За последние два десятилетия персональные компьютеры (ПК) прочно вошли в нашу жизнь

МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ
РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН

ТАШКЕНТСКАЯ МЕДИЦИНСКАЯ АКАДЕМИЯ

КАФЕДРА БИОФИЗИКИ И ИНФОРМАТИКИ

Лекции по информатике № 5

ВВЕДЕНИЕ В КОМПЬЮТЕРНОЙ ТЕХНОЛОГИИ

доцент Икрамов У.И.

доцент Тургунов И.Т.
Ст.преподаватель Н. Мастибеков

Ташкент 2007

1. Тема: Введение в компьютерной технологи

2. Лекция предназначена для студентов первого курса медико-профилак-тического факультета.

3. Цель лекции: дать общее понятия о компьютерной технологии

4. Вопросы, подлежащие разбору:

9.1. Введение

9.2. Эволюция вычислительных машин
9.3. Развитие IBM-совместимых ПК
9.4. Биты и байты
9.5. Файлы
9.6. Папки

5. Текст лекции:

9.1. Введение

За последние два десятилетия персональные компьютеры (ПК) прочно вошли в нашу жизнь. Когда-то это были примитивные «большие калькуляторы» с чернобелыми экранами, пригодные в лучшем случае для замены счетов и пишущих машинок. Теперь они применяются повсеместно - в офисах и дома, в школах и библиотеках, на заводах и фабриках. При этом спектр применения ПК чрезвычайно широк - это финансы, медицина, архитектура, образование, реклама, развлечения. В результате стало практически невозможно устроиться на более или менее приличную работу, не имея основных навыков работы на компьютере. Отсюда многие делают совершенно правильный вывод: пора всерьез браться за освоение современной вычислительной техники.

Целесообразно разделить всех пользователей на две категории: это собственно пользователи и специалисты по компьютерам («компьютерщики»). Разница состоит в том, что первые используют компьютер для выполнения повседневных задач, а вторые занимаются тем, что позволяют первым эти самые задачи на ПК выполнять.
Знание компьютера подразумевает знание как его аппаратного обеспечения («железа»), так и программ («софта»). Причем компьютер без программ представляет собой совершенно бесполезный предмет. Бесполезен он и в том случае, если вы не умеете пользоваться программами. Зато чем лучше вы освоите используемые программы, тем больше пользы принесет ваш электронный помощник.
Что касается знания составляющих ПК, то оно в первую очередь требуется специалистам. Однако представлять себе, хотя бы в общих чертах, внутреннее устройство компьютера очень полезно для понимания его работы. А если вы поймете, как он работает, то можно считать, что полдела сделано, и дальнейшее изучение пойдет гораздо легче.
Между прикладными программами (Word, Excel) и аппаратной частью компьютер находится операционная система (например, Windows). И умение работать с конкретными программами напрямую зависит от того, насколько хорошо вы «подружились» с операционной системой. В этой лекции рассматривается работа с современными версиями Windows. И хотя, например, Windows 95 внешне отличается от Windows ХР, принципы их работы совершенно одинаковы. Поэтому возьмите на заметку, что хорошее знание операционной системы позволит вам легко освоиться с любой новой программой, так как пользовательские интерфейсы (здесь интерфейс - это схема взаимодействия программы с пользователем) всех Windows-приложений унифицированы.

9.2. Эволюция вычислительных машин

Первые попытки создания устройств для арифметических расчетов уходят в древность. Первый же работающий компьютер был создан Чарлзом Бэббиждем в 1824 году. Он был построен в единственном экземпляре и приводился в действие паровой машиной. Но впервые успешное и массовое применение они нашли в конце позапрошлого века. Тогда это были механические вычислительные устройства - арифмометры.

Первые же электронные вычислительные машины (ЭВМ) появились также довольно давно - еще в 40-х годах XX века. Самый первый компьютер был построен в 1945 году в США, он назывался ENIAC. Как и целый ряд последовавших компьютеров, он работал на основе радиоламп. Такие компьютеры запросто могли занимать площадь небольшого стадиона. Примерно в это время тогдашний руководитель компании IBM заявил, что мировой рынок компьютеров не превысит пяти штук в год. И хотя, к примеру, за последние четыре года в мире было продано свыше полумиллиарда только IBM-совместимых компьютеров, в чем-то он был прав: число потребителей гигантских компьютеров (супер-ЭВМ) действительно невелико - это Пентагон да крупнейшие исследовательские центры США и Европы.
По мере развития ЭВМ становилось возможным создавать и «облегченные» варианты, которые получили название «мини-ЭВМ». Благодаря более скромным размерам (такой компьютер можно было без проблем разместить в небольшой комнате) и сравнительно умеренной цене они стали пользоваться спросом не только у крупнейших военных и правительственных структур. В частности, их приобретали для финансовых расчетов крупные компании, а также различные исследовательские центры и ведущие лаборатории.
С дальнейшим ростом мощности и успехами в миниатюризации, связанными в первую очередь с заменой ламп на полупроводники, появились уже и микро-ЭВМ. Именно тогда (а было это в 60-х) компьютеры перестали быть диковинкой и стали появляться даже в учебных заведениях - по крайней мере, в тех странах, которые не объявляли информатику антинародной наукой.
Но настоящий переворот в компьютерной индустрии произошел с появлением первых микропроцессоров - на одном компактном чипе удалось разместить тысячи транзисторов! С развитием микропроцессоров,со второй половины 70-х годов, стали появляться первые персональные ЭВМ, или ПК. Фирмы, производившие ПК плодились как на дрожжах, и очень скоро рынок был заполнен "множеством несовместимых платформ. Это были Tandy, Altair и, конечно же, Apple - единственная дожившая до наших дней платформа, зародившаяся в то время. Чуть позже появились недавно позабытые игровые ПК Atari и Amigo.
Неизвестно, что было бы с ПК сейчас, если бы основной производитель суперкомпьютеров того времени - корпорация IBM в 1981 году не выпустила первый IBM PC (он назывался IBM 5150 Personal Computer), сделав его открытой платформой. Микропроцессоры, на которых были основаны первые IBM-совместимые ПК, были созданы фирмой Intel в 1978-1979 годах. Это были 8086 и 8088. Поскольку спецификация новой платформы была открыта для копирования, целый ряд производителей, в первую очередь Compaq и Hewlett Packard, приступили к созданию подобных компьютеров, известных как IBM-совместимые. Сейчас они занимают свыше 90% мирового рынка ПК, а в нашей стране - и того больше. Именно об IBM-совместимых персональных компьютерах и идет речь в этом пособие, поэтому для краткости мы будем их называть просто компьютерами или ПК.

9.3. Развитие IBM-совместимых ПК

Любой компьютер по существу представляет собой груду бесполезного металлолома, если на нем не установлено программное обеспечение. А «самая главная программа» - это операционная система (ОС). Первая операционная система для IBM PC была разработана малоизвестной в то время фирмой Microsoft, возглавляемой неким Биллом Гейтсом, поскольку самой IBM было «недосуг» заниматься такой «мелочевкой», как создание программ для маломощных «персоналок». Эта ОС получила название DOS (Disk Operating System - дисковая операционная система, ДОС). При этом, если вы покупали ее у IBM, она называлась PC-DOS, a Microsoft ее называла MS-DOS.

ДОС была рассчитана на работу с одним пользователем (действительно, компьютер то ведь персональный) и с одной программой, поскольку на большее мощности первых ПК все равно не хватило бы. Первые IBM PC имели только дисководы, а когда появились PC/XT, в которых имелся жесткий диск - устройство для постоянного хранения информации, вышла и новая версия ДОС, поддерживающая работу с этим самым диском.
Вскоре после того как Intel выпустила новый, более мощный процессор - 80286, появились и новые компьютеры - IBM PC/AT. Но наиболее важным событием следует считать выпуск в 1985 году процессора 80386. Это был первый 32-разрядный микропроцессор, появившийся в ПК. Его конструкция оказалась настолько передовой, что даже новейшие процессоры, включая Pentium 4, используют именно эту архитектуру, ныне известную как IA-32. Уже тогда стало ясно, что часть мощности компьютера можно потратить и на обеспечение более дружелюбной работы с пользователем. Тогда было решено применить к IBM PC такие достижения, как графический интерфейс пользователя и многозадачность.
Здесь следует отметить, что графический интерфейс был изобретен задолго до этого в лабораториях Xerox и уже применялся в ПК Apple Macintosh. А многозадачность — неотъемлемая часть любой супер- и мини-ЭВМ.
Первая попытка реализовать многозадачность для IBM PC была предпринята Microsoft в том же 1985 году, но окончилась полным провалом. Ни Windows 1.0, ни последовавшая за ней Windows 2.0 не получили признания со стороны пользователей. Та же участь постигла и «переключатель задач» IBM Top View.
Вскоре после выхода 386-го процессора появилась несколько измененная архитектура ПК - PS/2 (Personal System/2). И хотя она просуществовала не слишком долго, именно тогда началась совместная (Microsoft и IBM) разработка новой многозадачной 32-разрядной операционной системы OS/2. Однако разработчики из IBM, привыкшие к работе с большими компьютерами, сыграли с новым детищем злую шутку: несмотря на то что новая ОС получилась действительно устойчивой и многозадачной, сложность установки и требовательность к ресурсам ПК (объему памяти и мощности процессора) оказались непреодолимой преградой на пути ее продвижения в массы.
Параллельно Microsoft продолжала работать и над Windows, и в 1990 году ей удалось сделать действительно работоспособную оболочку для DOS, предоставляющую и графический интерфейс, и многозадачность. И все это при достаточно простой установке. Успех Windows 3.0 привел к тому, что бывшие партнеры разругались, и, в то время как IBM продолжала совершенствовать OS/2 (последняя версия была выпущена в 1996 году и опять-таки опередила свое время, предлагая многое из того, что появилось лишь в Windows 2000 или даже ХР), Microsoft, продолжая поддержку Windows, приступила к созданию собственной 32-разрядной операционной системы - Windows NT (здесь NT - New Technology - новая технология).
Первые версии Windows NT имели те же проблемы, что и OS/2: жадность до ресурсов компьютера и сложность установки и сопровождения. Кроме того, под новую Windows просто не было программ, а операционная система без программ не намного лучше, чем компьютер без ОС! Именно поэтому и появилась 4-я версия «обычной» Windows - Windows 95. Поддерживая выполнение 32-разрядных программ, она должна была стать трамплином к переходу на NT. Однако когда год спустя появилась Windows NT 4.0, внешне очень похожая на Windows 95, пользователи вновь отнеслись к ней прохладно. Пришлось выпустить еще одну модификацию «старой Windows» - Windows 98.
В итоге появилась Windows 2000, основанная на технологии NT. Но и она не смогла заменить собой Windows 98 по той простой причине, что ОС, изначально ориентированная на работу в корпоративном секторе, далеко не всегда может столь же успешно использоваться дома рядовым пользователем. Еще одной причиной, препятствовавшей широкому распространению Windows 2000, является более высокая, чем у Windows 98, цена. В результате Microsoft выпустила две версии своей следующей операционной системы, основанной на Windows 2000. Это Windows XP Ноте для замены Windows 95/98 и Windows XP Professional - вместо Windows 2000, которая, кстати, тоже имеет приставку Professional в своем названии.
Однако между выпуском Windows 2000 и Windows XP успела появиться еще одна версия старой операционной системы - Windows Me, столь же прожорливая, сколь и Windows 2000, но при этом сравнительно медленная и ненадежная.
Ну а пока что подавляющее большинство использует именно Windows 98 и Windows ХР, и как раз на основе этих операционной системы будут излагаться сведения в данной пособие.

9.4. Биты и байты

Давным-давно работа с компьютером действительно была довольно сложной, поскольку пользователю нередко приходилось что-то программировать, и поэтому в нашей системе образования завелось правило учить всех подряд языку BASIC. От того и повелась неприязнь к компьютеру: людей, большинство из которых не обладают истинно математическим складом ума, учили функциям, операторам, алгоритмам и т.д. В настоящее время на практике все это регулярно используется лишь малой частью специалистов - программистами. Рядовому же пользователю знать подобные тонкости, особенно поначалу, вовсе не обязательно.

Однако иметь представление о том, как работает компьютер и из чего он состоит (пусть и без ссылок на то, как и из чего это создано), действительно полезно, поскольку, разобравшись с подобными вопросами, вам будет легче освоиться с ПК.
Итак, приступим. Во-первых, следует понять, что компьютер - это мощный инструмент, который при грамотном использовании существенно упростит вашу жизнь.
Во-вторых, хотя современный компьютер и может «говорить человеческим голосом» (а иногда даже и понимать, что ему сказали), это есть машина. И ругать ее (то есть машину), а тем более стучать кулаком по клавиатуре не только бесполезно, но и вредно, поскольку от этого может что-нибудь сломаться (например, та же клавиатура) или испортиться (например, ваше настроение).
Далее следует отметить, что компьютер является цифровым устройством. Иными словами, вся информация, с которой он работает, представлена в цифровом виде.
Это относится и к тексту, и к графике, и к звуку. Любая цифровая информация кодируется всего двумя значениями, которые условно называются нулем и единицей, то есть имеется напряжение в проводнике (или дырка на перфокарте) либо нет напряжения (дырки). Такая мельчайшая единица информации называется битом.
Поскольку одного бита для практического применения слишком мало, последовательность из нескольких бит называют байтом. Во всех компьютерах, появившихся за последние 30 лет, в 1 байте насчитывают 8 бит. Таким образом, раз каждый бит может иметь 2 значения, а всего их в байте 8, то каждый байт может принимать до 28, то есть 256 значений.
Для того чтобы было легче оперировать с большим количеством байтов, их условно объединяют в килобайты (Кбайт, kb), мегабайты (Мбайт, Mb), гигабайты (Гбайт, Gb) и терабайты (Тбайт, Тb). Причем в отличие от, скажем, системы мер массы, где в 1 килограмме 1000 граммов, в компьютерах из-за их двоичной природы, шаг равен 1024 (то есть 2¹⁰). Соотношения приведены в таблице ниже.
Таблица 8.1
Соотношения между единицами

Единица	Содержит байт	Содержит Кбайт	Содержит Мбайт	Содержит Гбайт
1 байт	1
1 Кбайт	1024	1
1 Мбайт	1048576	1024	1
1 Гбайт	1073741824	1048576	1024	1
1 Тбайт	1099511627776	1073741824	1048576	1024

Каждый компьютер состоит из собственно вычислительной системы и устройств ввода-вывода. Все вычисления производит микропроцессор (CPU - Central Processor Unit). При помощи различных устройств ввода (клавиатура, мышь, сканер) вы можете вводить информацию в ПК, а при помощи устройств вывода (монитор, принтер) он вам ее выводит.

Поскольку компьютеру надо где-то хранить информацию, с которой он работает, у него должна быть память. Для хранения информации используется два основных вида памяти - оперативная (ОЗУ - оперативное запоминающее устройство) и постоянная (ПЗУ, постоянное запоминающее устройство). В ОЗУ хранятся текущие данные вычислений, туда же загружаются программы в момент их выполнения. Именно с этой памятью и общается процессор, так как она работает очень быстро. На современных персональных компьютерах обычно устанавливают не менее 64 Мбайт такой памяти.
Постоянная память предназначена для хранения любых данных, в том числе программ. Когда вы запускаете программу, она считывается из ПЗУ и загружается в ОЗУ. И хотя скорость работы постоянной памяти намного ниже, чем оперативной, у нее имеется одно большое преимущество - при выключении компьютера все данные в ПЗУ остаются, а ОЗУ без питания ничего не помнит. Кроме того, размеры постоянной памяти в современных ПК достигают десятков гигабайт.
Например, когда вы включаете компьютер, из ПЗУ в ОЗУ загружается операционная система. Когда вы запускаете программу, она тоже считывается с ПЗУ в ОЗУ вместе с данными, с которыми вы работаете. Завершая программу, вы сохраняете измененные данные (например, текст) в ПЗУ, а сама программа удаляется из ОЗУ, чтобы освободить место другим.
Раз уж мы заговорили о данных, то давайте определимся и с ними: под данными понимается любая информация, находящаяся в компьютере, в любой памяти. Однако с точки зрения пользователя, как правило, данные - это то, с чем он работает (текст, рисунки и т.д.), а программы (и их компоненты) данными как бы и не являются. Поэтому фраза «скопируй данные», как правило, означает передачу именно результатов работы - все тех же текстовых или графических документов, или файлов.

9.5. Файлы

Предположим, что вы желаете ввести с клавиатуры и запомнить в компьютере какой-то текст. На диске компьютера этот текст будет храниться как независимая единица информации под своим именем. Имя ему дадите вы сами. После записи в компьютер текст стал называться файлом.

Файл - это независимая смысловая единица информации, имеющая собственное имя и хранящаяся на диске.
Файл может быть программой, таблицей, текстом, графическим изображением и др.
Для доступа к данным, хранящимся в файле, необходимо знать имя этого файла. Имя файла состоит из двух частей: самого имени длиной от 1 до 255 символов и расширения длиной до трех символов. Имя и расширение отделяются друг от друга точкой без пробелов. Например: name.doc, где name - имя; doc - расширение.
В именах можно использовать:
- буквы;
- цифры;
- некоторые специальные знаки:
В именах нельзя использовать следующие символы:
| - вертикальная черта, \ - косая черта, : - двоеточие, ? - знак вопроса, * - звездочка, " - кавычка, < - треугольная скобка, > - треугольная скобка, - точка.
Расширение имени, как правило, автоматически задается программой, в которой этот файл был создан, но по желанию расширение, как и имя, вы можете указывать сами.
Другие распространенные расширения:
.EXE – обозначает «исполняемый» файл, хранящий в себе программу. Например, winword.exe;
.ВАТ – так называемый «пакетный файл», предназначенный для последовательного запуска нескольких программ;
.ВАК – страховая копия файла, которую многие програм­мы создают, чтобы избежать риска разрушения информации в результате корректировки файла;
.OBJ – объектный модуль (полуфабрикат программы);
.DАT – файл данных со всевозможной служебной ин­формацией;
.ВАS – файл с исходным текстом программ на языке Бейсик;
.DBF – оперативный файл базы данных;
.PAS – программы на Паскале;
.FOR – программы на Фортране;
.TXT – текстовый файл;
.DOC – текстовый файл соответствующее текстовому процессору Word и др;
.XLS – электронная таблица;
.BMP, JPG – графическая информация, картинки;
.ARJ, ZIP, RAR – файлы «архивов», т.е. сжатой с помощью специальных программ-«архиваторов» информации.
Есть у файла еще один признак, называемый атрибутом. Однако, в отличие от имени и расширения его пользователь не видит:
Скрытый – для перестраховки файлы с этими атрибутами обычно не видны пользователю – как правило, эти файлы весьма важные для функционирования системы.
Только для чтения – эти файлы всегда открыты, их можно читать, но изменить их содержание нельзя.
Системный – этим атрибутом, как особым знаком отличия, отмечены самые важные файлы в операционной системе, отвечающие за загрузку компьютера. Их повреждение или удаление всегда влечет за собой самые тяжкие последствия.
Архивный – этот атрибут устанавливается обычно во время работы с файлом, при его изменении. По окончании сеанса работы он, как правило, снимается.
Операции с файлами
Основные виды операции которые выполняются с файлами:
Запуск файлов. Эта операция предназначена для программ. Запустить программный файл – значит начать процесс выполнения той или иной программы. Обычно осуществляется с помощью двойного щелчка левой кнопкой мыши в момент, когда курсор указывает на имя или иконку файла.
Просмотр файлов. Этот режим чаще всего применяется в отношении документов – текстов, картинок, музыкальных файлов и так далее.
Редактирование файлов. Можно редактировать документы – тексты, таблицы и др.
Переименование файлов. В большинство случаев можно сменить имя файла и даже его расширение. Смена имени проходит для большинства документов (а не файлов программа) безболезненно, но менять расширение – процедура не безопасная: легко запутать компьютер.
Перенос файла. Изменение его текущего местоположения на вашем жестком диске.
Копирование файла. Создание копии файла на новом месте, без удаления исходного файла.
Удаление файла. Удаление файла надо произвести осторожно. Для того чтобы лишить компьютер возможности нормально работать, достаточно удалить всего один из самых важных, системных файлов.

9.6. Папки

Если на вашем диске записано несколько сотен файлов, очень трудно найти то, что вам нужно. Трудно давать новые имена, отличные от существующих. Выход из сложной ситуации - организовать структурированное хранение информации.

Как это сделать, подсказывают примеры из других областей.
Пример:
В большой библиотеке существуют несколько разных отделов:
художественная литература;
научная литература;
детская литература.
Отдел научной литературы включает в себя разные направления:
химия;
физика;
математика;
география;
медицина и др.
Литература по каждому направлению делится на группы:
книги;
периодические издания;
издания на иностранных языках;
справочники;
новые поступления.
Приведенный способ структуризации не единственно возможный, но один из тех, которые помогают читателю найти интересующую его литературу с минимальными усилиями.
Суть структуризации любой информации - в объединении объектов в отдельные группы по тому или иному признаку. В компьютере каждая такая группа хранится в папке, которой присваивается имя. В предыдущих версиях операционной системы использовался другой, но аналогичный термин – каталог (или директория).
Имена папкам даются по тем же правилам, что и имена файлам.
Рассмотрим пример. Пусть на диске хранятся файлы pr1.doc, pr2.bak, n1.exe, n2.com, n3.ехе, kl.doc, k2.doc. Их можно положить в три различные папки:
- в папку PR - файлы pr1.doc, pr2.bak;
- в папку N - файлы n1.exe, n2.com, n3.ехе;
- в папку К - файлы k1.doc, k2. doc.
После создания папок вместо длинного списка имен файлов вы увидите имена папок PR, N, К. Чтобы узнать содержимое папки, надо войти внутрь нее.
Не обязательно, чтобы все файлы были включены внутрь папки. Например, в нашем случае возможно и такое разбиение:
в PR - файлы pr1.doc, pr2.bak;
- в N - файлы n1.exe, n2.com, n3.ехе.
Для файлов k1.doc, k2.doc мы не завели отдельную папку, они лежат на диске С.
Выбор варианта объединения файлов в папки зависит от ваших целей и желаний. Внутри папки вы можете создать еще одну или несколько папок, которые также могут содержать вложенные папки.
Внутри одной папки все объекты должны иметь разные имена. Тем не менее допускается, чтобы в разных папках присутствовали объекты, имеющие одинаковые имена. Например, в папке М находится файл f.txt. А в папке L - другой файл, но имеющий такое же имя f.txt. Имена папок и вложенных в них файлов и папок также могут совпадать. Например, папка КАТ содержит папку КАТ, папка PC содержит файл PC.
Рассмотрим сложную структуру папки на примере библиотеки. Пусть на диске Е: расположена одна папка BIBLIO. Ее содержимое пока скрыто.
В папку BIBLIO вложено три папки - LITERAT, NAUKA и DETY.



LITERAT

BIBLIO

NAUKA





DETY

Рис. 8.1. Структура папки BIBLIO

Рассмотрим папку с именем NAUKA. Она, в свою очередь, тоже включает в себя несколько папок - МАТЕМ, FIZIKA, INFORM и MEDICINA (рис. 8.2).

MATEM





FIZIKA

NAUKA

INFORM




MEDIC

Рис. 8.2. Структура папки NAUKA

Любая из этих папок имеет вложенные папки, например, папка МАТЕМ включает в себя папки KNIGI, JURNAL, INOSTR, SPRAV и NOV (рис. 8.3).
Мы дошли до самого нижнего уровня, когда папки состоят только из файлов.

KNIGI





JURNAL

INOSTR

MATEM



SPRAV





NOV

Рис. 8.3. Структура папки MATEM

Например, папка KNIGI содержит файлы kn1.txt, kn2.txt и kn3.txt (рис. 8.4).

kn1.txt

KNIGI

Kn2.txt

Kn3.txt

Рис. 8.4. Структура папки KNIGI

Все рисунки можно объединить в один рисунок (рис. 8.5), и тогда перед вами предстанет дерево папок. Деревом папок называется структура вложенных папок. Дерево изображено не полностью. Черными точками обозначены нераскрытые папки.

KNIGI





JURNAL





MATEM

INOSTR



LITERAT



FIZIKA

SPRAV

BIBLIO

NAUKA




DETY

INFORM

NOV



MEDIC

Рис. 8.5. Дерево папок

Введем несколько новых понятий.