Шпаргалка по дисциплине "Информатика"

№1. Информатика - предмет и задачи. Информатика – это область человеческой деятельности, связанная с процессами преобразования информации с помощью компьютеров и их взаимодействием со средой применения.

 Информатика в широком смысле представляет собой единство разнообразных отраслей науки, техники и производства, связанных с переработкой информации.

Информатику в узком смысле можно представить как состоящую из трех взаимосвязанных частей.

Задачи информатики состоят в следующем:

• исследование информационных процессов любой природы;
• разработка информационной техники и создание новейшей технологии переработки информации на базе полученных результатов исследования информационных процессов;
• решение научных и инженерных проблем создания, внедрения и обеспечения эффективного использования компьютерной техники и технологии во всех сферах общественной жизни.

Предмет информатики составляют следующие понятия:

• аппаратное обеспечение средств вычислительной техники;
• программное обеспечение средств вычислительной техники;
• средства взаимодействия аппаратного и программного обеспечения.

№2. Понятие информации, сообщения. Данные. Носитель информации. Представление информации. Информация-это отражение реального мира в сообщениях между живой и неживой природы. В практическом узком смысле определения,как совокупность знаний, сведений об объектах, явлениях их свойствах уменьшения неопределенности об объектах, явлениях их св-вах. Основные информационные процессы: Сбор информации, Обмен информацией, Накопление информации, Хранение информации , Обработка информации. Вид информации- Числовая, Текстовая, Графическая, Звуковая , Видео .Информация представляет собой: символы, знаки-сообщением. Для того,чтобы извлечь информацию из сообщения необходимо знать правило интерпретации. Инф-ция есть смысл сообщения. Одна и таже ифн-ция может быть представлена разн сообщениями. Одно и тоже сообщение может нести разн инф-цию. Сообщение — это форма представления каких-либо сведений в виде речи, текста, изображения, цифровых данных, графиков, таблиц и т. п. Данные-сообщ неким образом зафиксир в виде удобн для автоматич обработки. Носитель информации-

( машинный, носитель записи, тело, вещество, используемое для записи и накопления информации с целью непосредственного ввода её в ЭВМ. ).материальная среда в котор фиксир данные. Магнит. лента и диски, оптические диски,бумага. Любой вид инф-ции( числовая. Текстовая, графич,звуковая).Хранится и обрабаты и передается с помощью комп-а в двоичн коде. Кодирование инф-ции-процесс представления инф-ции одного вида в другой, т.е. выражения данных одного типа, через данные другого типа с использован кода. "...Представление информации - это воспроизведение (преподнесение, презентация) информации в любом виде, в том числе на материальном носителе..." Код- истема условных знаков (символов) для передачи, обработки и хранения (запоминания) различной информации. Алфавит-конечная последовательность (0,1). Система правил- правило преобразовывать данных из одного вида в другой. Двоичный код — это способ представления данных в одном разряде в виде комбинации двух знаков, обычно обозначаемых цифрами 0 и 1. Разряд в этом случае называется двоичным разрядом. Количество знач-Nкотор можетвыраженнов двоичном коде определ N=2^n, где N количеств независ кодиров знач, а n разрядность двоич кода.

№3. Непрерывная, дискретная, цифровая информация. Кодирование информации. Дискретность (от лат. discretus — разделённый, прерывистый) — означает прерывность и противопоставляется непрерывности. Дискретные величины принимают не все возможные значения, а только определённые, и их можно пересчитать. Дискретное изменение величины происходит скачками, через определённые промежутки времени.

Непрерывная величина может принимать любые значения в некотором диапазоне, которые могут быть сколь угодно близки, но всё-таки отличаться друг от друга. Количество таких значений бесконечно велико.

В технике непрерывная информация называется аналоговой, дискретная — цифровой.

 Пример дискретного сообщения - процесс чтения книги, информация в которой представлена текстом, т.е. дискретной последовательностью отдельных значков (букв). Примером непрерывного сообщения служит человеческая речь, передаваемая модулированной звуковой волной; параметром сигнала в этом случае является давление, создаваемое этой волной в точке нахождения приемника - человеческого уха. Аналоговый проигрыватель граммпластинок и цифровой проигрыватель CD-дисков.

 КОДИРОВАНИЕ  ИНФОРМАЦИИ- установление соответствия между элементами сообщения и сигналами, при помощи к-рых эти элементы могут быть зафиксированы.

Система исчисленя-это конечн послед-ть цыфр (алфавит) и правил записи с их помощи чисе.

Виды: позиционные-в котор одна и таже цыфра имеет разн знач в зависим от ее позиции в числе N=2^n и непозиционные-римская цыфра.

ДВОИЧНАЯ СИСТЕМА ИСЧИСЛЕНИЯ — система, использующая для представления буквенно-цифровых и иных символов наборы комбинаций цифр 1 и 0, основа используемых в цифровых ЭВМ кодов. А=а”n*q^n+a”n-1*q^n-1+a1*q штрих+ а0*q0…а1,а2….аn-коэф котор могут приним значение 0,1.2,…q-1.

Существуют три основных способа кодирования текста: 

• графический – с помощью специальных рисунков или значков;
• числовой – с помощью чисел;
• символьный (текстовый) – с помощью символов того же алфавита, что и исходный текст.

Код — это набор условных обозначений (или сигналов) для записи (или передачи) некоторых заранее определенных понятий.

Кодирование информации – это процесс формирования определенного представления информации. В более узком смысле под термином «кодирование» часто понимают переход от одной формы представления информации к другой, более удобной для хранения, передачи или обработки.

Обычно каждый образ при кодировании (иногда говорят — шифровке) представлении отдельным знаком.

Знак - это элемент конечного множества отличных друг от друга элементов.

Кодирование текстовой информации.

Для кодирования текстовой информации в компьютере используются специальные таблицы кодировки. Каждому символу алфавита ставится в соответствие его порядковый номер, котороый потом переводится в двоичную систему счисления и в таком виде запоминается компьютером. Всего на клавиатуре существует 256 различных символов (большие и маленькие буквы латинского и русского алфавитов, цифры, специальные символы, знаки пунктуации). Поэтому для кодирования одной буквы необходимо 8 бит (28 = 256). 1 буква = 8 бит = 1 байт.

Единицы измерения информации.

1 байт = 8 бит

1 Кбайт = 1024 байтам

1 Мбайт = 1024 Кбайтам

1 Гбайт = 1024 Мбайтам

1 Тбайт = 1024 Гбайтам

Кодирование графической информации

Изображение является непрерывным сигналом. Чтобы перевести его в двоичный код необходимо разбить изображение на отдельные точки. Каждая точка имеет свой цвет, который можно закодировать двоичным кодом. Записав код каждой точки, мы получим код всего изображения.

Кодирование звуковой информации

Звук представляет собой гармонические колебания в определенном диапазоне частот, распространяющихся в определенной среде. Сигналы, несущие звук, являются аналоговыми (непрерывными). Поэтому для представления звука двоичным кодом нужно преобразовать аналоговый сигнал в дискретный (двоичный). Выполняют это преобразование специальные устройства.

№4. Свойства информации. Меры информации. Свойства информации делятся на две группы. Прагматические свойствами информации - это те свойства, которые характеризуют степень полезности информации для пользователя в его практике. Это такие свойства как новизна, полезность, полнота, достоверность, адекватность, доступность, объективность, актуальность. Эти свойства очевидны для любого человека, и каждый сам знает как их понимать.

Атрибутивные свойства - это те свойства, которые отображают внутреннюю природу информации и особенности использования. Это такие свойства как:

 
1.Кумулятивность информации - накопление информации.

1. Преемственность информации 
2. Концентрация информации проявляется в том, что по мере накопления определенных единиц информации они имею тенденцию к объединению в более информационно-ёмкие формы.
3. Эмерженнтность информации заимствованно из теории систем.Эмерджентность - это свойства сложных систем, которые порождаются взаимодействием элементов и не наблюдаются ни в одном из элементов, если они рассматриваются отдельно. То есть система больше суммы своих систем. 
4. Неассоциативность и некоммутативность информации - любая информация - это не арифметическая сумма составляющих её элементов, эти элементы нельзя использовать в другой последовательности. Как говорится, сначала надо думать, а потом делать, но никак не наоборот.
5. Старение информации - информация, которая уже не представляет ценности для пользователя. Абсолютно устаревшая информация - это информация, которая с появлением новой информацией оказалась недостоверной. Относительно устаревшей информация называется тогда, когда она может быть дополнена новой информацией. 
6. Рассеяние информации - свойство информации, вытекающее из её межотраслевого характера и противоположное концентрации информации..

Информация обладает следующими свойствами:

• достоверность 
• полнота
• точность
• ценность
• своевременность
• понятность 
• доступность

* краткость и т. д.

 Информация достоверна, если она отражает истинное положение дел. Недостоверная информация может привести к неправильному пониманию или принятию неправильных решений. Достоверная информация со временем может стать недостоверной, так как она обладает свойством устаревать, т. е. перестает отражать истинное положение дел.

Информация полна, если ее достаточно для понимания и принятия решений. Как неполная, так и избыточная информация сдерживает принятие решений или может повлечь ошибки.

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

Ценность информации зависит от того, насколько она важна для решения задачи, а также от того, насколько в дальнейшем она найдет применение в каких-либо видах деятельности человека.

Только своевременно полученная информация может принести ожидаемую пользу. Одинаково нежелательны как преждевременная подача информации (когда она еще не может быть усвоена), так и ее задержка.

Если ценная и своевременная информация выражена непонятным образом, она может стать бесполезной. Информация становится понятной, если она выражена языком, на котором говорят те, кому предназначена эта информация.

Мера информации 

Синтаксическая мера информации.

Синтаксическая мера информации это объем. Объем данных в сообщении измеряется количеством символов (разрядов) принятого алфавита в этом сообщении. Определение количества информации на синтаксическом уровне невозможно без рассмотрения понятия неопределенности состояния (энтропии) системы. Действительно, получение информации связано с изменением степени неосведомленности получателя о состоянии системы.

Энтропия системы Н(а) может рассматриваться как мера недостающей информации. Энтропия системыН(а), имеющей N возможных состояний, согласно формуле Шеннона равна

 
H(a)=−∑Ni=1Pilog(Pi)  Формула Шеннона

 
где Pi - это вероятность нахождения системы в i-ом состоянии.

 
Рассмотрим ситуацию, когда все состояния равновероятны. Поскольку число возможных состояний равно N, то вероятность наступления события Pr=1/N  и формула Шеннона может быть переписана в виде

H(a)=−∑Ni=1Pilog(Pi)=−∑Ni=11Nlog(1N)=−log(1N)=log(N) 

Получившаяся формула - формула Хартли.

 
Семантическая мера информации.

 
Синтаксические меры количества информации в общем случае не могут быть непосредственно использованы для измерения смыслового содержания, ибо имеют дело с обезличенной информацией, не выражающей смыслового отношения к объекту. Для измерения смыслового содержания информации, то есть ее количества на семантическом уровне, наибольшее признание получила тезаурусная мера информации (предложенная Ю. И. Шнейдером), которая связывает семантические свойства информации со способностью пользователя воспринимать поступившее сообщение. Используется понятие тезаурус пользователя.

Тезаурус можно трактовать как совокупность сведений, которыми располагает данная система, пользователь.

В зависимости от соотношений между смысловым содержанием информации — S′ и тезаурусом пользователя — Sn изменяется количество семантической информации Ic, воспринимаемой пользователем и включаемой им в дальнейшем в свой тезаурус:

Если Sn≈0 , то пользователь не воспринимает поступающую информацию;

Если Sn→∞ , то пользователь все знает, и поступающая информация ему не нужна. В обоих случаях Ic≈0 .

Прагматическая мера информации.

Прагматическая мера информации — это полезность информации, ее ценность для пользователя. Эта мера также является величиной относительной, обусловленной особенностями использования информации в той или иной системе управления.

№5. Общая характеристика сбора, хранения, передачи и обработки информации.

Сбор информации — это процесс получения информации из внешнего мира и приведение ее к виду, стандартному для данной информационной системы. Обмен информацией между воспринимающей информацию системой и окружающей средой осуществляется посредством сигналов. Сигнал можно определить как средство перенесения информации в пространстве и времени. В качестве носителя сигнала могут выступать звук, свет, электрический ток, магнитное поле и т.п.

Передача информации.  Передача информации осуществляется различными способами: с помощью курьера, пересылка по почте, доставка транспортными средствами, дистанционная передача по каналам связи. Дистанционная передача по каналам связи сокращает время передачи данных. Для ее осуществления необходимы специальные технические средства. 

Обработка информации. Технология электронной обработки информации — человеко-машинный процесс исполнения взаимосвязанных операций, протекающих в установленной последовательности с целью преобразования исходной (первичной) информации 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, многими исполнителями. В условиях электронной обработки данных преобладают операции, выполняемые автоматически на машинах и устройствах, которые считывают данные, выполняют операции по заданной программе в автоматическом режиме при участии человека или сохраняя за пользователем функции контроля, анализа и регулирования.

ХРАНЕНИЕ ИНФОРМАЦИИ-Хранение и извлечение данных с диска требует взаимодействия между операционной системой, контроллером жесткого диска и электронными и механическими компонентами самого накопителя. Операционная система помещает данные на хранение и обслуживает каталог секторов диска, закрепленных за файлами. Когда вы даете системе команду сохранить файл или считать его с диска, она передает ее в контроллер жесткого диска, который перемещает магнитные головки к таблице расположения файлов соответствующего логического диска. Затем операционная система считывает эту таблицу, осуществляя в зависимости от команды поиск свободного сектора диска, в котором можно сохранить вновь созданный файл, или начало запрашиваемого для считывания файла.