–
Лекция 6 Компьютер как инструмент информационной технологии Информационные революции
В истории развития цивилизации произошло несколько информационных революций (ИР) – значительных преобразований общественных отношений из-за кардинальных изменений в сфере обработки информации. Вследствие этого человеческое общество приобретало какие-либо новые качества.
Первая ИР связана с изобретением письменности. Появилась возможность прямой передачи знаний от поколения к поколению. Это привело к гигантскому качественному скачку, поскольку знания стало возможным передавать в неискаженной форме.
Вторая ИР (середина XVI в.) вызвана изобретением книгопечатания, которое радикально изменило индустриальное общество, культуру, организацию деятельности. Книги, прямой источник знаний, стали быстро дешеветь, стали доступны не только состоятельным людям, но и купцам, ремесленникам, крестьянам. Это привело к широкому распространению грамотности и создало предпосылки для технических революций.
Третья ИР (конец XIX в.) обусловлена изобретением электричества, благодаря которому появились телеграф, телефон, радио, позволяющие оперативно передавать и накапливать информацию в любом объеме.
Четвертая ИР (70-е гг. XX в.) связана с изобретением микропроцессорной технологии и появлением персонального компьютера. На микропроцессорах и интегральных схемах создаются компьютеры, компьютерные сети, системы передачи данных (информационные коммуникации). Этот период характеризуют три фундаментальные инновации:
– переход от механических и электрических средств преобразования информации к электронным;
– миниатюризация всех узлов, устройств, приборов, машин;
– создание программно-управляемых устройств и процессов.
Последняя информационная революция выдвигает на передний план новую отрасль – информационную индустрию, связанную с производством технических средств, методов, технологий для производства новых знаний. Основу информационной индустрии составляет информационная технология.
Информационная технология
Технология в переводе с греческого означает «искусство», «мастерство», «умение». Это – комплекс организационных мер, операций и приемов, направленных на изготовление, обслуживание, ремонт и эксплуатацию изделия с номинальным качеством и оптимальными затратами.
Технология в технике – процесс, использующий совокупность определенных действий и направленный на достижение поставленной цели.
Различают технологию материального производства и информационную технологию. Под технологией материального производства понимается процесс, определяемый совокупностью средств и методов обработки, изготовления, изменение состояния, свойств, формы сырья. Такая технология изменяет исходное состояние объекта. Например, используя разные технологии переработки молока как исходного сырья, можно получить творог, сметану, масло и другие молочные продукты. Таким образом, соответствующая технология переводит молоко из одного состояния в другое. При этом сырье расходуется. Основная цель технологии материального производства – производство материальной продукции.
Впоследствии термин «технология» перешел в сферу обработки информации, в которой объектом является не материальный, а информационный продукт. При этом смысл понятия «технология» сохранился. Слово «информационная» отражает тот факт, что переработке подвергается не материальное сырье, а информация.
Информационная технология – процесс, использующий совокупность средств и методов обработки и передачи первичной информации для получения информации нового качества о состоянии объекта, процесса или явления. При этом сырье используется, но не расходуется.
Цель информационной технологии – производство информации для ее последующего анализа и принятия на ее основе решения по выполнению какого-либо действия.
Так же, как и в материальной, в информационной технологии, применяя разные способы обработки к одному и тому же сырью, можно получить разный продукт, т.е. разные формы представления информации.
В материальном производстве используется специальное оборудование: станки, инструменты. В информационной технологии также существуют свои инструменты. В роли технических средств производства информации выступает аппаратное, программное и математическое обеспечение этого процесса. С их участием первичная информация перерабатывается в информацию нового качества.
Таким образом, инструментарий информационной технологии – компьютер и совокупность программных продуктов, использование которых позволяет достичь поставленной перед пользователем цели.
Схема фон Неймана
Компьютер (в переводе с английского языка "вычислитель") - это устройство, предназначенное для обработки информации. Компьютеры позволяют проводить без участия человека сложные последовательности вычислительных операций по заранее заданной инструкции – программе. Для хранения программ, исходных данных, промежуточных и итоговых результатов вычислений компьютеры имеют память.
Компьютеры создавались для обработки числовой информации, т.е. такой, которая представлена в виде чисел. Соответственно, если информацию тем или иным способом можно перевести в цифровую форму, то ее можно обработать на компьютере. Следовательно, компьютеры имеют средства преобразования некоторого вида информации в числовую форму и обратно.
В основу устройства компьютера положены и до настоящего времени используются (в несколько осовремененной форме) принципы математика Джона фон Неймана. Согласно им, компьютер должен иметь следующие устройства:
– арифметико-логическое устройство (АЛУ), выполняющее арифметические и логические операции;
– устройства управления (УУ), организующие процесс выполнения программ (инструкции, задающие компьютеру порядок действий), которое последовательно выполняет команды, находящиеся в памяти компьютера и может изменить эту последовательность, если встречаются команды передачи управления;
– оперативно-запоминающее устройство ОЗУ для хранения команд (программ) и данных;
– внешние (периферийные) устройства (ВУ) ввода/вывода информации.
Память компьютера состоит из некоторого количества пронумерованных ячеек, каждая из которых может содержать или обрабатываемые данные, или команды программ.
Программа – это указание на последовательность действий, которую должен выполнить компьютер, чтобы решить поставленную задачу по обработке информации. Программа записывается на компьютерном (машинном) языке. Компьютерный язык – это набор правил, определяющих систему записей, составляющих программу, синтаксис и семантику используемых грамматических конструкций.