ЦП Автоматизированные системы управления и промышленная безопасность

Основным отличием компьютерной графики по сравнению с обычной является возможность редактирования, преобразования. Если обычное изображение на бумаге или холсте является законченным произведением, которое не поддается дальнейшему изменению, компьютерное (цифровое) изображение в большинстве случаев не теряет способности как к изменению содержимого изображения, так и к способу отображения.

Эти особенности являются следствием представления изображения в компьютерной графике. Любое изображение в популярных сегодня компьютерах хранится как дискретная информация, а значит обладает всеми свойствами информации: запоминаемостью, передаваемостью, воспроизводимостью, преобразуемостью, стираемостью.

Важнейшим преимуществом компьютерной графики является возможность её преобразования. Часть операций по изменению изображения связано с изменением объема информации о нем, например при его усечении, однако большая часть изменений связано с математическим преобразованием информации, которая является изображением.

Неоспоримым преимуществом компьютерной графики является возможность автоматизации рутинных действий. Например, имеется несколько десятков фотографий с дефектом, называемым «эффект красный глаз». Без применения компьютерной графики исправление этих изображений является значительной проблемой, в том числе и из-за свойств фотобумаги. Сегодня даже дети знают, что для исправления таких фотографий в компьютерном виде необходимо запустить программу, выбрать нужные файлы с изображениями и дать команду, убирающую эффект красных глаз. Программа сама определит положение лица на каждой фотографии, выделит глаза, и откорректирует цвет.

Долгое время машинной графикой могли позволить себе пользоваться и заниматься лишь наиболее передовые в техническом отношении организации (институты военной и космической техники, крупные архитектурно-строительные, автомобиле- и авиастроительные фирмы и корпорации). Однако, в последние десятилетия электроника добилась больших успехов в повышении мощности и одновременно снижении стоимости и габаритов вычислительной техники. Мышление и программирование на языке графических образов становится неотъемлемой частью процесса обучения, а машинная графика – привычным занятием людей самых разных профессий.

Машинная графика – это совокупность методов и приемов для преобразования при помощи персонального компьютера данных в графическое представление или графическое представление в данные. Таким образом, машинная графика представляет собой комплекс аппаратных и программных средств для создания, хранения, обработки и наглядного представления графической информации с помощью компьютера.

Операционная система (ОС) - комплекс системных программ, расширяющий возможности вычислительной системы, а также обеспечивающий управление её ресурсами, загрузку и выполнение прикладных программ, взаимодействие с пользователями. В большинстве вычислительных систем ОС являются основной, наиболее важной (а иногда единственной) частью системного ПО.

Основные функции (простейшие ОС):

§ Загрузка приложений в оперативную память и их выполнение.

§ Стандартизованный доступ к периферийным устройствам (устройства ввода-вывода).

§ Управление оперативной памятью (распределение между процессами, виртуальная память).

§ Управление доступом к данным на энергонезависимых носителях (таких как жёсткий диск, компакт-диск и т. д.), организованным в той или иной файловой системе.

§ Пользовательский интерфейс.

§ Сетевые операции, поддержка стека протоколов.

Дополнительные функции ОС:

§ Параллельное или псевдопараллельное выполнение задач (многозадачность).

§ 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.

§ Разграничение прав доступа и многопользовательский режим работы (аутентификация, авторизация).

Программное обеспечение - совокупность программ системы обработки информации и программных документов, необходимых для эксплуатации этих программ (ГОСТ 19781-90). Также, это совокупность программ, процедур и правил, а также документации, относящихся к функционированию системы обработки данных (СТ ИСО 2382/1-84).

Программное обеспечение является одним из видов обеспечения вычислительной системы, наряду с техническим (аппаратным), математическим, информационным, лингвистическим, организационным и методическим обеспечением.

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 в 1958 году.

Программное обеспечение принято по назначению подразделять на системное, прикладное и инструментальное, а по способу распространения и использования на несвободное (закрытое), открытое и свободное. Свободное программное обеспечение может распространяться, устанавливаться и использоваться на любых компьютерах дома, в офисах, школах, вузах, а также коммерческих и государственных учреждениях без ограничений.

Внешние (периферийные) устройства персонального компьютера составляют важнейшую часть любого вычислительного комплекса.

К ним относятся устройства ввода-вывода - компоненты типовой архитектуры ЭВМ, предоставляющее компьютеру возможность взаимодействия с внешним миром и, в частности, с пользователями и другими компьютерами.

Основные устройства ввода-вывода: клавиатура; компьютерная мышь; сканер; веб-камера; мониторы; принтеры.

Запоминающее устройство - носитель информации, предназначенный для записи и хранения данных. В основе работы запоминающего устройства может лежать любой физический эффект, обеспечивающий приведение системы к двум или более устойчивым состояниям.

Классификация запоминающих устройств

По устойчивости записи и возможности перезаписи ЗУ делятся на:

· постоянные ЗУ (ПЗУ), содержание которых не может быть изменено конечным пользователем (например, DVD-ROM). ПЗУ в рабочем режиме допускает только считывание информации.

· записываемые ЗУ, в которые конечный пользователь может записать информацию только один раз (например, DVD-R).

· многократно перезаписываемые ЗУ (например, DVD-RW).

· оперативные ЗУ (ОЗУ) обеспечивает режим записи, хранения и считывания информации в процессе её обработки.

По типу доступа ЗУ делятся на:

· устройства с последовательным доступом (например, магнитные ленты).

· устройства с произвольным доступом (RAM) (например, оперативная память).

· устройства с прямым доступом (например, жесткие магнитные диски).

· устройства с ассоциативным доступом (специальные устройства, для повышения производительности БД)

По геометрическому исполнению:

· дисковые (магнитные диски, оптические, магнитооптические);

· ленточные (магнитные ленты, перфоленты);

· барабанные (магнитные барабаны);

· карточные (магнитные карты, перфокарты, флэш-карты, и др.)

· печатные платы (карты DRAM).

По физическому принципу:

· перфорационные (перфокарта; перфолента);

· с магнитной записью (ферритовые сердечники, магнитные диски, магнитные ленты, магнитные карты);

· оптические (CD, DVD, HD-DVD, Blu-ray Disc);

· использующие эффекты в полупроводниках (флэш-память) и другие.

По форме записанной информации выделяют аналоговые и цифровые запоминающие устройства.

Компьютер - это многофункциональное электронное устройство, предназначенное для накопления, обработки и передач» информации. Под архитектурой персонального компьютера понимается его логическая организация, структура и ресурсы, т.е. средства вычислительной системы, которые могут быть выделены процессу обработки данных на определенный интервал времени.

В основу построения большинства компьютеров положены принципы, сформулированные Джоном фон Нейманом:

· Принцип программного управления - программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в определенной последовательности.

· Принцип однородности памяти - программы и иные хранятся в одной и той же памяти; над командами можно выполнять те же действия, что и над данными!

· Принцип адресности - основная память структурно состоит из пронумерованных ячеек.

Компьютеры, построенные на этих принципах, имеют классическую архитектуру.

Знание истории развития вычислительной техники (ВТ), является неотъемлемым компонентом профессиональной компетентности будущего специалиста в области информационных технологий. Первые шаги автоматизации умственного труда относятся именно к вычислительной активности человека, который уже на самых ранних этапах своей цивилизации начал использовать средства инструментального счета. Интересной является следующая классификация, согласно которой основные этапы развития ВТ можно привязать к следующей хронологической шкале:

• Ручной - с древних, древних времен до н.э.;
• Механический - с середины XVII-го века н.э.;
• Электро-механический - с 90-х годов XIX-го века;
• Электронный - с 40-х годов XX-го века.

При этом следует иметь в виду, что хорошо зарекомендовавшие себя средства всех четырех этапов развития ВТ используются человеком и в настоящее время для автоматизации различного рода вычислений.

Ручной период автоматизации вычислений начался на заре человеческой цивилизации и базировался на использовании различных частей тела, в первую очередь, пальцев рук и ног.

Пальцевый счет уходит корнями в глубокую древность, встречаясь в том или ином виде у всех народов и в наши дни. Известные средневековые математики рекомендовали в качестве вспомогательного средства именно пальцевый счет, допускающий довольно эффективные системы счета. Фиксация результатов счета производилась различными способами: нанесение насечек, счетные палочки, узелки и др. Например, у народов доколумбовой Америки был весьма развит узелковый счет. Более того, система узелков выполняла также роль своего рода хроник и летописей, имея достаточно сложную структуру. Однако, использование ее требовало хорошей тренировки памяти.