Понятие информации экзамен по информатике

Информация
– это совокупность каких-либо сведений,
данных, передаваемых устно, письменно
или др. способом (N:
звуковые или световые сигналы). Информатика
– наука, изучающая структуру и свойства
информации, а так же вопросы связанные
с её сбором, хранением поиском, передачей,
переработкой, преобразованием,
распространением и использованием в
различных сферах человеческой
деятельности. Пристальное внимание к
информации связано с бурным ростом
объема человеческих знаний, которое
наз. «информационным взрывом». Общая
сумма человеческих знаний изменялось
раньше медленно, позднее ускорялось:
общая сумма чел-их знаний: к 1800 –
удваивалась каждые 50 лет; к 1950 — -//- 10 лет;
к 1970 — -//- 5 лет; к 1990 — -//- ежегодно; в
настоящее время — -//- каждые полгода.
Колоссальный объем информации передается
по глобальной сети «Интернет». Большой
объем информации обрабатывает ЭВМ.
Новые
информационные технологии
– совокупность методов и средств сбора,
обработки и передачи данных (первичной
информации) для получения информации
нового качества о состояния объекта,
процесса или явления на базе вычислительной
и коммуникационной техники и широко
применение математических методов.
Представление
информации:
1. непрерывная
(аналоговая) – процесс не им. Перерывов
и может изменяться в любое время (N:
речь, температура тела); 2. дискретная
(цифровая) – изменяется лишь в определенный
период времени и принимает заранее
определенные значения (времена года).
Момент цифрового возможного изменения
определяет тактовый генератор конкретного
цифрового устройства. Имеется тенденция
перехода к единому цифровому представлению
всех видов информации.». Информатика»
претендует на то, чтобы объединить все
средства вещания и коммуникации,
компьютеры, видео-, теле-, радио-, объединить
их в единое «гиперпространство». Единицы
измерения информации.

Количество
информации содержащейся в каком-либо
сообщении – субъективная величина (для
каждого человека). Объективная
количественная мера информации введена
на основе вероятностной трактовки
информационного объема. Впервые
предложили этот способ информационного
объема в 1948 К. Шеннон: информация
– это чведения уменьшающие неопределенность
(энтропию) существующую до их получения.
Наименьшей единицей информации является
бит
(от англ. binary
digit
– двоичный разряд). Сообщение о том, что
произошло одно из 2-х возможных событий,
дает получателю один бит информации.
Более крупная единица информации байт
= 8 бит. 1Кбайт = 2¹⁰байт
= 1024байт. 1Мбайт = 2¹⁰Кбайт
= 1024Кбайт = 2²⁰
байт. 1Гбайт = 2¹⁰Мбайт
= 2²⁰Кбайт
= 2³⁰
байт. 1Тбайт = 2¹⁰Гбайт
= 2²⁰Мбайт
= 2³⁰Кбайт
= 2⁴⁰
байт.

2. Понятие об информационных технологиях.

Раздел
информатики – информационная технология.
Информационная
технология – совокупность
конкретных технических и программных
средств и приемов работы, с помощью
которых выполняются разнообразные
операции по обработке информации во
всех сферах человеческой
деятельности(социальная, экономическая).
В своем развитии ИТ прошла несколько
этапов: ручной, механический, электрический,
электронный (компьютерный). Главное
аппаратное устройство и является ЭВМ:
супер ЭВМ; настольный ЭВМ; ЭВМ размером
с записную книжку, и т.д.. Наибольшее
распространение получили программное
обеспечение фирмы Microsoft
(операционная система, текстовые
редакторы, базы данных, электронные
таблицы, средства презентации, языки
программирования, средства навигации
а интернете и др.). Внешний вид программ:
унифицированный интерфейс: сверху
заголовок, затем главное меню, далее
панели инструментов, в центре рабочая
область, внизу строка состояния. Многие
пункты главного меню одинаковые
практически во всех программах (Файл.
Вид. Помощь.). Для решения конкретных
задач является правильный выбор программ
обеспечения.

Задача	Вид программного обеспечения	Название программного продукта
1. Подготовка текстов	Текстовые редакторы	MS Word, Lexicon, Foton, Ann Pro Page Maker.
2. Создание рисунков	Графические редакторы	Adobe Photo Shop, Pro,3D Studio, Animator.
3. Финансовые расчеты	Электронные таблицы	Ms Excel, Super Cale, Quattro, Pro.
4. Учет матем. Ценностей кадров, сфер данных	Базы данных	Ms Access, Fox Pro, Paradox, Fox Base
5. Решение математических задач	Математические системы	MathCAD, Maple, Mat Lab, Mathematic
6. Обработка данных	Статистические системы	TC WIN, 3D TC WIN, STATISTICA, SPSS, STADIA
7. Проектирование составных чертежей	Системы автоматизированного проектирования	Auto CAD, CADdy, ArehiCad
8. Моделирование РЭУ	Система моделирования	Or CAD, Workbench, PS pice, Micro Cap, Curcu
9. Переводы, поверка орфографии, распознавание образов	Система искусственного интеллекта	Socrat, Fine Reader, ПРОМТ, МультиЛекс
10. Реклама, иллюстрированный материал для доклада	Мультимедийные средства презентации	Power Point, Lotus, Freelance Crafics
11. Поиск информации в Internet	Браузеры	Internet Explorer, Opera
12. Консульт. по правовым вопросам	Базы данных	Консультант Плюс, ГАРАНТ, Ваше Право, Юспе, Референт, Эталон, ФРБТ
13. Автоматизация офиса	Электронный календарь, менеджер	Outlook
14. Шифрование сообщений	Система криптографии	PGP, ШИП, Криптон, Аккорд, Заставка, ФПСУ
15. Расчет заработной платы	Бухгалтерские программы	Парус, БЭСТ, IC Бухгалтерия
16. Нестандартная задача	Языки программирования	Visual Basic, Delpnt, Java, HTML, Basic, Pascal

ИТ – совокупность
определенных действий персонала по
переработке информации на компьютере.
Достижение поставленных целей способ.:
разделение программного обеспечения
по функциональному назначению; унификация
выполняемых пользователем элементарных
операций (загрузка, сохранение);
стандартизация используемых элементов
(команды); типизация операций, действий,
этапов.

Соседние файлы в папке Экзамен по информатике

• #
• #

Лекция на тему
«Понятие информации и информатики»

Большинство ученых в наши дни отказываются от попыток
дать строгое определение информации и считают, что информацию следует
рассматривать как первичное, неопределимое понятие подобно множества в математике.
Некоторые авторы учебников предлагают следующие определения информации:

Информация
–
это знания или сведения о ком-либо или о чем-либо.

Информация – это сведения, которые можно собирать, хранить, передавать,
обрабатывать, использовать.

Информатика – наука об информации
или
– это наука о структуре и свойствах информации, способах сбора, обработки и
передачи информации
или
– информатика, изучает технологию сбора, хранения и переработки информации, а
компьютер основной инструмент в этой технологии.

Термин информация происходит от латинского слова
informatio, что означает сведения, разъяснения, изложение. В настоящее время
наука пытается найти общие свойства и закономерности, присущие многогранному
понятию информация, но пока это понятие во многом остается интуитивным и
получает различные смысловые наполнения в различных отраслях человеческой
деятельности:

1.   
в
быту информацией называют любые данные, сведения, знания, которые кого-либо
интересуют. Например, сообщение о каких-либо событиях, о чьей-либо деятельности
и т.п.;

2.   
в
технике под информацией понимают сообщения, передаваемые в форме знаков или
сигналов (в этом случае есть источник сообщений, получатель (приемник)
сообщений, канал связи);

3.   
в
кибернетике под информацией понимают ту часть знаний, которая используется для
ориентирования, активного действия, управления, т.е. в целях сохранения,
совершенствования, развития системы;

4.   
в
теории информации под информацией понимают сведения об объектах и явлениях
окружающей среды, их параметрах, свойствах и состоянии, которые уменьшают
имеющуюся о них степень неопределенности, неполноты знаний.

Информация – это отражение
внешнего мира с помощью знаков или сигналов.
Информационная ценность сообщения заключается в новых сведениях, которые в нем
содержатся (в уменьшении незнания).

Свойства информации:

1.   
полнота
— свойство информации исчерпывающе (для данного потребителя) характеризовать
отображаемый объект или процесс;

2.   
актуальность—
способность информации соответствовать нуждам потребителя в нужный момент
времени;

3.   
достоверность
— свойство информации не иметь скрытых ошибок. Достоверная информация со
временем может стать недостоверной, если устареет и перестанет отражать
истинное положение дел;

4.   
доступность
— свойство информации, характеризующее возможность ее получения данным
потребителем;

5.   
релевантность
— способность информации соответствовать нуждам (запросам) потребителя;

6.   
защищенность
— свойство, характеризующее невозможность несанкционированного использования
или изменения информации;

7.   
эргономичность
— свойство, характеризующее удобство формы или объема информации с точки зрения
данного потребителя.

Информацию следует считать особым видом ресурса, при этом
имеется в виду толкование «ресурса» как запаса неких знаний материальных
предметов или энергетических, структурных или каких-либо других характеристик
предмета. В отличие от ресурсов, связанных с материальными предметами,
информационные ресурсы являются неистощимыми и предполагают существенно иные
методы воспроизведения и обновления, чем материальные ресурсы.

С этой точки зрения можно рассмотреть такие свойства
информации:

1.   
запоминаемость;

2.   
передаваемость;

3.   
воспроизводимость;

4.   
преобразуемость;

5.   
стираемость.

Запоминаемость — одно из самых
важных свойств. Запоминаемую информацию будем называть макроскопической (имея в
виду пространственные масштабы запоминающей ячейки и время запоминания). Именно
с макроскопической информацией мы имеем дело в реальной практике.

Передаваемость информации с помощью каналов связи (в том числе с
помехами) хорошо исследована в рамках теории информации К.Шеннона. В данном
случае имеется в виду несколько иной аспект — способность информации к
копированию, т.е. к тому, что она может быть «запомнена» другой
макроскопической системой и при этом останется тождественной самой себе.
Очевидно, что количество информации не должно возрастать при копировании.

Воспроизводимость информации тесно связана с ее передаваемостью и не
является ее независимым базовым свойством. Если передаваемость означает, что не
следует считать существенными пространственные отношения между частями системы,
между которыми передается информация, то воспроизводимость характеризует
неиссякаемость и неистощимость информации, т.е. что при копировании информация
остается тождественной самой себе.

Фундаментальное свойство информации — преобразуемость. Оно означает, что
информация может менять способ и форму своего существования. Копируемость есть
разновидность преобразования информации, при котором ее количество не меняется.
В общем случае количество информации в процессах преобразования меняется, но
возрастать не может.

Свойство стираемости информации также не является независимым. Оно
связано с таким преобразованием информации (передачей), при котором ее
количество уменьшается и становится равным нулю.

Данных свойств информации недостаточно для формирования
ее меры, так как они относятся к физическому уровню информационных процессов.

Задание: приведите примеры
информации:

·        
в
неживой природе (например, в геологии или археологии);

·        
в
биологических системах (например, из жизни животных и растений);

·        
в
технических устройствах (например, телевидение, телеграфные сообщения);

·        
в
жизни общества (например, исторические сведения, реклама, средства массовой
информации, общение людей).

Информация всегда связана с материальным носителем.

Носителем информации может быть:

любой материальный предмет (бумага, камень и т.д.);

волны различной природы: акустическая (звук),
электромагнитная (свет,радиоволна) и т.д.;

вещество в различном состоянии: концентрация молекул в
жидком растворе, температура и т.д.

Машинные носители информации: перфоленты, перфокарты, магнитные ленты, и т.д.
Сигнал — способ передачи информации. Это физический процесс, имеющий
информационное значение. Он может быть непрерывным или дискретным.
Сигнал называется дискретным, если он может принимать лишь конечное число
значений в конечном числе моментов времени.

Аналоговый сигнал — сигнал, непрерывно
изменяющийся по амплитуде и во времени.

Сигналы, несущие текстовую, символическую информацию, дискретны.

Аналоговые сигналы используют в телефонной связи,
радиовещании, телевидении.

Говорить об информации вообще, а не применительно к
какому-то ее конкретному виду беспредметно. Классифицировать ее можно:

·        
по
способам восприятия (визуальная, тактильная и т.д.);

·        
по
форме представления (текстовая, числовая, графическая и т. д.);

·        
по
общественному значению (массовая, специальная, личная).

Примеры получения
информации:

1) динамик компьютера
издает специфический звук, хорошо знакомый Васе, — следовательно, пришло новое
сообщение по ICQ;

2) с вертолета пожарной
охраны в глубине леса замечен густой дым — обнаружен новый лесной пожар;

3) всевозможные датчики,
расположенные в сейсмологически неустойчивом районе, фиксируют изменение
обстановки, характерное для приближающегося землетрясения.

Основные направления в
информатике: кибернетика, программирование, вычислительная техника,
искусственный интеллект, теоретическая информатика, информационные
системы.Понятие информатики является относительно новым в лексиконе
современного человека. Несмотря на повсеместное употребление, его содержание
остается не проясненным до конца в силу своей новизны. Интуитивно ясно, что оно
связано с информацией, а также с ее обработкой на компьютерах. Это
подтверждается существующей легендой о происхождении данного слова: считается,
что оно составлено из двух слов – ИНФОРМАция и автомаТИКА (как средство
преобразования информации).

Вследствие широкого
распространения компьютеров и информационного бума, который переживает
человечество, с азами информатики должен быть знаком всякий грамотный
современный человек; вот почему ее преподавание включено в курс средней школы и
продолжается в высшей школе.

Основные
понятия информатики

Информатика – область
человеческой деятельности, связанная с процессами преобразования информации с
помощью компьютеров и других средств вычислительной техники. С информатикой
часто связывают одно из следующих понятий: это либо совокупность определенных
средств преобразования информации, либо фундаментальная наука, либо отрасль
производства, либо прикладная дисциплина.

Информатика как
совокупность средств преобразования информации включает технические средства
(hardware), программные продукты (software), математические методы, модели и
типовые алгоритмы (brainware). В состав технических средств входят компьютеры и
связанные с ними периферийные устройства (мониторы, клавиатуры, принтеры и
плоттеры, модемы и т.д.), линии связи, средства оргтехники и т.п., т.е. те
материальные ресурсы, которые обеспечивают преобразование информации, причем
главенствующую роль в этом списке играет компьютер. По своей специфике
компьютер нацелен на решение очень широкого круга задач по преобразованию
информации, при этом выбор конкретной задачи при использовании компьютера
определяется программным средством, под управлением которого функционирует
компьютер. К программным продуктам относятся операционные системы и их
интегрированные оболочки, системы программирования и проектирования программных
продуктов, различные прикладные пакеты, такие, как текстовые и графические
редакторы, бухгалтерские и издательские системы и т.д. Конкретное применение
каждого программного продукта специфично и служит для решения определенного
круга задач прикладного или системного характера. Математические методы, модели
и типовые алгоритмы являются тем базисом, который положен в основу
проектирования и изготовления программного, технического средства или другого
объекта в силу исключительной сложности последнего и, как следствие,
невозможности умозрительного подхода к созданию.

Перечисленные выше три ресурсных компонента информатики играют разную роль в
процессе информатизации общества. Так, совокупность программных и технических
средств, имеющихся в том или ином обществе, и позволяет сделать его
информационным, когда каждый член общества имеет возможность получить
практически любую (исключая, естественно, секретную) интересующую его
информацию (такие потребители информации называются конечными пользователями).
В то же время, сложность технических и программных систем заставляет
использовать имеющиеся технические и программные продукты, а также нужные
методы, модели и алгоритмы для проектирования и производства новых и
совершенствования старых технических и программных систем. В этом случае можно
сказать, что средства преобразования информации используются для производства
себе подобных. Тогда их пользователем является специалист в области
информатики, а не конечный пользователь. 

Информатика как
фундаментальная наука занимается разработкой абстрактных методов, моделей и
алгоритмов, а также связанных с ними математических теорий. Ее прерогативой
является исследование процессов преобразования информации и на основе этих
исследований разработка соответствующих теорий, моделей, методов и алгоритмов,
которые затем применяются на практике.

Информатика как отрасль
производства практически использует результаты исследований фундаментальной
науки информатики. В самом деле, широко известны западные фирмы по производству
программных продуктов, такие как Microsoft, Lotus, Borland, и технических
средств – IBM, Apple, Intel, Hewlett Packard и другие. Помимо производства
самих технических и программных средств разрабатываются также и технологии
преобразования информации.

Информатика как прикладная дисциплина занимается подготовкой специалистов в
области преобразования информации. Она изучает закономерности протекания
информационных процессов в конкретных областях и методологии разработки
конкретных информационных систем и технологий. 

Таким образом, главная
функция информатики состоит в разработке методов и средств преобразования
информации с использованием компьютера, а также в применении их при реализации
технологического процесса преобразования информации.

Задание:

·        
Приведите примеры информации с указанием ее носителя. Какого типа
сигнал передает эту информацию?

·        
Приведите примеры непрерывных сигналов.

·        
Приведите примеры дискретных сигналов.

Структура
предметной области информатики

Источники:

1.   
Гейн А.Г., Сенокосов А.И., Шолохович В.Ф. Информатика: 7–9 кл.
Учебник для общеобразовательных учебных заведений. М.: Дрофа, 1998.

2.   
Каймин В.А., Щеголев А.Г., Ерохина Е.А., Федюшин Д.П. Основы
информатики и вычислительной техники: Пробный учебник для 10–11-х классов
средней школы. М.: Просвещение, 1989.

3.   
Кушниренко А.Г., Лебедев Г.В., Сворень Р.А. Основы информатики и
вычислительной техники: Учебник для средних учебных заведений. М.: Просвещение,
1993.

4.   
Семакин И., Залогова Л., Русаков С., Шестакова Л. Информатика:
учебник по базовому курсу. М.: Лаборатория Базовых Знаний, 1998.

5.   
Угринович Н. Информатика и информационные технологии. Учебное
пособие для общеобразовательных учреждений. М.: БИНОМ, 2001

6.   
Информатика. 7–8-е классы / Под ред. Н.В. Макаровой. СПб.:
ПитерКом, 1999

7.   
Шауцукова Л.З. Информатика: Учебник для 10–11-х классов. М.:
Просвещение, 2000.

8.   
Гейн А.Г. Обязательный минимум содержания образования по
информатике: и в нем нам хочется дойти до самой сути. // Информатика № 24, 2001

9.   
Андреева Е.В. Математические основы информатики. Элективный курс:
Учебное пособие / Е.В. Андреева, Л.Л. Босова, И.Н. Фалина. М.: БИНОМ.
Лаборатория Знаний, 2005

1.    
Понятие информации.

2.    
Свойства информации.

3.    
Виды (классификация)
информации.

4.     Общая характеристика процессов
сбора, передачи, обработки и накопления информации.

5.    
Количество информации:
формулы Хартли и Шеннона.

6.    
Понятия информационного процесса, информатизации, информационной технологии, информационного общества.

7.    
Кодирование информации.

8.    
Машинная арифметика.

Содержание.

1. Понятие информации с точки зрения различных наук

В любой науке основные
понятия определить достаточно сложно. Так и понятие «информация» невозможно
определить через другие, более «простые» понятия. В каждой науке оно связано с
различными системами понятий. Например, в определении понятия «информация»
необходимо отразить, что она:

1.     существует в неживой
природе;

2.     существует в
биологических системах;

3.     не всегда может быть
выражена словами;

4.     возникает в процессе
общения;

5.     хранится,
обрабатывается, передается,  и т.д.

В зависимости от области
знания существуют различные подходы к определению понятия «информация».

Впервые как научное
понятие термин «информация» стал применяться в теории журналистики в 30-х годах ХХ века, хотя в исследованиях по библиотечному делу он появился еще
раньше. Под информацией понимались различные сведения, сообщения. Что
соответствует переводу с латинского языка informatio –
сведение, разъяснение,  ознакомление.

В физике понятие информация рассматривается как антиэнтропия или
энтропия с обратным знаком. Поскольку мерой беспорядка  термодинамической системы является энтропия
системы, то информация (антиэнтропия) является мерой упорядоченности и
сложности системы. По мере увеличения сложности системы величина энтропии
уменьшается,  и величина информации
увеличивается. Процесс увеличения информации характерен для открытых,
обменивающихся веществом и энергией с окружающей средой, саморазвивающихся
систем живой природы (белковых молекул, организмов, популяций животных и т.д.).

В неживой природе понятие информация связано с понятием отражения,
отображения. В некоторых физических и химических теориях информация
определяется как отраженное многообразие. Отражение заключается в таком
изменении одного материального объекта под воздействием другого, при котором
все особенности отражаемого объекта каким-либо образом воспроизводятся
отражающим объектом. В процессе отражения и происходит передача информации.
Т.е. информация — это результат отражения. В соответствии с этим взглядом
информация существовала и будет существовать вечно, она содержится во всех
элементах и системах материального мира. Информация, наряду с веществом и
энергией, является неотъемлемым свойством материи.

Под информацией в технике понимают сообщение,
передаваемое с помощью знаков и символов. В теории связи, например, под информацией принято понимать любую
последовательность символов, не учитывая их смысл. В основанной американским
ученым Клодом Шенноном математической
теории информации под информацией понимались не любые сведения, а лишь те,
которые снимают полностью или уменьшают существующую до их получения
неопределенность (неизвестность). Каждому сигналу в теории Шеннона
соответствует вероятность его появления. Например, при передаче текста
телеграммы вероятность появления буквы «т» равна 1/33. Чем меньше вероятность
появления того или иного сигнала, тем больше информации он несет для потребителя.
В обыденном понимании, чем неожиданнее новость, тем больше  ее информативность.

Математическая теория
информации не охватывает всего богатства содержания понятия информация,
поскольку отвлекается от содержательной (смысловой, семантической) стороны сообщения.
С точки зрения этой теории фраза из 100 слов, взятая из газеты, пьесы Шекспира
или теории относительности Эйнштейна имеют приблизительно одинаковое количество
информации.

Наш соотечественник
математик Ю.А. Шрейдер оценивал информацию по увеличению объема знаний у
человека под воздействием информационного сообщения. Академик А.А. Харкевич
измерял содержательность сообщения по увеличению вероятности достижения цели
после получения информации человеком или машиной. Таким образом, под
информацией в семантической теории
понимают сведения обладающие новизной.

В кибернетике – науке об управлении в живых, неживых и искусственных
системах – понятие информации связывают воедино с понятием управления (Норберт
Винер, Б.Н. Петров). Жизнедеятельность любого организма или нормальное
функционирование технического устройства зависит от процессов управления,
благодаря которым поддерживаются в необходимых пределах значения их параметров.
Процессы управления включают в себя получение, хранение, преобразование и
передачу информации. Информация является обозначением содержания, полученного
из внешнего мира в процессе приспособления к нему наших чувств. Информацию
составляет та часть знания, которая используется для ориентирования, принятия
решений, активного действия, управления, т.е. в целях сохранения,
совершенствования и развития системы.

Данная концепция отрицает
существование  информации в неживой
природе, не дает ответа на вопросы: являются ли информацией неиспользованные
знания, являются ли информацией неосмысленная информация?

Для преодоления этих
противоречий академик В.П. Афанасьев ввел понятие информационных данных. Информационные данные – это всякие сведения,
сообщения, знания, которые могут храниться, перерабатываться, передаваться, но
характер информации они приобретут лишь тогда, когда получат содержание и форму
пригодную для управления и используются в управлении.

Дальнейшим развитием
математического подхода к феномену информация послужили работы Р. Карнапа, И.
Бар-Хиллела, А.Н. Колмогорова и многие др.

В этих теориях понятие
информации не связано с содержанием сообщений, передаваемых по каналу связи.
Информация – абстрактная величина, не существующая в физической реальности,
подобно тому, как не существует мнимое число или не имеющая линейных размеров
материальная точка.

В биологии, которая изучает живую природу, понятие «информация»
связано с целесообразным поведением живых организмов. Такое поведение строится
на основе получения и использования организмом информации об окружающей среде.

Понятие информация используется
в связи с исследованием механизмов наследственности. В генетике сформулировано понятие генетической информации, которое
определяется как программа (код) биосинтеза белков, представленных цепочками
ДНК. Реализуется эта информация в ходе развития особи. Последнее обстоятельство
позволило проводить научные эксперименты по клонированию, т.е. созданию точных
копий организмов их одной клетки.

В социальных науках (социологии, психологии, политологии и др.) под
информацией понимают сведения, данные, понятия, отраженные в нашем сознании и
изменяющие наши представления о реальном мире. Эту информацию, передающуюся в
человеческом обществе и участвующую в формировании общественного сознания,  называют социальной информацией.

Под информацией в документолистике понимают все то, что
так или иначе зафиксировано в знаковой форме в виде документов.

С точки зрения
индивидуального человеческого сознания
информация – это то, что поступает в наш мозг из многих источников в разных
формах и, взаимодействуя там, образует структуру нашего знания.  Под информацией в быту (житейский аспект) понимают сведения об окружающем мире и
протекающем в нем процессах, воспринимаемые человеком или специальными
устройствами. Информацией для человека являются не только сухие факты, строгие
инструкции, но и то, что радует нас, волнует, печалит, заставляет переживать,
восторгаться, презирать, негодовать. Более половины общего объема сведений,
полученных в процессе разговора, приходится на так называемую несмысловую
информацию. Эту  информации говорящий по
своему желанию, а иногда и непроизвольно, сообщает нам своей тональностью
разговора, своей возбужденностью, жестикуляцией, выражением лица, глаз и т.д.

2. Свойства
информации

Все знания об окружающем
мире человек получает с помощью органов чувств. Насколько мы им можем доверять?

Информация нам нужна для
того, чтобы принимать правильные решения. Поэтому необходимо, чтобы она
обладала следующими свойствами или качественными признаками

1.     Объективность информации. Информация объективна, если она не
зависит от чьего-либо мнения.

  Пример. а) На улице тепло. б)
Температура воздуха 22 ºС (если термометр исправен).

2.     Достоверность. Информация достоверна, если она отражает истинное положение
дел. Объективная информация всегда достоверна, но достоверная информация может
быть как объективной, так и субъективной. Недостоверной информация может быть
по следующим причинам:

1)    преднамеренное
искажение (дезинформация);

2)    искажение в результате
действия помех;

3)    когда значение
отдельного факта или ряда фактов преуменьшается или преувеличивается (слухи,
рыбацкие истории).

3.     Полнота информации. Информацию можно назвать полной, если ее достаточно
для понимания и принятия решения. Неполная информация может привести к
ошибочному выводу или решению. (Русская пословица «Недоученный хуже
неученого»).

4.     Актуальность (своевременность) информации – важность, существенность для
настоящего времени. Только вовремя полученная информация может принести пользу.
Неактуальной может быть информация по двум причинам:

1)    она может быть
устаревшей (прошлогодняя газета);

2)    незначимой, ненужной
(сообщение, что цены в Италии снижены на 5%).

5.     Ценность (полезность или бесполезность) информации оценивается  применительно к задачам, которые можно решить
с ее помощью.

Самая ценная информация –
это достаточно полезная, полная, объективная, достоверная и новая.

Самая достоверная
информация не может быть новой.

6.     Ясность, понятность. Информация понятна, если
она выражена на языке, доступном для получателя.

3. Классификация информации

Некоторые представления о
разнообразии информации может дать следующее определение (энциклопедический
словарь). Информация – общенаучное понятие, включающее обмен сведениями между
людьми, человеком и автоматом, обмен сигналами в животном и растительном мире;
передачу признаков от клетки к клетки, от организма к организму. Из этого
определения  следует существование 4
видов информации:

1.     социальная
(человек-человек);

2.     техническая
(человек-автомат, автомат-автомат);

3.     биологическая (информация
в живом и растительном мире);

4.     генетическая (передача
признаков от клетки к клетке, от организма к организму).

Другие основания
классификации информации:

·       по способам и формам
получения (восприятия);

·       по характеру носителя;

·       по характеру источника;

·       по сфере применения;

·       по общественному
значению.

У человека 5 органов
чувств:

—  зрение.

Человек воспринимает
информацию по зрительному каналу: текстовую, числовую, графическую.

— слух.

Человек воспринимает
звуковую информацию: речь, музыка, звуковые сигналы, шум.

— обоняние.

Человек воспринимает
запахи окружающего мира.

— вкус.

Вкусовые рецепторы языка
дают возможность получить информацию о вкусовых качествах предмета.

— осязание.

Человек имеет возможность
получить информация «наощупь», через кожу.

Около 90% всей информации
человек получает при помощи органов зрения (визуальный), около 9% — при помощи
органов слуха (аудиальный) и только около 1% — при помощи всех остальных
органов чувств. Органы чувств получили название анализаторов, поскольку именно
через это органы информация попадает в головной мозг.

информация
по способу восприятия	по форме представления	по общественному значению
Визуальная Аудиальная Тактильная Обонятельная Вкусовая	Текстовая Числовая Графическая Звуковая Комбинированная	Массовая: 1.обыденная;                  2. общественно-   политическая;                3. эстетическая. Специальная: 1. научная; 2. производственная; 3. техническая; 4. управленческая. Личная: 1. знания;                2. умения;                3. интуиция.

4. Общая характеристика
процессов сбора,
передачи, обработки и накопления информации.

Сбор информации –
это процесс получения информации из внешнего мира и приведение ее к стандарту
для данной информационной системы. Обмен информацией между воспринимающей ее
системой и окружающей средой осуществляется посредством сигналов. Сигнал –
средство передачи информации в пространстве и времени. В качестве носителя
сигнала могут выступать звук, свет, электрический ток, магнитное поле и т.д.
Сбор информации, как правило, сопровождается ее регистрацией, т.е. фиксацией
информации на материальном носителе (документе или  машинном носителе).

Передача информации
осуществляется различными способами: с помощью курьера, пересылка по почте,
доставка транспортными средствами, дистанционная передача по каналам связи. Для
осуществления последней необходимы специальные технические средства.
Дистанционно может передаваться как первичная информация с мест ее
возникновения, так и результатная информация в обратном направлении.
Поступление информации по каналам связи осуществляется двумя способами: на
машинном носителе и непосредственно в компьютер при помощи специальных
программных и аппаратных средств.

Преобразование
(обработка) информации – внесение изменений
в набор данных, вычисления, информационный поиск, сортировка, построение
графиков и т.п.

В
современных развитых информационных системах машинная обработка информации предполагает последовательно-параллельное во
времени решение вычислительных задач. Это возможно при наличии определенной
организации вычислительного процесса. Вычислительная задача по мере
необходимости обращается с запросами в вычислительную систему. Организация
процесса предполагает определение последовательности решения задач и реализацию
вычислений. Последовательность решения задается, исходя из информационной
взаимосвязи, когда результаты решения одной задачи используются как исходные
данные для решения другой.

Технология
электронной обработки информации –
человеко-машинный процесс исполнения взаимосвязанных операций, протекающих в
установленной последовательности с целью преобразования исходной информации
(первичной) в результатную. Операция представляет собой комплекс совершаемых
технологических действий, в результате которых информация преобразуется. Технологические операции разнообразны по сложности,
назначению, технике реализации, выполняются на различном оборудовании разными
исполнителями.

Хранение и накопление информации вызвано
многократным ее использованием, применением постоянной информации,
необходимостью комплектации первичных данных до их обработки. Хранение
осуществляется на машинных носителях в виде информационных массивов, где данные
располагаются по установленному в процессе проектирования группировочному
признаку.

6 . Понятия информационного процесса,

информатизации,

информационной
технологии,

информационного общества.

Информатизация – социальный процесс повышения престижа информационных наук,
распространения информационных методов в практической деятельности.
Информатизация – всеобъемлющий и неизбежный период развития человеческой
цивилизации, охватывающий примерно столетний период: с 50-х гг. X в. до начала XXI в. и направленный на обеспечение
полного использования достоверного, исчерпывающего и своевременного знания во
всех общественно значимых видах человеческой деятельности.  Техническим средством освоения информатизации
выступают компьютеры, средства связи и др. информационные машины. В глобальном
масштабе процесс информатизации – условие мирового сообщества государств и
народов, экономики и политики, а особенно экологии.

Человек живет в мире
информации. Человеческое мышление можно рассматривать как процессы обработки
информации в мозгу человека. В процессе общения с другими людьми человек передает
и получает информацию. Процессы, связанные с хранением, получением, обработкой
и передачей информации, называются информационными
процессами. История человеческого общества – это, в определенном смысле,
история накопления и преобразования информации.

В информационном обществе
главным ресурсом является информация. На основе владения информацией о
различных процессах и явлениях можно эффективно и оптимально строить любую
деятельность. В информационном обществе
основная часть населения занята в сфере обработки информации или использует
информационные и коммуникационные технологии в своей повседневной
производственной деятельности. Информационные
и коммуникационные технологии – это совокупность методов, устройств и
производственных процессов, используемых обществом для сбора, хранения,
обработки и распространения информации.

Для жизни и деятельности
в информационном обществе необходимо
обладать информационной культурой, т.е. знаниями и умениями в области
информационных технологий, а также юридическими и этическими нормами в этой
сфере.

Информационный подход к
исследованию мира реализуется в рамках информатики, комплексной науки об
информации и информационных процессах, аппаратных и программных средствах
информатизации, информационных и коммуникационных технологиях, а также
социальных аспектах программы информатизации.

5. Количество информации: формулы Хартли и Шеннона.

ИЗМЕРЕНИЕ ИНФОРМАЦИИ

1.     Измерение информации в быту (информация как новизна).

Разные люди, получив одно
и тоже сообщение, по-разному оценивают количество информации, содержащееся в
нем. Оно зависит от того, насколько ново это сообщение для получателя. При этом
подходе трудно выделить критерии, по которым можно было вывести единицу
измерения информации.

2. Измерение информации в технике (информация – любая хранящаяся,
обрабатываемая или передаваемая последовательность знаков).

А) В технике часто используют способ определение количества информации
называемый объемным. Он основан на подсчете числа символов в сообщении, т.е.
связан с его длиной и не зависит от содержания.

Б) В вычислительной технике (ВТ) применяют две стандартные единицы
измерения:

бит (binary digit) и байт
(bate). 1 байт = 8 бит

Бит
– минимальная единица измерения информации, которая представляет собой двоичный
знак двоичного алфавита {0;1}.

Байт – единица количества информации в СИ, представляющая собой
восьмиразрядный двоичный код, с помощью которого можно представить один символ.

Информационный объем сообщения (информационная емкость сообщения) —
количество информации в сообщении, измеренное в стандартных единицах или
производных от них (Кбайтах, Мбайтах и т.д.).

1 байт = 8 бит

1 Кбайт = 2¹⁰
байт = 1024 байт

1 Мбайт = 2¹⁰
Кбайт = 2²⁰ байт

1 Гбайт = 2¹⁰
Мбайт = 2²⁰ Кбайт = 2³⁰ байт

В теории информации количеством информации называют числовую
характеристику сигнала, не зависящую от его формы и содержания, и
характеризующую неопределенность, которая исчезнет после получения сообщения в
виде данного сигнала. В этом случае количество информации зависит от
вероятности получения сообщения о том или ином событии.

Для абсолютно
достоверного события (событие обязательно произойдет, поэтому его вероятность
равна 1) количество информации в сообщении 
о нем равно 0. Чем неожиданнее событие, тем больше информации он несет.

Лишь  при равновероятных событиях: ответ «да» или
«нет»,  несет 1 бит.

Количество информации. Формулы Хартли и Шеннона

   В 1928 г. американский инженер Р. Хартли предложил
научный подход к оценке сообщений. Предложенная им формула имела следующий
вид:

            I
= log₂ K ,
Где К — количество равновероятных событий; I —
количество бит в сообщении, такое, что любое из К событий произошло.
Тогда K=2^I.
Иногда формулу Хартли записывают так:

            I
= log₂K = log₂ (1 / р) = — log₂ р,
т.
к. каждое из К событий имеет равновероятный исход р = 1 / К, то К = 1 / р.

   Задача.

   Шарик находится в одной из трех урн: А, В или С.
Определить сколько бит информации содержит сообщение о том, что он
находится в урне В.

   Решение.

   Такое сообщение содержит I = log₂ 3 =
1,585 бита информации.

   Но не все ситуации имеют одинаковые вероятности
реализации. Существует много таких ситуаций, у которых вероятности
реализации различаются. Например, если бросают несимметричную монету или
«правило бутерброда».

   «Однажды в детстве я уронил бутерброд. Глядя, как я
виновато вытираю масляное пятно, оставшееся на полу, старший брат успокоил
меня:

   —    не горюй, это сработал закон
бутерброда.

   —    Что еще за закон такой? — спросил
я.

   —    Закон, который гласит: «Бутерброд
всегда падает маслом вниз». Впрочем, это шутка, — продолжал брат.-
Никакого закона нет. Прсто бутерброд действительно ведет себя довольно
странно: большей частью масло оказывается внизу.

   —    Давай-ка еще пару раз уроним
бутерброд, проверим, — предложил я. — Все равно ведь его придется
выкидывать.

   Проверили. Из десяти раз восемь бутерброд упал маслом
вниз.

   И тут я задумался: а можно ли заранее узнать, как
сейчас упадет бутерброд маслом вниз или вверх?

   Наши опыты прервала мать…»
   (
Отрывок из книги «Секрет великих полководцев», В.Абчук).

   В 1948 г. американский инженер и математик К Шеннон
предложил формулу для вычисления количества информации для событий с
различными вероятностями.
Если I — количество
информации,
         К —
количество возможных
событий,
         рi —
вероятности отдельных событий,
то количество информации для событий с
различными вероятностями можно определить по формуле:

            I
= — Sum р_i log₂ р_i,
где i принимает
значения от 1 до К.

   Формулу Хартли теперь можно рассматривать как частный
случай формулы Шеннона:

            I
= — Sum 1 / К log₂ (1 / К) = I = log₂ К.

   При равновероятных событиях получаемое количество
информации максимально.

   Задачи.
1. Определить количество
информации, получаемое при реализации одного из событий, если
бросают
а) несимметричную четырехгранную пирамидку;
б) симметричную
и однородную четырехгранную пирамидку.

Решение.

а) Будем
бросать несимметричную четырехгранную пирамидку.
Вероятность отдельных
событий будет такова:
р1 = 1 / 2,
р2 = 1 / 4,
р3 = 1 / 8,
р4 =
1 / 8,
тогда количество информации, получаемой после реализации одного
из этих событий, рассчитывается по формуле:
I = -(1 / 2 log₂
1/2 + 1 / 4 log₂ 1/4 + 1 / 8 log₂ 1/8 + 1 / 8
log₂ 1/8) = 1 / 2 + 2 / 4 + + 3 / 8 + 3 / 8 = 14/8 = 1,75
(бит).
б) Теперь рассчитаем количество информации, которое получится
при бросании симметричной и однородной четырехгранной пирамидки:
I =
log₂ 4 = 2 (бит).
2. Вероятность перового события составляет
0,5, а второго и третьего 0,25. Какое количество информации мы получим
после реализации одного из них?
3. Какое количество информации будет
получено при игре в рулетку с 32-мя секторами?
4. Сколько различных чисел можно закодировать с помощью 8 бит?
Решение: I=8 бит, K=2^I=2⁸=256 различных чисел.

   Физиологи и психологи научились определять количество
информации, которое человек может воспринимать при помощи органов чувств,
удерживать в памяти и подвергать обработке. Информацию можно представлять
в различных формах: звуковой, знаковой и др. рассмотренный выше способ
определения количества информации, получаемое в сообщениях, которые
уменьшают неопределенность наших знаний, рассматривает информацию с
позиции ее содержания, новизны и понятности для человека. С этой точки
зрения в опыте по бросанию кубика одинаковое количество информации
содержится в сообщениях «два», «вверх выпала грань, на которой две точки»
и в зрительном образе упавшего кубика.

   При передаче и хранении информации с помощью
различных технических устройств информацию следует рассматривать как
последовательность знаков (цифр, букв, кодов цветов точек изображения), не
рассматривая ее содержание.

    Считая, что алфавит (набор символов знаковой
системы) — это событие, то появление одного из символов в сообщении можно
рассматривать как одно из состояний события. Если появление символов
равновероятно, то можно рассчитать, сколько бит информации несет каждый
символ. Информационная емкость знаков определяется их количеством в
алфавите. Чем из большего количества символов состоит алфавит, тем большее
количество информации несет один знак. Полное число символов алфавита
принято называть мощностью алфавита.

    Молекулы ДНК (дезоксирибонуклеиновой кислоты)
состоят из четырех различных составляющих (нуклеотидов), которые образуют
генетический алфавит. Информационная емкость знака этого алфавита
составляет:

            4
= 2^I, т.е. I = 2 бит.

   Каждая буква русского алфавита (если считать, что
е=е) несет информацию 5 бит (32 = 2^I).

   При таком подходе в результате сообщения о результате
бросания кубика , получим различное количество информации, Чтобы его
подсчитать, нужно умножить количество символов на количество информации,
которое несет один символ.

   Количество информации, которое содержит сообщение,
закодированное с помощью знаковой системы, равно количеству информации,
которое несет один знак, умноженному на число знаков в сообщении.

7.   Кодирование информации.

ПРЕДСТАВЛЕНИЕ И КОДИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИИ

Для обмена информации с другими
людьми человек использует естественные языки (русский, английский, китайский и
др.), т.е. информация представляется с помощью естественных языков. В основе
языка лежит алфавит, т.е. набор
символов (знаков), которые человек различает по их начертанию. Например, в
основе русского языка лежит кириллица, содержащая 33 знака, английский язык
использует латиницу (26 знаков), китайский язык использует иероглифы (десятки
тысяч знаков).

Последовательности
символов алфавита в соответствии с правилами грамматики образуют основные объекты языка – слова. Правила,
согласно которым образуются предложения из слов данного языка, называют синтаксисом.

Наряду с естественными
языками были разработаны и формальные языки (системы счисления, язык алгебры,
символы, языки программирования и др.). При этом алфавит могут составлять
цифры, символы, формулы, ноты, изображения элементов электрических или
логических схем, дорожные знаки, точки и тире и т.п. Основное отличие
формальных языков от естественных состоит в наличии строгих правил грамматики и
синтаксиса.

Представление 
информации
может осуществляться с помощью языков,
которые являются знаковыми системами. Каждая знаковая система строится на основе определенного алфавита и правил выполнения операций
над знаками.

Знаки могут иметь
различную физическую природу. Например, для представления информации с
использованием языка в письменной форме, используются знаки, которые являются
изображениями на бумаге или других носителях, в устной речи в качестве знаков
языка используют различные звуки (фонемы), а при обработке текста на компьютере
знаки представляются в виде последовательностей электрических импульсов
(компьютерных кодов).

КОДИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИИ

Преобразование информации
из одной формы представления в другую называют кодированием.

Средством кодирования
служит таблица соответствия знаковых систем, которая устанавливает
взаимнооднозначное соответствие между знаками или группой знаков двух различных
знаковых систем.

В процессе обмена
информацией часто приходится производить операции кодирования и декодирования
информации. Например, при вводе знака алфавита в компьютер путем нажатия
соответствующей клавиши на клавиатуре происходит кодирование знака, т.е.
преобразование его в компьютерный код. При выводе знака на экран монитора или
принтер происходит обратный процесс – декодирование, когда из компьютерного
кода знак преобразуется в его графическое изображение.

Кодирование – это операция преобразования знаков или групп знаков одной
знаковой системы в знаки или группы знаков другой знаковой системы. 

Двоичное кодирование

В компьютере для
представления информации используется двоичное кодирование, т.к. используются
технические устройства, которые могут сохранять и распознавать не более двух
различных состояний (цифр):

—       Электромагнитные реле
(замкнуто/разомкнуто), широко использовались в конструкциях первых ЭВМ.

—       Участок поверхности
магнитного носителя информации (намагничен/размагничен).

—       Участок поверхности
лазерного диска (отражает/не отражает).

—       И т.д.

Все виды информации в компьютере
кодируются на машинном языке, в виде логических последовательностей нулей и
единиц.

Информация в компьютере представлена в двоичном коде, алфавит которого состоит из двух цифр (0 и 1).

Цифры двоичного кода
можно рассматривать как два равновероятных состояния (события). При записи
двоичной цифры реализуется выбор одного из двух возможных состояний (одной из
двух цифр).

Каждая цифра машинного двоичного кода несет количество информации равное одному биту.

Для записи информации о
количестве объектов используются числа. Числа записываются с помощью систем
счисления.

Система счисления – это знаковая система, в которой числа записываются по
определенным правилам с помощью символов некоторого алфавита, называемых
цифрами.

Все системы счисления
делятся на две большие группы: позиционные
и непозиционные. В позиционных
системах счисления значение цифры зависит от ее положения (позиции) в числе. Позиция цифры в числе называется разрядом. Например, десятичная: 343,
222 и т.д. В непозиционных  значение
цифры не зависит от ее положения в числе, например, Римская непозиционная
система счисления: I(1), V(5), X(10), L(50), C(100),  D(500), M(1000): XXX (тридцать) = X+X+X.

Наиболее
распространенными в настоящее время позиционными системами являются десятичная,
двоичная, восьмеричная, шестнадцатеричная. Каждая  позиционная система имеет определенный алфавит цифр и основание. Например, десятичная система имеет десять, так
называемых, арабских цифр и основание «10»; двоичная система имеет две цифры и
основание «2» и т.д.

В позиционных системах счисления основание системы равно количеству
цифр (знаков в ее алфавите) и определяет, во сколько раз различаются значения
одинаковых цифр, стоящих в соседних позициях.

Представление чисел в компьютере

Целые числа в компьютере
хранятся в памяти в формате с фиксированной запятой.  При этом каждому разряду ячейки памяти всегда
соответствует один и тот же определенный разряд числа. Запятая находится вне
разрядной сетки, справа от младшего разряда Для хранения целых неотрицательных
чисел отводится одна ячейка памяти (8битов). Например, 0

0

0

0

0

0

0

0

0

 Для хранения целых чисел со знаком отводится
две ячейки памяти (16 бит) старший левый разряд отводится под знак. Для
положительного числа знак обозначают 0, знак отрицательного числа обозначают
«1».

Для представление чисел с
дробной частью выделяют 4 или 8 ячеек памяти.

Кодирование текстовой информации

Для кодирования одного
символа используется

1 байт = 8бит

информации.

Следовательно, можно
закодировать N = 2^I = 2⁸ = 256 символов.

Такое количество символов
вполне достаточно для представления текстовой информации, включая прописные и
строчные буквы русского и латинского алфавита, цифры, знаки, графические
символы и пр.

Кодирование заключается в
установлении однозначного соответствия символа и уникального десятичного кода
от 0 до 255 или двоичного кода от 00000000 до 11111111. Человек различает
символы по начертаниям, а компьютер по их кодам.

Присвоение символу
конкретного кода – это вопрос соглашения, которое фиксируется в кодовой
таблице. Первые 33 кода (0-32) соответствуют операциям: ввод пробела, удаление
символа и т.д. Коды с 33 по 127 являются интернациональными и соответствуют
символам латинского алфавита, цифрам, знакам арифметических операций, знакам
препинания. Коды со 128 по 255 являются национальными, т.е. в национальных
кодировках одному и тому же коду соответствуют разные символы.

Каждая кодировка задается
своей собственной таблицей. Для русских букв в настоящее время существует 5
таблиц (КОИ8, СР1251, СР866, Mac, ISO).

В настоящее время широкое
распространение получил новый международный стандарт Unicode, который отводит на каждый символ не
один байт, а два, поэтому с его помощью можно закодировать не 256, а

N = 2¹⁶ = 65 536

различных символов. Эту кодировку
поддерживают начиная с 1997 года Microsoft Windows&Office.

Кодирование графической информации

В процессе кодирования
изображения производится его пространственная дискретизация. Изображение
разбивается на отдельные маленькие фрагменты и каждому из них присваивается
значение или код его цвета.

Качество двоичного
кодирования изображения определяется разрешающей
способностью экрана и глубиной цвета.

Глубина цвета задается
количеством битов, используемых для кодировки цвета. Наиболее распространенные
значения глубины цвета являются 8, 16, 24, 32 бита. Кроме этого можно задать
еще уровень интенсивности цвета. Например, глубина 24 бит можно выбрать
уровень  интенсивности от 0 до 255
(минимальная 00000000, максимальная 11111111).

Двоичное кодирование звуковой
информации

Звук представляет собой
волну с непрерывно меняющейся амплитудой и частотой. Чем больше амплитуда – тем
он громче. Чем больше частота сигнала – тем выше тон. Для того чтобы компьютер
мог обрабатывать звук, непрерывный звуковой сигнал должен быть превращен в
последовательность электрических импульсов (двоичных нулей и единиц). 

В компьютерной технике
применяются три формы записи (кодирования) целых чисел со знаком:  прямой
код,   обратный код,   дополнительный код.

Положительные числа в прямом, обратном и дополнительном кодах
изображаются одинаково  —  двоичными кодами с цифрой 0 в знаковом
разряде.

Отрицательные числа в прямом, обратном и дополнительном кодах имеют
разное изображение.

1. Прямой код. В знаковый разряд
помещается цифра 1, а в разряды цифровой части числа — двоичный код его
абсолютной величины.

2. Обратный код. Получается
инвертированием всех цифр двоичного кода абсолютной величины числа, включая
разряд знака: нули заменяются единицами, а единицы — нулями. Например:
 

3. Дополнительный код. Получается
образованием обратного кода с последующим прибавлением единицы к его младшему
разряду.
 

Обычно отрицательные десятичные числа при
вводе в машину автоматически преобразуются в обратный или дополнительный
двоичный код и в таком виде хранятся, перемещаются и участвуют в операциях.
При выводе таких чисел из машины происходит обратное преобразование в
отрицательные десятичные числа.

7.               
Машинная
арифметика.

Для перевода целого
десятичного числа  N  в систему счисления с основанием  q 
необходимо  N  разделить с остатком («нацело»)
на  q , записанное в той же десятичной системе. Затем неполное
частное, полученное от такого деления, нужно снова разделить с остатком
на  q , и т.д., пока последнее полученное неполное частное не
станет равным нулю. Представлением числа N  в новой системе
счисления будет последовательность остатков деления, изображенных одной q-ичной
цифрой и записанных в порядке, обратном порядку их получения.

Рассмотрим
основные арифметические операции: сложение, вычитание, умножение и деление.
Правила выполнения этих операций в десятичной системе хорошо известны — это
сложение, вычитание, умножение столбиком   и  деление углом. Эти
правила применимы и ко всем другим позиционным системам счисления. Только
таблицами сложения и умножения надо пользоваться особыми для каждой системы.

С л
о ж е н и е

Таблицы
сложения легко составить, используя Правило Счета.  

Сложение в двоичной системе

Сложение в восьмеричной системе

                
Сложение в шестнадцатиричной системе

При сложении цифры суммируются по разрядам, и
если при этом возникает избыток, то он переносится влево.
    Пример 1. Сложим числа 15 и 6 в различных системах счисления.

Шестнадцатеричная: F16+616

Ответ: 15+6 = 2110 = 101012 = 258 = 1516.  Проверка. Преобразуем полученные суммы к десятичному виду: 101012 = 24 + 22 + 20 = 16+4+1=21,  258 = 2 . 81 + 5 . 80 = 16 + 5 = 21,  1516 = 1 . 161 + 5 . 160 = 16+5 = 21.

  Пример 2. Сложим числа 15, 7 и
3.

Шестнадцатеричная: F16+716+316

Ответ: 5+7+3 = 2510 = 110012 = 318 = 1916.  Проверка: 110012 = 24 + 23 + 20 = 16+8+1=25, 318 = 3 . 81 + 1 . 80 = 24 + 1 = 25,  1916 = 1 . 161 + 9 . 160 = 16+9 = 25.

  Пример 3. Сложим числа 141,5 и
59,75.

 
Ответ: 141,5 + 59,75 = 201,25₁₀ = 11001001,01₂ =
311,2₈ = C9,4₁₆
Проверка. Преобразуем полученные суммы к десятичному виду:
11001001,01₂ = 2⁷ + 2⁶ + 2³ + 2⁰
+ 2^-2 = 201,25
311,2₈ = 3 ^. 8² + 18¹ + 1
^. 8⁰ + 2 ^. 8^-1 = 201,25
C9,4₁₆ = 12 ^. 16¹ + 9 ^. 16⁰
+ 4 ^. 16^-1 = 201,25

В ы ч и т а н и е

 
Ответ: 201,25₁₀ — 59,75₁₀ = 141,5₁₀ =
10001101,1₂ = 215,4₈ = 8D,8₁₆.
Проверка. Преобразуем полученные разности к десятичному виду:
10001101,1₂ = 2⁷ + 2³ + 2² + 2⁰
+ 2^-1 = 141,5;
215,4₈ = 2 ^. 8² + 1 ^. 8¹
+ 5 ^. 8⁰ + 4 ^. 8^-1 =
141,5;
8D,8₁₆ = 8 ^. 16¹ + D ^. 16⁰
+ 8 ^. 16^-1 = 141,5.

У м н о ж е н и е

Выполняя умножение многозначных чисел в
различных позиционных системах счисления, можно использовать обычный алгоритм
перемножения чисел в столбик, но при этом результаты перемножения и сложения
однозначных чисел необходимо заимствовать из соответствующих рассматриваемой
системе таблиц умножения и сложения.

Умножение в двоичной системе

Умножение в восьмеричной системе

Ввиду чрезвычайной простоты таблицы умножения
в двоичной системе, умножение сводится лишь к сдвигам множимого и сложениям.
    Пример 7. Перемножим
числа 5 и 6.

Ответ: 115 ^. 51 = 5865₁₀ = 1011011101001₂
= 13351₈.
Проверка. Преобразуем полученные произведения к десятичному виду:
1011011101001₂ = 2¹² + 2¹⁰ + 2⁹ + 2⁷
+ 2⁶ + 2⁵ + 2³ + 2⁰ = 5865;
13351₈ = 1 ^. 8⁴ + 3 ^. 8³
+ 3 ^. 8² + 5 ^. 8¹ + 1
^. 8⁰ = 5865.

Д е л е н и е

Деление в любой позиционной
системе счисления производится по тем же правилам, как и деление углом в
десятичной системе. В двоичной системе деление выполняется особенно просто,
ведь очередная цифра частного может быть только нулем или единицей.
    Пример 9. Разделим число 30 на число 6.

Ответ: 30 : 6 = 5₁₀ = 101₂ = 5₈.
 
Пример 10. Разделим число 5865 на число 115.

Восьмеричная: 13351₈ :163₈

Восьмеричная: 43₈ : 16₈

Понятие информации

В понятие «информация» (от лат. informatio – сведения, разъяснения, изложение) вкладывается различный смысл соответственно той отрасли, где это понятие рассматривается: в науке, технике, обычной жизни и т.д. Обычно под информацией подразумевают любые данные или сведения, которые кого-либо интересуют (сообщение о каких-либо событиях, о чьей-либо деятельности и т.п.).

В литературе можно найти большое число определений термина «информация», которые отражают различные подходы к его толкованию:

Тренируй мозг с удовольствием

Развивай память, внимание и мышление c помощью онлайн-тренажеров

Выбрать программу

Говоря о компьютерной обработке данных под информацией понимают некоторую последовательность символов или знаков (букв, цифр, закодированных графических образов и звуков и т. п.), которая несет смысловую нагрузку и представлена в понятном для компьютера виде.

В информатике наиболее часто используется следующее определение этого термина:

Одно и то же информационное сообщение (статья в журнале, объявление, рассказ, письмо, справка, фотография, телепередача и т. п.) может нести разное количество и содержание информации для различных людей в зависимости от накопленных ими знаниями, от уровня доступности этого сообщения и от уровня интереса к нему. Например, новость, составленная на китайском языке, не несет никакой информации человеку, который не знает этого языка, но может быть полезной для человека со знанием китайского. Никакой новой информации не будет содержать и новость, изложенная на знакомом языке, если ее содержание непонятно или уже известно.

«Понятие информации, ее виды и свойства» 👇

Информацию рассматривают как характеристику не сообщения, а соотношения между сообщением и его получателем.

Виды информации

Информация может существовать в различных видах:

• текст, рисунки, чертежи, фотографии;
• световые или звуковые сигналы;
• радиоволны;
• электрические и нервные импульсы;
• магнитные записи;
• жесты и мимика;
• запахи и вкусовые ощущения;
• хромосомы, через которые передаются по наследству признаки и свойства организмов, и т. д.

Различают основные виды информации, которые классифицируют по ее форме представления, способам ее кодирования и хранения:

• графическая – один из древнейших видов, с помощью которого хранили информацию об окружающем мире в виде наскальных рисунков, а затем в виде картин, фотографий, схем, чертежей на различных материалах (бумага, холст, мрамор и др.), которые изображают картины реального мира;
• звуковая (акустическая) – для хранения звуковой информации в $1877$ г. было изобретено звукозаписывающее устройство, а для музыкальной информации – разработан способ кодирования с использованием специальных символов, который дает возможность хранить ее как графическую информацию;
• текстовая – кодирует речь человека с помощью специальных символов – букв (для каждого народа свои); для хранения используется бумага (записи в тетради, книгопечатание и т.п.);
• числовая – кодирует количественную меру объектов и их свойств в окружающем мире с помощью специальных символов – цифр (для каждой системы кодирования свои); особенно важной стала с развитием торговли, экономики и денежного обмена;
• видеоинформация – способ хранения «живых» картин окружающего мира, который появился с изобретением кино.

Существуют также виды информации, для которых еще не изобретены способы кодирования и хранения – тактильная информация, органолептическая и др.

Первоначально информация передавалась на большие расстояния с помощью кодированных световых сигналов, после изобретения электричества – передачи закодированного определенным образом сигнала по проводам, позже – используя радиоволны.

Хранить информацию с помощью ПК можно на магнитных дисках или лентах, на лазерных дисках (CD и DVD), специальных устройствах энергонезависимой памяти (флэш-память и пр.). Эти методы постоянно совершенствуются, изобретаются и носители информации. Все действия с информацией выполняет центральный процессор ПК.

Предметы, процессы, явления материального или нематериального мира, если их рассматривать с точки зрения их информационных свойств, называют информационными объектами.

Над информацией можно выполнять огромное количество различных информационных процессов, среди которых:

• создание;
• прием;
• комбинирование;
• хранение;
• передача;
• копирование;
• обработка;
• поиск;
• воспринятие;
• формализация;
• деление на части;
• измерение;
• использование;
• распространение;
• упрощение;
• разрушение;
• запоминание;
• преобразование;
• сбор

и т. д.

Свойства информации

Информация, как и любой объект, обладает свойствами, наиболее важными среди которых, с точки зрения информатики, являются:

• Объективность. Объективная информация – существующая независимо от человеческого сознания, методов ее фиксации, чьего-либо мнения или отношения.
• Достоверность. Информация, отражающая истинное положение дел, является достоверной. Недостоверная информация чаще всего приводит к неправильному пониманию или принятию неправильных решений. Устаревание информации может из достоверной информации сделать недостоверную, т.к. она уже не будет отражением истинного положения дел.
• Полнота. Информация является полной, если она достаточна для понимания и принятия решений. Неполная или избыточная информация может привести к задержке принятия решения или к ошибке.
• Точность информации – степень ее близости к реальному состоянию объекта, процесса, явления и т. п.
• Ценность информации зависит от ее важности для принятия решения, решения задачи и дальнейшей применимости в каких-либо видах деятельности человека.
• Актуальность. Только своевременность получения информации может привести к ожидаемому результату.
• Понятность. Если ценную и своевременную информацию выразить непонятно, то она, скорее всего, станет бесполезной. Информация будет понятной, когда она, как минимум, выражена понятным для получателя языком.
• Доступность. Информация должна соответствовать уровню восприятия получателя. Например, одни и те же вопросы по-разному излагаются в учебниках для школы и вуза.
• Краткость. Информация воспринимается гораздо лучше, если она представлена не подробно и многословно, а с допустимой степенью сжатости, без лишних деталей. Краткость информации незаменима в справочниках, энциклопедиях, инструкциях.
  Логичность, компактность, удобная форма представления облегчает понимание и усвоение информации.

---

С этим файлом связано 1 файл(ов). Среди них: ТЕСТ 1.doc.
Показать все связанные файлы

---

Подборка по базе: Стандарты представления различных видов информации.pptx, Угрозы безопасности информации_тест.docx, ФЗ о Защите информации.pdf, вопросы математические методы защиты информации .docx, Виды, источники и носители защищаемой информации.pptx, Лекция 4_Защита информации.pdf, Коллигативыне свойства растворов (1).docx, Кодирование текстовой информации (5 класс).doc, КУРСОВАЯ РАБОТА Понятие, юридические свойства и сущность Констит, Кодирование графической информации.pptx

---

1-ПОНЯТИЕ ИНФОРМАЦИИ И ЕЕ СВОЙСТВА

Информация – это:

любые данные или сведения, которые кого-либо интересует (житейское);
продукт взаимодействия данных и адекватных им методов (информатика); сообщение, в результате получения которого уменьшается (снимается) неопределенность (теория информации);
отражение реального мира; (философия);
товар, являющийся объектом купли-продажи знаний для достижения определенных целей (экономика).

Свойства информации: достоверность; ценность;
• понятность; • краткость; • полнота; • своевременность; • доступность; • и др.

2-ИНФОРМАЦИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ И СИСТЕМЫ

Последовательность действий, выполняемых с информацией, называют информационным процессом.
Системы, реализующие информационные процессы, называют информационными системами.
Основными этапами (фазами) обращения информации в системах являются:
• сбор (восприятие) информации; • подготовка (преобразование) информации; • передача информации;• обработка (преобразование) информации; • хранение информации; • отображение (воспроизведение) информации.

3-ИНФОРМАЦИОННЫЕ РЕСУРСЫ И ТЕХНОЛОГИИ

В общем случае под информационными ресурсами понимают идеи человечества и указания по реализации этих идей, накопленных в форме, позволяющей их воспроизводство. Это книги, статьи, патенты, диссертации, научно-исследовательская и опытно-конструкторская документация, технические переводы, данные о передовом производственном опыте и др. Информационные ресурсы в отличие от других видов ресурсов (материальных, энергетических, трудовых) практически неисчерпаемы; по мере развития общества и роста потребления информации их запасы не убывают, а растут.

Выделяют пассивную и активную форму информационных ресурсов. К пассивной форме относят книги, журнальные статьи, патенты банки данных и т.п. Примерами активной формы служат модель, алгоритм, проект, программа

Информационные и коммуникационные технологии – это совокупность методов, устройств и производственных процессов, используемых обществом для сбора, хранения, обработки и распределения информации.

4-ИНФОРМАТИЗАЦИЯ ОБЩЕСТВА

Информатизация общества — организованный социально-экономический и научно-технический процесс создания оптимальных условий для удовлетворения информационных потребностей и реализации прав граждан, органов государственной власти, органов местного самоуправления организаций,

5-СТРУКТУРА ИНФОРМАТИКИ И ЕЕ СВЯЗЬ С ДРУГИМИ ДИСЦИПЛИНАМИ

Ядро современной информатики образуют три составные части, каждая из которых может рассматриваться как относительно самостоятельная научная дисциплина

Как комплексная научная дисциплина информатика связана с (см. рис.):

• философией и психологией — через учение об информации и теорию познания;

• математикой — через теорию математического моделирования, дискретную математику, математическую логику и теорию алгоритмов;

• лингвистикой — через учение о формальных языках и о знаковых системах;

• кибернетикой — через теорию информации и теорию управления;

• физикой и химией, электроникой и радиотехникой — через «материальную» часть компьютера и информационных систем.

6-ДАННЫЕ И НОСИТЕЛИ

Данные представляют собой зарегистрированные сигналы. При этом физический метод регистрации может быть любым: механическое перемещение физических тел, изменение их формы или параметров качества поверхности, изменение электрических, магнитных, оптических характеристик, химического состава и (или) характера химических связей, изменение состояния электронной системы и многое другое. В соответствии с методом регистрации данные могут храниться и транспортироваться на носителях различных видов.

Операции с данными

● сбор данных — накопление информации с целью обеспечения достаточной полноты для принятия решений;

● формализация данных — приведение данных, поступающих из разных источников, к одинаковой форме, чтобы сделать их сопоставимыми между собой, то есть повысить их уровень доступности;

● фильтрация данных — отсеивание «лишних» данных, в которых нет необходимости для принятия решений; при этом должен уменьшаться уровень «шума», а достоверность и адекватность данных должны возрастать;

● сортировка данных — упорядочение данных по заданному признаку с целью удобства использования; повышает доступность информации;

● архивация данных — организация хранения данных в удобной и легкодоступной форме; служит для снижения экономических затрат по хранению данных и повышает общую надежность информационного процесса в целом;

● защита данных — комплекс мер, направленных на предотвращение утраты, воспроизведения и модификации данных;

● транспортировка данных — прием и передача (доставка и поставка) данных между удаленными участниками информационного процесса; при этом источник данных в информатике принято называть сервером, а потребителя — клиентом;

● преобразование данных — перевод данных из одной формы в другую или из одной структуры в другую.

7-КОДИРОВАНИЕ ДАННЫХ

Кодирования — то есть выражение данных одного типа через данные другого типа

Система кодирования существует и в вычислительной технике — она называется двоичным кодированием и основана на представлении данных последовательностью всего двух знаков: 0 и 1. Эти знаки называются двоичными цифрами, по-английски — binary digit или, сокращенно, bit (бит).

Количество значений с помощью двоичного кодирования: N = 2^м ,

где N — количество независимых кодируемых значений; m — разрядность двоичного кодирования, принятая в данной системе.

8-ОСНОВНЫЕ СТРУКТУРЫ ДАННЫХ

Существует три основных типа структур данных: линейная, иерархическая и табличная. Линейные структуры данных (списки) — это упорядоченные структуры, в которых адрес элемента однозначно определяется его номером.
Табличные структуры отличаются от списочных тем, что элементы данных определяются адресом ячейки, который состоит не из одного параметра, как в списках, а из нескольких.
В иерархической структуре адрес каждого элемента определяется путем доступа (маршрутом), ведущим от вершины структуры к данному элементу

9-Файлы и понятие о файловой структуре

Файл — это последовательность произвольного числа байтов, обладающая уникальным собственным именем. Совокупность двоичных разрядов, выражающих числовые или иные данные, образует некий битовый рисунок. Практика показывает, что с битовым представлением удобнее работать, если этот рисунок имеет регулярную форму. В настоящее время в качестве таких форм используются группы из восьми битов,которые называются байтами.

10-Понятие иерархическая структура

Данные с нерегулярной структурой, которые трудно представить в виде списка или таблицы, часто представляют в виде иерархических структур. С подобными структурами мы очень хорошо знакомы по обыденной жизни. Иерархическую структуру имеет система почтовых адресов. Подобные структуры также широко применяют в научных систематизациях и всевозможных классификация

11-Единицы представления данных

С одной из них, принятой в информатике и вычислительной технике, двоичным кодом, мы познакомились выше. Наименьшей единицей такого представления является бит (двоичный разряд). Совокупность двоичных разрядов, выражающих числовые или иные данные, образует некий битовый рисунок. Практика показывает, что с битовым представлением удобнее работать, если этот рисунок имеет регулярную форму. В настоящее время в качестве таких форм используются группы из восьми битов,которые называются байтами.

12- Единицы измерения данных

Наименьшей единицей измерения является байт. Поскольку одним байтом, как правило, кодируется один символ текстовой информации, то для текстовых документов размер в байтах соответствует лексическому объему в символах (пока исключение представляет рассмотренная выше универсальная кодировка UNICODE).

13- Храниение данных

В качестве единицы хранения данных принят объект переменной длины, называемый файлом. Файл — это последовательность произвольного числа байтов, обладающая уникальным собственным именем. Обычно в отдельном файле хранят данные, относящиеся к одному типу. В этом случае тип данных определяет тип файла.

14- История развития вычислительной техннки