Глава 1. О науке Информатика. Понятие и представление информации.

Современное общество характеризуется существенным ростом объемов информации во всех сферах человеческой деятельности. Это привело к появлению науки Информатика и процессу информатизации общества, который связан с обработкой информации на компьютерах.

Основными объектами изучения информатики являются информация и информационные процессы.

Наука информатика

Информатика как наука сформировалась в середине 90-х годов прошлого столетия. Именно в эти годы в школах и вузах стали изучать дисциплину "Информатика".

Как прикладная наука информатика находится на стыке многих наук. Например, она опирается на многие разделы математики, в частности, на булеву алгебру или алгебру логики, разработанную выдающимся англичанином Джорджем Булем еще в XIX веке, теорию множеств, теорию графов.

Поэтому для получения необходимого объема знаний следует выделить:

Ø относительно стабильные базовые знания (ядро)

Ø динамично изменяемые знания, практикум и технологии.

Термин " Информатика " произошел от двух французских слов " Автоматика " и " Информация ". Иными словами — это автоматизированная переработка информации.

Во Франции и странах Восточной Европы используется именно этот термин для обозначения науки Информатика.

В США и странах Западной Европы термину "Информатика" соответствует словосочетание Computer Science (Наука о компьютерах).

Информатика — это наука, связанная с процессами преобразования, хранения и передачи информации с помощью компьютеров (электронно-вычислительных машин или ЭВМ).

В широком смысле информатику можно рассматривать, как

Ø отрасль народного хозяйства,

Ø фундаментальную науку и

Ø прикладную дисциплину.

В данном курсе Информатика рассматривается как прикладная дисциплин, которая состоит из трех взаимосвязанных разделов:

Ø Технические средства (Hardware)

Ø Программные средства (Software)

Ø Алгоритмические средства (Brainware)

Технические средства – это раздел, в котором рассматриваются общие принципы построения вычислительных систем на уровне архитектуры, определяющей состав, назначение, функциональные возможности и принципы взаимодействия устройств. Технические детали и электронные схемы выходят за рамки данного курса.

Программные средства – это раздел, в котором рассматриваются программы, как системные, так и прикладные, используемые в различных областях деятельности.

Алгоритмические средства – это раздел, в котором рассматриваются понятия модели, алгоритма и технологии его создания, понятия языка программирования и технологии программирования, приводится пример современного языка программирования VBA.

Для получения целостного представления о дисциплине в учебном пособии определены базовые понятия, связанные с тремя вышеуказанными направлениями информатики, представлены офисные технологии (текстовый процессор, электронная таблица, система управления базами данных) и элементы программирования на языке высокого уровня VBA.

Развитие информатики привело к возникновению и широкому внедрению новых информационных технологий (НИТ) в различные области человеческой деятельности.

Информационная технология – процесс, использующий совокупность средств и методов сбора, обработки и передачи данных (первичной информации) для получения информации нового качества о состоянии объекта, процесса или явления (информационного продукта).

Новая информационная технология –это информационная технология, использующая компьютеры и телекоммуникационные средства.

Развитие информационных технологий начиналось с наскальной живописи, далее появилась "бумажная технология" (книгопечатание), затем радиовещание, кино, телевидение и, наконец, компьютеры открыли новую эру — компьютерныхили новых информационных технологий.

Можно выделить два направления НИТ:

q общего назначения (используются в любой области),

q узкоспециализированные (связаны со спецификой работы).

Среди НИТ общего назначения наиболее широко используются:

q офисные технологии (работа с текстами, вычисления, базы данных),

q мультимедиа-технология (обучение, игры с использованием анимации, видео, звука),

q интернет-технология (доступ к Мировой базе данных, электронная почта, телеконференции),

q технология презентаций (визуализация докладов, сообщений с помощью дополнительных средств графики, анимации, видео, звуком),

q технология экспертных систем (для решения задач типа, "что будет, если".).

Специализированные НИТ, как правило, предназначены для обработки данных в определенной области знания, в том числе и в деятельности таможенных органов используются, так называемые информационные таможенные технологии (ИТТ).

В настоящее время осуществление таможенной деятельности на любом уровне исполнения проводится с максимальным использованием ЭВМ с преобладанием персональных компьютеров. На базе персональных компьютеров внедрены в эксплуатацию таможенных органов России автоматизированные рабочие места (АРМ) таможенного инспектора, работников служб таможенных платежей, валютного контроля, статистики, борьбы с контрабандой и др. Теперь они называются КПС — комплекс программных средств. Персональные компьютеры являются первичными ЭВМ по сбору, обработке и передаче различной таможенной информации.

Понятие информации

Слово информация произошло от латинского слова informatio, что означает разъяснение, изложение.

Понятие «информация», используется многими научными дисциплинами, имеет большое количество разнообразных свойств, но каждая дисциплина обращает внимание на те свойства информации, которые ей наиболее важны. В рамках нашего рассмотрения наиболее важными являются такие свойства, как полнота, достоверность, адекватность, доступность, актуальность.

В более широком смысле, информация – сведения об объектах, процессах, которые уменьшают имеющуюся в знаниях о них степень неопределенности или неполноты (вероятностный подход, Клод Шеннон).

В более узком смысле, вполне достаточном для данного курса, информация – это отображение реального мира с помощью сведений (сообщений).

Сообщение – это форма представления информации в виде текста, речи, изображений, цифровых данных, графиков, таблиц и т.д.

Существует количественная характеристика информации — числовая величина, отражающая ту степень неопределенности (неполноту знаний), которая исчезает после получения информационного сообщения. Эту меру неопределенности в теории информации называют энтропией (от греч. ἐντροπία — поворот, превращение, в данном случае, возможность разных исходов).

Можно сказать, что информация — это сведения об объектах и явлениях окружающей среды. Например, экономическая информация — это совокупность сведений, отражающих социально-экономические процессы, таможенная информация — это совокупность сведений, отражающих таможенную политику (таможенный контроль и регулирование товарообмена) на таможенной территории Российской Федерации, правовая информация — это совокупность сведений, отражающих социально-правовые процессы и т.д.

Наряду с термином «информация» в информатике используется понятие «данные». Понятие «информация» шире понятия «данные». Данные – это отрывочные, иногда не связанные между собой сведения. Однако в работе с компьютерными программами именно с помощью данных проводятся исследования в различных областях.

В технологическом процессе обработки данных можно выделить 4 этапа:

1. Формирование первичных данных — первичные сообщения о хозяйственных операциях, документы, содержащие нормативные и юридические акты, результаты экспериментов, например, параметры новой модели самолета или автомобиля и т.д.

2. Накопление и систематизация данных, т.е. организация такого размещения данных, которое обеспечило бы быстрый поиск и отбор нужных сведений, методическое обновление данных, защиту от искажений и т.д.

3. Обработка данных —процессы, в результате которых на основе ранее накопленных данных формируются новые виды данных — обобщающие, аналитические, рекомендательные, прогнозные и т.д. Эти данные вторичной обработки могут быть подвергнуты следующей обработке и могут дать более глубокие, точные обобщения.

4. Отображение данных —представление данных в форме, удобной для человека. Это вывод на печать, графические изображения (иллюстрации, графики, диаграммы и т.д.), звук и т.д.

Сообщения, формируемые на первом этапе, могут иметь разный вид: обычный бумажный документ, звук, видео, числовые данные на каком-то носителе. Как правило, носители первичной информации (физические носители, полученные от аналоговых устройств) – бумага, пластинки, кассеты, видеокассеты очень недолговечны.

Компьютерные технологии предлагают принципиально новый подход – цифровое (дискретное) представление информации на магнитных и лазерных носителях. Посредством технических и программных средств ЭВМ первичные данные преобразуются в машинный код.

Данные характеризуются своим типом и множеством операций над ними. Данные в компьютере условно делятся на простые и сложные или составные.

Примеры простых данных, которые может обрабатывать компьютер, представлены в таблице 1.

Таблица 1 – простые типы данных и операции над ними

№	Типы данных	Операции
1.	Числа (числовые данные)	Все арифметические операции
2.	Тексты (символьные данные)	Замещение, вставка, удаление символов, сравнение, конкатенация строк
3.	Логические (бинарные) данные	Все логические операции (конъюнкция, дизъюнкция, отрицание и др.)
4.	Изображения: рисунки, графика, анимация (графические данные)	Операции над пикселями, из которых состоит изображение: яркость, цвет, контрастность
5.	Видео данные	Удаление фрагмента, вставка фрагмента, работа с кадрами
6.	Аудио данные	Усиление, уменьшение, удаление фрагмента, вставка фрагмента

 

К сложным данным относятся:

· массивы и списки, которые содержат однотипные значения,

· структуры, записи, таблицы, содержащие значения разного типа.

Такие сложные данные, как структуры, записи, таблицы, могут содержать числа, текст, графику, анимацию, видео и т.д.