Тема 1: Информация и информационные процессы.



Мы поможем в написании ваших работ!


Мы поможем в написании ваших работ!



Мы поможем в написании ваших работ!


ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Тема 1: Информация и информационные процессы.



Тема 1: Информация и информационные процессы.

Понятие информация

Понятие информация является базовым в курсе информатики. В переводе с латинского оно означает сведение, разъяснение, ознакомление.

Информатика - это комплексная, техническая наука, которая систематизирует приемы создания, сохранения, воспроизведения, обработки и передачи данных средствами вычислительной техники, а также принципы функционирования этих средств и методы управления ними.

Термин "информатика" образован из двух слов: информация и автоматика. Этот термин введен во Франции в середине 60-х лет XX ст., когда началось широкое использование вычислительной техники.

Появление информатики обусловлено возникновением и распространением новой технологии сбора, обработки и передачи информации, связанной с фиксацией данных на машинных носителях.

Предмет информатики как науки составляют:

· аппаратное обеспечение средств вычислительной техники;

· программное обеспечение средств вычислительной техники;

· средства взаимодействия аппаратного и программного обеспечения;

· средства взаимодействия человека с аппаратными и программными средствами.

Средства взаимодействия в информатике принято называть интерфейсом. Поэтому средства взаимодействия аппаратного и программного обеспечения иногда называют также программно-аппаратным интерфейсом, а средства взаимодействия человека с аппаратными и программными средствами - интерфейсом пользователя.

Основной задачей информатики как науки - является систематизация приемов и методов работы с аппаратными и программными средствами вычислительной техники.

Цель систематизации состоит в том, чтобы выделять, внедрять и развивать передовые, более эффективные технологии автоматизации этапов работы с данными, а также методически обеспечивать новые технологические исследования.

Информатика - практическая наука. Ее достижения должны проходить проверку на практике и приниматься в тех случаях, если они отвечают критерию повышения эффективности.

В составе основной задачи сегодня можно выделить такие основные направления информатики для практического применения:

· архитектура вычислительных систем (приемы и методы построения систем, предназначенных для автоматической обработки данных);

· интерфейсы вычислительных систем (приемы и методы управления аппаратным и программным обеспечением);

· программирование (приемы, методы и средства разработки комплексных задач);

· преобразование данных (приемы и методы преобразования структур данных);

· защита информации (обобщение приемов, разработка методов и средств защиты данных);

· автоматизация (функционирование программно-аппаратных средств без участия человека);

· стандартизация (обеспечение совместимости между аппаратными и программными средствами, между форматами представления данных, относящихся к разным типам вычислительных систем).

На всех этапах технического обеспечения информационных процессов для информатики ключевым вопросом есть эффективность.

Для аппаратных средств под эффективностью понимают соотношение производительности оснащение к его стоимости.

Для программного обеспечения под эффективностью принято понимать производительность работающих с ним пользователей.

В программировании под эффективностью понимают объем программного кода, созданного программистами за единицу времени.

В информатике всё ориентированное на эффективность. Вопрос как осуществить ту или другую операцию, для информатики важный, но не основной. Основным есть вопрос как совершить данную операцию эффективно.

Существует три основные интерпретации понятия "информация"

Научная интерпретация. Информация - исходная общенаучная категория, отражающая структуру материи и способы ее познания, несводимая к другим, более простым понятиям.

Абстрактная интерпретация. Информация - некоторая последовательность символов, которые несут как вместе, так в отдельности некоторую смысловую нагрузку для исполнителя.

Конкретная интерпретация. В данной плоскости рассматриваются конкретные исполнители с учетом специфики их систем команд и семантики языка. Так, например, для машины информация - нули и единицы; для человека - звуки, образы, и т.п.

Существуют несколько концепций (теорий) информации.

Первая концепция (концепция К. Шеннона), отражая количественно-информационный подход, определяет информацию как меру неопределенности (энтропию) события. Количество информации в том или ином случае зависит от вероятности его получения: чем более вероятным является сообщение, тем меньше информации содержится в нем.

Вторая концепция рассматривает информацию как свойство (атрибут) материи. Ее появление связано с развитием кибернетики и основано на утверждении, что информацию содержат любые сообщения, воспринимаемые человеком или приборами. Наиболее ярко и образно эта концепция информации выражена академиком В.М. Глушковым.

Третья концепция основана на логико-семантическом (семантика - изучение текста с точки зрения смысла) подходе, при котором информация трактуется как знание, причем не любое знание, а та его часть, которая используется для ориентировки, для активного действия, для управления и самоуправления. Иными словами, информация - это действующая, полезная, "работающая" часть знаний. Представитель этой концепции В.Г. Афанасьев.

В настоящее время термин информация имеет глубокий и многогранный смысл. Во многом, оставаясь интуитивным, он получает разные смысловые наполнения в разных отраслях человеческой деятельности:

· в житейском аспекте под информацией понимают сведения об окружающем мире и протекающих в нем процессах, воспринимаемые человеком или специальными устройствами;

· в технике под информацией понимают сообщения, передаваемые в форме знаков или сигналов;

· в теории информации (по К.Шеннону) важны не любые сведения, а лишь те, которые снимают полностью или уменьшают существующую неопределенность;

· в кибернетике, по определению Н. Винера, информация - эта та часть знаний, которая используется для ориентирования, активного действия, управления, т.е. в целях сохранения, совершенствования, развития системы;

· в семантической теории (смысл сообщения) - это сведения, обладающие новизной, и так далее...

Такое разнообразие подходов не случайность, а следствие того, что выявилась необходимость осознанной организации процессов движения и обработки того, что имеет общее название - информация.

Виды и свойства информации

По способу восприятия информацию разделяют на следующие виды: визуальная, аудиальная, вкусовая, обонятельная и тактильная. Такое деление основывается на чувствах, с помощью которых информация воспринимается человеком: зрение, слух, вкус, обоняние и осязание соответственно. Научные исследования показывают, что свыше 90% информации, получаемой человеком из внешнего мира, приходится на зрение и слух, около 10% - на вкус, обоняние и осязание. Мир живой природы дает великое множество примеров, когда органы чувств (органы получения информации) достигли удивительного совершенства: зоркость глаза орла, круговое поле зрения стрекозы, тонкость обоняния и слуха диких животных. Встречаются у животных и органы чувств, которых человек не имеет. Это боковая линия у рыб, ультразвуковой "локатор" у летучих мышей. У саламандры под кожей на голове есть железа, которая способна различать солнечный свет ("третий глаз"). А у змеи между глазами и носом есть участок кожи, очень чувствительный к теплу. С помощью этого органа змея воспринимает тепловую картину мира.

Человек создает приборы, позволяющие получать информацию, которая недоступна ему в непосредственных ощущениях. Микроскопы, телескопы, термометры, спидометры - перечень, который можно продолжать и продолжать. Аналогам органов чувств человека в технических приборах соответствуют различные датчики. Получение информации называется вводом. В персональном компьютере за ввод информации отвечают специальные устройства ввода: клавиатура, сканер, дигитайзер, микрофон, мышь и многое другое.

Человек воспринимает информацию с помощью органов чувств. Воспринимаемая информация поступает в виде энергетических сигналов (свет, звук, тепло) и излучений (вкус и запах), причем процесс поступления этих сигналов происходит непрерывно.

Чувствительные органы живого организма в основном по своей природе дискретны. Зрительные образы воспринимают клетки сетчатки глаза, тактильные ощущения возникают в чувствительных нейронах, запахи воспринимаются рецепторами обоняния, каждый из которых в любой момент времени находится либо в возбужденном, либо невозбужденном состоянии. Все чувственные восприятия преобразуются в организме из дискретной формы в непрерывную, причем информация хранится не в отдельных нейронах головного мозга, а распределена по нему целиком. Непрерывность представления, например, зрительной информации позволяет человеку уверенно воспринимать динамику окружающего мира. Дискретные величины принимают не все возможные, а только определенные значения, и их можно пересчитать.

В технике непрерывная информация называется аналоговой. Многие устройства, созданные человеком, работают с аналоговой информацией. Луч кинескопа телевизора перемещается по экрану, вызывая свечение точек. Чем сильнее луч, тем ярче свечение. Изменение свечения происходит плавно и непрерывно. Проигрыватель грампластинок, ртутный термометр, манометр - примеры аналоговых устройств. Некоторые бытовые приборы могут иметь как аналоговую, так и цифровую конструкцию. К примеру, тонометр - прибор для измерения кровяного давления. Существенным отличием является то, что аналоговый прибор может выдать абсолютно произвольную величину показаний (чуть больше или меньше деления), а набор показаний у цифрового прибора ограничен количеством цифр на индикаторе. Компьютер работает исключительно с дискретной (цифровой) информацией. Память компьютера состоит из отдельных битов, а значит, дискретна. Датчики, посредством которых воспринимается информация, измеряют в основном непрерывные характеристики - температуру, нагрузку, напряжение и т.д. Встает проблема преобразования аналоговой информации в дискретную форму.
Идея дискретизации непрерывного сигнала заключается в следующем. Пусть имеется некоторый непрерывный сигнал. Можно допустить, что на маленьких промежутках времени значение характеристик этого сигнала постоянно и меняется мгновенно в конце каждого промежутка. "Нарезав" весь временной интервал на эти маленькие кусочки и взяв на каждом из них значение характеристик, получим сигнал с конечным числом значений. Таким образом, он станет дискретным. Непрерывная величина часто ассоциируется с графиком функции, а дискретная - с таблицей ее значений.
Такой процесс называется оцифровкой аналогового сигнала, а преобразование информации - аналого-цифровым преобразованием. Точность преобразования зависит от величины дискретности - частоты дискретизации: чем выше частота дискретизации, тем ближе цифровая информация к качеству аналоговой. Но и тем больше вычислений приходится делать компьютеру и тем больше информации хранить и обрабатывать. Информация необходима человеку не вообще, а конкретно в нужное время для ориентирования в окружающем мире и принятия решений о дальнейших действиях.

При качественной оценке получаемой информации говорят о следующих ее свойствах:

  • полезность или релевантность (соответствие запросам потребителя);
  • достоверность (истинность положения дел, отсутствие скрытых ошибок);
  • полнота (достаточно для понимания и принятия решения);
  • актуальность или своевременность (важность для настоящего времени);
  • доступность (возможность ее получения данным потребителем);
  • защищенность (невозможность несанкционированного использования или изменения);
  • эргономичность (удобство формы или объема с точки зрения данного потребителя);
  • объективность (не зависит от чьего-либо мнения);
  • понятность (понятно выражена).

Иногда выделяют такие свойства информации как достоверность, полнота, ценность, ясность. Все названные свойства определяются относительно некоторого исполнителя (получателя информации).

Достоверность (Д) - мера оценки легитимности источника информации.

Ясность (Я) - мера правильной интерпретации информации исполнителем.

Полнота (П) - мера соответствия полученной (требуемой) информации запрошенной (количественная интерпретация).

Ценность (Ц) - мера соответствия полученной информации запрошенной (требуемой) (качественная интерпретация).

Исходя из изложенных свойств информации, можно вычислить качественную величину информации (КВИ), например, в процентах: КВИ = (Д+Я+П+Ц)/4

То есть, КВИ может быть равно 75 %, если (60%+80%+90%+70%)/4.

Как видно из примера, все слишком абстрактно, чтобы быть практичным. Однако при моделировании на ЭВМ подобного рода проблемы существенно сглаживаются, так как при цифровой обработке информации имеет место единый эталон (бит) и нет проблем с относительной идентификацией информацией (процессор "понял" информацию или "не понял", и третьего не дано).

Информационные процессы

1. Прием (чтение книги, газеты или просмотр и прослушивание телевизора (радио), подготовка к экзамену);

2. Хранение (мы помним о том, что мы прочитали из книги);

3. Передача (Трансляция) (мы можем пересказать содержание книги своему знакомому);

4. Обработка (прочитав книгу, мы можем обработать полученную информацию и сделать для себя некоторые выводы);

5. Использование (Получив информацию о том, что идет дождь, мы взяли зонт).

Мы установили, что над информацией можно осуществлять различные действия. Одним из этих действий является передача информации. Раскроем его более подробно.

Передача информации

Самая простейшая схема передачи информации выглядит следующим образом:

Источник Þ канал связи Þ приемник

Например, доска – носитель, лектор – источник данных, канал – воздушная среда.

Источником и приемником информации может быть все что угодно. Например, человек, компьютер, измерительные приборы и т.д. и т.п.

@ Для существования информации обязателен какой-либо материальный объект передающий или хранящий ее. Такой объект называют носителем.

Носители бывают: а) кратковременные (ток, звуковые волны, оперативная память)

б) долговременные (бумага, ткань, жесткий диск)

Важными характеристиками носителей являются:

1. разрешающая способность носителя (максимальный объем данных передаваемых с помощью носителя);

2. динамический диапазон (логарифм отношения интенсивности амплитуд максимального и минимального регистрирующего сигнала), (отношения напряжений, токов и т.п.), (Доступность зависит от источника и носителя) (азбука для слепых, азбука Морзе, язык жестов: есть определенные знаки, практикующиеся как речь; этому можно научиться)

 

@ Среда, по которой носитель перемещается в пространстве от источника к потребителю (воздух, вода, электропровод) называется каналом связи.

Основная характеристика канала - пропускная способность, т.е. максимальное количество (объем) информации, проходящее по нему в единицу времени.

Следует отметить, что эта среда далеко не всегда представляет собой нечто однородное. В качестве примера можно проследить, как телеграмма попадает от отправителя к адресату: бланк, заполненный на почте от руки; телеграфное сообщение в виде электрических сигналов, передаваемых по проводам; бумажная лента с напечатанным на ней текстом; бланк с наклеенными на него кусками этой ленты; почтальон, который приносит адресату этот бланк.

От источника к потребителю информация передается в форме, сообщений.

В человеческом обществе первоначально сообщения передавались с помощью жестов и звуков.

На ранних этапах развития человек фиксировал свои сообщения с помощью зарубок, узелков, знаков, рисунков. Позднее возникла письменность. Книги, газеты и письма относятся к самым старым и до сих пор не устаревшим средствам передачи сообщений. Запись сообщений на долговременном носителе информации, в качестве которого во всех этих случаях выступает бумага, обеспечивает хранение информации и ее передачу.

По мере развития техники человечество начало использовать различные физические устройства, предназначенные как для случайной, так и для регулярной связи. Примерами таких устройств связи служат телефон, радио, телевидение, компьютерные коммуникации.

Язык - совокупность символов и правил, определяющих способы составления из этих символов осмысленных сообщений. Семантика - система правил и соглашений, определяющая толкование и придание смысла конструкциям языка.

Кодирование информации - это процесс формирования определенного представления информации. При кодировании информация представляется в виде дискретных данных. Декодирование является обратным к кодированию процессом.

В более узком смысле под термином "кодирование" часто понимают переход от одной формы представления информации к другой, более удобной для хранения, передачи или обработки. Компьютер может обрабатывать только информацию, представленную в числовой форме. Вся другая информация (например, звуки, изображения, показания приборов и т. д.) для обработки на компьютере должна быть преобразована в числовую форму. Например, чтобы перевести в числовую форму музыкальный звук, можно через небольшие промежутки времени измерять интенсивность звука на определенных частотах, представляя результаты каждого измерения в числовой форме. С помощью программ для компьютера можно выполнить преобразования полученной информации.

Аналогичным образом на компьютере можно обрабатывать текстовую информацию. При вводе в компьютер каждая буква кодируется определенным числом, а при выводе на внешние устройства (экран или печать) для восприятия человеком по этим числам строятся изображения букв. Соответствие между набором букв и числами называется кодировкой символов.

Знаки или символы любой природы, из которых конструируются информационные сообщения, называют кодами. Полный набор кодов составляет алфавит кодирования. Простейшим алфавитом, достаточным для записи информации о чем-либо, является алфавит из двух символов, описывающих два его альтернативных состояния ("да" - "нет", "+" - "-", 0 или 1).

Как правило, все числа в компьютере представляются с помощью нулей и единиц (а не десяти цифр, как это привычно для людей). Иными словами, компьютеры обычно работают в двоичной системе счисления, поскольку при этом устройства для их обработки получаются значительно более простыми. Ввод чисел в компьютер и вывод их для чтения человеком может осуществляться в привычной десятичной форме, а все необходимые преобразования выполняют программы, работающие на компьютере.

Любое информационное сообщение можно представить, не меняя его содержания, символами того или иного алфавита или, говоря иначе, получить ту или иную форму представления. Например, музыкальная композиция может быть сыграна на инструменте (закодирована и передана с помощью звуков), записана с помощью нот на бумаге (кодами являются ноты) или намагничена на диске (коды - электромагнитные сигналы).

Способ кодирования зависит от цели, ради которой оно осуществляется. Это может быть сокращение записи, засекречивание (шифровка) информации, или, напротив, достижение взаимопонимания. Например, система дорожных знаков, флажковая азбука на флоте, специальные научные языки и символы - химические, математические, медицинские и др., предназначены для того, чтобы люди могли общаться и понимать друг друга. От того, как представлена информация, зависит способ ее обработки, хранения, передачи и т.д.

Системы счисления

@ СС – знаковая система, в которой числа записываются с помощью цифр по определенным правилам.

@ Позиционные СС – количественное значение цифры зависит от ее позиции в числе. Непозиционные – не зависит.

Позиционные СС.

Первая ПСС была придумана еще в древнем Вавилоне, причем вавилонская нумерация была 60-ричной, то есть в ней использовалось 60 цифр (1 час – 60 минут, 1 минута – 60 секунд). Мы используем ее до сих пор при измерении времени. В 19 веке получила свое распространение 12-ричная СС (12 часов, 12 месяцев). До сих пор мы часто употребляем дюжину.

Десятичная СС.

Рассмотрим в качестве примера десятичное число 555. Цифра 5 встречается в нем 3 раза, причем первая с права означает 5 единиц, вторая – 5 десятков и третья 5 сотен. Позиция цифры в числе называется разрядом.

Разряд – позиция цифры в числе. Разряд числа возрастает справа налево от младших разрядов к старшим.

В СС10 существует две формы представления числа:

1. Свернутая форма числа – 555.

2. Развернутая форма, где каждой цифре числа присваивается разряд с права на лево.

Развернутое число в позиционной системе записывается в виде суммы числового ряда степеней основания.

Развернутая форма. – 555 = 5*102 + 5*101 + 5*100

Двоичная СС.

101 = 1 * 22 + 0 * 21 + 1 * 20

А2 = а n -1 * 2n -1 + … + а0 * 20 + а -1 * 2 -1 + … + а m * 2 - m

1) 5 2) 250 3) 1024

5|2 4|2|2 1 2|1 Ответ: с права на лево 1012 250|2 250|125|2 0 124|62|2 1 62|31|2 0 30|15|2 1 14|7|2 1 6|3|2 1 2|1 Ответ: с права на лево 111110102 1024|2 1024|512|2 0 512|256|2 0 256|128|2 0 128|64|2 0 64|32|2 0 32|16|2 0 16|8|2 8|4|2 0 4|2|2 0 2|1 Ответ: 100000000002

Из 10 > 8

1) 5 2) 250 3) 1024

5|8 Ответ: с права на лево 58 250|8 248|31|8 2 24|3 Ответ: с права на лево 3728 1024|8 1024|128|8 0 128|16|8 0 16|2 Ответ: 20008

Из 10 > 16

1) 5 2) 250 3) 1024

5|16 5 Ответ: с права на лево 516 250|16 240|15|16 Ответ: с права на лево FA16 1024|16 1024|64|16 0 64|4 Ответ: 40016

Правила перевода

a. Последовательно выполнять умножение исходной десятичной дроби и получаемых дробных частей произведений на основание системы (на 2, 8, 16) до тех пор пока не получится нулевая дробная часть или не будет достигнута требуемая точность вычислений.

b. Записать полученные целые части произведения в прямой последовательности. От первого к последнему.

10 Þ 2 Точность вычисления:Вычислить до трех знаков после запятой:

1) 0,2510 2) 0,7510 3) 0,69610

0,2510*2 = (0),5 0,5*2 = (1),0 Ответ: 0,2510=0,012 0,7510*2 = (1),5 0,5*2 = (1),0 Ответ: 0,7510 = 0,112 0,69610 *2 = (1),392 0,392*2 = (0),784 0,784 * 2=(1),568 Ответ: 0,69610=0,1012

10 Þ 8 Вычислить до трех знаков после запятой:

1) 0,2510 2) 0,7510 3) 0,69610

0,2510*8 = (2),0     Ответ: 0,2510=0,28 0,7510 * 8 = (6),0 Ответ: 0,7510 = 0,68 0,69610 * 8 = (5),568 0,568 * 8 = (4),544 0,544*8 = (4), 352 Ответ: 0,69610 = 0,5448

10 Þ 16 Вычислить до трех знаков после запятой:

1) 0,2510 2) 0,7510 3) 0,69610

0,2510*16 = (4),0     Ответ: 0,2510 = 0,416 0,7510*16 = (12),0     Ответ: 0,7510 = 0,С16 0,69610 * 16 = (11),136 0,136 * 16 = (2),17 6 ® 0,176 * 16 = (2),816 Ответ: 0,69610 =0,B22

Самостоятельно: 0,12510 = 0,0012 = 0,18 = 0,216

Двоичная арифметика

Все операции над числами в 2-ой СС, точно также как и в 10-ой, проводятся поразрядно.

Изначально рассмотрим пример простого десятичного сложения.

+589 248 Суммируем единицы 9+8=17. Разряд единиц переполнен, поэтому 7 оставляем в разряде единиц и переносим в разряд десятков 1, затем суммируем десятки – 8+4+1 = 13 десятков, 3 оставляем в разряде десятков, а 1 вновь переносим теперь уже в разряд сотен и т.д. 5+2+1=8.
Двоичное сложение Таким же образом при сложении чисел двоичной системы, при переполнении разряда мы переносим в старший разряд 1.
+

Основные правила сложения двоичной системы:

+ 011010 10111 + 11111 10110
Двоичное умножение Основные правила умножения
*
*101 11 101 *011010 0110 000000
Основные правила вычитания двоичной системы: 0-0=0; 1-1=0; 1-0 = 1; 10-01=01
Вычитание аналогично десятичной системе. Если в уменьшаемом числе цифра разряда меньше чем цифра разряда вычитаемого, необходимо делать заем (занимать) единички из старшего разряда.
11 11 -11001 1111 11 11 11 - 1010011 11001 Единичка из второго разряда равна 11 из первого разряда, так как 1+1=10
           

Преимущества 2-ой СС с технической точки зрения организации работы ПК бесспорны. Однако может возникнуть вопрос о том, зачем нужны другие СС. Чтобы ответить на него возьмем любое десятичное число и переведем его в другие СС с основаниями кратными двойке:

25510 = 111111112 = 33334 = 3778 = FF16

Хорошо видно, что чем меньше основание СС, тем больше разрядов требуется для его записи, т.е. тем самым мы проигрываем в компактности записи чисел и их наглядности. Поэтому, наряду с 2-ой и 10-ой СС, в вычислительной технике применяют также запись чисел в 8-ой и 16-ой СС. Поскольку их основания кратны двойке, то они органично связаны с 2-ой СС и преобразуются в эту СС наиболее быстро и просто (по сути, они являются компактными видами записи двоичных чисел). Все другие СС-я представляют для вычислительной техники чисто теоретический интерес.

Естественно, при работе с ПК Вам предстоит встретиться не только с 2-ой и 10-ой СС, но и с 8-ой и 16-ой. Поэтому необходимо знать, как осуществляется перевод числа из 2-ой СС в 8-ю и 16-ю СС.

Перевод числа из СС2 в СС8.

Для перевода числа из СС2 в СС8, число разбивается на триады справа на лево. Если в последней триаде не хватает цифр, то она дополняется нулями. Результат записывается с лева на право.

Триада, т.е. для кодирования одной 8-ой цифры используется три 2-х числа.

Пример: 100110111002 Ü триады 0104.0113.0112.1001 2 = 23348 2 3 3 4 Þ ответ 11110110012 Ü триады 0014.1113.0112.0011 2 = 17318 1 7 3 1 Þ ответ
0010011012 Ü триады 0013.0012.1011 2 = 1158 1 1 5 Þ ответ 111111102 Ü триады 0113.1112.1101 2 = 3768 3 7 6 Þ ответ

Перевод числа из СС2 в СС16.

Для кодирования одной 16-ой цифры требуется четыре двоичных числа, которые называются тетрадами.

A B C D E F

 

Пример: 100110111002 Ü тетрады 01003.11012.11001 2 = 4DC16 4 D C Þ ответ 11110110012 Ü триады 001131101210011 2 = 3D98 3 D 9 Þ ответ
0010011012 Ü тетрады 00003.01002.11011 2 = 04D8 0 4 D Þ ответ 111111102 Ü тетрады 11112.11101 2 = FE8 F E Þ ответ

 

Тема 1: Информация и информационные процессы.

Понятие информация

Понятие информация является базовым в курсе информатики. В переводе с латинского оно означает сведение, разъяснение, ознакомление.

Информатика - это комплексная, техническая наука, которая систематизирует приемы создания, сохранения, воспроизведения, обработки и передачи данных средствами вычислительной техники, а также принципы функционирования этих средств и методы управления ними.

Термин "информатика" образован из двух слов: информация и автоматика. Этот термин введен во Франции в середине 60-х лет XX ст., когда началось широкое использование вычислительной техники.

Появление информатики обусловлено возникновением и распространением новой технологии сбора, обработки и передачи информации, связанной с фиксацией данных на машинных носителях.

Предмет информатики как науки составляют:

· аппаратное обеспечение средств вычислительной техники;

· программное обеспечение средств вычислительной техники;

· средства взаимодействия аппаратного и программного обеспечения;

· средства взаимодействия человека с аппаратными и программными средствами.

Средства взаимодействия в информатике принято называть интерфейсом. Поэтому средства взаимодействия аппаратного и программного обеспечения иногда называют также программно-аппаратным интерфейсом, а средства взаимодействия человека с аппаратными и программными средствами - интерфейсом пользователя.

Основной задачей информатики как науки - является систематизация приемов и методов работы с аппаратными и программными средствами вычислительной техники.

Цель систематизации состоит в том, чтобы выделять, внедрять и развивать передовые, более эффективные технологии автоматизации этапов работы с данными, а также методически обеспечивать новые технологические исследования.

Информатика - практическая наука. Ее достижения должны проходить проверку на практике и приниматься в тех случаях, если они отвечают критерию повышения эффективности.

В составе основной задачи сегодня можно выделить такие основные направления информатики для практического применения:

· архитектура вычислительных систем (приемы и методы построения систем, предназначенных для автоматической обработки данных);

· интерфейсы вычислительных систем (приемы и методы управления аппаратным и программным обеспечением);

· программирование (приемы, методы и средства разработки комплексных задач);

· преобразование данных (приемы и методы преобразования структур данных);

· защита информации (обобщение приемов, разработка методов и средств защиты данных);

· автоматизация (функционирование программно-аппаратных средств без участия человека);

· стандартизация (обеспечение совместимости между аппаратными и программными средствами, между форматами представления данных, относящихся к разным типам вычислительных систем).

На всех этапах технического обеспечения информационных процессов для информатики ключевым вопросом есть эффективность.

Для аппаратных средств под эффективностью понимают соотношение производительности оснащение к его стоимости.

Для программного обеспечения под эффективностью принято понимать производительность работающих с ним пользователей.

В программировании под эффективностью понимают объем программного кода, созданного программистами за единицу времени.

В информатике всё ориентированное на эффективность. Вопрос как осуществить ту или другую операцию, для информатики важный, но не основной. Основным есть вопрос как совершить данную операцию эффективно.

Существует три основные интерпретации понятия "информация"

Научная интерпретация. Информация - исходная общенаучная категория, отражающая структуру материи и способы ее познания, несводимая к другим, более простым понятиям.

Абстрактная интерпретация. Информация - некоторая последовательность символов, которые несут как вместе, так в отдельности некоторую смысловую нагрузку для исполнителя.

Конкретная интерпретация. В данной плоскости рассматриваются конкретные исполнители с учетом специфики их систем команд и семантики языка. Так, например, для машины информация - нули и единицы; для человека - звуки, образы, и т.п.

Существуют несколько концепций (теорий) информации.

Первая концепция (концепция К. Шеннона), отражая количественно-информационный подход, определяет информацию как меру неопределенности (энтропию) события. Количество информации в том или ином случае зависит от вероятности его получения: чем более вероятным является сообщение, тем меньше информации содержится в нем.

Вторая концепция рассматривает информацию как свойство (атрибут) материи. Ее появление связано с развитием кибернетики и основано на утверждении, что информацию содержат любые сообщения, воспринимаемые человеком или приборами. Наиболее ярко и образно эта концепция информации выражена академиком В.М. Глушковым.

Третья концепция основана на логико-семантическом (семантика - изучение текста с точки зрения смысла) подходе, при котором информация трактуется как знание, причем не любое знание, а та его часть, которая используется для ориентировки, для активного действия, для управления и самоуправления. Иными словами, информация - это действующая, полезная, "работающая" часть знаний. Представитель этой концепции В.Г. Афанасьев.

В настоящее время термин информация имеет глубокий и многогранный смысл. Во многом, оставаясь интуитивным, он получает разные смысловые наполнения в разных отраслях человеческой деятельности:

· в житейском аспекте под информацией понимают сведения об окружающем мире и протекающих в нем процессах, воспринимаемые человеком или специальными устройствами;

· в технике под информацией понимают сообщения, передаваемые в форме знаков или сигналов;

· в теории информации (по К.Шеннону) важны не любые сведения, а лишь те, которые снимают полностью или уменьшают существующую неопределенность;

· в кибернетике, по определению Н. Винера, информация - эта та часть знаний, которая используется для ориентирования, активного действия, управления, т.е. в целях сохранения, совершенствования, развития системы;

· в семантической теории (смысл сообщения) - это сведения, обладающие новизной, и так далее...

Такое разнообразие подходов не случайность, а следствие того, что выявилась необходимость осознанной организации процессов движения и обработки того, что имеет общ



Последнее изменение этой страницы: 2016-12-16; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 35.172.217.174 (0.018 с.)