Informatikos teorijos konspektai
5 (100%) 1 vote

Informatikos teorijos konspektai

Informatika– tai mokslo ir technikos sritis, nagrinėjanti informacijos kaupimo, perdavimo ir apdorojimo dėsningumus, metodus ir technines priemones.Tai mokslas apie automatinį informacijos apdorojimą.

Angliškas terminas Computer sience nagrinėja informaciją, jos kūrimą, apdorojimą bei šiuos procesus, sistemas realizuojančias.

Technika pagrįstas informatikos metodo taikymas praktiniams uždaviniams spręsti vadinamas informacinėmis technologijomis. Tai metodų ir būdų sistema informacijai ieškoti, kaupti, saugoti, apdoroti bei pateikti.

Informatikos objektas – tai informacija, algoritmai, jų programavimas, kompiuterinė technika bei informacinės technologijos.

Žinios – tai idėjų, taisyklių, instinktų bei procedūrų kombinacija, kuriomis naudojantis atliekami atitinkami veiksmai bei priimami sprendimai. Informacija – tai duomenys, kurių forma ir turinys yra skirti ir tinkami panaudoti, o konkretus vartotojas, interpretuodamas šiuos duomenis jiems suteikia specifinę jam žinomą prasmę. Duomenys – tai tam tikru būdu išreikšti faktai, kurie gali būti reikalingi atitinkamam tikslui pasiekti. Informatikoje duomenys – tai kompiuteryje laikoma ir apdorojama informacija. Duomenis paverčiant informacija jiems suteikiamas turinys ir forma, kurie reikalingi ir patogūs informacijos vartotojui.

Galima tokia schema:

Duomenys – informacija – žinios

Informac. techn. – tai procesas, naudojantis duomenų rinkimo, apdorojimo bei perdavimo metodus bei priemones, siekiant gauti naujos kokybės informaciją apie objekto, proceso ar reiškinio būklę. Tai informacijos kaupimo, laikymo, apdorojimo ir pateikimo būdų ir priemonių visuma.

Bet kurios kompiuterinės sistemos galimybes galima išreikšti 6 pagrindinėmis informacinėmis funkcijomis:

1. duomenų registravimo;

2. duomenų perdavimo;

3. duomenų saugojimo;

4. duomenų paieškos;

5. duomenų apdorojimo;

6. duomenų pateikimo.

Pagrindinės techninės bei programinės įrangos tobulinimo kryptys:

1. modalumas;

2. suderinamumas;

3. universalumas.

Modalumas rodo, kad sistema ar įrenginys yra suskaidytas į seką posistemių ar komponentų, kurių kiekvienas gali būti kuriamas, bandomas ir suvokiamas atskirai nuo kitų.

Suderinamumas yra laipsnis, kuriame vienos technologijos, charakteristikos ar bruožai atitinka kitos technologijos charakteristikas priklausomai nuo situacijos.

Pasiekti suderinamumą padeda vieningų standartų laikymasis.

Universalumas – tai idėja, reikalaujanti, jog programinės įrangos moduliai turi būti parengti tai, kad galėtų būti naudojami daugelyje sričių.

Informacinės technologijos verslui reikalingos tik tuo atveju, jei jos apgerina verslo rezultatus ar aplinką.

Yra 7 pagrindiniai informacijos procesai:

1. informacijos rinkimas;

2. informacijos saugojimas;

3. informacijos kaupimas;

4. informacijos apdorojimas;

5. informacijos paieška;

6. perdavimas;

7. skleidimas.

Informacijos mainai – tai aktyvus procesas, kuriame turi dalyvauti bent du dalyviai: informacijos siuntėjas ir jos gavėjas. Kad mainai galėtų vykti tarp siuntėjo ir gavėjo turi būti tam tikra terpė – mainų kanalas (komunikacijos kanalas). Informacijos konkretus pavidalas yra pranešimas. Pranešimas perduodamas konkrečiomis priemonėmis – signalais. Reikalingi tokie fiziniai reiškiniai, kurie sklisdami laiku perduotų pranešimus. Tokie dydžiai yra signalai (elektros srovė, šviesa, radijo bangos ir t.t.). Techniniai informacijos gavėjai pranešimus priima įvairia signalų registravimo ir matavimų aparatūra. Informacijos priėmimas susijęs su tam tikro dydžio, apibūdinančio gavėjo būklę, kitimu laiko atžvilgiu.

Skaičiavimo sistema vadinamas skaičių vaizdavimo būdas, ribotu kiekiu simbolių, turinčių tam tikras kiekybines reikšmes. Skiriamos pozicinė ir nepozicinė skaičiavimo sistemos. Pozicinėse skaičiavimo sistemose kiekvienas skaičiaus skaitmuo turi atitinkamą svorį, kuris priklauso nuo skaitmens vietos (pozicijos), skaičių išreiškiančiose skaitmenų arba simbolių sekose. Skaitmens pozicija dar vadinama skiltimi.

Dešimtainėje skaičiavimo sistemoje naudojama 10 skaitmenų: 0, 1, …, 9. Ji yra pozicinė, nes skaitmens reikšmė priklauso nuo jo vietos arba pozicijos skaičiuje.

Šiuo atveju sistemos pagrindas yra skaičius 10. Sumoje pirmo iš dešinės dėmens laipsnio pagrindas yra mažiausias, todėl ši pozicija vadinama pradine arba nuline. Pozicinė sistema patogi tuo, kad ne ilgesniais kaip k skaitmenų užrašais galima nurodyti 10 katuoju skaičių. Pozicinėje skaičiavimo sistemoje jos pagrindu gali būti ne tik skaičius 10, bet ir bet koks kitas nedidelis natūrinis skaičius n. Kompiuterijoje yra populiarios 3 pozicinės skaičiavimo sistemos:

1. dvejetainė – sistemos pagrindas 2 skaitmenys 1 ir 0;

2. aštuoniatainė – pagrindas 8 skaitmenys 0, 1, …, 7;

3. šešioliktainė – pagrindas 16, skaitmenys 0, 1, …, 9 ir A, B, C, D, E, F;

Nepozicinėje skaičiavimo sistemoje kiekviena simbolis reiškia atskirą skaičių, nepriklausomai nuo simbolio vietos užraše. Pvz.: romėniškoji skaičiavimo sistema.

Visų tipų duomenys kompiuterio atmintyje vaizduojami bitų rinkiniais. Baziniai duomenų tipai yra:

1. skaičiai:

a) sveikieji;

b) realieji – trupmeniniai.

2. simboliniai (tekstiniai duomenys);

3. grafiniai duomenys;

4. garsas;

5. video.

Kompiuterio

struktūra.

Kompiuteris – labai sudėtinga sistema. Juos sudaro milijonai elementarių elektroninių komponenčių. Suvokti sudėtingas sistemas, taip pat ir kompiuterį, galima tik nustačius jų hierarchinį pobūdį. Hierarchinę sistemą sudaro sąveikaujantys posistemiai, kurie savo ruožtu taip pat yra hierarchiniai. Kiekviename lygyje sistemą sudaro komponenčių rinkinys ir jų tarpusavio sąveika. Kiekvieno lygio veikimas priklauso tik nuo supaprastinto sistemos hierarchijos žemesnio lygio aprašymo. Kiekviename lygyje projektuotojas operuoja struktūros ir funkcijos sąvokomis. Struktūra – tai būdas, kuriuo sąveikauja komponentės. Funkcija – tam tikros komponentės, kaip sistemos dalies, veikimas. Sistemą galima nagrinėti dviem būdais:

• nuo žemesnio hierarchijos lygio į aukštesnius, kol sistema bus visiškai išnagrinėta;

• pradėjus nuo aukščiausio hierarchijos lygio sistemas skaidant į struktūrinius duomenis.

Daugelis tyrinėtojų teigia, kad analizavimas nuo viršaus yra aiškesnis ir efektyvesnis.

Kompiuteris – duomenų saugojimas

duomenų apdorojimas

Pagal šią schemą kompiuteris – prietaisas, tam tikru būdu sąveikaujantis su aplinka. Visus jo ryšius su išorine aplinka kuria periferiniai įrenginiai ir komunikacijos linijos. Yra pagrindinės keturios kompiuterio struktūros komponentės:

1. Centrinis procesorinis įrenginys (CPĮ). Jis kontroliuoja visą kompiuterį ir atlieka duomenų apdorojimo funkcijas. Dažnai vadinamas tiesiog procesoriumi.

2. Pagrindinė atmintis. Jos pagrindinė funkcija – saugoti duomenis.

3. Įvedimo-išvedimo įrenginys (Į/I). Atlieka keitimąsi duomenimis tarp kompiuterio ir jo išorinės aplinkos.

4. Abipusiai sisteminiai ryšiai. Tai tam tikras mechanizmas, užtikrinantis sąlygas tarp CPĮ, pagrindinės atminties ir Į/I įrenginio.

Kompiuterio funkcijos.

Ir kompiuterio struktūra, ir kompiuterio funkcionavimas iš esmės yra labai paprasti. Apibendrinus funkcijas, kurias gali atlikti kompiuteris, galima teigti, kad jos yra keturios:

1. duomenų apdorojimas (įeinantys duomenys iš karto apdorojami)

2. duomenų saugojimas (trumpalaikė ir ilgalaikė saugojimo funkcija)

3. keitimasis duomenimis (vidiniu su išoriniu pasauliu)

4. valdymasKompiuterio darbo aplinka yra įrenginiai , kurie yra arba duomenų šaltiniai, arba jų sankaupos. Duomenų priėmimo iš įrenginio, kuris yra tiesiogiai prijungtas prie kompiuterio arba siuntimo į jį procesas vadinamas įvedimu-išvedimu (Į/I), o atitinkami įrenginiai periferiniais keitimosi duomenimis per didelį atstumą procesas – skaitmeniniu ryšiu. Kontrolę faktiškai atlieka asmenys, teikiantys kompiuteriui instrukcijas. Kompiuterio sistemoje kontrolinis įrenginys pagal šias instrukcijas valdo kompiuterio išteklius ir diriguoja jo funkcinių dalių galimybėmis.

Periferinė įranga

Konkrečiu atveju gali būti viena arba kelios iš šių komponenčių: CPĮ, pagrindinės atminties, abipusio ryšio, Į/I. Pati sudėtingiausia kompiuterio komponentė – CPĮ.

CPĮ struktūrinės komponentės yra:

1. valdymo įrenginys, kuris kontroliuoja procesorių. Jis tuo pačiu nusako visą kompiuterio darbą ir veikimą.

2. aritmetinis loginis įrenginys. Jis atlieka kompiuterio duomenų apdorojimo funkciją.

3. registrai. Procesoriaus vidinė atmintis.

4. procesoriaus abipusiai ryšiai – tai tam tikras mechanizmas, užtikrinantis ryšius tarp valdymo įrenginio, aritmetinio loginio įrenginio ir registro.

Procesoriaus valdymo įrenginius sudaro tokios komponentės:

1. nuoseklumo logika

2. valdymo įrenginio atmintis

3. valdymo įrenginio registrai ir dekoderiai.

Mikroprocesoriai. Didėjant elementų tankiui atminties mikroprocesoriuose didėjo elemento tankis ir procesorius lustuose. Laikui bėgant vis daugiau elementų buvo išdėstoma ir vis mažiau lustų reikėjo kompiuterio procesoriaus konstrukcijose. Lemiamas lūžis įvyko 1971 m., kai Intel kompanija sukūrė i4404 mikroschemą. Tai pirmasis lustas, kuriame išdėstytos visos centrinio procesoriaus įrenginio komponentės, t.y. sukurtas mikroprocesorius.

Kompiuterio komponentės. Šis laikinų kompiuterių projektavimas pagrįstas Noimano koncepsija, todėl jis remiasi 3 pagr. Koncepsijom:

1. Duomenys ir instrukcijos saugomos vienoje atmintyje, į kurią galima įrašynėti ir iš kurios galima skaityti.

2. Šios atminties turinys yra adresuojamas pagal tam tikrą išdėstymą, visiškai neatsižvelgiant į

saugomų duomenų tipą.

3. Programų vykdymas vyksta nuosekliąja tvarka pereinant nuo vienos instrukcijos prie kitos.

Įvesties įrenginiai. Įvesties įrenginys instrukcijas ir duomenis priiminėja, tačiau programos ne visada vykdomos nuosekliai. Jos gali daryti šuolius, be to instrukcijoms su duomenimis vienu metu gali prireikti daugiau negu vieno duomenų elemento iš anksto numatytoje instrukcijų sekoje, todėl turi būti numatyta vieta, kur laikinai bus saugomos ir instrukcijos, ir duomenys, šis modulis pavadintas atmintimi arba pagrindine atmintimi, siekiant jį atskirti nuo išorinių kaupiklių arba periferinių įrenginių. Centrinis Procesorinis Įrenginys paprastai valdo visas funkcijas, jis keičia duomenis atmintyje naudodamas du vidinius registrus: atminties adresų registrą, kuris nusako adresą, ir atminties buferinį registrą, kuriame yra duomenys, rašomi į atmintį arba ką tik nuskaityti iš jos.
Įvesties/Išvesties adresų registras nusako tam tikrą Į/I įrenginį. Į/I buferinis registras reikalingas tam, kad vyktų keitimasis duomenimis. Atminties modulį sudaro ląstelių, kurios pažymimos iš eilės sunumeruotais adresais, visuma. Kiekvienoje ląstelėje yra dvejetainis skaičius, kuris gali būti arba instrukcija, arba duomenys. Į/I modulis transformuoja duomenis iš išorinių įrenginių į CPĮ į atmintį arba atvirkščiai. Jame yra vidiniai buferiai, kuriuose šie duomenys saugomi, kol juos bus galima išsiųsti.

Kompiuterio funkcionavimas. Programos vykdymas yra pagrindinė kompiuterio funkcija. Vykdoma programa – tai visuma atmintyje saugomų instrukcijų. CP dirba tam tikrą darbą, vykdydamas programoje nurodytas instrukcijas. Programos vykdymo procesą sudaro pasikartojantis instrukcijų išrankos bei instrukcijų vykdymo procesas. Patį instrukcijų vykdymo procesą gali sudaryti keli smulkesni žingsniai. Išranka yra ta pati operacija visų instrukcijų ir vyksta skaitant jas atminties ląstelėse. Instrukcija, priklausomai nuo jos pobūdžio, gali būti vykdoma viena arba keliomis operacijomis. Tam tikros instrukcijos apdorojimas vadinamas instrukcijos ciklu.

Kiekvieno instrukcijos ciklo pradžioje centrinis procesorius instrukciją išrenka iš atminties, nustatant, kuri instrukcija bus išrenkama toliau CP taikomos programos skaitikliui, pramintos registru. Išrinktoji instrukcija siunčiama į CP registrą, kuris vadinamas instrukcijų registru (IR). Instrukcijos pateikiamos dvejetainiu kodu, nurodančiu, kokį veiksmą turi daryti procesorinis įrenginys. Procesorius interpretuoja instrukcijas. Bendru atveju šie veiksmai skirstomi į tokias kategorijas:

1. CPĮ – atmintis

2. CPĮ – Į/I

Kompiuterio komponenčiųtarpusavio ryšių struktūra.

Pagal veikimą galima traktuoti kaip tam tikrą pagrindinių modulių tinklą. Taigi turi būti keliai, kurie jungtų šiuos modulius. Tokių duomenų kelių, jungiančių kelis modulius visuma, vadinama vidine sąryšine struktūra.

Yra keli duomenų keitimosi būdai, kurie apibrėžia kiekvieno modulio pagrindines įvesties ir išvesties formas.

1. Atmintis. Paprastai atminties modulis susideda iš N vienodo ilgio žodžių. Kiekvienas žodis ženklinamas unikaliu skaitmeniniu adresu. Duomenų žodis gali būti nuskaitytas iš atminties arba įrašytas į ją. Konkreti operacija nurodoma READ arba WRITE valdymo signalais. Operacijos valdymo vieta specifikuojama adresu.

2. Į/I modulis. Stebint kompiuterio sistemą iš vidaus įvedimo/išvedimo funkcionavimas panašus į atminties funkcionavimą. Čia taip pat vykdomos dvi operacijos:

• skaitymo;

• rašymo.

Tačiau Į/I modulis gali valdyti daugiau negu vieną Į/I įrenginį. Į kiekvieno įrenginio interfeis‘ą galima kreiptis per port‘ą. Į/I modulis gali siųsti, perkrauti signalus į CPĮ.

3. Procesorius. Jis skaito instrukcijas ir duomenis iš išorės, be to, gaudamas valdymo signalus valdo visas kompiuterio sistemos operacijas. Centrinis procesorius taip pat priima ……… signalus.

Vidinių ryšių struktūra turi užtikrinti tokius duomenų siuntimo tipus:

1. iš atminties į procesorių

2. iš procesoriaus į atmintį

3. iš Į/I įrenginio į CP

4. Iš CP į Į/I įrenginį

Šiuo metu Jūs matote 30% šio straipsnio.
Matomi 1834 žodžiai iš 6108 žodžių.
Peržiūrėkite iki 100 straipsnių per 24 val. Pasirinkite apmokėjimo būdą:
El. bankininkyste - 1,45 Eur.
Įveskite savo el. paštą (juo išsiųsime atrakinimo kodą) ir spauskite Tęsti.
SMS žinute - 2,90 Eur.
Siųskite sms numeriu 1337 su tekstu INFO MEDIA ir įveskite gautą atrakinimo kodą.
Turite atrakinimo kodą?
Po mokėjimo iškart gausite atrakinimo kodą, kurį įveskite į laukelį žemiau:
Kodas suteikia galimybę atrakinti iki 100 straispnių svetainėje ir galioja 24 val.