Информационные процессы в компьютерных системах

Существуют 3 основных типа информационных процессов:

• Хранение информации;
• Передача информации;
• Обработка информации

• Человек хранит информацию в собственной памяти и на внешних носителях: бумаге, компьютерных дисках и т.д.
• Процесс передачи информации протекает от источника к приемнику по информационным каналам.
• Процесс обработки информации связан с получением новой информации, изменением формы или структуры имеющейся информации, поиском данных в информационном массиве.

Информация может храниться в разных видах:

• Текст;
• Рисунки;
• Схемы;
• Чертежи;
• Фотографии;
• Звукозаписи;
• Кино- и видеозаписи.

В каждом случае применяются свои носители.

НОСИТЕЛЬ – это материальная среда, используемая для записи и хранения информации.

• Магнитные носители информации.

1. Магнитная лента – на поверхность бумажной или синтетической (лавсановой) основы наносится тонкий слой ферромагнитного порошка.

На ЭВМ первого и второго поколения магнитная лента использовалась как единственный вид сменного носителя для устройств внешней памяти.

Магнитные носители информации.

2. Жесткий диск (винчестер) состоит из гермоблока и платы электроники.

В гермоблоке , заполненном обеспыленным воздухом, размещены все механические части.

На плате – вся управляющая электроника.

Информация на винчестере хранится на магнитных дисках. Диск представляет собой пластину с напылением высококачественного ферромагнетика.

Пластины – алюминий, керамика, стекло.

Магнитный слой – окись хрома или тонкопленочное металлическое покрытие.

Внутри жесткого диска может быть установлено несколько пластин.

II . Оптические (лазерные) диски.

1. Появление оптического, или лазерного, способа записи информации связано с изобретением квантового генератора – лазера, источника очень тонкого луча высокой энергии. Луч способен выжигать на поверхности плавкого металла двоичный код данных с очень высокой плотностью. Считывание происходит в результате отражения от «перфорированной» поверхности лазерного луча с меньшей энергией («холодного» луча). Информационная емкость оптического диска составляет от 190 Мб до 700 Мб. Оптические диски называются компакт-дисками ( CD ).

II . Оптические (лазерные) диски.

2. DVD (Digital Versatile Disk) – это цифровые универсальные видеодиски с большой емкостью, измеряемой в гигабайтах (до 17 Гб).

Увеличение их емкости связано с применением лазерного луча меньшего диаметра, а также двухслойной и двусторонней записи.

CD и DVD диски с цифровым способом записи бывают как однократно записываемыми ( CD-R, DVD-R) – пригодными только для чтения, так и перезаписываемыми (CD-RW, DVD-RW) – пригодными для чтения и записи.

III . Флэш-карты памяти.

• В качестве внешнего носителя для компьютера широкое распространение получили флэш-брелоки («флэшки»), информационный объем которых может достигать несколько гигабайтов.

Большой объем информации, компактность, высокая скорость чтения/записи, удобство в использовании – основные достоинства этих устройств. Флэш-брелок подключается к USB -порту компьютера и позволяет скачивать данные со скоростью около 10 Мб в секунду.

2. В последние годы активно ведутся работы по созданию более компактных носителей информации с использованием нанотехнологий, работающих на уровне атомов и молекул веществ.

В результате один компакт-диск, изготовленный по нанотехнологии, сможет заменить тысячи лазерных дисков.

Передача

Первой в истории технической системой передачи информации стал телеграф.

В 1876 году американец Александр Белл изобрел телефон.

На основании открытия немецким физиком Генрихом Герцем, русским ученым А.С. Поповым и итальянцем Г. Маркони электромагнитных волн изобрели радио.

В ХХ веке появились телевидение и Интернет.

Модель передачи информации по техническим каналам

Клодом Шеноном была предложена модель процесса передачи информации по техническим каналам связи.

Кодирование информации – любое преобразование информации, идущей от источника, в форму, пригодную для ее передачи по каналу связи.

модемом

• .

ШУМ

защиты от шума

В современных системах цифровой связи для борьбы с потерей информации при передаче часто применяется следующий прием.

Всё сообщение разбивается на порции – блоки.

Для каждого блока вычисляется контрольная сумма (сумма двоичных цифр), которая передается вместе с данным блоком.

В месте приема заново вычисляется контрольная сумма принятого блока и, если она не совпадает с первоначальной суммой, передача данного блока повторяется.

Так происходит до тех пор, пока исходная и конечная контрольные суммы не совпадут.

Обработка

Основной функцией компьютера является обработка информации.

Выделяют следующие этапы развития системы компьютерной обработки данных.

• В 50-60-е годы компьютер мог только вычислять. Процесс обработки информации состоял в операциях над числовыми данными.
• В 70-е годы компьютер «научился» работать с текстом. Пользователь получил возможность редактировать и форматировать текстовые документы, которые в настоящее время составляют примерно 90%.
• В 80-е годы появились компьютеры, способные работать с графической информацией.
• В 90-е годы компьютер получил возможность обрабатывать звуковую информацию.

Информация, представленная в компьютерной форме (на машинном языке) и обрабатываемая на компьютере, называется данными .

Для того чтобы процессор компьютера «знал», что ему делать с данными, как их обрабатывать, он должен получить определенную команду (инструкцию).

Обычно для решения какой-либо задачи процессору требуется не единичная команда, а их последовательность.

Последовательность команд, которую выполняет компьютер в процессе обработки данных, называется программой .

Совокупность необходимых программ составляет программное обеспечение компьютера .

Программная обработка данных на компьютере реализуется следующим образом. После запуска на выполнение программы, хранящейся во внешней долговременной памяти, она загружается в оперативную память.

Процессор последовательно считывает команды программы и выполняет их. Необходимые для выполнения команды данные загружаются из внешней памяти в оперативную и над ними производятся необходимые операции.

Данные, полученные в процессе выполнения команды, записываются процессором обратно в оперативную или внешнюю память.

В процессе выполнения программы процессор может запрашивать данные с устройств ввода информации и пересылать данные на устройства вывода информации.