Лекции по "Информатике"

Лекция №1

Тема: Введение. Предмет и задачи информатики. Представление информации.

 

Цель: Ознакомиться с основными понятиями, что такое информатика и информация. Ввести единицы измерения информации.

План:

1. Информатика.

2. Понятие информации.

3. Представление информации.

4. Передача информации.

5. Единицы информации

 

1. Информатика.

Информатика - это техническая наука, систематизирующая приёмы создания, хранения, воспроизведения, обработки и передачи данных средствами вычислительной техники, а также принципы функционирования этих средств и методы управления ими.

Предмет информатики составляют следующие понятия:

• Аппаратное обеспечение средств вычислительной техники;
• Программное обеспечение средств вычислительной техники;
• Средства взаимодействия аппаратного и программного обеспечения;
• Средства взаимодействия человека с программными и аппаратными средствами.

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

Основные направления информатики:

1. архитектура вычислительных систем;
2. интерфейсы вычислительных систем;
3. программирование;
4. преобразование данных;
5. защита информации;
6. стандартизация.

Существует  несколько  взглядов на то,  что принято считать информацией. Один взгляд,  и его,  по-видимому, придерживается  большая часть специалистов  и  неспециалистов сводится к тому,  что существует как бы два сорта информации:

1) Информация техническая,  которая  передаётся  по телеграфным линиям  и отображается на  экранах  радиолокаторов. Количество такой  информации может быть точно  вычислено,  и процессы, происходящие  с такой информацией, подчиняются  физическим законам.

2)  Информация семантическая, то  есть смысловая. Это та самая  информация,  которая содержится, к примеру, в литературном произведении. Для такой  информации предлагаются  различные количественные оценки  и даже строятся математические  теории. Но общее  мнение  скорее сводится  к тому,  что  оценки здесь весьма условны и приблизительны и алгеброй гармонию всё-таки не проверишь.

Второй  взгляд состоит в том, что информация - это физическая величина, такая же,  как, например, энергия или скорость. Определённым образом и  в  определённых условиях  информация равным образом описывает как процессы, происходящие в естественных физических системах,  так  и процессы в системах, искусственно созданных.

Как  всегда,  при наличии двух резко противоположных мнений существует и третье, примиряющее.  Сторонники третьего подхода считают,  что информация  едина,  но вот количественные оценки должны быть  разными.

Отдельно  нужно измерять количество информации,  причём количество информации - строгая оценка,  относительно которой можно развивать единую строгую  теорию. Кроме количества информации, следует измерять ещё и ценность.  А вот с ценностью  информации происходит то же самое, что и с понятием семантической информации. С одной стороны,  вроде её можно вычислить, а с другой стороны,  все эти вычисления справедливы лишь  в ограниченном числе случаев.  И вообще, кто может точно вычислить, скажем, ценность крупного научного открытия?

Бурное развитие науки и промышленности в XX веке, неудержимый рост объёмов поступающей информации привели к тому, что человек оказался не в состоянии  воспринимать  и  перерабатывать  всё ему предназначенное.

Возникла необходимость классифицировать поступления по темам,  организовывать их хранение, доступ к ним, понять закономерности движения информации в различных изданиях и т.д.  Исследования, позволяющие разрешить возникшие  проблемы, стали называть  информатикой.

 

2.  Понятие информации

Термин "информация" происходит от латинского слова "informatio", что означает сведения, разъяснения, изложение.

Информация — это настолько общее и глубокое понятие, что его нельзя объяснить одной фразой. В это слово вкладывается различный смысл в технике, науке и в житейских ситуациях.

В обиходе информацией называют любые данные или сведения, которые кого-либо интересуют. Например, сообщение о каких-либо событиях, о чьей-либо деятельности и т.п. "Информировать" в этом смысле означает "сообщить нечто, неизвестное раньше".

Информация — сведения об объектах и явлениях окружающей среды, их параметрах, свойствах и состоянии, которые воспринимают информационные системы (живые организмы, управляющие машины и др.) в процессе жизнедеятельности и работы.

Информация-это продукт взаимодействия данных и адекватных им методов.

Одно и то же информационное сообщение (статья в газете, объявление, письмо, телеграмма, справка, рассказ, чертёж, радиопередача и т.п.) может содержать разное количество информации для разных людей — в зависимости от их предшествующих знаний, от уровня понимания этого сообщения и интереса к нему.

Так, сообщение, составленное на японском языке, не несёт никакой новой информации человеку, не знающему этого языка, но может быть высокоинформативным для человека, владеющего японским. Никакой новой информации не содержит и сообщение, изложенное на знакомом языке, если его содержание непонятно или уже известно.

Информация есть характеристика не сообщения, а соотношения между сообщением и его потребителем. Без наличия потребителя, хотя бы потенциального, говорить об информации бессмысленно.

В случаях, когда говорят об автоматизированной работе с информацией посредством каких-либо технических устройств, обычно в первую очередь интересуются не содержанием сообщения, а тем, сколько символов это сообщение содержит.

Применительно к компьютерной обработке данных под информацией понимают некоторую последовательность символических обозначений (букв, цифр, закодированных графических образов и звуков и т.п.), несущую смысловую нагрузку и представленную в понятном компьютеру виде. Каждый новый символ в такой последовательности символов увеличивает информационный объём сообщения.

 

3. Представление информации

Информация может существовать в самых разнообразных формах:

• в виде текстов, рисунков, чертежей, фотографий;
• в виде световых или звуковых сигналов;
• в виде радиоволн;
• в виде электрических и нервных импульсов;
• в виде магнитных записей;
• в виде жестов и мимики;
• в виде запахов и вкусовых ощущений;
• в виде хромосом, посредством которых передаются по наследству признаки и свойства организмов и т.д.

Предметы, процессы, явления материального или нематериального свойства, рассматриваемые с точки зрения их информационных свойств, называются информационными объектами.

 

4. Передача информации

Всякое событие, всякое явление  служит источником информации.

Информация передаётся в виде сообщений от некоторого источника информации к её приёмнику посредством канала связи между ними. Источник посылает передаваемое сообщение, которое кодируется в передаваемый сигнал. Этот сигнал посылается по каналу связи. В результате в приёмнике появляется принимаемый сигнал, который декодируется и становится принимаемым сообщением. Передача информации по каналам связи часто сопровождается воздействием помех, вызывающих искажение и потерю информации.

Любое событие или явление может быть выражено по-разному, разным способом, разным алфавитом. Чтобы информацию более точно и экономно передать по каналам связи, ее надо соответственно закодировать.

Информация не может существовать без материального носителя, без передачи энергии. Закодированное сообщение приобретает вид сигналов-носителей информации. Они-то и идут по каналу. Выйдя на приемник, сигналы должны обрести вновь общепонятный  вид.

С этой целью сигналы пробегают декодирующее устройство, приобретая  форму, удобную для абонента. Система связи сработала, цель достигнута. Когда говорят о каналах связи, о системах связи, чаще всего для примера берут телеграф. Но каналы связи - понятие очень широкое, включающее множество всяких систем, самых разных.

Чтобы ясен был многоликий характер понятия “канал связи”, достаточно  привести несколько примеров.

При телефонной передаче источник сообщения - говорящий. Кодирующее  устройство, изменяющее звуки слов в электрические импульсы, - это микрофон. Канал, по которому передается информация - телефонный  провод. Та часть трубки, которую мы подносим к уху, выполняет роль декодирующего устройства. Здесь электрические сигналы снова преобразуются в звуки. И наконец, информация поступает в “принимающее  устройство”- ухо человека на другом конце провода. А вот канал связи совершенно другой природы - живой нерв. Здесь все сообщения передаются нервным импульсом. Но в технических каналах  связи направление передачи информации может меняться, а по нервной  системе передача идет в одном направлении.

Еще один пример - вычислительная машина. И здесь те же характерные  черты. Отдельные системы вычислительной машины передают одна другой информацию с помощью сигналов. Ведь вычислительная машина - автоматическое  устройство для обработки информации, как станок - устройство  для обработки металла. Машина не создает из “ничего” информацию, она преобразует только то, что в нее введено.

 

Рис.1.Общая схема передачи информации.

 

 

5. Единицы информации

В качестве единицы информации условились принять один бит (англ. bit — binary, digit — двоичная цифра).

Бит в теории информации — количество информации, необходимое для различения двух равновероятных сообщений.

А в вычислительной технике битом называют наименьшую "порцию" памяти, необходимую для хранения одного из двух знаков "0" и "1", используемых для внутримашинного представления данных и команд.

Бит — слишком мелкая единица измерения. На практике чаще применяется более крупная единица — байт, равная восьми битам. Именно восемь битов требуется для того, чтобы закодировать любой из 256 символов алфавита клавиатуры компьютера (256=28).

Широко используются также ещё более крупные производные единицы информации:

1 Килобайт (Кбайт) = 1024 байт = 210 байт,

1 Мегабайт (Мбайт) = 1024 Кбайт = 220 байт,

1 Гигабайт (Гбайт) = 1024 Мбайт = 230 байт.

В последнее время в связи с увеличением объёмов обрабатываемой информации входят в употребление такие производные единицы, как:

1 Терабайт (Тбайт) = 1024 Гбайт = 240 байт,

1 Петабайт (Пбайт) = 1024 Тбайт = 250 байт.

За единицу информации можно было бы выбрать количество информации, необходимое для различения, например, десяти равновероятных сообщений. Это будет не двоичная (бит), а десятичная (дит) единица информации.

 

 

Контрольные вопросы:

1. Что изучает наука – информатика?
2. Что вы понимаете под словом информация?
3. В каких формах может существовать информация?
4. Как передают информацию?
5. Как вы понимаете термин «средство массовой информации»? Что это? 
6. Какие измерения количества информации вы знаете?

 

 

 

Лекция №2

Тема: Информационные процессы в обществе.

Цель: Ознакомиться с основными процессами и свойствами информации. Познакомить студентов с системами счисления.

План:

1. Информационные процессы.
2. Свойства информации.

3. Системы счисления.

 

1. Информационные процессы.

Информация – это содержание сообщения, сигнала, памяти, а также сведения, содержащиеся в сообщении, сигнале или памяти.

Информацию можно: создавать, передавать, воспринимать, иcпользовать, запоминать, принимать, копировать, формализовать, распространять, преобразовывать, комбинировать, обрабатывать, делить на части, упрощать, собирать, хранить, искать, измерять, разрушать, и др.

Все эти процессы, связанные с определенными операциями над информацией, называются информационными процессами.

 

Передача информации – это двухсторонний процесс, где всегда присутствует источник и приемник.

Образная информация – это вкусовые, обонятельные, осязательные ощущения, картины природы, живопись.

К знаковой информации относится получаемая человеком информация в речевой или письменной форме.

 

2. Свойства информации.

Информация обладает следующими свойствами, характеризующими ее качественные признаки: достоверность, полнота, ценность, своевременность, понятность, доступность, краткость и др.