Принципы обработки информации ПК. Арифметические основы работы ПК

Информационные процессы являются предметом информатики. Передача, обработка и хранение информации происходит в форме сигналов или знаков. Сигналы: можно разделить на несколько типов:

-по физической природе (электромагнитный, световой, тепловой, звуковой, биохимический);

-по способу восприятия (зрительный, слуховой, осязательный, вкусовой, болевой, физиологический).

Знаками можно считать алфавит любого языка, знаки языка жестов, любые коды и шифры, ноты и т.д. Рассмотрим по отдельности передачу, обработку и хранение информации. Обработка информации–это получение одних информационных объектов из других путем выполнения некоторых действий. Развитие человечества не было бы возможно без сохранения знаний. В результате мы так много знаем о минувших веках. Человеческий разум является самым совершенным инструментом познания мира. А память человека –великолепное устройство для хранения полученной информации. Чтобы информация стала достоянием многих людей, необходимо иметь возможность хранить её помимо памяти одного человека. Необходим какой-либо материальный объект, предназначенный для хранения информации –носитель информации. Хранение информации–это её накопление на различных носителях. Благодаря гибкости компьютеры могут взаимодействовать не только с человеком, но и с любыми другими техническими устройствами, в том числе и с другими компьютерами —так образуются компьютерные сети. Именно благодаря неограниченным возможностям работы с любыми устройствами компьютер и стал универсальным прибором, способным выполнять столь разнородные функции, как регистрация, хранение, обработка, прием, передача и воспроизведение данных. Принципы обработки информации компьютером.

Принципы Джона фон Неймана для компьютера

·сначала с помощью внешнего устройства в память компьютера вводится программа;

·устройство управления считывает содержимое ячейки памяти, где находится первая инструкция программы, и организует ее выполнение (арифметические или логические операции, чтение данных с внешних устройств или из памяти, вывод данных на внешние устройства или запись в память);

·переход на следующую (или заданную) ячейку памяти и выполнение следующей инструкции;

·повторение предыдущих шагов.

Главные элементы концепции:

1) двоичное кодирование информации;

2) программное управление;

3) принцип хранимой программы;

4) принцип параллельной организации вычислений, согласно которому операции над числом проводятся по всем его разрядам одновременно.

С тех пор структуру (архитектуру) современных компьютеров часто называют неймановской. Это в полной мере относится и к персональным компьютерам как инструменту школьной информатики.

ОБЩАЯ СХЕМА КОМПЬЮТЕРА

Персональный компьютер(ПК) в своём минимально необходимом составе согласно этой схеме включает:

·основные устройства ввода: клавиатуру и манипулятор «мышь»;

·основное устройство вывода: монитор;

·центральная часть располагается в системном блоке;

·внешняя память располагается на носителях –дисках и приводится в действие специальными приводами –дисководами;

·в единую конфигурацию все части ПК соединены с помощью устройств сопряжения.

В основе строения ПК лежат два важных принципа: магистрально-модульный принцип и принцип открытой архитектуры.

Согласно магистрально-модульному принципу все части и устройства изготавливаются в виде отдельных блоков, информация между которыми передаётся по комплекту соединений, объединённых в магистраль.

При этом общую схему ПК можно представить в следующем виде: Принцип открытой архитектуры предполагает возможность сборки компьютера из независимо изготовленных частей, доступную всем желающим (подобно детскому конструктору). Таким образом может быть организовано автоматическое (без вмешательства человека) выполнение всех инструкций программы. Затем результаты выполненной программы должны быть выведены на внешние устройства (экран дисплея, листы бумаги принтера или внешняя память), и компьютер переходит в режим ожидания сигналов внешних устройств. Любой вариант процесса обработки информации происходит по следующей схеме (рис. 3):

Рис. 3 Общая схема процесса обработки информации

В любом случае можно говорить о том, что в процессе обработки информации решается некоторая информационная задача, которая предварительно может быть поставлена в традиционной форме: дан некоторый набор исходных данных —исходной информации; требуется получить некоторые результаты —итоговую информацию. Сам процесс перехода от исходных данных к результату и есть процесс обработки. Тот объект или субъект, который осуществляет обработку, может быть назван исполнителем обработки. Исполнитель может быть человеком, а» может быть специальным техническим устройством, в том числе компьютером.

Обычно обработка информации —это целенаправленный процесс. Для успешного выполнения обработки информации исполнителю должен быть известен способ обработки, т.е. последовательность действий, которую нужно выполнить, чтобы достичь нужною результата. Описание такой последовательности действий в информатике принято называть алгоритмом обработки.

Примеры ситуаций, связанных с обработкой информации.

Такие ситуации можно разделить на два типа.

Первый тип обработки: обработка, связанная с получением новой информации, нового содержания знаний. К этому типу обработки относится решение математических задач. Например, даны две стороны треугольника и угол между ними, требуется определить все остальные параметры треугольника: третью сторону, углы, площадь, периметр. Способ обработки, т.е. алгоритм решения задачи, определяется математическими формулами, которые должен знать исполнитель. К первому же типу обработки информации относится решение различных задач путем применения логических рассуждений. Например, следователь по некоторому набору улик находит преступника; человек, анализируя сложившиеся обстоятельства, принимает решение о своих дальнейших действиях; ученый разгадывает тайну древних рукописей и т.п.

Второй тип обработки: обработка, связанная с изменением формы, но не изменяющая содержания. К этому типу обработки информации относится, например, перевод текста с одного языка на другой. Изменяется форма, но должно сохраниться содержание. Важным видом обработки для информатики является кодирование. Кодирование—это преобразование информации в символьную форму, удобную для ее хранения, передачи, обработки. Кодирование активно используется в технических средствах работы с информацией (телеграф, радио, компьютеры). Другой вид обработки информации —структурирование данных. Структурирование связано с внесением определенного порядка, определенной организации в хранилище информации. Расположение данных в алфавитном порядке, группировка по некоторым признакам классификации, использование табличного или (графового представления —все это примеры структурирования. Еще один важный вид обработки информации —поиск. Задача поиска обычно формулируется так: имеется некоторое хранилище информации —информационный массив (телефонный справочник, словарь, расписание поездов и пр.), требуется найти в нем нужную информацию, удовлетворяющую определенным условиям поиска (телефон данной организации, перевод данного слова на английский язык, время отправления данного поезда). Алгоритм поиска зависит от способа организации информации. Если информация структурирована, то поиск осуществляется быстрее, и можно построить оптимальный алгоритм.

Контрольные вопросы:

1.Дайте определение понятию «обработка информации»

2.Дайте определение понятию «хранение информации»

3.Перечислите принципы Джона фон Неймана для компьютера

4.Перечислите устройства, входящие в минимально необходимый состав компьютера.

5.В чём заключаются магистрально-модульный принцип и принцип открытой архитектуры, которые лежат в основе строения компьютера?