В. П. Дьяконов, А. Н. Черничин Новые информационные технологии Часть Основы и аппаратное обеспечение Под общей редакцией проф. В. П. Дьяконова Смоленск 2003

Министерство образования Российской Федерации

Смоленский государственный педагогический университет

В. П. Дьяконов, А.Н. Черничин

Новые информационные технологии

Часть 1. Основы и аппаратное обеспечение

Под общей редакцией проф. В. П. Дьяконова

Смоленск

2003

УДК 004 : 681.3 (075.8)

Новые информационные технологии: Учебное пособие. Часть 1. Основы и аппаратное обеспечение.- Смоленск: СГПУ, 2003.- 228 с. рис.

В первой части учебного пособия, состоящего из трех частей, описаны основы новых информационных технологий, их аппаратное обеспечение и элементная база. Даются основы архитектуры и устройства современных персональных компьютеров различного класса - настольных, мобильных (ноутбуков) и карманных персональных компьютеров (КПК). Рассмотрена аппаратурная реализация современных технических средств обучения. Для студентов всех специальностей педагогических вузов, в том числе гуманитарного профиля.

При поддержке Института «Открытое общество» (Фонд Сороса).

Авторы: В. П. Дьяконов, доктор технических наук, профессор,
соросовский профессор; А. Н. Черничин, кандидат технических наук, доцент.

Рецензенты:

В. В. Круглов, доктор технических наук, профессор, зав. кафедрой информатики и управления СФМЭИ,

Е. П. Емельченков, кандидат физико-математических наук, доцент, соросовский доцент, зав. кафедрой информатики СГПУ.

ISBN 5-88018-335-1

 Смоленский государственный

п
едагогический университет, 2003

ВВЕДЕНИЕ

Эта книга – первая часть трехтомного учебного пособия подготовленного при грантовой поддержке Института «Открытое общество» (фонд Сороса). В ней рассматриваются основные понятия информатики и новых информационных технологий и их аппаратное обеспечение. Книга ориентирована на студентов и преподавателей гуманитарных дисциплин и представляет собой расширенный курс по информатике и новым информационным технологиям. Может использоваться при чтении курсов «Информатика», «Математика и информатика», «Новые информационные технологии» и «Технические средства обучения» в педагогических и иных университетах и вузах.

В этой книге излагаются основополагающие понятия информатики и информационных технологий, история их развития и современное состояние аппаратного обеспечения. Описаны сверхбольшие интегральные схемы (СБИС), устройства нанотехнологии, микропроцессоры новых поколений, настольные, мобильные и карманные персональные компьютеры, локальные проводные и беспроводные сети, Интернет, мобильные средства связи и технические средства обучения. В книгу включены многие материалы, представленные российским отделением корпорации Intel. Эта корпорация - признанный мировой лидер в разработке средств новых информационных технологий.

Особое внимание уделено средствам мультимедиа, обеспечивающим полноценную работу со звуковой и видеоинформацией, а также применению компьютеров в гуманитарной сфере. Это работа с текстами, компьютерный перевод, работа с графикой и музыкой, разработка и просто чтение электронных книг, применение баз данных, использование систем компьютерной математики для облегчения всевозможных расчетов и др.

Эта книга рассчитана не только на студентов, но и на преподавателей, ведущих занятия по гуманитарным дисциплинам и желающим плодотворно использовать достижения новых информационных технологий и современных технических средств обучения. Поэтому некоторые разделы книги выходят за рамки программ для студентов гуманитарных и педагогических специальностей и дают расширенное представление о тех или иных аспектах новых информационных технологий. Такие разделы помечены в конце названия знаком . По всем разделам курса даны контрольные вопросы.

Глава 1. НОВЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

1.1. Информация и данные

1.1.1. Информация и ее роль в человеческом обществе

Информация относится к классу первичных понятий, по которым нельзя дать точного определения. Под ней обычно подразумевают некоторую совокупность сведений, позволяющих расширить наши представления о тех или иных объектах и явлениях окружающего нас мира, их взаимодействии и состоянии.

Люди издавна научились ценить и передавать информацию. Присущий нам от природы мозг не только способен хранить огромные объемы информации, но и перерабатывать ее и делать из этого определенные выводы. Однако мозг не может долго хранить информацию, она забывается и со смертью человека вообще теряется.

Человек имеет целый ряд органов для приема и передачи информации. Это органы зрения (глаза) и слуха (уши), а также голосовые связки и средства мимики. Благодаря этому человек способен принимать звуковую и зрительную информацию и передавать ее. Восприятие температуры кожей и запаха носом тоже способствует информационному обмену человека с окружающей средой и с особями своего (и не только) рода. Таким образом, человек изначально имел средства приема и передачи информации.

Уже первобытные люди обладали зачатками мышления и сознания. Многие миллионы лет тому назад они уже умели общаться жестами и криками, могли использовать простейшие орудия труда, такие, как камни и палки. Стремление освободить руки для их свободного применения привело к тому, что человек стал прямоходящим существом. В свою очередь, это освободило рот от удерживания предметов, таких, как кости, палки, не съеденные остатки пищи.

Это, как и увеличение информационного обмена между людьми привело к возникновению речи – этой уникальной возможности людей, которой, в столь развитой форме, не обладают другие объекты живой природы. Считается, что речь возникла примерно миллион лет тому назад.

Мозг человека способен ограниченное время хранить информацию, т.е. в информационной системе природа-человек он служит как бы оперативным запоминающим устройством. Первые попытки людей сохранить информацию дошли до наших дней в виде наскальных рисунков, а затем и надписей (рис. 1.1). Это случилось по крайней мере тридцать тысяч лет тому назад. Тем самым появились первые рукотворные средства долговременного хранения информации.

Рис. 1.1. Каменная плитка показывает, что древним людям были известны матрицы – прямоугольные таблицы с числами

Позже люди научились представлять и передавать информацию на большие расстояния с помощью костров на сопках, специальных сигналов (пример – сигнальщики на кораблях), с помощью звуков барабанов и бамбуковых труб, световых маяков и т.д. Таким образом, они стали использовать внешние средства для информационного обмена. Основы кодирования информации были давно заложены азбукой Морзе, кодами сигнальщиков и тайнописью.

Затем уже появилась письменность и средства механической передачи записанной информации - почта. Намного позже, уже в наши дни, на смену гонцам и обычной почте пришли современные средства телекоммуникаций - от мобильного телефона и факса до спутниковой связи и всемирной компьютерной сети Интернета.

1.1.2. Информация и живая природа

Информация, как материя и энергия, является краеугольным камнем мира и окружающей природы, прежде всего живой. Характерным признаком живых организмов стала возможность восприятия ими информации об окружающей их среде, переработки этой информации и способности делать из нее выводы, важные для дальнейшего их поведения.

Открытие генов – единиц наследственной информации - произвело подлинную сенсацию и выдвинуло информационные процессы на роль первичных в развитии жизни. Открыто множество генов, которые как бы программируют рост, вес и окраску живых существ, предрасположенность их к тем или иным заболеваниям и т.д. Создание генной инженерии сделало возможным клонирование, т.е. размножение идентичных особей животных и даже людей.

1.1.3. Информационные революции

Обычно информация накапливается довольно медленно. Однако в некоторые периоды истории, часто связанные с крупными открытиями и техническими достижениями, объем информации начинает лавинообразно нарастать. При этом информация оказывает на жизнь людей столь большое значение, что происходит информационная революция – коренное изменение в значимости и технологии использования информации, оказывающих большое влияние на жизнь общества и экономику мира. Считается, что человеческое общество пережило четыре информационные революции:

  1. Появление письменности как средства представления и долговременного хранения информации.

  2. Появление книгоиздания в середине XIV века, позволившего в массовых масштабах тиражировать информацию и знания.

  3. Применение электричества и радиоволн в конце XIX века для передачи информации на дальние расстояния, что привело к появлению средств телекоммуникаций, таких, как телеграф, телефон, радио и телевидение.

  4. Создание микропроцессоров и разработка персональных компьютеров, открывших возможности эффективной работы с информацией, представленной в цифровой форме, в том числе в Интернете.

Были революции и масштабом поменьше, например, связанные с изобретением фотографии и кинематографа. Но они повлияли на нашу жизнь все же не столь кардинальным образом, как указанные выше информационные революции.

1.1.4. Виды информации

Информацию часто классифицируют по ее наиболее характерным признакам:

  • числовая информация, представленная цифрами и отражающая результаты некоторых вычислений;

  • текстовая информация, представленная текстами в виде слов, составленных из символов того или иного языка;

  • кодовая информация, представленная кодами (например, машинными или кодами для более компактного или зашифрованного представления информации, кодами азбуки Морзе или азбуки для глухонемых);

  • графическая информация, представляющая графические объекты с учетом их геометрических и оптических свойств;

  • акустическая информация, представленная звуковыми сигналами, как непосредственно в виде звуков, так и в виде электрических звуковых сигналов;

  • телевизионная информация, представляющая изображения, видимые на телевизионном экране в телевизионном формате;

  • видеоинформация, представляющая видеофильмы и кинофильмы в специальном формате.

Позже мы не раз коснемся характеристик и особенностей информации различного вида.

1.1.5. Понятие о данных и базах данных

В теоретической и практической информатике, помимо информации, широко используются данные - невостребованная или необработанная информация, представленная в той или иной форме, например в виде множества чисел, слов или документов.

Попробуем разобраться в отличиях данных от информации. Например, следующий массив просто чисел представляет данные:

123456 654321 112233 445566 это данные

Эти числа могут быть номерами телефонов, кодами замков или кодами программ, табельными номерами работников предприятий и т.д. Но если оговорить, что это не просто цифры, а номера телефонов конкретных людей, то приведенные ниже данные становятся важной информацией

Телефон: 123456 654321 112233 445566 это уже

Фамилия: Иванов Петров Сидоров Козлов информация

Данные могут храниться в базах данных – специальных устройствах для хранения информации на том или ином материальном носителе. Базами данных часто называют и документы, которые готовятся специальными программами, например системой управления базами данных Microsoft Access. Это одна из программ пакета для офисной работы Microsoft Office. Она обеспечивает быстрый поиск и обработку данных.

1.1.6. Размножение и накопление информации

Другим важным свойством информации является возможность ее размножения и накопления. Книгоиздание – один из самых известных примеров реализации этих возможностей. С появлением книг и печатного станка (его изобрел Иоганн Гутенберг еще в середине XV века) человек приобрел возможности тиражирования информации и ее накопления. В наши дни широкое распространение получили светокопировальные устройства, позволяющие в секунды получить копию листа с текстом и с рисунками.

В то же время надо учитывать, что информация постепенно утрачивается. Это связано как с прямой ее потерей, так и старением информации. В ходе старения информация теряет свою актуальность, а нередко просто забывается и теряется.

1.1.7. Знания

По мере накопления информации о каких-то объектах или явлениях формируются знания о них. Знания - это закономерности, принципы и связи, позволяющие специалистам ставить и решать задачи в своей предметной области. Вся система образования в сущности решает задачу предоставления ценных знаний множеству людей, учит их извлекать нужную информацию из массы получаемой и грамотно использовать ее в своей работе с целью создания новых знаний и новых ценностей – как гуманитарных, так и научно-технических.

Издавна знания передавались от человека к человеку, от мастера к ученикам, от профессора к студентам. Нередко эта цепочка прерывалась стихийными событиями, войнами и просто смертью учителя. Знания при этом терялись. Новые информационные технологии позволяют накапливать знания, надежно их хранить и предоставлять любому желающему их получить. Более того, появилась возможность обучения людей на расстоянии - дистанционное образование.

  1. В. П. Дьяконов, А. Н. Черничин Новые информационные технологии Часть Основы и аппаратное обеспечение Под общей редакцией проф. В. П. Дьяконова Смоленск 2003 (2)

    Документ
    Эта книга – первая часть трехтомного учебного пособия подготовленного при грантовой поддержке Института «Открытое общество» (фонд Сороса). В ней рассматриваются основные понятия информатики и новых информационных технологий и их аппаратное обеспечение.

Другие похожие документы..