Теоретические основы информатики

1.

“ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ
ИНФОРМАТИКИ”

2.

Содержание:
I. Анализ тенденции развития. Понятие и содержание информатики.
1. Развитие информатики.
2. Определения академиков.
3. Информационное пространство.
4. Цифровая инфраструктура.
5. Компоненты информатики.
6. Виды информатики.
7. Объект и предмет информатики.
8. Источники возникновения информатики
9. Документалиста и кибернетика в информатике
10. Кибернетический подход в экономической информатике
11. Задачи экономической информатики.
II. Основные определения и понятия экономической информатики.
1. Определения экономической информатики.
2. Процесс в информационной системе.
3. Иерархия фундаментальных понятий экономической
информатики.
4. Виды экономической информатики.
5. Свойства экономической информации.
6. Кодирование.
III. Вычислительная техника.
1. Принцип работы электронно-вычислительной машины.
2. Принцип построения электронно-вычислительной машины.
3. Компоненты электронно-вычислительной машины.
4. Система шин.
5. Схема устройства компьютера.
6. Состав системного блока.
7. Центральный процессор.
8. Схема устройства памяти ЭМВ.
9. Память ЭМВ.
IV. Программная конфигурация вычислительной системы.
1. Уровни программного обеспечения.
2. Структура программного обеспечения.
3. Классификация сервисного программного обеспечения.

3.

Анализ тенденции развития.
Понятие и содержание информатики.

4.

Стремительное развитие
информатики приводит к тому что она
становится неотъемлемой частью
общечеловеческой культуры.
Выделение информатики в
самостоятельную область человеческой
деятельности в первую очередь связано с
развитием компьютерной технологии.
Развитие компьютерной техники привело к тому,
что мы перешли от индустриального общества к
информационно-индустриальному обществу, а от него
к информационному.
Процесс построения информационного общества
длительный и сложный, и требует финансовых
решений и изменений направления государственной
политики.
Развитие информационного общества должно
обеспечить доступ к информационным ресурсам и
привести к формированию единого информационного
пространства.

5.

Многие академики выдвинули свои определения Информатики:
Академик А.П. Ершов: «Информатика- это фундаментальная
естественная наука, изучающая законы и методы накопления, передачи и
обработки с помощью ЭВМ».
Академик А.А.Дородницын: «Информатика- наука о преобразовании
информации с помощью вычислительной техники».
Академик С.В. Симонович: «Информатика – это техническая наука,
систематизирующая приемы создания, хранения, воспроизведения,
обработки и передачи средствами вычислительной техники, а так же
принципы функционирования этих средств и методы управления ими».

6.

Процесс цифровой трансформации экономики приводит к формированию нового понятия как цифровая
экономика, под которой следует понимать особую форму экономики, в которой процессы производства,
распределения, обмена и потребления прошли цифровые преобразования с использованием
информационно-коммуникационных технологий.
Термин информационного пространства ввел один из основоположников информатики Ф.Е. Темников.
Рис. 1.1. Компоненты информационного пространства
Информационное пространство – совокупность социальных механизмов, деловых отношений и общих
рынков, использующих цифровые технологии и цифровую инфраструктуру для формирования и
эксплуатации цифровых ресурсов и активов

7.

Цифровая инфраструктура – комплекс инфраструктур,
обеспечивающий протекание процессов на основе
цифровых технологий и работающий на цифровых
инфраструктур.
Рис. 1.2. Компоненты цифрового пространства

8.

Термин информатика возник в 60-е годы ХХ века во Франции и означал обработку и
преобразование информации с помощью ЭВМ. Бурному развитию информатики в нашей стране
способствовали события:
1) Академик Глушков выпустил монографию «Основы безбумажной информатики»;
2) В 1983 на годичном собрании Академии наук СССР было принято решение об открытии в
академии нового отделения – «информатика, вычислительная техника, автоматизации».
Долгое время наука «информатика» рассматривалась с позиции французской трактовки. Но
Темников дал совершенно другое понятие информатики. Он рассматривал информатику
применительных систем сборов, передачи, хранения и обработки данных. Он определил
информатику как науку, состоящую из 3 частей.
Рис. 1.3. Компоненты информатики

9.

Виды информатики.
В зависимости от природы информационных процессов информатика делится на различные виды.
ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ИНФОРМАТИКА – область науки и деятельность, связанная с информационными
процессами в объектах экономического типа.
ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ИНФОРМАТИКА – наука о формировании теоретических основ, моделирование
деятельности экономических систем на базу информационных систем с целью эффективного управления
этими системами.
ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ – совокупность техники, программ и организационного обеспечения, а
также персонала предназначенная для обеспечения персонала соответствующей информацией.
Информатика как и любая другая наука имеет свои источники возникновения. Такими источниками
являются документалистика и кибернетика.

10.

Информатика самостоятельная, так как она имеет свой предмет, цели, задачи, объект
исследования, структуру и методы.
Объектом изучения экономической информатики является информационный поток и
информационные процессы, связанные с его обработкой, а также вычислительной
техникой как средство для хранения, обработки, передачи и выдачи информации.
Предметом изучения является оптимизация потоковых информационных процессов с
использованием информационной техники и информационных систем.
Главная функция экономической информатики – разработка методов и средств
преобразования информации и их использование в организации технического процесса по
переработке информации с целью получения нового информационного продукта.

11.

Источники возникновения информатики
Источники
возникновения
информатики
Документалистика
Кибернетика

12.

Документалистика как наука сформировалась в конце XIX века в связи с бурным
развитием производственных отношений, и ее основной целью стало повышение
эффективности.
Кибернетика - наука об общих принципах управления и связи в сложных динамических
системах. Сегодня предметом кибернетики являются принципы построения и
функционирования
систем автоматического управления.
Задачи кибернетики:
o Методы моделирования процессов принятия решений техническими средствами;
o Разработка принципов и методов создания искусственного интеллекта;
o Связь между психологией человека и математической логикой.
Кибернетический подход к информатике – исследования экономических система на
основе кибернетических принципов в частности с помощью выявления прямых и обратных
связей и рассмотрения систем как некоторых черных ящиков.

13.

Цена
Объём
Сырьё + материалы
Заработная плата
Количество
выпускаемого продукта
Модель
предприятия
(чёрный ящик)
Прибыль
Электроэнергия
Условно-постоянный
затрата
Обратная связь
(внешняя среда)
Рис. 1.5 Кибернетический подход в экономической информатике

14.

Задачи экономической информатики:
Изучение информационных элементов как показателей экономической деятельности систем
характеризующие ее состояние.
Разработка автоматизированных информационных систем для решения экономических задач на всех
уровнях управления экономической системы.
Создание, внедрение и обеспечение эффективного использования компонентов техники.
Исследование информационных процессов и построение информационных моделей в экономике.
Разработка вычислительной техники и создание новейших технологии ее переработки с целью
получения нового информационного продукта.
Решение инженерных и научных задач

15.

Основные определения и понятия экономической
информатики.

16.

Информационные ресурсы ― это совокупность данных, организованных для эффективного получения достоверной
информации. Законодательство РФ подразумевает под информационными ресурсами отдельные документы и массивы
документов в хранилищах данных информационных систем.
Цифровые ресурсы ― оцифрованные информационные ресурсы и цифровые данные.
Данные – согнал, зарегистрированный на материальном носителе.
Данные в цифровой экономике – особая форма представления информации, с которой работают информационные системы
и пользователи в хранилище данных ИС.
Информационный продукт ― совокупность данных сформулированное производителем для распространении
вещественных и невещественных формул.
Цифровой продукт(услуга) ― продукт, производимый и предоставляемый в цифровом пространстве.
База данных ― совокупность связанных данных, правил организации которых основаны на общих принципах: описание,
хранение и манипулирование данных.
Понятие информационного процесса в экономической информатике является базовым, так как этот термин связывает в одно
целое систему, цель, передачу, обработку и хранение данных, а также прямую и обратную связь. Информационный процесс
– устойчивая, целенаправленная совокупность взаимосвязанных видов информационной деятельности, которая по
определённой информационной технологии преобразует входную информацию в новый информационный продукт,
предоставляющий ценность для потребителя.
Информационная технология ― процесс создания, хранения, обработки и передачи информации с использованием
вычислительных средств и программного обеспечения с целью создания нового информационного продукта.
Информационная система ― взаимосвязанная совокупность технического, программного, организационного обеспечения, а
также персонала, предназначенного для обеспечения потребителей надлежащей информацией, которая способствует
принятию управленческих решений

17.

Информационные процессы протекающие в информационных системах
можно представить в виде схемы:
Сбор и
регистраци
я данных
Ввод
данных для
обработки
Обработка
информаци
ии
представле
ние её в
следующем
виде
Корректировка
системы
персоналом
Рис. 2.1 Процесс в информационной системе
Вывод
информаци
и для
персонала
или других
информаци
онных
систем
Персонал
или другие
информаци
он ные
системы

18.

Базовые понятия в экономической информатике представлены в виде
термин системы:
Знание
Информация
Обобщение
Информация
Данные
Смысл
Данные
Накопление
данных
Сигналы
Рис. 2.2 Иерархия фундаментальных понятий экономической информатики

19.

Экономическая информация
Под экономической информацией мы можем понимать информацию, которая отражает и обслуживает
процессы производства, распределения и потребления материальных благ. Также под экономической
наукой понимается все возможные экономические и управленческие способности.
Существует достаточно много видов экономической информации:
I. По принадлежности к сфере материального производства и непроизводственной сфере.
II. По стадиям воспроизводства и элементам производственных процессов.
III. По функциям направления: бухгалтерская, финансовая, политическая, маркетинговая.
IV. По временным стадиям управления: прогнозная, плановая, оперативная.
V. По технологиям решения экономических задач: входная, переменная, условнопостоянная,
выходная.

20.

Свойства экономической информации.
С качественной стороны:
1) Полезность
2) Полнота
3) Достоверность
4) Новизна
5) Ценность
С количественной стороны:
1) Объем
2) Емкость
3) Информативность
Материальные объекты имеют качественный и количественный коэффициенты, которые в экономике
называются реквизитами.
Реквизит – логически неделимый информационный элемент, описывающий определенные свойства
объекта, явления или процесса.
Виды реквизитов:
1) Реквизиты-признаки − определенные качественные характеристики состояния объекта(может
быть много)
2) Реквизиты-основания − определенные количественные характеристики состояния объекта(может
быть только один)

21.

Классификация – система распределения объектов по классам в
соответствии с определенным признакам.
Классификатор – систематизированный свод наименований и
кодов классификационных групп.
Система кодирования – совокупность правил кодового
обозначения объекта путём кодирования.
Методы классификации объектов:
а) Иерархический
б) Фасетный
в) Дескрипторный
Прием кодирования – выражение данных одного типа через
данные другого типа. 2 группы методов, используемых в системе
кодирования:
1) Классификационную систему кодирования
2) Регистрационную систему кодирования
Своя СК есть в вычислительной технике - двоичная система. В
вычислительных машинах применяются две формы представления
чисел:
1) Естественная (фиксированная запятая)
2) Нормальная (с плавающей запятой)
Система представления чисел основанная на 16-ти разрядном
кодировании – Unicode. Кодирование графических данных.
Общепринятым является представление чёрно-белых
изображений в виде комбинации точек с 256-ю градациями серого
цвета. Для кодирования цветных изображений применяется
принцип декомпозиции произвольного цвета(красный, синий,
зелёных). Любой цвет можно разделить на три составляющие.

22.

Вычислительная техника.

23.

Совокупность устройств предназначенных для автоматической обработки данных называется
вычислительной техникой.
Вычислительная система - конкретный набор взаимодействий между собой устройств и
программ предназначенных для обслуживания одного работающего устройства.
Центральным устройством вычислительной техники является компьютер.
Компьютер ― электрический прибор предназначенный для автоматизации, хранения,
обработки и передачи данных. В основе работы любого компьютера лежит тактовый генератор,
вырабатывающий через равные промежутки времени электрической шкалы, используемые для
приведения в действие всех устройств (может быть автоматическим или с помощью внешних
органов управления).
Принципы работы ЭВМ:
1) Универсальность ― потенциальная возможность компьютера выполнять различные задачи, с
помощью использования программного обеспечения.
2) Числовое представление данных, цифровые ЭВМ оперируются цифрами в двоичной системе
счисления.
3) Программное управление― весь процесс выполнения задач заключается в последовательном
выполнении определённой операции по заранее составленной программе.

24.

Принципы построения ЭВМ
1
Любую ЭВМ образуют 3 компонента, такие как
процессор, память и устройства ввода-вывода.
3
И команды, и данные вводятся в память, которая
называется ОЗУ.
5
С процессором и памятью связано устройство
ввода и вывода
2
Информация, с которой работает ЭВМ делится на 2
типа: набор команд по обработке данных и данные
подлежащие обработке.
4
Руководит обработкой данных, процессов устройство,
управление которого выбирает команды из ОЗУ,
организует их управление с помощью арифметических
и логических операции.

25.

ЭВМ
Устройство
ввода/вывода
Процессор
Память ОЗУ
Рис. 3.1 Компоненты электронно-вычислительной машины

26.

Архитектура современных компьютеров основана на магистральном модульном принципе.
Информационная связь между устройствами компьютера осуществляется через систему шин.
Шина – кабель, состоящий из множества проводников по одной группе проводников – шине данных
передаётся обрабатываемая информация, по другой – шине адресов передаются адреса ячейки памяти к
адресам внешних устройств. По шине управления передаются управляющие сигналы.
У системной шины две характеристики:
1) тактовая частота
2) Разрядность
Количество одновременно передаваемых бит по шине данных или шине адресов называется
разрядность шины.
Тактовая частота определяется количеством операций, выполняемых в секунду, измеряется в мегагерцах,
а разрядность – в битах.
Всякая информация, которая передаётся по шине данных от процессора других устройств и обратно
сопровождается адресом. Обязательно должно быть соответствовать между разрядностями шины и
разрядами адреса. Таким образом разрядность шины ограничивает объём оперативной памяти
компьютера.

27.

Рассмотрим схему устройства компьютера, построенного по магистральному принципу
Процессор
Память
Системная шина: Шина данных + Шина адресов + Шина управления
Мышка
Клавиатура
Принтер
Сканер

28.

Состав системного блока.
Системный блок – основная часть компьютера. Он состоит из металлического корпуса, в котором
располагаются основные компоненты компьютера. С ним соединены кабелями клавиатура, мышь и монитор.
Внутри системного блока расположены:
1. Микропроцессор (выполняет все поступающие команды, производит вычисления и управляет работой всех
компонентов компьютера)
2. Оперативная память (предназначенная для временного хранения программ и данных)
3. Системная шина (осуществляющая информационную связь между устройствами компьютера)
4. Материнская плата (на ней находятся микропроцессор, системная шина, оперативная память, коммуникационные
разъемы, микросхемы управления различными компонентами компьютера, счётчик времени, системы индикации и
защиты)
5. Блок питания (преобразует электрические сигналы, постоянный ток низкого напряжения)
6. Вентилятор
7. Устройство внешней памяти (к которым относятся накопители на гибких и жестких дисках, накопители, флэшки и тд.)
Основные компоненты и разъемы материнской платы:
1. Разъем для процессора
2. Чипсеты
3. Графический адаптер
4. Слоты расширения
5. Блок и его батарейка
6. Слоты для ОП-носителя
7. Разъемы для периферийных
устройств
8. Разъем для питания
9. Разъем для вентилятора

29.

Центральный процессор
Центральный процессор – это центральное устройство
компьютера,
которое выполняет операции по обработке данных и
управляет
периферийным устройством компьютера.
Состав центрального процессора:
устройство управления
арифметически-логическое устройство (выполняет арифметические и
логические операции по обработке данных)
заполняющее устройство (КЭШ памяти, регистров) – внутренняя
память процессора, регистры служат быстрой памятью, используя
которые процессор выполняет при помощи регистров расчета.
генератор тактовой частоты (генерирование электрических
импульсов, синхронизирующее все устройства компьютера)

30.

Схема устройства памяти ЭВМ
Память
Внутренняя
Энергозависимые
Энергонезависимые
Видео
Память
ОЗУ
Внешняя
ПЗУ
Кэш
Память
Рис. 3.4 Схема устройства памяти ЭВМ
Память с
последовательным
доступом
Перфоленты
Перфокарты
Накопители на
магнитной ленте
Память с прямым
доступом
CDROM
Жёсткие
магнитные диски
Флэш
память

31.

Память
Память – это совокупность устройства для хранения программ, вводимой информации,
промежуточных и выходных результатов. Внутренняя память предназначена для хранения
небольшого объема данных в процессе ее обработки микро-процессором.
Внешняя память – это большой объем данных, хранится независимо от того, включен или выключен
компьютер.
Энергозависимая память – содержимое теряется во время выключения компьютера.
Энергонезависимая память – содержание устанавливается на заводе и сохраняется.
Память составляется из микроскопически небольшого объема обычно в ПЗУ записываются программы,
обеспечивающие минимальный набор функций управления основными устройствами компьютера.
В момент включения компьютера управление передается программам ПЗУ, тестируется компонентами
компьютера и запускает программу загрузчика операционной системы.
BIOS – главная программа ПЗУ.
В ОЗУ в двоичном коде обрабатывается операция и программа, промежутки и выходные результаты.
Часть ОП отводится для хранения изображения с экрана – видеозапись.

32.

Программная конфигурация вычислительной
системы.

33.

Уровни программного обеспечения:
Прикладное ПО
Сервисное ПО
Системное ПО
Базовое ПО
Рис. 4.1 Уровни ПО

34.

Структура программного обеспечения:
Программное
обеспечение
Пакеты прикладных
программ
Служебное ПО
Базовое
Системное
Сервисное
Инструментарий
технологий
программирования
Кейстехнологии
Специальное ПО
BIOS
Операционные
системы
Программы для
вспомогательной
операционной
обработки данных
Системы
программирования
Программная
оболочка ОС
Сетевые ОС
Программы для
создания
приложений
Средства
диагностики и
тестирования
Инструментальная
среда разработки
Алгоритмические
языки
Методо–
ориентированные
пакеты
Объектноориентированные
пакеты
Пакеты общего
назначения
Текстовые
процессоры
Табличные
процессоры
Системы
управлений
базой данных
Финансовоанал
итические
системы

35.

СЛУЖЕБНОЕ ПО - совокупность программ и программных комплектов для обеспечения работы компьютеров и систем ЭВМ.
ИНСТРУМЕНТАРИЙ ТЕХНОЛОГИИ ПРОГРАММИРОВАНИЯ - совокупность программ и программных
комплексов, обеспечивающих технологию разработки и отладки, внедрения и сопровождения создаваемых
программных продуктов.
ПРИКЛАДНОЕ ПО - взаимосвязанный комплекс программ для решения задач определённого класса.
СИСТЕМНОЕ ПО - совокупность программ для управления аппаратурой компьютера и обеспечения работы
прикладных программ.
БАЗОВОЕ ПО - самый низкий уровень ПО. Отвечает за взаимодействие с базовыми аппаратными средствами,
которые хранятся в ПЗУ, образуют BIOS.
СИСТЕМНОЕ ПО - набор программ, обеспечивающий взаимодействие между другими программами компьютера и
другими базовыми программами.
ОПЕРАЦИОННАЯ СИСТЕМА - комплекс системных и сервисных программ, обеспечивающих согласованное
управление работой всех устройств и программ компьютера и доступ пользователя к ним.
Классификация сервисных ПО:
Диспетчеры файлов
Программы-инсталляции
Средство сжатия данных - архиваторы
Средство диагностики данных и тестирования
Средство коммуникации

36.

СПАСИБО ЗА
ВНИМАНИЕ!