Файл: Учебник для вузов Общие сведения Аппаратное обеспечение.docx

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 19.03.2024

Просмотров: 213

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

Глава 1. Общие сведения об информационных процессах

Кодирование информации

Кодирование изображений Изображение – некоторая двумерную область, свойства каждой точ- ки (pixel, пиксель) которой могут быть описаны (координаты, цвет, про- зрачность…).Множество точек называется растром (bit map, dot matrix, raster) (см. рис. 1.12), а изображение, которое формируется на основе растра, называются растровым. На экране монитора всегда формируется растро- вое изображение, однако, для хранения может использоваться и векторное представление информация, где изображение представлено в виде набора графических объектов с их координатами и свойствами (линия, овал, пря- моугольник, текст и т. п.). Рис. 1.12. Растровое изображение на экране монитораНа мониторе и в растровых изображениях число пикселей по гори- зонтали и по вертикали называют разрешением(resolution). Наиболее ча- сто используются 1024×768 или 1280×800, 1280×1024 (для 15, 17 19), 720×576 (качество обычных DVD-фильмов), 1920×1080 и 1920×720 (теле- видение высокой четкости HDTV – стандарты 1080i и 720p). Каждый пик- сель изображения нумеруется, начиная с нуля слева направо и сверху вниз. Для представления цвета используются цветовые модели. Цветоваямодель(color model) – это правило, по которому может быть определен цвет. Самая простая двухцветная модель – битовая. В ней для описанияцвета каждого пикселя (чёрного или белого) используется всего один бит. Для представления полноцветных изображений используются не-сколько более сложных моделей. Известно, что любой цвет может быть представлен как сумма трёх основных цветов: красного, зелёного и синего. Если интенсивность каждого цвета представить числом, то любой цвет бу- дет выражаться через набор из трёх чисел. Так определяется наиболее из- вестная цветовая RGB-модель (Red-Green-Blue). На каждое число отводит- ся один байт. Так можно представить 224 цвета, то есть примерно 16,7 млн. цветов. Белый цвет в этой модели представляется как (1,1,1), чёрный – (0,0,0), красный (1,0,0), синий (0,0,1). Жёлтый цвет является комбинацией красного и зелёного и потому представляется как (1,1,0).Цветовая модель RGB была стандартизирована в 1931 г. и впервые использована в цветном телевидении. Модель RGB является аддитивноймоделью, то есть цвет получается в результате сложения базовых цветов. Существуют и другие цветовые модели, которые для ряда задач оказыва- ются более предпочтительными, чем RGB-модель. Например, для пред- ставления цвета в принтерах используется субтрактивная CMYK-модель (Cyan-Magenta-Yellow-blacK), цвет в которой получается в результате вы- читания базовых цветов из белого цвета. Белому цвету в этой модели соот- ветствует (0,0,0,0), чёрному - (0,0,0,1), голубому - (1,0,0,0), сиреневому - (0,1,0,0), жёлтому - (0,0,1,0). В цветовой модели HSV(Hue-Saturation- Value) цвет представляется через цвет, насыщенность и значение, а в мо- дели HLS(Hue-Lightness-Saturation) через оттенок, яркость и насыщен- ность. Современные графические редакторы, как правило, могут работать с несколькими цветовыми моделями.Кроме растрового изображения на экране монитора существуют гра- фические форматы файлов, сохраняющие растровую или векторную гра- фическую информацию. С такой информацией работают специальные про- граммы, которые преобразуют векторные изображения в растровые, отоб- ражаемые на мониторе. Кодирование звуковой информации Звук можно описать в виде совокупности синусоидальных волн определённых частоты и амплитуды. Частота волны определяет высоту звукового тона, амплитуда – громкость звука. Частота измеряется в герцах (Гц, Hz). Диапазон слышимости для человека составляет от 20 Гц до 17000 Гц (или 17 кГц).Задача цифрового представления звука сводится измерению интен- сивности звука через заданный интервал времени (например, 48 раз за 0,001 секунды). Принцип такого представления изображён на рис. 1.13.

Законодательство Российской Федерации о защите компьютерной информации

Требования к организации рабочих мест пользователей ПК

Контрольные вопросы к главе 1

Глава 2. Аппаратное обеспечение персональных компьютеров

Процессор

Чипсет

Материнская плата

Оперативная память

Устройства хранения информации

Устройства ввода информации

Устройства вывода информации

2.8 Оборудование компьютерных сетей

2.9 Оборудование беспроводных сетей

2.10. Дополнительное оборудование

Контрольные вопросы к главе 2

Глава 3. Программное обеспечение

Операционные системы



гия (наука о получении, сохранении и передаче информации для различ- ных множеств объектов) и т.д.

Каждого человека в мире окружает море информации различных ви- дов. Стремление зафиксировать, сохранить надолго свое восприятие ин- формации было всегда свойственно человеку. Мозг человека хранит мно- жество информации, и использует для хранения ее свои способы, основа которых – двоичный код, как и у компьютеров. Человек всегда стремился иметь возможность поделиться своей информацией с другими людьми и найти надежные средства для ее передачи и долговременного хранения. Для этого в настоящее время изобретено множество способов хранения информации на внешних (относительно мозга человека) носителях и ее пе- редачи на огромные расстояния.

Основные виды информации по ее форме представления, способам ее кодирования и хранения, что имеет наибольшее значение для информа- тики, это:

  • графическая или изобразительная – первый вид, для которого был реализован способ хранения информации об окружающем мире в виде наскальных рисунков, а позднее в виде картин, фотографий, схем, чертежей на бумаге, холсте, мраморе и др. материалах, изоб- ражающих картины реального мира;

  • звуковая – мир вокруг нас полон звуков и задача их хранения и ти- ражирования была решена с изобретение звукозаписывающих устройств в 1877 г. (см., например, историю звукозаписи на сайте – http://radiomuseum.ur.ru/index9.html); ее разновидностью является музыкальная информация – для этого вида был изобретен способ кодирования с использованием специальных символов, что делает возможным хранение ее аналогично графической информации;

  • текстовая – способ кодирования речи человека специальными сим- волами – буквами, причем разные народы имеют разные языки и ис- пользуют различные наборы букв для отображения речи; особенно большое значение этот способ приобрел после изобретения бумаги и книгопечатания;

  • числовая количественная мера объектов и их свойств в окру- жающем мире; особенно большое значение приобрела с развитием торговли, экономики и денежного обмена; аналогично текстовой ин- формации для ее отображения используется метод кодирования спе- циальными символами цифрами, причем системы кодирования (счисления) могут быть разными;




  • видеоинформация – способ сохранения движущихся картин окру- жающего мира, появившийся с изобретением кино.

Существуют также виды информации, для которых до сих пор не изобретено способов их кодирования и хранения – это тактильная ин- формация, передаваемая ощущениями, органолептическая, передаваемая запахами и вкусами и другие виды, для которых современная наука даже не нашла признанных всеми терминов определения (например, экстрасен- сорная информация).

Для передачи информации на большие расстояния первоначально использовались кодированные световые сигналы, с изобретением электри- чества передача закодированного определенным образом сигнала по проводам, позднее с использованием радиоволн.

Создателем общей теории информации и основоположником циф- ровой связи считается Клод Шеннон (Claude Shannon). Всемирную извест- ность ему принес фундаментальный труд 1948 года – «Математическая теория связи» (A Mathematical Theory of Communication), в котором впер- вые обосновывается возможность применения двоичного кода для переда- чи информации.

Хранение информации при использовании компьютеров осуще- ствляется на магнитных дисках или лентах, на лазерных дисках (CD и DVD), специальных устройствах энергонезависимой памяти (флэш-память и пр.). Эти методы постоянно совершенствуются, изобретаются новые устройства и носители информации. Обработку информации (воспроизве- дение, преобразование, передача, запись на внешние носители) выполняет процессор компьютера. С помощью компьютера возможно создание и хра- нение новой информации любых видов, для чего служат специальные про- граммы, используемые на компьютерах, и устройства ввода информации.

Особым видом информации в настоящее время можно считать ин-

формацию, представленную в глобальной сети Интернет. Здесь ис- пользуются особые приемы хранения, обработки, поиска и передачи рас- пределенной информации больших объемов и особые способы работы с различными видами информации.

Постоянно совершенствуется программное обеспечение ведущих разработчиков (например, Microsoft Corporation), обеспечивающее коллек- тивную работу с корпоративной информацией всех видов.
Свойстваинформации

Как и всякий объект, информация обладает свойствами. Характерной отличительной особенность информации от других объектов природы и

общества, является дуализм: на свойства информации влияют как свойства исходных данных, составляющих ее содержательную часть, так и свойства методов, фиксирующих эту информации.

С точки зрения информатики наиболее важными представляются следующие общиекачественныесвойства: объективность, достовер- ность, полнота, точность, актуальность, полезность, ценность, своевремен- ность, понятность, доступность, краткость и пр.

        1. Объективность информации. Объективный – существующий вне и независимо от человеческого сознания. Информация – это отражение внешнего объективного мира. Информация объективна, если она не зави- сит от методов ее фиксации, чьего-либо мнения, суждения.

Пример. Сообщение «На улице тепло» несет субъективную ин- формацию, а сообщение «На улице 22oС» – объективную, но с точностью, зависящей от погрешности средства измерения.

Объективную информацию можно получить с помощью измеритель- ных приборов. Отражаясь в сознании конкретного человека, информация перестает быть объективной, так как, преобразовывается (в большей или
меньшей степени) в зависимости от мнения, суждения, опыта, знаний кон- кретного субъекта.

        1. Достоверность информации. Информация достоверна, если она отражает истинное положение дел. Объективная информация всегда до- стоверна, но достоверная информация может быть как объективной, так и субъективной. Достоверная информация помогает принять нам правильное решение.

Недостоверной информация может быть по следующим причинам:

    • преднамеренное искажение (дезинформация) или непреднаме- ренное искажение субъективного свойства;

    • искажение в результате воздействия помех и недостаточно точных средств измерений.

        1. Полнота информации. Информацию можно назвать полной, если ее достаточно для понимания и принятия решений. Неполная информация может привести к ошибочному выводу или решению.

        2. Точность информации определяется степенью ее близости к ре- альному состоянию объекта, процесса, явления (погрешностью средства измерения).

        3. Актуальность информации – важность для настоящего времени, злободневность, насущность. Иногда только вовремя полученная ин- формация может быть полезна.



        1. Полезность (ценность) информации. Полезность может быть оце- нена применительно к нуждам конкретных ее потребителей и оценивается по тем задачам, которые можно решить с ее помощью.

Самая ценная информация – объективная, достоверная, полная, и ак- туальная. При этом следует учитывать, что и необъективная, не- достоверная информация (например, художественная литература), имеет большую значимость для человека.

Социальная (общественная) информация обладает еще и допол- нительными свойствами:

    • имеет семантический (смысловой) характер, т. е. понятийный, так как именно в понятиях обобщаются наиболее существенные признаки предметов, процессов и явлений окружающего мира.

    • имеет языковую природу (кроме некоторых видов эстетической ин- формации, например изобразительного искусства). Одно и то же содер- жание может быть выражено на разных естественных (разговорных) языках, записано в виде математических формул и т. д.


С течением времени количество информации растет, информация накапливается, происходит ее систематизация, оценка и обобщение. Это свойство назвали ростом и кумулированием информации. (Кумуляция – от лат; cumulatio увеличение, скопление).

Старение информации заключается в уменьшении ее ценности с те- чением времени. Старит информацию появление новой информации, кото- рая уточняет, дополняет или отвергает полностью или частично более ран- нюю. Научно-техническая информация стареет быстрее, эстетическая (произведения искусства) – медленнее.

Логичность, компактность, удобная форма представления облегчает понимание и усвоение информации.
Количественныехарактеристикиинформации

Измерение информации в технике


В технике (теория кодирования и передачи сообщений) под ко- личеством информации понимают количество кодируемых, передаваемых или хранимых символов. При этом используют простой способ определе- ния количества информации, который может быть назван объемным. Он основан на подсчете числа символов в сообщении, т. е. связано с его дли- ной и не учитывает содержания.

В вычислительной технике применяются две стандартные единицы измерения: бит (binary digit) и байт (byte).

Бит – минимальная единица измерения информации – величина, ко- торая может принимать одно из двух значений (в математическом пред- ставлении 0 или 1).

Байт – единица количества информации в системе СИ. Байт - вось- миразрядный двоичный код, с помощью которого наиболее часто пред- ставляют один символ текста.

Информационный объем сообщения (информационная емкость со- общения) количество информации в сообщении, измеренное в битах, байтах или производных единицах (Кбайтах, МБайтах и т. д.).

1 килобайт (Кбайт) = 210