Информатика – это наука изучающая структуру и общие свойства информации, а так же закономерности и методы ее формирования, хранения, поиска, обработки, преобразования, передачи и представления в различные сферы деятельности человека.
Информатика базируется на использовании средств вычислительной техники, а так же как наука основывается на несколько составляющих:
1. Теоретическая информатика
2. Средства вычислительной техники
3. Алгоритмизация и программирование
4. Информационные технологии и системы
5. Интеллектуальные системы
1. Теоретическая информатика – это раздел, описывающий информацию как объект и средство обработки ее различного рода экономико–математических методов.
2. Средства вычислительной техники(СВТ) – это раздел, который изучает общие принципы построения вычислительных систем. Архитектура ЭВМ определяет состав, назначение, функциональные возможности и принципы взаимодействия основных вычислительных устройств. Различают классическую (неймановскую) и современную шинную(магистраль).
3. Алгоритмизация и программирование изучает раздел создания алгоритмов и разработки программных продуктов различного назначения. Алгоритмизация представляет собой интеллектуальный процесс описания решения задачи или проблемы различными способами (текстовое описание, математические выражения, блок-схемой и графом). Разработка программного продукта основана на реализацию алгоритмов с помощью конкретного языка программирования.
Программное обеспечение условно подразделяется на две части:
1) Системная
2) Прикладная
1)К системному программному обеспечению относятся языки программирования, компиляторы, операционные системы и большой набор служебных программ (архиваторы, антивирусы, браузеры, плееры и т.д.)
2)Прикладное программное обеспечение представляет собой комплекс программ, обеспечивающих решение конкретных прикладных задач в различных предметных областях. К ним относятся офисные пакеты, различные бухгалтерские программы(1С, парус).
4. Информационные технологии и системы – раздел, который связан с решением задач информационных потоков в сложных системах, включаю их ввод, обработку, хранение, поиск, оптимизацию, анализ и использование.
5. Интеллектуальные системы – раздел, который занимается исследованием искусственного интеллекта по решению проблем создания программно-аппаратных комплексов, способного решать сложные интеллектуальные задачи.
В автоматических системах присутствие человека отсутствует, в отличии от автоматизированных систем.
Рассматривая раздел информационных технологий, следует отметить, что более эффективным способом исследования реализации задач являются АСУ (автоматизированные системы управления). В частности существуют различные АСУ, которые используются на различных уровнях и предметных областях. АСУП (автоматизированные системы управления предприятий), АСУТП (автоматизированные системы управления технологическим процессом), АСНИ (автоматизированные системы научных исследований), САПР (системы автоматизированного проектирования). Здесь оперативное решение проектной задачи, например, в проекте нового прибора, или создании нового здания.
Информация. Виды и свойства.
Информация – это сведения об объектах и окружающей среде, их параметрах, свойствах, которые уменьшают степень неопределенности, неполноты знаний.
Информация может существовать в следующих видах: текст, рисунки, чертежи, цифры, световые или звуковые сигналы, радиоволны, электрические и нервные импульсы, жесты, магнитная запись.
Источник Сообщение Потребитель
Канал связи
Схема передачи происходит таким образом: человек воспринимает информацию с помощью органов чувств.
Информация характеризуется определенными свойствами, а именно: адекватность (однозначное соответствие объекту или процессу), релевантность (соответствие нуждам пользователя), полнота (исчерпывающий объем информации, необходимый для пользования), достоверность (истинность), доступность (получение информации каждым конкретным пользователем), своевременность, защищенность, эргономичность (удобство в сборе и использовании), уникальность (неповторимость).
Измерение информации.
1 бит – единица измерения информации.
Для количественной оценки информации используются различные меры, а именно синтаксическая, семантическая и прагматическая.
Синтаксическая мера оперирует с обезличенной информацией, не выражающей смыслового отношения к предмету. На этом уровне обычно учитывается тип носителя, способ представления информации, скорость передачи или обработки, размеры кодов представленной информации. Здесь используется объем данных (информационный объем сообщения или объем памяти, необходимый для хранения сообщения). Информационный объем сообщения измеряется в битах или байтах. Например для заполнения всей страницы А4, потребуется около 3 кб. Один черно – белый кадр 300 кб, а цветной от 1 Мб и выше.
На синтаксическом уровне используется такое понятие как энтропия (степень неполноты знаний или неопределенность или мера недостающей информации). Для измерения энтропии используется формула Шеннона. Формула Хартли упрощенный вариант формулы Шеннона для случая, когда все состояния системы равновероятны.
Семантическая мера информации характеризует смысловое (семантическое) содержание информации. Для оценки семантической информации используется понятие тезаурус (совокупность сведений, которыми располагает пользователь или система). Относительной мерой семантической информации может служить коэффициент содержательности С=I/V, которая определяется как отношение количества семантической информации к ее объемы. Таким образом, тезаурус это накопленные знания пользователя.
Прагматическая мера информации – это мера характеризует полезность информации, ее ценность для достижения пользователем определенной цели. Сообщение обычно содержит информацию, о каких либо событиях. Количество информации для событий с различными вероятностями их появления определяется по формуле I = -N*log2P. Здесь I – это количество информации, N – количество возможных событий, P – вероятность отдельных событий. В случаи равновероятности событий количество информации определяется по формуле I = log2N (N=2i – показательная форма).
При рассмотрении текста того алфавита, с помощью которого он записан, а также звуковых и видео сигналов, расчеты по определению количества информации, можно осуществлять по основным расчетным формулам: N = 2i , i = log2N, I = K*i
Здесь N – полное количество символов в алфавите, i – количество информации, которую несет каждый символ, K – размер текста, I – искомое количество информации содержащейся в тексте.
Технологии работы с информацией.
Кодирование информации.
Кодирование – представление информации в определенной стандартной форме. Одни и те же сведения могут быть представлены в различных формах и наоборот различные сведения можно представить в похожей форме. Системы вычислительной техники требуют единообразного унифицированного представления информации.
Кодирование чисел.
На протяжении столетий кодирование чисел осуществлялось различными способами. Обычно для этих целей использовались цифры. В жизни применяются позиционные и непозиционные системы счисления.
Непозиционные системы счисления.
Примером НСС является система, принятая в древнем Риме:
I = 1 V = 5 X = 10 L = 50 C = 100 M = 1000
MCMXCV – 1995
Позиционные системы счисления.
В ПСС количественный эквивалент (значение цифры) зависит от ее места в записи числа.
Наиболее распространенной является десятичная (арабская) система счисления.
В системе счисления с основанием Р, единицами разрядов служат последовательные степени числа Р. В ПСС число в развернутой форме может быть представлено в следующем виде: N = Аn * Pn +An-1 * Pn-1 + … +A1 * P1 + A0 . Здесь N – число в Р системе счисления, Аn – цифра n разряда, Р – основание системы счисления, n - порядковый номер цифры. Свернутой формой записи числа является AnAn-1…A0
Таблица систем счисления:
| 10 с/с
| 2 с/с
| 4 с/с
| 8 с/с
| 16 с/с
|
| 0
| 0
| 0
| 0
| 0
|
| 1
| 1
| 1
| 1
| 1
|
| 2
| 10
| 2
| 2
| 2
|
| 3
| 11
| 3
| 3
| 3
|
| 4
| 100
| 10
| 4
| 4
|
| 5
| 101
| 11
| 5
| 5
|
| 6
| 110
| 12
| 6
| 6
|
| 7
| 111
| 13
| 7
| 7
|
| 8
| 1000
| 20
| 10
| 8
|
| 9
| 1001
| 21
| 11
| 9
|
| 10
| 1010
| 22
| 12
| A
|
| 11
| 1011
| 23
| 13
| B
|
| 12
| 1100
| 30
| 14
| C
|
| 13
| 1101
| 31
| 15
| D
|
| 14
| 1110
| 32
| 16
| E
|
| 15
| 1111
| 33
| 17
| F
|
