Информация и информационные процессы. Аппаратно-программное устройство компьютера

Лекции по информатике (9 класс) Содержание № Темы групповых консультаций Стр. 1 Информация и информационные процессы. Аппаратно-программное устройство компьютера. 2 – 3 Кодирование графической информации. Типы графических файлов. 4 – 6 2 Редактор растровой графики Paint 7 – 9 3 Редактор векторной графики Ocad 10 – 28 4 Правовая охрана программ и данных информации. 29 Соединение компьютеров в сеть. Классификация локальных сетей. 29 – 32 Протоколы IP и ТСР. 33 – 35 Информационные ресурсы сети Интернет. 5 Разработка Веб-сайтов. 6 Классификация программного обеспечения. Системное программное обеспечение ОС Линукс, Виндоус и др. 7 Анимационные технологии. Презентация POWERPOINT. 8 Типы вычислительных машин. Магистрально-модульное построение ПК. Типы файлов. 9 Текстовый редактор WORD Информация и информационные процессы. Аппаратно-программное устройство компьютера. Информация и информационные процессы Что такое информация? Слово «информация» происходит от латинского «informatio» — осведомление, разъяснение, изложение. Ну, что же такое информация на самом деле? В настоящее время не существует единого определения термина информация. Один из основных законов классической физики утверждает, что замкнутые системы, в которых от­сутствует обмен веществом и энергией с окружающей сре­дой, стремятся с течением времени перейти из менее вероят­ного упорядоченного состояния в наиболее вероятное хаотическое состояние. Поэтому, в физике, информа­ция является мерой упорядоченности системы по шкале «хаос - порядок». Растения в процессе фотосинтеза потребляют энергию солнечного излучения и строят сложные органи­ческие молекулы из «простых» неорганических молекул. Животные подхватывают эстафету увеличения слож­ности живых систем, поедают растения и используют расти­тельные органические молекулы в качестве строительного материала при создании еще более сложных молекул. Поэтому, в биологии информация – это мера упорядоченности элементов системы. В информатике – это осознанные сведения (знания) об окружающем мире, которые являются объектом хранения, преобразования, передачи и использования. Мы с вами будем использовать следующее понятие: ИНФОРМАЦИЯ – это сведения об объектах и явлениях окружающей среды, их параметрах, свойствах и состоянии, которые уменьшают имеющуюся о них степень неопределенности, неполноты знаний. ДАННЫЕ – это признаки или записанные наблюдения, которые не используются, а только хранятся. Пример: 3467889 – что это? Не знаем! Это данные. Но если уточнить, что это номер телефона Иван Ивановича, то это уже информация. Способы восприятия информации. Способы восприятия информации живыми организма­ми зависят от наличия у них тех или иных органов чувств. Человек их пять: зрение; слух; обоняние; вкус; осязание. Наибольшее количество информации (около 90%) человек получает с помощью зрения, около 9% — с помощью слуха и только 1% — с помощью других органов чувств (обоняния, осязания и вкуса). Полученную информацию в форме зрительных, слуховых и других образов человек хранит в памяти, обрабатывает с помощью мышления и использует для достижения поставленных целей. Виды информации: графическая; звуковая; текстовая; числовая; видео. Информационные процессы (действия с информацией): получение (чтение книг, просмотр передач, сигнал светофора, бинокль), обработка (мышление, компьютер, решение задачи, написание сочинения, реферата, поиск, систематизация), передача (приказ, просьба, дымы, реклама, телепередача, электронное письмо), хранение (память человека, рисунки, текст, ноты, фотография, кинопленка, магнитная лента, оптические диски, флеш-карты). Свойства информации: понятность, полнота, точность, достоверность, актуальность, полезность, содержательность. Аппаратно-программное устройство компьютера Компьютер (англ. computer – «вычислитель») — универсальное устройство, предназначенное для автоматизации получения, обработки, хранения, передачи и использования информации по  заранее заданной программе. С момента своего изобретения и до настоящего времени компьютер был и остается вычислителем, точнее, машиной для вычислений. Все современные компьютерные технологии, включая видео, звук, графику, текст, основаны на математических действиях – сложении, вычитании, умножении, делении. Таким образом, все процессы, происходящие в компьютере, являются вычислительными. Собственно компьютер и все его устройства принято называть аппаратным обеспечением. Поскольку компьютер — это автомат, выполняющий программу, очевидно, что для нормального функционирования аппаратной части требуются еще программы, т.е. программное обеспечение. Аппаратную и программную составляющие часто называют английскими терминами hardware и software соответственно, что подчеркивает гибкость и вариативность (“мягкость”) программной части, за счет которой выпущенный на заводе стандартный компьютер приспосабливается к потребностям конкретного пользователя непосредственно на его рабочем месте. Очевидно, что наличие ПО позволяет адаптировать одно и то же компьютерное оборудование к потребностям специалистов из самых разнообразных областей. В результате и писатель, и бухгалтер, и инженер-технолог могут пользоваться абсолютно одинаковыми вычислительными машинами. С экономической точки зрения такой подход необычайно продуктивен, поскольку универсальные изделия, выпускаемые в больших количествах, получаются существенно дешевле: легче автоматизировать их производство. Современный компьютер является воплощением подлинного единства программной и аппаратной части. Не только написание программ без машины лишено практического смысла, но и компьютер без программного обеспечения не более чем дорогое украшение стола. Считается, что роль программной и аппаратной частей примерно одинакова, они должны гармонично соответствовать друг другу. В частности, устанавливаемое на компьютер программное обеспечение должно соответствовать его аппаратным характеристикам, а технические возможности компьютера полностью реализуются только после установки соответствующего ПО (например, многоядерность процессоров сама по себе, без поддержки обновленного программного обеспечения, обещанного подъема производительности не обеспечит). Оба компонента компьютера необычайно разнообразны по реализации. Так, аппаратная часть образует целые семейства совместимых моделей, причем индивидуальная конфигурация отдельных однотипных машин также может существенно различаться. В нашей стране наибольшее распространение получили компьютеры IBM PC, но это не единственное семейство ПК. Во многих западных университетах, а также в организациях, обрабатывающих мультимедийную информацию, большой популярностью пользуются компьютеры Apple Macintosh. Существуют и другие модели компьютеров. Еще большим разнообразием отличается программное обеспечение. Тысячи программ на многие случаи жизни уже написаны, но каждый день появляются все новые и новые. Однозначно расклассифицировать такое великое множество разнообразных программ невозможно. Тем не менее, если отбросить второстепенные детали, то удается создать довольно простую классификацию, которая принимается большинством авторов учебной литературы. В соответствии с ней программное обеспечение можно разделить на системное, прикладное и системы программирования. Кодирование графической информации. Типы графических файлов. В середине 50-х годов для больших ЭВМ, которые применялись в научных и военных исследованиях, впервые в графическом виде было реализовано представление данных. Перед человечеством же стояли задачи масштабных строительств, проектов на будущее, испытаний, которых компьютер решить не мог. С появлением мощных графических станций, а так же компьютеров, способных решать не только математические задачи, но и визуализировать сложнейшие технологические процессы на экране, начинается новая эра в компьютерной промышленности. Особенно интенсивно технология обработки графической информации с помощью компьютера стала развиваться в 80-х годах. Широкое применение получила специальная область информатики, которая изучает методы и средства создания и обработки изображений с помощью программно-аппаратных вычислительных комплексов, - компьютерная графика. Без нее трудно представить уже не только компьютерный, но и вполне материальный мир, так как визуализация данных применяется во многих сферах человеческой деятельности. В качестве примера можно привести опытно-конструкторские разработки, медицину (компьютерная томография), научные исследования и др.     Графическую информацию можно представлять в двух формах: аналоговой или дискретной. Живописное полотно, цвет которого изменяется непрерывно - это пример аналогового представления, а изображение, напечатанное при помощи струйного принтера и состоящее из отдельных точек разного цвета - это дискретное представление. Путем разбиения графического изображения (дискредитации) происходит преобразование графической информации из аналоговой формы в дискретную. При этом производится кодирование - присвоение каждому элементу конкретного значения в форме кода. При кодировании изображения происходит его пространственная дискредитация. Ее можно сравнить с построением изображения из большого количества маленьких цветных фрагментов (метод мозаики). Все изображение разбивается на отдельные точки, каждому элементу ставится в соответствие код его цвета. При этом качество кодирования будет зависеть от следующих параметров: размера точки и количества используемых цветов. Чем меньше размер точки, а, значит, изображение составляется из большего количества точек, тем выше качество кодирования. Чем большее количество цветов используется (т. е. точка изображения может принимать больше возможных состояний), тем больше информации несет каждая точка, а, значит, увеличивается качество кодирования. Создание и хранение графических объектов возможно в нескольких видах - в виде векторного, фрактального или растрового изображения. Отдельным предметом считается 3D (трехмерная) графика, в которой сочетаются векторный и растровый способы формирования изображений. Она изучает методы и приемы построения объемных моделей объектов в виртуальном пространстве. Для каждого вида используется свой способ кодирования графической информации. Кодировка графической информации Пространственная дискретизация. В процессе кодирования изображения производится его пространственная дискретизация. Пространственную дискретизацию изображения можно сравнить с построением изображения их мозаики. Изображение разбивается на отдельные маленькие фрагменты (точки), причем каждому фрагменту присваивается значение его цвета, то есть код цвета (красный, синий и т.д.). Качество кодирования изображения зависит от двух параметров. Во-первых, качество кодирования изображения тем выше, чем меньше размер точки и соответственно большее количество точек составляет изображение. Во-вторых, чем большее количество цветов, то есть большее количество возможных состояний точки изображения используется, тем более качественно кодируется изображение (каждая точка несет большее количество информации). Совокупность используемых в наборе цветов образует палитру цветов. Формирование растрового изображения. Графическая информация на экране монитора представляется в виде растрового изображения, которое формируется из определенного количества строк, которые в свою очередь содержат определенное количество точек (пикселей). Цветное изображение на экране монитора формируется за счет смешивания трех базовых цветов: красного, синего и зеленого. Такая цветовая модель называется RGB-моделью по первым буквам английских названий цветов (Red, Green, Blue). Для получения богатой палитры цветов базовым цветам могут быть заданны различные интенсивности. Например, при глубине цвета в 24 бита на каждый из цветов выделяется по 8 бит, то есть для каждого из цветов возможны N=28 =256 уровней интенсивности, заданные двоичными кодами (от минимальной – 00000000 до максимальной – 11111111). Технология обработки графической информации Растровая и векторная графика. Все создаваемые с помощью компьютера изображения можно разделить на две большие части – растровую и векторную графику. Растровые изображения представляют собой однослойную сетку точек, называемых пикселами, каждая из которых может иметь определенный цвет. Диапазон доступных цветов определяется текущей палитрой. В противоположность этому векторное изображение многослойно. Каждый элемент этого изображения - линия, прямоугольник, окружность или фрагмент текста - располагается в своем собственном слое, пикселы которого устанавливаются совершенно независимо от других слоёв. Каждый элемент векторного изображения является объектом, который описывается с помощью специального языка (мат. уравнения линий, дуг, окружности и т.д.). Кроме того, сложные объекты (ломанные линии, различные геометрические фигуры) описываются как совокупность элементарных графических объектов (линий, дуг и т.д.). Такое векторное изображение представляет собой совокупность слоев содержащих различные графические объекты. Слои накладываясь друг на друга формируют цельное изображение. Объекты векторного изображения, могут произвольно без потери качества изменять свои размеры. При изменении размеров объектов растрового изображения происходит потеря качества. Например при увеличении растрового изображения увеличивается зернистость. Графические редакторы В настоящее время имеется множество программ для редактирования графических изображений. Эти программы в соответствии с делением графики на растровую и векторную можно условно разделить на два класса: 1. Программ для работы с растровой графикой. 2. Программ для работы с векторной графикой. Также имеются программы, которые совмещают возможности программ этих двух классов. Т.е. позволяют создавать изображения состоящие из растровой и векторной графики. Среди программ первого класса отметим : Графический редактор Paint — простой однооконный графический редактор, который позволяет создавать и редактировать достаточно сложные рисунки. Photoshop фирмы Adobe многооконный графический редактор позволяет создавать и редактировать сложные рисунки, а также обрабатывать графические изображения (фотографии). Содержит множество фильтров для обработки фотографий (изменение яркости, контрастности и т.д.). Среди программ второго класса отметим: Программа Microsoft Draw — входящая в комплект MS Office. Эта программа служит для создания различных рисунков, схем. Обычно вызывается из MS Word. Adobe Illustrator, Corel Draw — программы используются в издательском деле, позволяет создавать сложные векторные изображения. Как правило программы первого класса позволяют сохранять изображения в файлах стандартных форматов: bmp, pcx, gif, tif, а программы второго класса используют для этих целей свои форматы. GIMP - это мощный профессиональный графический редактор с массой вспомогательных программ. Само название "GIMP" является аббревиатурой GNU Manipulation Image Program и переводится на русский язык как "программа обработки изображений". Типы графических файлов Растровые BMP родной формат Windows. Он поддерживается всеми графическими редакторами, работающими под управлением этой операционной системы. Применяется для хранения растровых изображений, предназначенных для использования в Windows и, по сути, больше ни на что не пригоден. Способен хранить как индексированный (до 256 цветов), так и RGB-цвет (16.700.000 оттенков). Существует разновидность формата ВМР для опрерационной системы OS/2. JPG (Joint Photographic Experts Group). Строго говоря JPEG'ом называется не формат, а алгоритм сжатия, основанный не на поиске одинаковых элементов, как в RLE и LZW, а на разнице между пикселами. Кодирование данных происходит в несколько этапов. Сначала графические данные конвертируются в цветовое пространство типа LAB, затем отбрасывается половина или три четверти информации о цвете (в зависимости от реализации алгоритма). Далее анализируются блоки 8х8 пикселов. Для каждого блока формируется набор чисел. Первые несколько чисел представляют цвет блока в целом, в то время, как последующие числа отражают тонкие делали. Спектр деталей базируется на зрительном восприятии человека, поэтому крупные детали более заметны. GIF Независящий от аппаратного обеспечения формат GIF был разработан в 1987 году фирмой CompuServe для передачи растровых изображений по сетям. В 1989-м формат был модифицирован, были добавлены поддержка прозрачности и анимации. GIF позволяет неплохо сжимать файлы, в которых много однородных заливок (логотипы, надписи, схемы). GIF позволяет записывать изображение "через строчку" (Interlaced), благодаря чему, имея только часть файла, можно увидеть изображение целиком, но с меньшим разрешением. Это достигается за счет записи, а затем подгрузки, сначала 1, 5, 10 и т.д. строчек пикселов и растягивания данных между ними, вторым проходом следуют 2, 6, 11 строчки, разрешение изображения в интернетовском браузере увеличивается. Таким образом, задолго до окончания загрузки файла пользователь может понять, что внутри и решить, стоит ли ждать, когда файл поднимется весь. Черезстрочная запись незначительно увеличивает размер файла, но это, как правило, оправдывается приобретаемым свойством. Основное ограничение формата GIF состоит в том, что цветное изображение может быть записано только в режиме 256 цветов. Для полиграфии этого явно недостаточно Векторные WMF (Windows Metafile) Векторный формат WMF использует графический язык Windows и, можно сказать, является ее родным форматом. Служит для передачи векторов через буфер обмена (Clipboard). Понимается практически всеми программами Windows, так или иначе связанными с векторной графикой. Однако, несмотря на кажущуюся простоту и универсальность, пользоваться форматом WMF стоит только в крайних случаях для передачи "голых" векторов. WMF искажает (!) цвет, не может сохранять ряд параметров, которе могут быть присвоены объектам в различных векторных редакторах, не может содержать растровые объекты, не понимается очень многими программами на Macintosh. CRD Формат известен в прошлом низкой устойчивостью, плохой совместимостью файлов, искажением цветовых характеристик внедряемых битовых карт, тем не менее пользоваться CorelDRAW чрезвычайно удобно, он имеет неоспоримое лидерство на платформе РС. Многие программы на РС (FreeHand, Illustrator, PageMaker - среди них) могут импортировать файлы CorelDRAW. PSD Внутренний формат популярного растрового редактора Photoshop в последнее время стал поддерживаться все большим количеством программ. Он позволяет записывать изображние со многими слоями, их масками, дополнительными Альфа-каналами и каналами простых (spot) цветов (начиная с версии 5), контурами и другой информацией - все, что может сделать Photoshop. В версии 3.0 появляются слои, контуры и RLE-компрессия, в 4-й версии алгоритм улучшается, файлы становятся еще меньше. В версии 5 реализован принципиально иной подход к управлению цветом. В программу была внедрена архитектура управления цветом, основанная на профилях для сканеров, мониторов и принтеров Международного консорциума по цвету.

Похожие:

	Контрольная работа по информатике для 8а класса с углубленным изучением информатики По темам: Информация и информационные процессы, устройство компьютера, файловая система		2. Основы логики и логические основы компьютера Основы логики. Основные... Информационные процессы в живой природе, обществе и технике: получение, передача, преобразование, хранение и использование информации....
	Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Цель: рассмотреть программное обеспечение компьютера и прикладное программное обеспечение компьютера		Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Мы с вами уже прошли тему “Устройство компьютера”. Ответьте мне, пожалуйста, как на устройствах внешней памяти хранится все программное...
	Новые информационные и педагогические технологии ...		"Информатика страна загадок" Цель: повторение, контроль знаний учащихся по темам “Устройство компьютера”, “Человек и информация”
	Тема: Программное обеспечение компьютера Цель: будут уметь различать программное обеспечение компьютера, знать о назначении прикладного по, системного по, Систем программирования,...		Обобщающий урок по теме «Устройство компьютера» «Компьютер, как универсальное устройство обработки информации». Активные модели информации об архитектуре пк с использованием современных...
	Урок информатики для 8 классов «Устройство персонального компьютера» Материалы: мультимедийная установка, презентация «Устройство персонального компьютера», компьютеры, подключенные к интернету, программа...		Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Информация. Информационные объекты различных видов. Основные информационные процессы: хранение, передача и обработка информации....
	Викторина презентация «Хорошо ли мы знаем компьютер» Решение занимательных ребусов и кроссвордов «Информация и информационные процессы» 8класс		1 Информация и информационные процессы Среда обитания. Особенности строения: специализация клеток, два клеточных слоя(наружный и внутренний)
	Методические рекомендации по изучению дисциплины «Информатика» Тема... Негосударственное образовательное учреждение высшего профессионального образования		Учебник «Информатика и икт» Представление информации. Информация, информационные объекты различных видов. Язык как способ представления информации: естественные...
	Методические рекомендации (материалы) для преподавателя При чтений лекций рекомендуется использовать учебное пособие «Основы синергетики» 2013 г выпуска, «Информационные процессы в неживой...		Тематическое планирование по информатике 10 Информация и информационные процессы Урок 3 Кодирование информации с помощью знаковых систем. Знаки: форма и значение. Знаковые системы