Признаки перехода к информационному обществу

Информация

О термине

· Рональд Фишер, 1921 год: набор статистических данных;

· Ральф Хартли, 1928 год: математическая переменная;

· Клод Шеннон – передача сигнала для устранения неопределенности;

· Норберт Виннер, 1948 год: обозначение содержания, полученного нами из внешнего мира в процессе приспосабливания к нему. «Информация – это информация, а не материя или энергия»;

· Виктор Михайлович Глушков: совокупность сведений, которые циркулируют в природе и обществе;

· Борис Коллендер: определенное разнообразие.

Федеральный закон №149:

1) Информация – сведения (сообщения, данные) независимо от формы их представления;

2) Информационные технологии – процессы, методы поиска, сбора, хранения, обработки, распространения информации и способы осуществления таких процессов и методов;

3) Информационная система – совокупность содержащейся в базах данных информации и обеспечивающих ее обработку информационных технологий и технических средств;

4) Информационно-телекоммуникационная сеть – технологическая система, предназначенная для передачи по линиям связи информации.

Информация – это новые сведения о чем-либо, полученные при помощи некоторого метода интерпретации данных, считанных с материального носителя.

Данные – это сигналы, зафиксированные на материальном носителе, искусственным или естественным образом.

Сигнал – это событие, повлекшее изменение некоторой физической величины.

Метод интерпретации накладывает определенную структуру на данные и предписывает определенные действия для извлечения полезных сведений из данных. Без метода интерпретации невозможно получить сведения из данных. Если же методов несколько, то возможно получение различных сведений из одних данных.

 

Свойства информации

· Объективность информации. Информация объективна, если она не зависит ни от методов ее фиксации, чьего-либо мнения.

· Точность информации определяется степенью ее близости к реальному состоянию объекта, процесса, явления и т.п.

                                                                                                                                        

· Достоверность информации. Информация достоверна, если она отражает истинное положение дел. Объективная информация всегда достоверна, но достоверная информация может быть как объективной, так и субъективной.

· Полнота информации. Если информации достаточно для понимания и принятия решения, информация полная.

· Актуальность информации – ее важность в настоящее время

· Полезность информации –ее нужность.

· Синтаксическая адекватность. (вписать с фотки)

· Связанность. Информация не бывает изолированной от материальных объектов, а всегда характеризуется связанностью со своим носителем.

· Осмысленность. Смысл информации сохраняется независимо от формы ее представления.

· Неисчерпаемость. Информация не подвержена физическому старению, обладает возможностью неограниченного тиражирования и накопления.

Информатика (обобщенно) (первая концепция) – междисциплинарное научное направление, изучающее вопросы производства, хранения, накопления, передачи, обработки и использования информации.

 

Информатика (вторая концепция) – это методология работы с информацией, определяющая информационную культуру личности человека.

Коды представления чисел

Прямой код

Предназначен для отображения целых и дробных чисел со знаком. Сначала ставится знаковый разряд (0 – положительное, 1 – отрицательное). На бумаге знаковый разряд отделяется точкой. Затем записывается само число. Например,

0.1011,1_2ПР = 11,5₁₀;

1.1011,1_2ПР = -11,5₁₀.

Обратный код

Положительные числа в обратном коде выглядят так же, как и в прямом, отрицательные формируются следующим образом: ставится знаковый разряд (1), а затем записывается положительное число с инвертированными цифрами (0 à 1, 1 à 0). Например,

1010_2ОБР = 10₁₀;

1.0101_2ОБР = -10₁₀.

N-битное число в обратном коде содержит N-1 значащих разрядов и 1 знаковый!

Дополнительный код

Применяется для представление целых и дробных чисел со знаком. Образуется следующим образом:

· Положительные числа выглядят так же, как и в прямом коде

· В знаковый разряд отрицательных чисел ставится единица, далее берется число в обратном коде, и к младшему разряду арифметическим образом прибавляется единица.

-14₁₀ = 1.0010_2ДОП

-8₁₀ = 1.1000_2ДОП

Альтернативный способ перевода. Нужно переписать все биты исходного числа справа налево до первой единицы, включая ее. Остальные биты инвертировать. Поставить знаковый разряд.

1. Есть только +0

2. Дополнительный код N-разрядного отрицательного числа есть дополнение модуля этого числа до 0.

3. Есть невостребованная комбинация (-8 требует уже 5 бит).

Модифицированные коды

Для придания однозначности записи числа могут использоваться модифицированный обратный и дополнительный код. В модифицированных кодах используются два знаковых разряда:

· 00 – положительное число

· 11 – отрицательное число

· 01 – положительное число с переполнением

· 10 отрицательное число с переполнением

Правила вычислений в модифицированных кодах такие же.

Код со смещением

Позволяет сдвинуть числовую шкалу, содержащую как отрицательные, так и положительные числа, полностью в область положительных чисел.

Вставить таблицу с примером

Если n – доступное количество разрядов, то

При выполнении арифметических операций необходимо учитывать смещение. Чтобы получить в конце верный результат, смещение необходимо вычесть.

Разрядная сетка

Разрядная сетка – это множество двоичных разрядов, выделяемых в памяти для изображения чисел. Величина разрядной сетки зависит от разрядности процессора.

От того, как именно она используется, зависят диапазон и точность представления чисел. При выполнении арифметических операций возможны случаи, когда результат не помещается в разрядную сетку.

Если число вышло за пределы РС слева, говорят о переполнении разрядной сетки. Если число вышло за пределы разрядной сетки справа, то говорят о возникновении машинного нуля.

Лекция №4

Формы представления чисел

 

Форма представления чисел – это вариант распределения разрядов имеющейся разрядной сетки между отдельными структурными элементами в записи числа.

n-1	n-2	…					2	1	0

Разрядная сетка

Разрядная сетка – это множество двоичных разрядов, выделяемых в памяти для хранения чисел. Ее величина зависит от разрядности процессора. Если число вышло за пределы разрядной сетки слева, говорят о переполнении разрядной сетки. Если число вышло за пределы разрядной сетки справа, говорят о возникновении машинного нуля.

Форма с плавающей точкой

Арифметические операции

· Сложение и вычитание: сначала производится выравнивание порядков (меньший по модулю порядок числа увеличивается до величины большего, а мантисса уменьшается в такое же количество порядков), а затем происходит сложение и вычитание мантисс.

· Умножение: порядки складываются, мантиссы перемножаются.

· Деление: из порядка делимого вычитается порядок делителя, а мантисса делится на мантиссу делителя.

В конце арифметических действий производится нормализация результата.

Стандарт IEEE 754

IEEE 754 — широко распространённый стандарт, описывающий формат представления чисел с плавающей точкой. Используется в программных и аппаратных реализациях арифметических. Форматы стандарта:

· Число половинной точности (разрядная сетка 2 байта)

· Число одинарной точности (разрядная сетка 4 байта)

· Число двойной точности (разрядная сетка 8 байт)

· Число четверной точности (разрядная сетка 16 байт)

Представление мантиссы

В записи числа используется нормализованная мантисса. Но реализация нормализации отличается от общей идеи. Дело в том, что в традиционном нормализованном числе единица в старшем бите мантиссы есть всегда. Следовательно, ее можно не сохранять, но «подразумевать». Поэтому стандарт определяет мантиссу следующим образом: она состоит из неявного бита, который всегда равен 1, двоичной точки и остальных разрядов. Получается, что мантисса охватывает диапазон чисел [1, 2). Мантисса представляется в прямом коде.

При выполнении арифметических операций с мантиссами не забывать про мнимые единицы!

Представление порядка

Порядок числа записывается в смещенном коде, т.е., к нему прибавляется фиксированное число, чтобы порядок был всегда неотрицательным. Это упрощает выполнения операций над порядками, избавляет от знакового разряда порядка.

Истинный порядок может быть и положительным, и отрицательным. Все доступные разряды порядка разделяются поровну между его положительными и отрицательными значениями. При выполнении арифметических операций процессор учитывает сдвиг.

Одна комбинация резервируется для специальных нужд.

Формат двойной точности

±	Порядок											Мантисса
1	11											52

Под порядок выделено 11 бит, поэтому смещение: .

Словесный способ

Значения функции в зависимости от ее аргументов описываются выражением на естественном языке. Например, «Функция от трех переменных истинна, если хотя бы любые две переменные имеют значение истина».

a	b	c	f
0	0	0	0
0	0	1	0
0	1	0	0
0	1	1	1
1	0	0	0
1	0	1	1
1	1	0	1
1	1	1	1

Табличный способ

(при помощи таблицы истинности)

Векторный способ (первый)

Функция задается только перечислением своих значений на различных наборах. Количество переменных и сами наборы однозначно восстанавливаются по количеству значений функции.

Векторный способ (второй)

Функция задается перечислением номеров своих наборов, на которых она принимает значение истина (или ложь). Нумерация с нуля (0,0,0,0 à 0; 1,1,1,1 à 15).

Заметим: комбинация переменных переводится в десятичную систему.

Аналитический способ

Новая функция задается формулой, в которой логические переменные являются аргументы для уже известных логических функций.

Графический способ

	0	1	2	3	4	5	6	7

Изображается циклограмма (временная диаграмма) работы устройства, которое воспроизводит данную функцию. При этом предполагается, что наборы значений подаются на вход устройства в порядке, задаваемом таблицей истинности.

Схемотехнический способ

Задается комбинационная схема, которая реализует ту же логическую функцию.

Однозначность взаимопреобразований

Аргументы