Что такое информатика?

Для многих это лучшее изобретение в истории, наряду с Интернетом. Компьютерная наука, несомненно, является изобретением, оказавшим наибольшее влияние на современный мир, чем почти все остальное. С момента ее появления мы продвинулись в открытиях во всех отраслях.

Однако для многих эта концепция является немного сложной для понимания, но на самом деле все не так уж и страшно. Как и в каждой профессии, есть уровни, которые подвластны только профессионалам, но есть и такие, которые может освоить любой желающий на уровне общей культуры.

В этой статье мы расскажем вам об основных понятиях и терминах, которые вы должны знать об основах информатики, чтобы вы могли вести разговор на эту тему с любым другим человеком, а также пополнить свою библиотеку умственных знаний.

Что такое информатика и для чего она нужна?

Простыми словами, информатика или вычислительная техника – это наука (да, это наука), которая отвечает за изучение обработки информации в цифровом формате. Это требует применения различного оборудования (аппаратных средств), а также приложений или программ (программного обеспечения), которые работают вместе для достижения полной оцифровки данных.

Эта, по сути, простая концепция дала нам настоящие суперспособности. Первая из них – это возможность дублировать данные по своему усмотрению, не затрачивая физических ресурсов, как это происходит в физическом мире.

Например, для тиражирования 500-страничной энциклопедии необходимо изготовить еще 500 страниц (со всеми вытекающими отсюда последствиями для окружающей среды), в то время как для того же самого в вычислительной технике требуются только дополнительные цифровые ресурсы (биты).

Как работает компьютерная система? Компоненты

В двух словах работу компьютерной системы можно свести к 3 этапам: ввод, вывод и обработка. Эти три элемента лежат в основе любой существующей компьютерной системы и в некотором смысле являются ее главным предназначением.

Ниже мы объясним каждый этап:

• Ввод: фаза ввода – это не что иное, как данные или приказы, которые пользователь указывает компьютеру для выполнения, это процесс, посредством которого происходит захват информации.
• Обработка: этот этап представляет собой интерпретацию данных, которые были получены на этапе ввода. В это время компьютер “думает” и анализирует собранную информацию.
• Вывод: наконец, существует фаза вывода, на которой передаются данные, полученные и обработанные на предыдущих фазах.

Конечно, каждая из этих фаз имеет внутренние процессы, которые гораздо сложнее объяснить, но что вы должны четко понимать, так это то, что они могут обобщить функционирование компьютерной системы. Что касается его компонентов, то это еще один момент, который можно разделить на две части:

• Аппаратное обеспечение: относится ко всем физическим компонентам, которые осязаемы и с которыми пользователь непосредственно взаимодействует для управления процессами компьютера.
• Программное обеспечение: относится к внутреннему программированию системы, всем тем нематериальным элементам, которые необходимы для того, чтобы данные были собраны, обработаны и переданы правильно.

История и эволюция вычислительной техники. Когда и кто ее создал?

Компьютеры намного старше, чем люди думают. Большая часть современного общества считает, что оно родилось вместе с компьютерами или первым компьютером, но на самом деле все это уходит корнями далеко в прошлое.

Первые следы этой науки можно увидеть в алгоритме Евклида, который является древним и очень эффективным методом, используемым для вычисления наибольшего общего делителя любого числа. Однако первые достижения, сформировавшие компьютерную науку, которую мы знаем сегодня, произошли столетиями позже, в 1600-х годах, когда были изобретены первые аналоговые калькуляторы, и нам пришлось ждать до 19 века, когда были изобретены первые программируемые машины.

Эти достижения были довольно расплывчатыми и не такими полезными, какими мы знаем их сегодня. В то время вычислительная техника использовалась как способ облегчения выполнения простых и повторяющихся задач в таких областях, как администрирование и бухгалтерский учет, что совсем не походило на то, что мы имеем сегодня.

Но все изменилось в 1946 году, когда был произведен первый компьютер, а вместе с ним и первые информационные системы. С тех пор рост был колоссальным, с появлением операционных систем в 80-х годах и, прежде всего, Интернета, что сделало вычислительную технику настоящим и будущим мира, который мы знаем сегодня.

Что такое двоичный язык, который мы используем для общения с компьютером?

Одним из событий, оказавших наибольшее влияние на мир вычислительной техники, стало открытие языка двоичного кода. Эксперты того времени обнаружили, что компьютеры и практически любое цифровое оборудование имеют свой собственный способ общения.

Это был набор кодов, которые назывались двоичными, поскольку в них было только две цифры: единицы (1) и нули (0). Каждая из этих цифр называется битом, который также является наименьшей единицей хранения информации. Таким образом, каждая буква или изображение в компьютере представлены строкой битов, длина которой эквивалентна ее размеру.

Для того чтобы все хорошо упорядочить, были созданы единицы измерения в соответствии с количеством бит. Таким образом, 1 бит – это 0 или 1, декабит – 10 нулей или единиц, гектабит – 100 нулей или единиц, килобит – 1000 нулей или единиц и так далее, пока мы не достигнем терабита, который мы знаем сегодня как одно из самых больших измерений в мире.

Теперь вы понимаете, что если изображение весит 1 КБ, то в двоичных числах оно представлено 1000 нулями или единицами, не говоря уже о том, если оно весит 1 МБ или даже 1 ГБ. Каждый графический элемент, который вы видите на экране компьютера, от каждой буквы до каждой иконки, представлен в двоичном коде, и задача компьютера – обработать информацию таким образом, чтобы перевести ее в понятную нам форму.

Список наиболее важных базовых понятий, которые необходимо знать об информатике

В дополнение ко всему, чему мы вас научили до сих пор, важно, чтобы вы знали некоторые основные понятия, которые помогут вам иметь более четкое представление о том, что представляет собой эта революционная наука.

Вот самые важные из них:

Программное обеспечение

Мы уже говорили об этом элементе, поскольку он является одним из самых важных компонентов вычислительной техники в целом. Термин “программное обеспечение” относится ко всем тем нематериальным элементам, которые работают внутри компьютера. Это программное обеспечение, позволяющее выполнять любые задачи, которые мы поручаем компьютеру.

Программное обеспечение необходимо как для обработки, так и для передачи данных, а все составляющие его программы, сетевые протоколы и другие логические элементы жизненно важны для функционирования вычислительной техники в целом. Можно сказать, что это мозг, нейроны и кровеносная система компьютерной системы.

Аппаратное обеспечение

Аппаратное обеспечение, с другой стороны, соответствует всем физическим элементам, из которых состоит компьютер или компьютерная система. Сюда входит все – от кабелей и разъемов до отдельных конденсаторов на материнской плате и других устройствах. Среди основных аппаратных компонентов компьютера можно выделить следующие:

• Монитор.
• Процессор.
• Память RAM и ROM.
• Материнская плата или материнская плата.
• Электропитание.
• Клавиатура.
• Мышь.

Операционная система

Операционная система – это часть программного обеспечения, которая управляет аппаратными ресурсами. Проще говоря, это основная программа или набор программ, которые позволяют пользователю легко управлять компьютером.

Операционные системы медленно появлялись в мире компьютеров, но как только они появились, они никогда не покидали компьютерный мир, так как значительно упростили доступ к компьютерам для пользователей с минимальными знаниями о компьютерах. На самом деле, большая часть успеха домашних компьютеров – это заслуга ОС. Среди основных можно выделить Windows от Microsoft, MacOS от Apple или Linux от Ubuntu.

Можно также упомянуть операционные системы для мобильных устройств, такие как Android от Google, iOS от Apple или Windows Phone от Microsoft.

Сети

Очень важной концепцией в вычислительной технике является концепция сетей. Компьютерная сеть – это набор компьютеров, которые соединены друг с другом и постоянно обмениваются информацией. Именно эта концепция делает возможным существование Интернета, который представляет собой огромную всемирную сеть, объединяющую все компьютеры.

Компьютерные сети обычно классифицируются в зависимости от их географического охвата и могут быть персональными (PAN), локальными (LAN), кампусными (CAN), городскими (MAN), глобальными (WAN). Другой способ классификации – по типу подключения, которое может быть проводным для всех вышеупомянутых типов сетей или беспроводным.

Бит

Как упоминалось ранее, бит – это наименьшая известная единица измерения цифровой информации. В двоичном коде он представлен единицей (1) или нулем (0). Этимология этого слова происходит от того, что оно означает “двоичный разряд”. Следующей единицей является байт, который также известен как октет, поскольку соответствует набору из восьми упорядоченных битов.

Программирование

Программирование относится к деятельности, которая сосредоточена на создании запрограммированных действий в компьютерной системе. Если задуматься, то программа – это не что иное, как набор правил, установленных для того, чтобы заставить данные течь определенным образом и выполнять конкретные действия. В этом смысле существует множество типов программ, сложность которых определяется количеством действий, которые они могут выполнять.

Именно благодаря этому существует программное обеспечение или программы, а также приложения и веб-страницы, которые мы знаем сегодня. Все это делается на основе исходного кода, который является основой каждой программы и в который впоследствии вносятся изменения, чтобы адаптировать его и сделать каждую программу отличной от другой.

Например, все программы редактирования имеют исходный код, который хотя бы в какой-то степени похож, который затем изменяется их разработчиками для создания собственных творений.

Язык программирования

Язык программирования – это формальный язык, который следует уникальному набору правил, позволяющих программисту или мастеру создавать алгоритмы, определяющие, как обрабатывается информация в компьютерной системе. Они являются основой для создания всех программ и веб-сайтов, которые мы знаем сегодня.

Их существует огромное множество, и каждый из них работает специально для разработки определенных типов логических элементов, таких как базы данных, инструменты и так далее.

Среди наиболее популярных языков у нас есть:

• Pyton.
• Java.
• HTML5.
• PHP.
• CSS.
• Pascal.

Это лишь некоторые из них, в действительности же существуют десятки языков, которые классифицируются в зависимости от типа алгоритмов или программ, которые могут быть разработаны с их помощью.

Процессор

Процессор – это элемент аппаратного обеспечения, который отвечает за обработку всей информации, поступающей в компьютер и выходящей из него. Если сравнить компьютер с человеческим телом, то процессором, очевидно, будет мозг, поскольку именно в нем анализируются все входные данные, чтобы затем выполнить выходное действие или передать данные.

Эволюция процессоров, мягко говоря, любопытна, поскольку одним из важнейших их качеств, несомненно, является мощность, определяющая скорость интерпретации информации.

Первые процессоры, созданные в 60-х годах, были огромными и часто состояли из нескольких компьютеров, но сейчас ситуация изменилась, и создаются все более компактные процессоры, которые, вопреки распространенному мнению, работают быстрее. Всегда предпринимались попытки создать процессор, который был бы таким же быстрым, как человеческий мозг, что не было достигнуто до сих пор.

Память RAM и ROM

ROM и RAM – два незаменимых элемента, облегчающих работу компьютерной системы. Они явно отличаются друг от друга, но можно сказать, что они работают вместе и в какой-то степени являются “сестрами”.

ROM (ПЗУ) или память “только для чтения” – это хранилище нашего устройства, в нем хранятся чрезвычайно важные данные для работы операционной системы, а также документы и другие файлы пользователя.

Она расположена на жестком диске, и ее название связано с ее основной функцией – хранить данные для последующего считывания процессором.

RAM (ОЗУ) или “Random Access Memory” (“Оперативная память с произвольным доступом”), с другой стороны, совсем другое дело. В ней также хранится важная для работы программы информация, но она носит временный характер и постоянно записывается и переписывается.

Она является необходимой поддержкой для обработки данных, поскольку хранит волатильные данные для максимально быстрого доступа процессора, ускоряя, таким образом, обработку информации для работы программного обеспечения.

Антивирус

Вирусы, несомненно, являются одной из самых больших угроз для компьютеров, поскольку они способны украсть важную информацию или парализовать работу системы. Именно поэтому были изобретены антивирусы – программы, которые выявляют угрозы, а затем подавляют, блокируют и устраняют их с компьютера.

Антишпионские программы

Антишпионские программы очень похожи на антивирусы, с той лишь разницей, что они сосредоточены на обнаружении угроз, представляющих риск для конфиденциальности пользователя и данных, хранящихся на компьютере.

Работая совместно с антивирусом, данная программа обеспечивает полную защиту информации, хранящейся на наших компьютерах, так что никто не сможет извлечь или просмотреть ее без нашего разрешения. На самом деле, многие разработчики создают смешанные программы, которые включают в себя и антивирус, и антишпионское ПО.

Компьютерная шина

В вычислительной технике шина – это канал или каналы, обеспечивающие непрерывную связь между различными компонентами, составляющими компьютер. Это чрезвычайно важно, поскольку позволяет им работать вместе.

Именно она позволяет процессору взаимодействовать с памятью RAM для получения наиболее важных данных для запуска определенных программ, а также с ROM для работы операционной системы. Без нее у нас была бы куча компонентов, которые работают по отдельности и не взаимодействуют друг с другом.

Входные порты

Наконец, есть порты ввода, которые являются ничем иным, как портами, через которые вы можете подключить любое внешнее оборудование к CPU или центральному процессору. Именно сюда можно вставить USB-накопитель, мышь или клавиатуру компьютера.

В любом случае, это все основы компьютерного мира. Можно узнать еще много интересного, но важно, чтобы вы хорошо понимали, как работают те, о которых мы только что упомянули, чтобы впоследствии вы могли глубже погрузиться в этот удивительный мир, который полностью изменил наш образ жизни.

Читайте полный курс “Основы информатики”:

Бесплатный онлайн-курс по основам информатики