1. Информатизация обществаИнформатизация – это система взаимосвязанных процессов:
1) Информационный – обеспечивает представление
информации в форме доступной для хранения, передачи и
обработки техническими электронными средствами.
2) Материальный – формирует глобальную инфраструктуру
электронных средств хранения, передачи и обработки
информации.
3) Познавательный – направлен на формирование и
сохранение целостной модели мира.
Информатизация общества – это использование,
распространение технологий в обществе.
ТСИ (Технические средства информатизации) – технические
устройства позволяющие выполнять хотя бы одну из
перечисленных функций: обработка, хранение и передача
информации.
2. Понятие ТСИ
Технические средства информатизации (ТСИ, от англ. Technical means ofinformation) - наука непосредственно связанная с вычислительной техникой и
изучающая технические характеристики и особенности, современных
устройств
Другими словами Технические средства информатизации изучают основные
конструктивные элементы средств вычислительной техники: типы и устройство
материнских плат, манипуляторные устройства ввода информации, видеоадаптеры,
типы процессоров, виды корпусов и блоков питания, нестандартные периферийные
устройства, модули оперативной и КЭШ-памяти, накопители на магнитных и
оптических носителях, видеоподсистемы, мониторы, принципы обработки звуковой
информации, звуковоспроизводящие системы, устройства вывода информации на
печать, сканеры, ресурса и энергосберегающие технологии использования
вычислительной техники, выбор рациональной конфигурации оборудования в
соответствии с решаемой задачей, совместимость аппаратного и программного
обеспечения, модернизация аппаратных средств и этот список можно продолжать очень
долго
Технические средства информатизации – это совокупность систем, машин,
приборов, механизмов, устройств и прочих видов оборудования,
предназначенных для автоматизации различных технологических процессов
информатики, причем таких, выходным продуктом которых является
информация (данные), используемые для удовлетворения информационных
потребностей в разных областях деятельности общества.
3. Виды ТСИ
Технические средства информатизации можно разделитьна 3 вида:
1.
Компьютер и его разновидности, периферийные
устройства (устройства вывода и ввода
информации)
2.
Средства оргтехники
3.
Специализированные средства (для различных
профессий)
4. Компьютерная система
Компьютер, ПК, ЭВМ, Компьютерная система.Аппаратное
обеспечение
Устройства
ввода
Устройства
вывода
Устройства
хранения
Устройства
обработки
Программное
обеспечение
Управляющие
программы
Прикладные
программы
Оргтехника - организационная техника комплекс приспособлений и
технических средств, используемых для механизации и автоматизации
управленческого и инженерно-технического труда.
Номенклатура средств оргтехники включает все технические средства
механизации и автоматизации, начиная с механического карандаша и кончая
вводно-выводными устройствами ЭВМ. Для рационального использования
этих средств возможно условное их разбиение на группы.
При этом согласно действующей классификации промышленной продукции и
учета требований к ней можно выделить следующие группы средств труда,
включая основные их составляющие.
1. Средства составления текстовых документов (шифр по классификатору
426100): машины и автоматы пишущие (426110): машины - йор-гатизная
(механическая или электрическая), канцелярская механическая, канцелярская
электрическая, автомат; техника диктофонная (426120): диктофоны
кабинетный, носимый; станция диктофонная; ручки автоматические и
карандаши механические (426130): ручки перьевая и шариковая, карандаш
механический, фламастеры.
5. Классификация средств оргтехники
2. Средства копирования и оперативного размножения документов (426200):средства фотокопирования и микрофотокопирования (426220) - оборудование репродукционного фотокопирования для
обработки фотокопий и печатных форм;
средства электрофотографического копирования (426230) - аппарат электрофотографический копировально-множительный с
промежуточным носителем изображения плоскостной;
средства электронно-искрового копирования (426240) - аппарат электронно-искрового копирования без изменения масштаба;
средства термокопирования (426250);
средства офсетной печати конторские (426260) - машина офсетная конторская;
средства светокопирования; средства трафаретной печати (426270) - ротатор сетчатый;
средства спиртовой (гектографической) печати (426280) - гектограф сплошной печати.
3. Средства обработки документов (426300):
средства подборки и сортировки документов конторские (426320):
устройства - сортировальное, листопод-борочное конторское;
машины листоподборочные - автоматическая конторская, полуавтоматическая конторская;
средства резки бумаги конторские (426330):
устройства - бумагорезательное конторское, обеспыливающее, фальцевания документов конторское;
приспособление для вскрытия шпагатной заделки;
средства скрепления и склеивания документов и конвертов конторские (426340): машины - нитко- и проволокошвейная конторская,
бесшовного скрепления конторская, конвертовскрывающая ручная, дырочная конторская, сверлильная, конвертозаклеивающая
конторская, п.ачковязальная конторская, приспособление с упаверсальной склеивающей лентой; клейница;
сшиватель документов; скоросшиватель;
средства нанесения защитных покрытий;
средства нанесения сургучных печатей и штампов;
средства адресовальные и штемпелевальные конторские (426360): аппарат штемпелевальный электромагнитный, нумератор
шестизначный полуавтоматический, устройство адресовальное конторское;
средства для уничтожения документов (42€370) - машина для уничтожения документов.
5. Классификация средств оргтехники
4. Средства поиска, хранения и транспортирования документов (426400):картотеки (426410): настольная, стационарная немеханизированная, стационарная
механизированная; средства механизации поиска информации (426420);
средства хранения документов (426430) - шкаф для хранения документов конторский;
средства транспортирования документов конторские (426440): пневматические конторские;
конвейер для вертикального транспортирования документов; тележка; папка-портфель курьера.
5. Средства оперативно-технологической и производственной связи:
5.1. Средства телефонной связи:
автоматические телефонные станции;
оборудование административно-диспетчерской связи;
средства расширяющие возможности телефонной связи;
абонентные устройства;
5.2. Средства производственной громкоговорящей связи:
оборудование с центральными усилителями, с абонентными усилителями;
устройства выходные акустические;
оборудование промышленного телевидения: ПТУ видиконные, суперортиконные;
5.3. Средства радиосвязи: радиостанции носимые, портативные;
5.4. Средства поисково-вызывной связи: оборудование проводной системы, беспроводной
системы; аппаратура низкочастотной (индивидуальной) и высокочастотной (радио-) сети.
5. Классификация средств оргтехики
1. Средства составления документов (ручки, пишущей машинки,ПК, диктофонной техники)
2. Средства обработки документов (переплетно-брошюровочное
и скрепляющие оборудование, машины для оформительских
работ, для уничтожения бумаг, для защиты документов)
3. Копировально-множительная техника (средства копирования
документов (репрография, электронография, термография,
фотография, диазография) и средства полиграфии)
4. Средства телекоммуникации и связи (помимо компьютерных
видов связи, телеграфная, телефонная (радиотелефонная),
видеосвязь, факсимильная связь)
5. Средства хранения документов (микрофильмирования,
голографирования документов)
6. История развития ВС
ДатаЧто изобретено
Домеханический
Механический
Электронно-механический
Электронный
Автор (фирма)
изобретения
Средствами информатизации образования называются компьютерное аппаратное и программное обеспечение, а также их содержательное наполнение, используемые для достижения целей информатизации образования. Использование только средств информатизации образования недостаточно для полноценного применения информационных и телекоммуникационных технологий в образовании. На практике такие средства обязательно должны быть дополнены идеологической базой информатизации образования, а также деятельностью специалистов в различных областях знаний, чье участие необходимо для достижения целей информатизации. Очевидно, что понятия средств информатизации образования и средств ИКТ оказываются тесным образом связанными. Во многих случаях эти два понятия означают одно и то же. При этом понятие средств информатизации образования является более широким и включает в себя средства ИКТ. Информатизация образования, независимо от направления ее реализации, является широкой, многоаспектной областью деятельности человека, влияющей на функционирование всей системы образования, и, без преувеличения, на жизнь всего общества в целом. Особую задачу представляет собой информатизация деятельности каждой отдельно взятой школы или другого учреждения общего среднего образования. Информатизация конкретного учебного заведения представляет собой комплекс мероприятий, нацеленных на применение средств информационных технологий для повышения эффективности процессов обработки информации во всех, без исключения, видах деятельности современного учреждения общего среднего образования. К сожалению, очень часто под информатизацией образования подразумевается внедрение информационных и телекоммуникационных технологий в учебный процесс. Это, действительно, важнейшее направление информатизации образования, оказывающее определяющее влияние на повышение качества подготовки школьников. Однако, изучая информатизацию образования, важно понимать, что собственно учебный процесс является основной, но далеко не единственной областью деятельности современной школы, в которой в настоящее время происходит массовое внедрение различных информационных технологий. Приоритетным направлением в обучении информатизации образования должен стать переход от обучения техническим и технологическим аспектам работы с компьютерными средствами к обучению корректному содержательному формированию, отбору и уместному использованию образовательных электронных изданий и ресурсов, к системной информатизации образования. Современный учитель должен не только обладать знаниями в области информационных и коммуникационных технологий, что входит в содержание курсов информатики, изучаемых в педагогических вузах, но и быть специалистом по применению новых технологий в своей профессиональной деятельности в школе.
Развитие технологий повлекло за собой информатизацию общества. Сегодня трудно представить себе дом, в котором не было бы телевизора и компьютера, человека, который не умеет пользоваться интернетом. прочно и уверенно проникают во все сферы нашей жизни. Не стала исключением и система образования. Сегодня проблемами внедрения занимается не только министерство, но и центр информатизации и оценки качества образования, расположенный в городе Иваново.
Определение проблемы
Информатизация образования - это довольно сложная современная тенденция, связанная с внедрением в учебно-образовательный процесс различного рода информационных средств, работающих на основе микропроцессоров, а также электронной продукции и новых педагогических технологий, базирующихся на использовании ИКТ для обучения.
Информатизация образования, в первую очередь, направлена на разработку методов и средств, ориентированных на реализацию основных воспитательных и образовательных педагогических целей с помощью использования новейших достижений компьютерной техники. Сюда относится компьютерное обучение школьников, овладение ими современными достижениями ИКТ, модернизация методов, и форм обучения, его содержания.
Цели
Процесс информатизации образования имеет свои цели. К ним относится:
1. Создание благоприятных условий для доступа к учебной, научной и культурной информации.
2. Интенсификации взаимодействия участников педагогического процесса с помощью применения средств информатизации.
3. Изменение модели управления образованием.
4. Повышение качества образования за счет использования ИКТ.
Основные причины
Развитие информатизации образования имеет следующие предпосылки:
Стремительный процесс информатизации общества в целом. Так, на сегодняшний день все больше и больше людей имеют персональные компьютеры, подключаются к всемирной сети, в том числе школьники, студенты.
Рост технических возможностей средств информатики и снижение их стоимости, что делает их более доступными. Практически в каждой школе есть свой компьютерный класс, а большинство и университетов устанавливают компьютеры, мультимедийные проекторы и доски в каждой аудитории.
Курс на формирование новой информационной среды общества, инфосферы. Естественно, что при таких перспективах важно научить школьников и студентов правильно и с пользой использовать ИКТ.
Основы процесса
Информатизация сферы образования основывается на достижении педагогических и компьютерных наук, таких как:
Информатика;
Кибернетика;
Теория систем;
Дидактика.
Благодаря им в образование внедряются не только новые компьютерные технологии, с помощью которых учащиеся могут более эффективно овладевать знаниями, но и разрабатываются методы и подходы к обучению, его контролю. Создаются электронные учебники, тесты, образовательные программы, которые используют как новейшие достижения информатики, так и основополагающие принципы дидактики.
Основные направления информатизации образования
Для реализации основных целей центр информатизации качества образования предлагает проводить работы по следующим направлениям:
1. Компьютеризация образовательных учреждений, в которую входит не только обеспечение школ и университетов компьютерами, но и периферийным оборудованием, таким как мультимедийные проекторы и доски, принтеры, сканеры, модемы и прочее.
2. Подключение образовательных учреждений к сети интернет. В дальнейшем это позволит ученикам пользоваться непосредственно во время урока, а учителя смогут проводить уроки удаленно либо же посещать дистанционные курсы повышения квалификации на рабочем месте.
3. Создание и реализация технологий дистанционного обучения. На сегодняшний день данная форма обучения считается одной из наиболее перспективных. Но в тоже время дистанционное образование имеет ряд недостатков, среди которых можно выделить высокую стоимость курсов и несколько непроработанную систему контроля знаний. В дальнейшем планируется тщательно проработать методику обучения и снизить его стоимость, что позволит сделать его доступным каждому.
4. Создание единой информационной системы мониторинга обучения, что поможет проводить своевременные срезы знаний, определять недостатки и преимущества того или иного способа обучения. Это одна из главных задач, которую преследует информатизация. при этом должно значительно вырасти, считают эксперты.
5. Обеспечение образовательных учреждений электронными учебными пособиями, соответствующими образовательным программам. В последнее время популярной стала и проблема разработки электронных учебников, которые позволят значительно повысить эффективность обучения. В тоже время, на сегодняшний день отсутствуют единые, составленные согласно учебной программе, учебники. В большинстве случаев учителя самостоятельно разрабатывают электронные пособия для своих учеников.
6. Открытие информационных образовательных центров, в которых не только ученики, но и учителя смогут повысить свою компьютерную грамотность, ознакомиться с новейшими информационными технологиями и методами их применения в образовательной сфере.
7. Информатизация образования - это и создание нормативно-правовой базы по внедрению в учебный процесс информационных коммуникационных технологий. Естественно, что для внедрения новых технологий необходима законодательная база, которая не только зафиксирует права и обязанности, порядок внедрения ИКТ, но и учтет вопрос авторских прав на электронные пособия.
Преимущества информатизации
Отметим основные преимущества данного процесса.
1. Совершенствование методов и технологий отбора учебных материалов.
2. Введение новых специализированных дисциплин, связанных с изучением информатики и информационных технологий как в университетах, так и в школах.
3. Изменение в методике преподавания традиционных школьных дисциплин, не связанных с информатикой. К примеру, использование компьютеров на уроках биологии или химии позволит проводить опыты путем моделирования их с помощью специальных программ.
4. Дополнительная мотивация обучающихся, которая приводит к повышению эффективности обучения. Замечено, что уроки с более интересны детям, чем традиционные.
5. Информатизация системы образования также позволит создать новые формы взаимодействия в ходе обучения: ученик - компьютер.
6. Совершенствование системы управления образованием.
7. Развитие альтернативного и логического мышления.
8. Формирование стратегий поиска решения учебных и практических задач с помощью ИКТ.
9. Индивидуализация обучения.
Недостатки использования ИКТ в обучении
Несмотря на свою привлекательность и массу преимуществ, информатизация современного образования имеет и ряд существенных недостатков:
1. Ограничение живого общения между учителем и учениками. При использовании ИКТ основная роль в обучении постепенно отходит техническим средствам, учитель же, по большей части, занимается отбором необходимого материала и последующей его презентацией.
2. Снижение коммуникативных навыков из-за наличия диалога: ученик - компьютер. Чем больше времени учащийся общается с техническими средствами обучения, тем меньше времени остается на беседы с учителем и другими учениками. В такой ситуации существенно снижаются навыки коммуникации, что в дальнейшем негативно влияет и на социализацию.
3. Снижение социальных контактов, что напрямую связано с предыдущим пунктом. Общение с компьютером снижает уровень социальной активности не только на уроке, но и в жизни в целом.
4. Использование готовой информации. Используя современные ИКТ, дети все меньше времени уделяют поиску и обработке информации. Они берут из интернета уже готовые доклады и рефераты и зачитывают их. При этом они не проводят детального подбора и анализа материала, а берут уже готовые образцы. В дальнейшем таким детям будет довольно сложно самостоятельно писать курсовые и дипломные работы с высоким уровнем уникальности.
5. Постоянная работа за компьютером может стать причиной зависимости. Это серьезная проблема, которая может привести не только к проблемам с учебой, но и психическим, физиологическим отклонениям.
6. Снижение здоровья. Постоянная работа за компьютером отрицательно влияет на формирование осанки ребенка, его зрение.
Возможности
Центр информатизации образования отмечает, что внедрение ИКТ в образовательный процесс позволит:
Создать открытую систему образования, обеспечивающую возможность получения качественного самообразования. Процесс обучения станет дифференцированным и индивидуальным.
Внести изменения в организацию процесса познания и его смещение в сторону системного мышления.
Предоставить новые возможности для ускорения интеллектуального развития личности.
Разработать новые педагогические практики.
Организовать мгновенную обратную связь между учениками и средствами ИКТ.
Визуализировать учебную информацию.
Создать новую высокоэффективную систему управления образованием.
Трудности в реализации
Информатизация системы образования имеет две основные проблемы, которые существенно влияют на скорость внедрения ИКТ в учебный процесс.
1. Формирование постоянной потребности педагогов применять компьютеры. Переход на новую систему требует постоянного и непрерывного применения ИКТ в ходе обучения. На сегодняшний день далеко не все педагоги понимают значимость данного процесса и стремятся проводить занятия по старым стандартам, без использования технологий.
2. Необходимость непрерывного повышения педагога. При работе с ИКТ учитель должен постоянно совершенствоваться, узнавать новые методы и приемы работы, осваивать все новые и новые программы. Далеко не всех устраивает такое положение дел. Кроме того, как это ни прискорбно, далеко не все педагоги умеют пользоваться компьютером.
Средства информатизации
Еще один вопрос, который необходимо рассмотреть - средства информатизации образования. Это компьютерное аппаратное и программное обеспечение, которое используется для достижения образовательных целей.
К основным средствам информатизации относятся:
Средства для записи и воспроизведение звука и видео;
Радио и телетехника;
Проекционное и оптическое кинооборудование;
Компьютерные средства обучения - программы, учебники;
Телекоммуникационные средства обучения.
Ниже мы рассмотрим особенности применения компьютеров и электронных учебников в сфере образования.
Использование компьютеров в образовательном процессе
Как уже упоминалось, информатизация образования - это также и использование компьютеров в образовательном процессе. Данное направление получило название компьютеризации и подразумевает активное применение компьютерных технологий в процессе обучения.
Как можно разнообразить урок при помощи персонального компьютера?
- Ознакомить учеников с той или иной темой, подкрепив ее красочной презентацией. С ее помощью будет задействовано сразу два канала, отвечающих за прием информации - слух и зрение. В презентации могут быть не только картинки и таблицы, основные определения, но и видео, аудиоматериалы.
- Использование видеоматериалов - фильмов, видеороликов. Особенно удачно использование таких материалов при изучении истории, литературы, биологии и географии, химии, астрономии.
- Использование специальных компьютерных программ-модуляторов. С их помощью можно проводить различные опыты - физические или химические, моделировать галактики и системы в астрономии. Все, что для этого нужно - задать компьютеру данные.
- Использование программ-тренажеров. Наиболее известны программы для изучения языков, которые предлагают не только выбрать правильный вариант ответа, но и ввести перевод слова, оставить фразы из определенного набора букв.
- Введение компьютерного тестирования. Использование компьютеров для поверки знаний не только облегчит жизнь преподавателям, но и позволит добиться более точно оценивания. Компьютер сам в произвольном порядке задает ученикам вопросы из заложенной в него базы знаний и предлагает варианты ответов. В зависимости от того, сколько правильных даст ученик, выставляется итоговая оценка.
- Использование специальных справочных программ, словарей и переводчиков. Ведется работа и над электронными словарями и справочниками. Благодаря им ученики смогут найти нужную информацию в считанные минуты, всего лишь открыв нужную программу и введя ключевое слово для поиска.
Электронный учебник как одно из основных средств информатизации
Когда мы разбирали технологии информатизации образования, то упоминали и электронные учебники и пособия. Считается, что с их помощью учащиеся смогут намного лучше усвоить учебный материал. В чем же причины? В использовании не только текстового, но и мультимедийного материала.
Классический электронный учебник содержит в себе:
- Текстовую информацию. Это могут быть правила, факты, тексты для чтения.
- Графику. Сюда относят не только иллюстрации и фотографии, но и таблицы, схемы, графики.
- Аудио и видеоматериалы. Сюда относят аудиозаписи произведений, тексты для аудирований и пересказов и т. д., научно-документальные фильмы, благодаря которым учащиеся смогут лучше усвоить ту или иную тему.
- Блок проверочных заданий. Сюда относятся тесты и задания открытой формы. При этом важно, чтобы электронный учебник содержал поля для ввода ответов, мог проверять и анализировать их, указывая на допущенные ошибки.
- Блок справочной информации. Тут должны быть ссылки на дополнительные материалы, онлайн-библиотеки и другие информационные ресурсы.
Однако проблема состоит в том, что нет единого электронного учебника для преподавания того или иного предмета. Центр информатизации образования в дальнейшем обязан провести работу по созданию единых для всех учебников по предметам для дальнейшего их использования в школах.
Ивановский центр информатизации
На сегодняшний день наиболее заинтересован в решении данных проблем Ивановский центр информатизации и оценки качества образования.
Специалисты центра проводят работы в следующих направлениях:
1. Информатизация образовательных учреждений Ивановской области.
2. Обучение педагогов в области применения ИКТ.
3. Оценка качества образования в области.
4. Работа со школьниками в области ИКТ.
5. Проведение ежегодных курсов повышения квалификации для учителей ИКТ и информатики.
6. Презентация и содействие в приобретении новых учебников по ИКТ и информатике.
7. Создание банка программного обеспечения по курсу информатики и ИКТ.
8. Проведение семинаров и курсов по новым компьютерным технологиям.
9. Создание банка учителей информатики и ИКТ.
10. Работа лагеря "Юный информатик".
11. Дистанционная школа заочного обучения "Творите и общайтесь".
Выводы
Информатизация образования - это сложный и длительный процесс, направленный на внедрение в обучение средств ИКТ и новых методик обучения. Он имеет как преимущества, так и недостатки. Его основная цель состоит в повышении качества образования на всех уровнях.
Введение
В последнее время компьютеры и их возможности позволяют нам создавать более комфортные условия жизни - умный дом, к примеру, а также упрощать производственные процессы, сокращать трудозатраты и многое другое. Можно смело сказать, что наличие компьютеров в нашей жизни - это уже преимущество.
Любая целенаправленная деятельность человека в той или иной мере связана с процедурами обработки информации, которые могут быть как автоматизированными, так и нет…
Можно смело сказать, что наличие компьютеров в нашей жизни это большое преимущество.
Появление электронно-вычислительных машин положило начало кибернетическому направлению применения технических средств для повышения эффективности труда. Автоматизация явилась закономерным, но не простым продолжением механизации. Если механизация охватывает процессы получения, передачи, преобразования и использования энергии, то авто-матизация - процессы получения, передачи, преобразования и использования информации. Орудия труда выступают продолжением человеческой руки, а электронно-вычислительные машины продолжением человеческого мозга.
Практика профессионального модуля «Выполнение работ по одной или нескольким профессиям рабочих, должностям служащих (16199 «Оператор электронно-вычислительных и вычислительных машин»)» направлена на закрепление, расширение, углубление и систематизацию знаний, полученных при изучении информатики на первом курсе, приобретения первоначального практического опыта в ходе учебной практики на основе базы Нефтекамского машиностроительного колледжа, выполнение практических работ, направленных на подготовку к освоению будущей профессии, знакомства с аппаратным и программным обеспечением для профессиональной деятельно-сти.
По завершению учебной практики должны быть приобретены навыки работы с пакетом прикладных программ Microsoft Office Word, Microsoft Office Excel, Microsoft Office Publisher и Point, понимать значимость информатизации общества и автоматизации вычислительных машин, знать должностные инстру-кции оператора электронно-вычислительных и вычислительных машин.
Аппаратное и программное обеспечение
Технические средства информатизации – аппаратный базис информа-ционных технологий.
В процессе своего развития человеческое общество прошло этапы про-никновения в тайны материи, научилось управлять различными видами энергии и, наконец, вступило в эпоху информатизации. До середины XIX в., когда доминирующими были процессы сбора и накопления информации, средства информатизации представляли собой перо, чернильницу и бумагу. На смену примитивным средствам информационной техники в конце XIX в. пришли механические: пишущая машинка, телефон, телеграф, что послужило базой для принципиальных изменений в технологии обработки информации. Лишь спустя много лет информационные процессы запоминания и передачи информации были дополнены процессами ее обработки. Это стало возможным с появлением во второй половине XX в. такой информационной техники, как электронные вычислительные машины (ЭВМ), положившие начало информационным технологиям.
Информационные технологии базируются на следующих технических достижениях:
Новые средства накопления информации на машиночитаемых носителях (магнитные ленты, кинофильмы, магнитные и лазерные диски и т.п.);
Системы дистанционной передачи информации (локальные вычислительные сети, сети передачи данных, телефонная сеть, радиосвязь, спутниковая связь и др.);
Автоматизированная обработка информации с помощью компью-тера по заданным алгоритмам.
Естественно, что информационные технологии строятся на сочетании аппаратных средств, программных средств и творческой мысли создателей как этих средств, так и компьютерных технологий.
Специалисты называют аппаратные средства компьютерной техники Hardware (скобяные товары или жесткая проволока), а программное обеспе-чение - Software (мягкая проволока). Сочетание «Hardware&Software», переводимое как «твердый и мягкий», - профессиональный термин. В России программы на профессиональном сленге иногда называют новым словом «софтвер», а компьютер и периферию - «железом». Приоритетность роли программных или аппаратных средств в информационных технологиях не подлежит обсуждению, поскольку без программного обеспечения любой самый совершенный компьютер представляет собой набор электронных плат.
Технические средства информатизации представляют собой совокупность компьютерной техники и ее периферийных устройств - Hardware, обеспечивающих сбор, хранение и переработку информации, и коммуникационной техники (телефон, телеграф, радио, телевидение, спу-тниковая связь, сети ЭВМ), осуществляющей дистанционную передачу информации.
Создание электронно-вычислительных машин в середине XXв. является одним из самых выдающихся достижений в истории человечества. Постоянное развитие индустрии компьютерной техники и других технических средств информатизации за короткий срок превратилось в один из определяющих факторов научно-технического прогресса. Многие крупные научно-технические проекты современности в области космических исследований, атомной энергетики, экологии не могли бы претворяться в жизнь без при-менения технических средств информатизации. На протяжении последних десятилетий информационные технологии, базирующиеся на современных технических средствах информатизации, все активней вторгаются в различные сферы человеческой деятельности. Несомненна тесная взаимосвязь совершенствования программного обеспечения, технических средств информатизации и наукоемких технологий, на базе которых они производятся. Разработка нового программного обеспечения требует создания все более совершенных технических средств, что, в свою очередь, стимулирует раз-работку новых высокопроизводительных и экономичных технологических процессов для производства технических средств информатизации.
|
Программное обеспечение
Программное обеспечение (допустимо также произношение обеспече-ние) (ПО) - все или часть программ, процедур, правил и соответствующей документации системы обработки информации
Программное обеспечение является одним из видов обеспечения вычислительной системы, наряду с техническим (аппаратным), математи-ческим, информационным, лингвистическим, организационным и методиче-ским обеспечением.
Академические области, изучающие программное обеспечение, - это информатика, программирование, программная инженерия.
В компьютерном сленге часто используется слово софт от английского слова software, которое в этом смысле впервые применил в статье в American Mathematical Monthly математик из Принстонского университета Джон Тьюки (англ. John W. Tukey) в 1958 году
Аппаратное обеспечение
Аппаратное обеспечение (допустимо также произношение обеспечение), аппаратные средства, компьютерные комплектующие, жарг. железо (англ. Har-dware) - электронные и механические части вычислительного устройства, входящих в состав системы или сети, исключая программное обеспечение и данные (информацию, которую вычислительная система хранит и обраба-тывает). Аппаратное обеспечение включает: компьютеры и логические устро-йства, внешние устройства и диагностическую аппаратуру, энергетическое обо-рудование, батареи и аккумуляторы.
Операционные системы
Операционная система, сокр. ОС (англ. operating system, OS) - комплекс управляющих и обрабатывающих программ, которые, с одной стороны, выступают как интерфейс между устройствами вычислительной системы и прикладными программами, а с другой стороны - предназначены для управления устройствами, управления вычислительными процессами, эффективного распределения вычислительных ресурсов между вычисли-тельными процессами и организации надёжных вычислений. Это определение применимо к большинству современных операционных систем общего назначения.
Основные функции:
― Исполнение запросов программ (ввод и вывод данных, запуск и остановка других программ, выделение и освобождение дополнительной памяти и др.).
― Стандартизованный доступ к периферийным устройствам (устройства ввода-вывода).
― Управление оперативной памятью (распределение между процессами, организация виртуальной памяти).
― Управление доступом к данным на энергонезависимых носителях (таких как жёсткий диск, оптические диски и др.), организованным в той или иной файловой системе.
― Обеспечение пользовательского интерфейса.
― Сохранение информации об ошибках системы.
Дополнительные функции:
― Параллельное или псевдопараллельное выполнение задач (многозадачность).
― Эффективное распределение ресурсов вычислительной системы между процессами.
― Разграничение доступа различных процессов к ресурсам.
― Организация надёжных вычислений (невозможности одного вычислительного процесса намеренно или по ошибке повлиять на вычисления в другом процессе), основана на разграничении доступа к ресурсам.
― Взаимодействие между процессами: обмен данными, взаимная синхронизация.
― Защита самой системы, а также пользовательских данных и программ от действий пользователей (злонамеренных или по незнанию) или приложений.
― Многопользовательский режим работы и разграничение прав доступа (аутентификация, авторизация).
Схема, иллюстрирующая место операционной системы в многоуровневой структуре компьютера
В логической структуре типичной вычислительной системы операцио-нная система занимает положение между устройствами с их микроархитекту-рой, машинным языком и, возможно, собственными (встроенными) микропро-граммами - с одной стороны - и прикладными программами с другой.
Загрузчик операционной системы - системное программное обеспе-чение, обеспечивающее загрузку операционной системы непосредственно после включения компьютера.
Загрузчик операционной системы:
обеспечивает необходимые средства для диалога с пользователем компьютера (например, загрузчик позволяет выбрать операционную систему для загрузки);
приводит аппаратуру компьютера в состояние, необходимое для старта ядра операционной системы (например, на не-x86 архитектурах перед запуском ядра загрузчик должен правильно настроить виртуальную память);
загружает ядро операционной системы в ОЗУ. Загрузка ядра опера-ционной системы не обязательно происходит с жесткого диска. Загрузчик может получать ядро по сети. Ядро может храниться в ПЗУ или загружаться через последовательные интерфейсы (это может пригодиться на ранней стадии отладки создаваемой компьютерной системы);
формирует параметры, передаваемые ядру операционной системы (например, ядру Linux передаются параметры, указывающие способ подклю-чения корневой файловой системы);
передаёт управление ядру операционной системы.
На компьютерах архитектуры IBM PC запуск загрузчика осуществляется программным обеспечением BIOS, записанной в ПЗУ компьютера, после успешного окончания процедуры POST.
Ядро - центральная часть операционной системы (ОС), обеспечиваю-щая приложениям координированный доступ к ресурсам компьютера, таким как процессорное время, память, внешнее аппаратное обеспечение, внешнее устройство ввода и вывода информации. Также обычно ядро предоставляет сервисы файловой системы и сетевых протоколов.
Как основополагающий элемент ОС, ядро представляет собой наиболее низкий уровень абстракции для доступа приложений к ресурсам системы, необходимым для их работы. Как правило, ядро предоставляет такой доступ исполняемым процессам соответствующих приложений за счёт использования механизмов меж процессного взаимодействия и обращения приложений к системным вызовам ОС.
Описанная задача может различаться в зависимости от типа архи-тектуры ядра и способа её реализации (монолитное, модульное, микроядро, экзоядро, наноядро, гибридное).
Оболочка операционной системы (от англ. shell - оболочка) - интер-претатор команд операционной системы, обеспечивающий интерфейс для взаимодействия пользователя с функциями системы.
В общем случае, различают оболочки с двумя типами интерфейса для взаимодействия с пользователем: текстовый пользовательский интерфейс (TUI) и графический пользовательский интерфейс (GUI).
Графические оболочки для Windows
Последние версии операционной системы Windows используют в качестве своей оболочки интегрированную среду Проводника Windows. Проводник Windows представляет собой визуальную среду управления включающую в себя Рабочий стол, Меню Пуск, Панель задач, а также функции управления файлами. Ранние версии Windows 3.xx в качестве графической оболочки включают менеджер программ.
Драйвер (англ. driver, мн. ч. драйверы) - компьютерная программа, с помощью которой другие программы (обычно операционная система) получают доступ к аппаратному обеспечению некоторого устройства. Обычно с операционными системами поставляются драйверы для ключевых компонентов аппаратного обеспечения, без которых система не сможет работать. Однако для некоторых устройств (таких, как видеокарта или принтер) могут потребоваться специальные драйверы, обычно предоставляемые производителем устройства.
В общем случае драйвер не обязан взаимодействовать с аппаратными устройствами, он может их только имитировать (например, драйвер принтера, который записывает вывод из программ в файл), предоставлять программные сервисы, не связанные с управлением устройствами
Операционные системы нужны, если:
― вычислительная система используется для различных задач, причём программы, решающие эти задачи, нуждаются в сохранении данных и обмене ими. Из этого следует необходимость универсального механизма сохранения данных; в подавляющем большинстве случаев операционная система отвечает на неё реализацией файловой системы. Современные системы, кроме того, предоставляют возможность непосредственно «связать» вывод одной программы со вводом другой, минуя относительно медленные дисковые операции;
― различные программы нуждаются в выполнении одних и тех же рутинных действий. Например, простой ввод символа с клавиатуры и отображение его на экране может потребовать исполнения сотен машинных команд, а дисковая операция - тысяч. Чтобы не программировать их каждый раз заново, операционные системы предоставляют системные библиотеки часто используемых подпрограмм (функций);
― между программами и пользователями системы необходимо распределять полномочия, чтобы пользователи могли защищать свои данные от несанкционированного доступа, а возможная ошибка в программе не вызывала тотальных неприятностей;
― необходима возможность имитации «одновременного» исполнения нескольких программ на одном компьютере (даже содержащем лишь один процессор), осуществляемой с помощью приёма, известного как «разделение времени». При этом специальный компонент, называемый планировщиком, делит процессорное время на короткие отрезки и предоставляет их поочерёдно различным исполняющимся программам (процессам);
― оператор должен иметь возможность так или иначе управлять процессами выполнения отдельных программ. Для этого служат операционные среды - оболочка и наборы утилит - они могут являться частью операционной системы.
3 Организация системы Ввода/Вывода
Передача информации с периферийного устройства в ядро ЭВМ называется операцией "ввода", а передача из ядра в периферийное устройство операцией "вывода". Связь устройств друг с другом осуществляется с помощью средств сопряжения – аппаратных интерфейсов.
Интерфейс представляет собой совокупность линий и шин, сигналов, электронных схем и алгоритмов (протоколов), предназначенных для осуществления обмена информации между устройствами.
От характеристик интерфейсов зависит производительность и надежность компьютерных систем. В системах Ввода/Вывода ЭВМ исполняются 2 основных способа организации передачи данных между памятью и периферийными устройствами:
1 PIO (программно-управляемая передача данных) осуществляется при непосредственном участии и под управлением CPU, которое при этом выполняет специальную программу процедуры Ввода/Вывода. Данные между памятью и периферийным устройством пересылаются через CPU.
2. DMA (прямой доступ памяти Direct Memory Access) – способ обмена данными, обеспечивающий независимую от процессора передачу данных между памятью и периферийными устройствами.
Режим DMA обеспечивает более высокую скорость обмена данными за счет того, что управление обменом производится не программными, а аппаратными средствами. Можно выделить 2 характерных принципа постро-ения Ввода/Вывода: это ЭВМ с одним общим интерфейсом и ЭВМ с множеством интерфейсов и процессорами Ввода/Вывода.
Классы интерфейсов по функциональному назначению:
Системные интерфейсы (PCI, IDE);
Интерфейсы периферийного оборудования (LPT, USB):
б) специализированные.
Программно-управляемых модульных систем и приборов;
Интерфейсы сетей передачи данных.
Внутренние интерфейсы чаще носят название шина. Внешние интерфейсы часто называют портами. Шины могут соединять 2 и более устро-йств, а порты только 2 устройства.
Интерфейсы ЦПУ конструктивно выполняются в виде двух модифи-каций:
Слотовый (щелевой) разъем;
Таким образом, любой компонент, вставленный в разъем может вза-имодействовать с каждым подключенным к шине компонентом ПК. Шина представляет собой набор проводников, соединяющий различные компоненты компьютера для подвода к ним питания и обмена данными.
В типовой конфигурации шина включает в себя:
Шина данных;
Шина адреса;
Шина управления (шина инструкции);
Шина питания.
Обычно системы включают два типа шин:
1. системная шина соединяет CPU c RAM и L2;
2. множество шин Ввода/Вывода, соединяющих CPU с различными перифе-рийными устройствами. При этом, периферийные устройства соединяются с системной шиной с помощью мостов.
Системная шина физически делится на:
1. первичная шина (FSB);
2. вторичная шина (BSB).
Использование двойной независимой шины повышает производи-тельность за счет независимой шины процессора параллельно обращаться к различным уровням памяти. Устройство, подключенное в шине, делится на две категории:
1. Bus masters – активные устройства, способные управлять работой шины;
2. Bus Slaves – устройства, способные только отвечать на запросы.