лекция 1 (8 лекций в ворде)

ЛЕКЦИЯ 1

ИНФОРМАТИКА

Вишневская Татьяна Ивановна ИУ-7 ауд. 503л

ИУ-7 Программное обеспечение ЭВМ и информационные технологии

Лекции Семинары Лаб. работы

Распределение баллов по РК:

1 семестр - 15( ) + 20( ) + 20( ) + 15() = 70( ).

Пересдача РК:

- один раз в течение недели после РК;

- на зачетной неделе.

Экзамен в первом семестре (ПРИНИМАЕТ ЛЕКТОР):

- теория (только на экзамене) – 30( ) баллов;

- все долги по РК;

- повышение рейтинга (только на экзамене);

- – «УДОВЛ», – «ХОР», – «ОТЛ».

Хвостовая сессия в первом семестре (ПРИНИМАЕТ ДЕЖУРНЫЙ ПРЕПОДАВАТЕЛЬ):

- все долги по РК и теории.

После хвостовой сессии в первом семестре (ПРИНИМАЕТ ЛЕКТОР):

- все долги по РК и теории.

СМ5 – Вишневская Т.И.

ФН4-11 – Алексеев Ю.Е.

ФН4-12 – Алексеев Ю.Е.

ИНФОРМАЦИЯ И ИНФОРМАТИКА

Информатика является базовой учебной дисциплиной, охватывающей сведения о технических, программных и алгоритмических средствах организации современных информационных систем.

Термин информатика произошел от слияния двух французских слов Informacion (информация) и Automatique (автоматика) и дословно определял новую науку об «автоматической обработке информации». В англоязычных странах информатика называется Computer Science (наука о компьютерной технике).

ПОНЯТИЕ ИНФОРМАЦИИ

Обычно под информацией понимается совокупность сведений, расширяющая представление об объектах и явлениях окружающей среды, их свойствах, состоянии и взаимосвязях.

Обмен информацией осуществляется посредством сообщений.

Сообщение – это форма представления информации для ее последующей передачи в одном из следующих видов:

- числовая форма, представленная цифрами;

- текстовая форма, представленная текстами, составленными из символов того или иного языка;

- кодовая форма, представленная кодами; например, кодами в двоичной системе счисления, кодами для сжатия или шифрования, кодами азбуки Морзе или азбуки для глухонемых и т. п.;

- графическая форма, представляющая изображения объектов;

- акустическая форма, представленная звуковыми сигналами;

- видео форма, представляющая телепередачи, видео- и кинофильмы в специальном формате.

Сообщения могут быть непрерывными или дискретными.

Примером дискретного сообщения являются текстовая информация, так как количество символов (букв) конечно и их можно рассматривать как уровни сигнала передачи сообщения.

Примером непрерывного сообщения является человеческая речь, передаваемая звуковой волной, с меняющейся частотой, фазой и амплитудой. Параметром сигнала в этом случае является давление, создаваемое этой волной в точке нахождения приемника – человеческого уха.

Непрерывное сообщение может быть представлено непрерывной функцией, заданной на некотором отрезке [а, b]. Дискретизация – это процесс преобразования непрерывного сигнала в дискретный сигнал с некоторой частотой.

Свойства информации

Базовые свойства:

- запоминаемость, то есть способность воспринять информацию и хранить ее продолжительное время;

- передаваемость, то есть способность информации к копированию – восприятием ее другой системой без искажения;

- преобразуемость – это способность информации менять способ и форму своего существования.

Прагматические свойства – характеризуют степень полезности информации для потребителя. К ним относятся:

Новизна

Полезность (уменьшение неопределенности)

Ценность (использование)

Объективность и субъективность

(адекватного отражения свойств объекта.)

Полнота (достаточность для принятия решения)

Достоверность (точность- это степень близости получаемой информации к реальному состоянию объекта, процесса, явления и,без шумов)

Адекватность (соответствие реальному значению)

Доступность (возможность получения)

Актуальность (соответствия информации моменту ее использования)

Своевременность определяется поступлением информации не позже заранее назначенного момента времени, зависящего от времени решения поставленной задачи.

Динамические свойства – характеризуют изменение информации во времени. К ним относятся:

рост информации; старение информации;

устойчивость информации – это свойство информации реагировать на изменение исходных данных, сохраняя при этом необходимую точность.

Данные – это информация, представленная в некоторой форме (формализованном виде), что обеспечивает ее хранение, обработку и передачу.

Все информационные процессы можно отнести к одному из следующих классов.

Сбор данных – это деятельность по накоплению данных с целью обеспечения достаточной полноты. В сочетании с методами анализа данных, они порождают информацию, способную помочь в принятии решений. Например, на основе цены товара и его аналогов, их потребительских качеств, мы принимаем решение: покупать или не покупать этот товар.

Передача данных – это процесс обмена данными. Предполагается, что существует источник информации, канал связи и потребитель информации. Между ними устанавливаются соглашения о порядке обмена данными. Такие соглашения называются протоколами передачи данных. Например, в обычной беседе между двумя людьми негласно принимается соглашение, не перебивать друг друга во время разговора.

Хранение данных – это поддержание данных в форме, постоянно готовой к выдаче их потребителю. Одни и те же данные могут потребоваться потребителю многократно, поэтому существуют способы их хранения на носителях, например, бумаге или запоминающих устройствах, и методы их выдачи по запросу потребителя.

Обработка данных – это процесс преобразования информации из исходной формы до получения определенного результата. Сбор, накопление, хранение информации часто не являются конечной целью информационного процесса. Чаще всего первичные данные используются для решения какой-либо проблемы. Данные преобразуются шаг за шагом в соответствии с алгоритмом обработки до получения выходных данных, которые после анализа пользователем предоставляют необходимую информацию.

Единицы измерения объема данных

Минимальной единицей измерения данных является бит. Таким образом, 1 бит – это либо 0, либо 1. Элемент, принимающий всего два значения, называется двухпозиционным и просто реализуется аппаратно, например, двумя состояниями «включено» – «выключено», «ток есть» – «ток отсутствует».

1 байт – 8бит

1024 байт = 1 килобайт (Кбайт);

1024 Кбайт = 1 мегабайт (Мбайт) = 1024² байт = 1048576 байт;

1024 Мбайт = 1 гигабайт (Гбайт) = 1024³ байт;

1024 Гбайт = 1 терабайт (Тбайт) = 1024⁴ байт;

1024 Тбайт = 1 петабайт (Пбайт) = 1024⁵ байт.

Типы данных - арифметические, логические, символьные, двоичные.

Данные - входные, промежуточные, выходные.

Входные данные перерабатываются в выходные по некоторому алгоритму.

Программа - это запись алгоритма на одном из языков программирования.

Информатика – это наука о способах хранения, переработки и передачи информации. (с 1970 –х годов)

В структуре предметной области информатики можно выделить следующие разделы:

1. Теоретическая информатика (теория алгоритмов и автоматов, теория информации, математическая логика, теория формальных языков и грамматик, теория кодирования и др.).

2. Технические и программные средства информатизации

3. Информационные системы и технологии

Информационная технология - процесс, использующий совокупность средств и методов сбора, обработки и передачи данных.

Информационная система – человеко - компьютерная система для поддержки принятия решений и производство информационных продуктов, использующая компьютерную ИТ.

Информационная система включает следующие составные части:

- информацию, хранящуюся в информационной системе;

- технические средства хранения и обработки данных;

- методы и процедуры сбора и обработки информации.

Системы счисления

Система счисления – это соглашение о представлении чисел посредством конечной совокупности символов (цифр) A = {a₀, a₁, …, a_n-1}, называемой алфавитом. Каждой цифре ставится в соответствие определенный количественный эквивалент.

Системы счисления разделяют на позиционные и непозиционные. Рассмотрим эти системы счисления.

Непозиционная система счисления – это система, в которой цифры не меняют своего количественного эквивалента в зависимости от местоположения (позиции) в записи числа.

К непозиционным системам счисления относится система римских цифр, основанная на употреблении латинских букв для десятичных разрядов

I = 1, X = 10, С = 100, М = 1000 и их половин

V = 5, L = 50, D = 500.

Рассмотрим запись единиц. Числа 1 и 5 представляются соответственно цифрами I и V. Чтобы представить числа 2 или 3 необходимо записать соответствующее число единиц: II или III. Для представления чисел 4 или 9 к цифре V (пять) или X (десять) слева дописывается единица I: IV или IX. Для представления чисел 6, 7, 8 к цифре V справа подписываются соответствующее число единиц: VI, VII, VIII. Аналогично записываются десятки, сотни и тысячи.

Число в системе римских чисел записывается по схеме «тысячи-сотни-десятки-единицы».

Непозиционные системы счисления обладают следующими недостатками:

- сложность представления больших чисел (больше 10000);

- сложность выполнения арифметических операций над числами, записанными с помощью этих систем счисления.

Из-за перечисленных недостатков числа принято записывать с помощью позиционных систем счисления.

Позиционная система счисления – это система, в которой количественный эквивалент цифры зависит от ее положения в числе.

Примером позиционной системы счисления является используемая нами десятичная система счисления.

Основание позиционной системы счисления – это количество символов в ее алфавите. Например, в десятичной системе счисления десять цифр, поэтому она имеет основание n = 10. Позиционная система счисления с основанием n называется n-ичной.

Двоичная, десятичная и шестнадцатеричная системы

Значение числа, представленного конечной дробью, в n-ичной системе счисления

a_ma_m–1…a₁a₀,a_–1a_–2…a_–k,

где «,» – разделитель целой и дробной частей; a_i, i = –k, m; или с явным указанием основания системы счисления

(a_ma_m–1…a₁a₀,a_–1a_–2…a_–k)_n,

определяется по формуле

a_mn^m + a_m–1n^m–1 + … + a₁n¹ + a₀n⁰ +

+ a_–1n^–1 + a_–2n^–2 + … + a_–kn^–k =

В информатике и вычислительной технике широко используются следующие системы счисления:

- двоичная n = 2; используемый алфавит: A = {0, 1}; например, 0111000₂;

- десятичная n = 10; используемый алфавит: A = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}; например, 102₁₀; в дальнейшем числа без указания основания системы счисления будем считать десятичными;