание большого основного объема динамического ОЗУ с промежуточ­ной (между ОЗУ и процессором) статической кэш-па­мятью. Ее объем также оказывает существенное влия­ние на производительность современного ПК.

Важной характеристикой компьютера является его оснащенность периферийными устройствами. Читате­ли легко смогут привести здесь достаточное количество примеров. Хочется только подчеркнуть, что существенна 'также возможность подключения к машине дополни7 тельных внешних устройств. Например, современно­му компьютеру совершенно необходимо иметь разъе­мы USB1, через которые к нему можно подключать множество устройств: от принтера и мыши до флэш-диска и цифрового фотоаппарата.

Желательно изложить

При обращении к внешним устройствам использу­ются специальные регистры, которые принято назы­вать портами.

Обмен по шине между устройствами при опреде­ленных условиях и при наличии вспомогательного кон­троллера может происходить без непосредственного участия процессора. В частности, возможен такой об­мен между периферийным устройством и ОЗУ (пря­мой доступ к памяти).

Оба вида запоминающих микросхем — статические и динамические — успешно конкурируют между со­бой. С одной стороны, статическая память значитель­но проще в эксплуатации и приближается по быстро­действию к процессорным микросхемам. С другой сто­роны, она имеет меньший информационный объем и большую стоимость, сильнее нагревается при работе. На практике в данный момент выбор микросхем для построения ОЗУ всегда решается в пользу динамиче­ской памяти. И все же быстродействующая статиче-

Похожие работы

Различные подходы к определению количества информации. Единицы измерения количества информации

Скачать

45481

18

23

... подходе; Формы и методы: фронтальная, индивидуальная, объяснительно – иллюстративный, решение задач. Оборудование урока: демонстрационная презентация «Содержательный подход к определению количества информации. Единицы измерения количества информации» (презентация находится самом конспекте). Литература: 1.  Лапчик М.П. и др. Методика преподавания информатики: Учеб. пособие для студ. пед. вузов ...

Количество информации

Скачать

14659

4

5

... (негэнтропия). Когда неопределенность снята полностью, количество полученной информации I равно изначально существовавшей неопределенности H. При частичном снятии неопределенности, полученное количество информации и оставшаяся неснятой неопределенность составляют в сумме исходную неопределенность. Ht + It = H. По этой причине, формулы, которые будут представлены ниже для расчета энтропии H ...

Готовимся к экзамену по информатике

Скачать

225204

6

0

... полезно учителю при подготовке рассказа на уроке. В данной публикации сделана попытка выделить тот самый минимум, который ученику необходимо включить в свой ответ на экзамене. Примечания для учеников При ответе надо быть готовым к дополнительным вопросам об обосновании тех или иных утверждений. Например, каковы максимальное и минимальное значения 8-битного целого числа со знаком и почему их ...

Билеты и ответы по Информатике за 11-й класс

Скачать

257002

0

22

... быть выведены на печать. На экране рисунки могут быть статическими (неподвижными) или динамическими (движущимися). В последнее время машинная графика выделилась в самостоятельный раздел информатики с многочисленными приложениями. Средствами машинной графики создается не только печатная продукция, но и рекламные ролики на телевидении, мультфильмы. Объясним, как кодируется изображение в памяти ...