Минобрнауки России

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Санкт-Петербургский государственный технологический институт

(технический университет)»

Кафедра экономики и менеджмента

Отчет по учебной практике №7

по информатике

(наименование учебной дисциплины)

Выполнил

Студент уч. гр. 6461

Зевакин К.Л.

(подпись, инициалы, фамилия)

08.06.2015

(дата)

Принял

Преподаватель: Парамонова Надежда Николаевна

(должность, подпись, инициалы, фамилия)

(дата)

Санкт-Петербург

2015

Оглавлени

Отчет по учебной практике №7 1

по информатике 1

(наименование учебной дисциплины) 1

1

1. Понятие информации, ее измерение, количество и качество информации. Информационный ресурс. Формы и способы представления информации. 4

2. Запоминающие устройства: классификация, принцип работы, основные характеристики. Системная память: ОЗУ, ПЗУ, кэш. Внешняя память: винчестер; стример; накопитель на гибких магнитных дисках; накопители на компакт-дисках. 6

3. Организация и средства человеко-машинного интерфейса, мультисреды и гиперсреды. 14

4. Электронные таблицы. 16

5. Методы и технологии моделирования. 18

6. Интегрированные среды программирования. 20

7. Трансляция. Компиляция и интерпретация. 22

8. Сетевой сервис. 23

9. Антивирусные средства. 25

10. Основные операции с данными. 28

Список литературы 30

1.Понятие информации, ее измерение, количество и качество информации. Информационный ресурс. Формы и способы представления информации. 3

2. Запоминающие устройства: классификация, принцип работы, основные характеристики. Системная память: ОЗУ, ПЗУ, кэш. Внешняя память: винчестер; стример; накопитель на гибких магнитных дисках; накопители на компакт-дисках. 5

3. Организация и средства человеко-машинного интерфейса, мультисреды и гиперсреды. 13

4. Электронные таблицы. 15

5. Методы и технологии моделирования. 16

6. Интегрированные среды программирования. 18

7. Трансляция. Компиляция и интерпретация. 20

8. Сетевой сервис. 21

9. Антивирусные средства. 23

10. Основные операции с данными. 26

Список литературы 28

1. Понятие информации, ее измерение, количество и качество информации. Информационный ресурс. Формы и способы представления информации.

Информация– сведения, воспринимаемые человеком или специальными устройствами как отражение фактов материального мира в процессе коммуникации.

Компьютер обрабатывает информацию только в цифровом виде. Она может быть только в двух состояниях. В вычислительной технике битом называют наименьшую порцию памяти компьютера, необходимую для хранения одного из двух знаков 0 или 1, используемого для внутреннего представления данных и команд.

В информатике используются различные подходы к измерению информации:

1. Содержательный подход к измерению информации. Сообщение - информативный поток, который в процессе передачи информации поступает к приемнику. Сообщение несет информацию для человека, если содержащиеся в нем сведения являются для него новыми и понятными Информация - знания человека, значит, сообщение должно быть информативно. Если сообщение не информативно, то количество информации с точки зрения человека = 0.

2. Алфавитный подход к измерению информации не связывает кол-во информации с содержанием сообщения. Алфавитный подход - объективный подход к измерению информации. Он удобен при использовании технических средств работы с информацией, т.к. не зависит от содержания сообщения. Количество информации зависит от объема текста и мощности алфавита. Ограничений на максимальную мощность алфавита нет, но есть достаточный алфавит мощностью 256 символов. Этот алфавит используется для представления текстов в компьютере. Поскольку 256=2⁸, то 1 символ несет в тексте 8 бит информации.

3. Вероятностный подход к измерения информации. Все события происходят с различной вероятностью, но зависимость между вероятностью событий и количеством информации, полученной при совершении того или иного события можно выразить формулой которую в 1948 году предложил Шеннон.

Количеством информацииназывают числовую характеристику сигнала, отражающую ту степень неопределенности (неполноту знаний), которая исчезает после получения сообщения в виде данного сигнала. Эту меру неопределенности в теории информации называютэнтропией. Если в результате получения сообщения достигается полная ясность в каком-то вопросе, говорят, что была получена полная или исчерпывающая информация и необходимости в получении дополнительной информации нет. И, наоборот, если после получения сообщения неопределенность осталась прежней, значит, информации получено не было (нулевая информация).

Качество информации- совокупность свойств, отражающих степень пригодности конкретной информации об объектах и их взаимосвязях для достижения целей, стоящих перед пользователем.

Потребительские показатели качества информации:

• Репрезентативность;

• Содержательность;

• Достаточность;

• Доступность;

• Актуальность;

• Своевременность;

• Точность;

• Достоверность;

• Устойчивость.

Информационные ресурсы(ИР) – имеющиеся в наличии запасы информации, зафиксированной на каком-либо носителе и пригодной для ее сохранения и использования.

В настоящее время используется узкое и широкое понимание ИР: в узком понимании имеют в виду только сетевые ИР, доступные через компьютерные средства связи, а в широком – любую зафиксированную на традиционных или электронных носителя информацию, пригодную для сохранения и распространения. Для информационных работников профессионально значимо широкое понимание.

Информационные ресурсы – это отдельные документы и отдельные массивы документов в информационных системах (библиотеках, архивах, фондах, базах данных и других информационных системах).

Под информационными массивами понимают обычно упорядоченное множество элементов (документов и/или данных), к которым возможен индивидуальный доступ. В настоящее время чисто количественно информационные массивы составляют подавляющую часть информационных ресурсов. Наиболее яркими представителями этих массивов являются обычные базы данных, библиотечные или архивные фонды.

Существует множество признаков для описания, т.е. многоаспектной классификации информационных массивов, каждый из которых представляется существенным с определенной точки зрения. Базовым набором признаков можно считать следующий:

• Содержание: например, информация общественно-политическая, правовая, финансово-экономическая; данные о предприятиях, персональные данные и проч.

• Источник ИР: например, официальная информация, опубликованная, статистическая отчетность, результаты измерений, испытаний и т.п.;

• Принадлежность ИР к определенной организационной или информационной системе: ресурсы архивные, библиотечные, МВД, МЧС, НТИ и др.;

• Форма собственности: государственная (федеральная, субъекта федерации), муниципальная; собственность общественных организаций; акционерная, частная, а также указание на владельца;

• Характер использования ИР (назначение): например, ИР массовые, межведомственные, региональные, внутрифирменные, личные и др.;

• Объем информационного массива (выраженный в сопоставимых единицах измерения);

• Открытость информации: открытая, секретная, конфиденциальная;

• Форма представления информации: текстовая, графическая, мультимедийная и др.;

• Носитель ИР: электронный, бумажный и др.;

• Способ распространения информации: сети (глобальные, локальные), издания и др.;

• Естественный язык, на котором представлена информация.

Существует много способов представления информации визуально (буквы, таблицы, графики, знаки и т.п.). Для упрощения и запоминания информации оператором при визуальных способах часто используют специальные символы, если объект имеет характерные изобразительные формы.

Деятельность оператора ограничивается тем, что он имеет дело не с реальными объектами, а с информационными моделями реальных объектов. Физической реализацией информационной модели, предназначенной для зрительного восприятия, является информационное поле средств воспроизведения.

Информационное поле - это находящаяся в поле зрения оператора часть пространства, предназначенная для передачи информации, представленной совокупностью оптических образов.

2. Запоминающие устройства: классификация, принцип работы, основные характеристики. Системная память: ОЗУ, ПЗУ, кэш. Внешняя память: винчестер; стример; накопитель на гибких магнитных дисках; накопители на компакт-дисках.

Запоминающее устройство(ЗУ) - устройство, предназначенное для записи и хранения данных. В основе работы запоминающего устройства может лежать любой физический эффект, обеспечивающий приведение системы к двум или более устойчивым состояниям.

В основе работы запоминающего устройства может лежать любой физический эффект, обеспечивающий приведение системы к двум или более устойчивым состояниям. В современной компьютерной технике часто используются физические свойства полупроводников, когда прохождение тока через полупроводник или его отсутствие трактуются как наличие логических сигналов 0 или 1. Устойчивые состояния, определяемые направлением намагниченности, позволяют использовать для хранения данных разнообразные магнитные материалы. Наличие или отсутствие заряда в конденсаторе также может быть положено в основу системы хранения. Отражение или рассеяние света от поверхности CD, DVD или Blu-ray-диска также позволяет хранить информацию.

Основными характеристикамизапоминающих устройств являются емкость, быстродействие и стоимость, кроме этого также используется характеристика удельная емкость, определяющая отношение емкости запоминающих устройства к его физическому объему.

Классификация запоминающих устройств:

По форме записанной информации:

• Аналоговые;

• Цифровые.

По устойчивости записи и возможности перезаписи:

• Постоянные (ПЗУ), содержание которых не может быть изменено конечным пользователем (например, BIOS). ПЗУ в рабочем режиме допускает только считывание информации;

• Записываемые (ППЗУ), в которые конечный пользователь может записать информацию только один раз;

• Многократно перезаписываемые (ПППЗУ);

• Оперативные (ОЗУ) - обеспечивают режим записи, хранения и считывания информации в процессе её обработки. Быстрые, но дорогие ОЗУ (SRAM) строят на триггерах, более медленные, но более дешёвые разновидности ОЗУ - динамические ЗУ (DRAM) строят на элементах, состоящих из ёмкости (конденсатора) и полевого транзистора, используемого в качестве ключа разрешения записи-чтения. В обоих видах ЗУ информация исчезает после отключения от источника питания.

По энергозависимости:

• Энергонезависимые, записи в которых не стираются при снятии электропитания;

• Энергозависимые, записи в которых стираются при снятии электропитания;

• Статические, которым для хранения информации достаточно сохранения питающего напряжения;

• Динамические, в которых информация со временем разрушается (деградирует), и, кроме подачи электропитания, необходимо производить её периодическое восстановление (регенерацию).

По типу доступа:

• С последовательным доступом (например, магнитные ленты);

• С произвольным доступом (RAM; например, оперативная память);

• С прямым доступом (например, жёсткие диски);

• С ассоциативным доступом (специальные устройства, для повышения производительности баз данных).

По геометрическому исполнению:

• Дисковые (магнитные диски, оптические, магнитооптические);

• Ленточные (магнитные ленты, перфоленты);

• Барабанные (магнитные барабаны);

• Карточные (магнитные карты, перфокарты, флэш-карты, и др.);

• Печатные платы (карты DRAM, картриджи).

По физическому принципу:

• Перфорационные (с отверстиями или вырезами);

• С магнитной записью;

• Оптические;

• Магнитооптические;

• Использующие накопление электростатического заряда в диэлектриках (конденсаторные ЗУ, запоминающие электроннолучевые трубки);

• Использующие эффекты в полупроводниках (EEPROM, флэш-память);

• Звуковые и ультразвуковые (линии задержки);

• Использующие сверхпроводимость (криогенные элементы).

По количеству устойчивых (распознаваемых) состояний одного элемента памяти:

• Двоичные;

• Троичные;

• Десятичные.

Оперативная (системная) память- энергозависимая часть системы компьютерной памяти, в которой во время работы компьютера хранится выполняемый машинный код (программы), а также входные, выходные и промежуточные данные, обрабатываемые процессором. Содержащиеся в современной полупроводниковой оперативной памяти данные доступны и сохраняются только тогда, когда на модули памяти подаётся напряжение. Выключение питания оперативной памяти, даже кратковременное, приводит к искажению либо полному разрушению хранимой информации.

Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) - техническое устройство, реализующее функции оперативной памяти. ОЗУ может изготавливаться как отдельный внешний модуль или располагаться на одном кристалле с процессором, например, в однокристальных ЭВМ или однокристальных микроконтроллерах. ОЗУ большинства современных компьютеров представляет собой модули динамической памяти, содержащие полупроводниковые интегральные схемы ЗУ, организованные по принципу устройств с произвольным доступом. Память динамического типа дешевле, чем статического, и её плотность выше, что позволяет на той же площади кремниевого кристалла разместить больше ячеек памяти, но при этом её быстродействие ниже. Статическая память, наоборот, более быстрая память, но она и дороже. В связи с этим основную оперативную память строят на модулях динамической памяти, а память статического типа используется для построения кэш-памяти внутри микропроцессора.

Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) - энергонезависимая память, используется для хранения массива неизменяемых данных.

ПЗУ по разновидностям микросхем:

• По технологии изготовления кристалла;

• По виду доступа;

• По способу программирования микросхем.

ПЗУ по типу исполнения:

• Массив данных совмещён с устройством выборки (считывающим устройством);

• Массив данных существует самостоятельно.

Кэш иликеш - промежуточный буфер с быстрым доступом, содержащий информацию, которая может быть запрошенаcнаибольшей вероятностью. Доступ к данным в кэше осуществляется быстрее, чем выборка исходных данных из более медленной памяти или удаленного источника, однако её объём существенно ограничен по сравнению с хранилищем исходных данных.

Кэширование применяется ЦПУ, жёсткими дисками, браузерами, веб-серверами, службами DNS и WINS. Кэш состоит из набора записей. Каждая запись ассоциирована с элементом данных или блоком данных (небольшой части данных), которая является копией элемента данных в основной памяти. Каждая запись имеет идентификатор, определяющий соответствие между элементами данных в кэше и их копиями в основной памяти.

Когда клиент кэша (ЦПУ, веб-браузер, операционная система) обращается к данным, прежде всего исследуется кэш. Если в кэше найдена запись с идентификатором, совпадающим с идентификатором затребованного элемента данных, то используются элементы данных в кэше. Такой случай называется попаданием кэша. Если в кэше не найдена запись, содержащая затребованный элемент данных, то он читается из основной памяти в кэш, и становится доступным для последующих обращений. Такой случай называетсяпромахом кэша. Процент обращений к кэшу, когда в нём найден результат, называетсяуровнем попаданийиликоэффициентом попаданийв кэш.

Если кэш ограничен в объёме, то при промахе может быть принято решение отбросить некоторую запись для освобождения пространства. Для выбора отбрасываемой записи используются разные алгоритмы вытеснения. При модификации элементов данных в кэше выполняется их обновление в основной памяти. Задержка во времени между модификацией данных в кэше и обновлением основной памяти управляется так называемой политикой записи.

В кэше с немедленной записьюкаждое изменение вызывает синхронное обновление данных в основной памяти. В кэше сотложенной записью(илиобратной записью) обновление происходит в случае вытеснения элемента данных, периодически или по запросу клиента. Для отслеживания модифицированных элементов данных записи кэша хранят признак модификации (изменённыйили "грязный"). Промах в кэше с отложенной записью может потребовать два обращения к основной памяти: первое для записи заменяемых данных из кэша, второе для чтения необходимого элемента данных. В случае, если данные в основной памяти могут быть изменены независимо от кэша, то запись кэша может стать неактуальной. Протоколы взаимодействия между кэшами, которые сохраняют согласованность данных, называютпротоколами когерентности кэша.

Внешняя память(ВЗУ) предназначена для длительного хранения программ и данных, и целостность её содержимого не зависит от того, включен или выключен компьютер. В отличие от оперативной памяти, внешняя память не имеет прямой связи с процессором.

Накопитель на жёстких магнитных дисках("винчестер") - запоминающее устройство (устройство хранения информации) произвольного доступа, основанного на принципе магнитной записи. Является основным накопителем данных в большинстве компьютеров. Информация в винчестере записывается на жёсткие (алюминиевые или стеклянные) пластины, покрытые слоемферромагнитногоматериала, чаще всегодвуокисихрома- магнитные диски. В НЖМД используется одна или несколько пластин на однойоси.Считывающие головкив рабочем режиме не касаются поверхности пластин благодаря прослойке набегающего потока воздуха, образующейся у поверхности при быстром вращении. Расстояние между головкой и диском составляет нескольконанометров(в современных дисках около 10 нм.), а отсутствие механического контакта обеспечивает долгий срок службы устройства. При отсутствии вращения дисков головки находятся у шпинделя или за пределами диска в безопасной зоне, где исключён их нештатный контакт с поверхностью дисков.

Носитель информации обычно совмещают с накопителем, приводом и блоком электроники. Такие жёсткие диски часто используются в качестве несъёмного носителя информации.

Принцип работы жёстких дисков похож на работу магнитофонов. Рабочая поверхность диска движется относительно считывающей головки (например, в виде катушки индуктивности с зазором в магнитопроводе). При подаче переменного электрического тока (при записи) на катушку головки, возникающее переменное магнитное поле из зазора головки воздействует на ферромагнетик поверхности диска и изменяет направление вектора намагниченности доменов в зависимости от величины сигнала. При считывании перемещение доменов у зазора головки приводит к изменению магнитного потока в магнитопроводе головки, что приводит к возникновению переменного электрического сигнала в катушке за счёт электромагнитной индукции.

Стример, такжеленточный накопитель- запоминающее устройство на принципе магнитной записи на ленточном носителе, с последовательным доступам к данным, по принципу действия аналогичен бытовому магнитофону. Основное назначение: запись и воспроизведение информации, архивация и резервное копирование данных.

Существует два базовыхметода занесения информации на магнитную ленту в стримерах:

1. Линейная магнитная запись;

2. Наклонно-строчная магнитная запись.

При использовании линейно-магнитного метода записиданные записываются на ленту в виде нескольких параллельных дорожек. Лента имеет возможность двигаться в обоих направлениях. Считывающаямагнитная головкаво время чтения неподвижна, так же, как и записывающая во время записи. По достижении конца ленты считывающая/записывающая головка сдвигается на следующую дорожку, а лента начинает двигаться в противоположном направлении. Технология аналогична бытовомуаудиомагнитофону. Возможно применение нескольких головок, которые работают с несколькими дорожками одновременно (многодорожечный стример). В современных устройствах этот метод доминирует.

Если используется наклонно-строчная магнитная запись, тоблок головок записи-воспроизведения(БГЗВ) размещается на вращающемся барабане, мимо которого механизм протягивает ленту, при чтении и записи. Запись при этом ведётся в одном направлении. В зависимости от используемого формата записи лента проходит вокруг БВГ под некоторым углом, причём ось самого цилиндра БГЗВ также наклонена под небольшим углом к ленте. Лента при записи-чтении движется в одном направлении. Данный способ записи предполагает наличие наклонных дорожек на поверхности ленты. Аналогичная технология применяется ввидеомагнитофонах. Наклонно-строчный метод был изобретён, чтобы добиться более высокой плотности записи, чем при линейном методе, без необходимости уменьшения зазора в головках и увеличения скорости движения ленты (однако в настоящее время эти технические ограничения преодолены и в рамках линейного метода).

Накопитель на гибких магнитных дисках - дисковод, предназначенный для считывания и записи информации с дискеты. Приводы (позиционирования головок и вращения) и система считывания-записи управляется электронной схемой, размещённой на печатной плате, которая находится внутри корпуса дисковода. В отечественной терминологии система управления называласьКНГМД- контроллер накопителя на гибких магнитных дисках.

Для считывания (и записи) информации, записанной на диске, дисковод оснащён установленной на приводе головок парой магнитных головок, прижимающихся к поверхности диска. Двигатель, который осуществляет перемещения головок по диску в двух направлениях с определенным приращением, или шагом, называетсяшаговым двигателем. Двигатель управляется контроллером диска, который устанавливает головки в соответствии с любым относительным приращением в пределах границ перемещения привода головок.

Диски имеют два типа плотности - радиальнуюилинейную. Радиальная плотность указывает, сколько дорожек может быть записано на диске, и выражается в количестве дорожек на дюйм(TPI). Линейная плотность - это способность отдельной дорожки накапливать данные и выражается в количестве битов на дюйм(BPI). Шаговые двигатели не могут осуществлять непрерывное позиционирование, обычно он поворачивается на точно определенный угол и останавливается. Большинство шаговых двигателей, установленных в дисководах гибких дисков, осуществляют перемещение с определенным шагом, связанным с расстоянием между дорожками на диске. За исключением дисковода гибких дисков диаметром 5.25 ёмкостью 360 Кбайт, которые выпускались только с плотностью 48 TPI и в которых использовался шаговый двигатель с приращением 3,6 градусов, во всех остальных типах дисководов (96 или 135 TPI) обычно используется шаговый двигатель с приращением 1,8 градус. Кроме того, шаговый двигатель выполняет перемещение между фиксированными ограничителями и должен останавливаться при определенном положении ограничителя.

Позиционирование головок- это операция расположения головок относительно дорожек на диске (узкие концентрические кольца на диске), позволяет приступить к чтению или записи информации на диск.Цилиндр - количество дорожек, с которых можно считать информацию, не перемещая головок. Кольцевые дорожки, расположенные друг под другом на разных сторонах диска, образуют воображаемый цилиндр, отсюда и название. Термин обычно используется как синоним дорожки, а поскольку гибкий диск в дискете имеет две стороны, а дисковод для гибких дисков - только две головки, в гибком диске на один цилиндр приходится две дорожки.

Компакт-диск(CD) -оптическийноситель информациив видепластиковогодиска с отверстием в центре, процесс записи и считывания информации которого осуществляется при помощилазера. Дальнейшим развитием компакт-дисков сталиDVDиBlu-ray, прообразом былаграммофонная пластинка.

Изначально компакт-диск был создан для хранения аудиозаписейв цифровом виде (известен какCD-Audio), однако в дальнейшем стал широко использоваться как носитель для хранения любых данных (файлов) вдвоичномвиде (так называемыйCD-ROM- Compact Disc Read Only Memory, компакт-диск только с возможностью чтения, или КД-ПЗУ - "Компакт-диск,постоянное запоминающее устройство"). В дальнейшем появились компакт-диски не только с возможностью чтения однократно занесённой на них информации, но и с возможностью их записи (CD-R) и перезаписи (CD-RW).

Компакт-диск представляет собой поликарбонатнуюподложку толщиной 1,2 мм и диаметром 120 мм, покрытую тончайшим слоем металла (алюминий,золото,сереброи др.), защищенного слоем лака, на который обычно наносится графическое представление содержания диска. Принцип считывания через подложку позволяет весьма просто и эффективно осуществить защиту информационной структуры и удалить её от внешней поверхности диска. Диаметр пучка на внешней поверхности диска составляет порядка 0,7 мм, что повышаетпомехоустойчивостьсистемы к пыли и царапинам. Кроме того, на внешней поверхности имеется кольцевой выступ высотой 0,2 мм, позволяющий диску, положенному на ровную поверхность, не касаться этой поверхности. В центре диска расположено отверстие диаметром 15 мм (диаметр пальца человека). Вес диска без коробки составляет примерно 15,7 г.

В настоящее время значимость CD угасает, все меньше и меньше ориентируются на CD. Образы операционных систем растут за пределы CD. Начиная с Ubuntu 12.10 образ стал превышать 700 мб, что делает невозможной установку Ubuntu с CD без интернета. Windows 7 уже официально не поддерживается установка с CD, а последней операционной системой в семействе Windows, которая поддерживала установку с CD является Windows Vista (через набор CD по заказу). Музыкальные плееры уже делают USB/TF ориентированными без привода, в результате чего CD уступает место DVD и Флеш-накопителям. Only-CD дисководы уже не выпускаются.