ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Лекция 1 Информационные технологии ИТ

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Лекция 1

Информационные технологии (ИТ) • ИТ – это машинизированные способы обработки, хранения, передачи и использования информации. • Функциональное назначение ИТ – это переработка информации с помощью ЭВМ и выработка новых знаний.

Информационные процессы обработка информации Объективно существующая реальность, характеризуемая совокупностью его свойств обработка информации кодирование информации Образ объекта Сведения об объекте Совокупность свойств (характеристик) Описанные свойства объекта Данные об объекте восприятие/дек одирование Потребитель информации

Основные понятия информатики – это «сообщение» и «информация» • Информация – это … • Сообщение – это … Будем считать их как неопределяемые основные понятия, которые можно разъяснить на ряде примеров. Отношение между этими понятиями: (абстрактная) информация передается посредством (конкретного) сообщения.

Одно и то же сообщение, но по-разному интерпретированное, может передавать разную информацию Интерпретация – это некое отображение α между сообщением N и информацией I, представляющее собой результат договоренности между отправителем и получателем (правило интерпретации) N α I

Передача информации Среда распространения сигналов Источник информации сообщение Приемник информации Сообщение передается в виде сигналов (знаков)

Сигнал (лат. signum – знак) – физический процесс (явление), несущий сообщение (информацию) о событии или состоянии объекта. Сигналы различаются • По физической природе (акустические, электромагнитные и т. д. ) • По типу изменения во времени (непрерывные и дискретные)

Непрерывный звуковой сигнал нить рупор Дискретный сигнал Телеграфный ключ

Сообщения В зависимости от типа сигнала сообщения различаются на • непрерывные (модуляция несущего сигнала по амплитуде, фазе или частоте) • дискретные (параметр сигнала может принимать лишь конечное число значений) – такие сообщения, которые могут быть переданы с помощью дискретных сигналов (знаков)

Знаки, наборы знаков, алфавит Языковые сообщения в письменной форме строят, записывая знаки письма друг за другом. По существу такие сообщения являются последовательностями знаков. Знак – это элемент некоего конечного множества попарно различимых «вещей» , набора знаков. Алфавит – это упорядоченный конечный набор попарно различимых знаков. Алфавит десятичных цифр: 0, 1, 2, 3, … 9

Коды и кодирование

Сообщения и коды Дискретные сообщения представляют собой (конечные или бесконечные) последовательности знаков (цепочки знаков). Эти последовательности разбивают на конечные последовательности знаков, называемые словами. На более высоком уровне каждое слово можно снова рассматривать как знак, при этом соответствующий набор знаков будет шире первоначального. Обратно, любой данный набор знаков можно получить с помощью составления слов, исходя из некоторого набора с меньшим числом знаков (в том числе из двоичного).

Коды Кодом называется правило, описывающее отображение одного набора знаков в другой набор знаков (или слов). Если каждый образ при кодировании является отдельным знаком, то такое отображение называется шифровкой, а образы – шифрами. Обращение этого отображения – когда оно однозначно – декодированием или дешифровкой.

Кодирование-декодирование А Б В Г Д 1 2 3 4 5 А В

Знаки и символы Необходимо различать собственно знак и его смысл. Знак вместе с его смыслом называется символом. В соответствии с целью употребления один и тот же знак часто имеет разный смысл (буква «Х» и цифра «Х» в римской системе счисления). Но также часто разные знаки имеют один и тот же смысл (x, “. ”, * - знаки умножения).

Системы счисления

Системы счисления (СС) Система счисления – символический метод записи чисел. Число – некая абстракция, используемая для количественной характеристики и нумерации объектов. Письменными знаками (символами) для записи чисел служат цифры. Цифры – система знаков ( «буквы» ) для записи чисел ( «слов» ) (числовые знаки). Арабские цифры 0, 1, 2, … 9 – составляют алфавит числовых знаков (символов) десятичной СС.

Системы счисления (СС) Система счисления – символический метод записи чисел. СС бывают • Позиционные (каждый знак имеет свой «вес» в зависимости от позиции в записи числа(приписывается шумерам и вавилонянам, развита индусами) • Непозиционные (каждый знак имеет сой вес, независимо от позиции занимаемой в записи числа) • Смешанные

Позиционные СС Позиционная СС- это p-ичная СС, которая определяется целым числом р>1, называемым основанием CC. Целое число без знака А в р-ичной СС представляется в виде конечной линейной комбинации степеней числа р: ak – цифры, такие, что 0<=ak<=(p-1) Pk –весовой коэффициент разряда

Позиционные СС Числа в позиционной СС- записываются в виде последовательности его р-ичных цифр перечисляемых по убыванию старшинства разряда слева направо: А=аn-1 an-2…a 1 a 0 Примеры: 1. В десятичной СС 23110=2*102+3*101+1*100 2. В четверичной СС 2314=2*42+3*41+1*40

Формирование чисел в позиционных СС Десятичная СС (алфавит: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9): 0 10 20 30 … 90 100 110 120 130 140 150 1 11 21 31 … 91 101 111 121 131 141 151 2 12 22 32 … 92 102 112 122 132 142 152 3 13 23 33 … 93 103 113 123 133 143 153 4 14 24 34 5 15 25 35 6 16 26 36 7 17 27 37 8 18 28 38 9 19 29 39 … 99 109 119 129 139 149 159

Формирование чисел в позиционных СС Четверичная СС (алфавит: 0, 1, 2, 3): 0 10 20 30 100 110 120 130 200 210 220 1 11 21 31 101 111 121 131 201 211 221 2 12 22 32 102 112 122 132 202 212 222 3 13 23 33 103 113 123 133 203 213 223 В позиционных СС чем больше основание СС, тем меньшее количество разрядов (цифр) требуется для записи числа: 2110= 1114=101012

Непозиционные СС Числа в непозиционной СС- записываются в виде последовательности его цифр, значение которых не зависит от позиции в записи числа. При этом могут накладываться ограничения на последовательность записи цифр, например, чтобы они были расположены в порядке убывания. Пример: Римская СС (почти непозиционная) 6710=LXVIIR

Смешанные СС Числа в смешанной СС- записываются в виде последовательности его цифр, значение которых также как в позиционной СС зависит от позиции в записи числа. При этом на коэффициенты, называемые цифрами, накладываться некоторые ограничения. Пример: Исчисление времени: дни-часы-минуты-секунды А(сек)=D*24*60*60+H*60*60+M*60+S, где цифрами являются D, H, M, S

Позиционные системы счисления

Перевод чисел из одной СС в другую 1. Метод деления на основание 12510 в троичную СС 125 3 123 41 3 2 39 13 3 2 12 4 3 1 1 12510=111223=1*34+1*33+1*32+2*31+2*30= = 81 + 27 + 9 + 6 + 2 =12510

Позиционные СС Дробное число без знака А в р-ичной СС представляется в виде конечной линейной комбинации степеней числа р: ak – цифры, такие, что 0<=ak<=(p-1) Pk –весовой коэффициент разряда n- количество разрядов целой части m – количество разрядов дробной части

Запись дробных чисел 123, 45610=1*102+2*101+3*100+4*10 -1+5*10 -2+6*10 -3 123, 4567=1*72+2*71+3*70+4*7 -1+5*7 -2+6*7 -3= = 49 + 14 + 3 + 4/7 +5/49 +6/343= = 49 + 14 + 3 + 0, 5714…+0, 1020…+ 0, 01749…= = 66, 6908910 - ответ приближенный

Перевод дробных чисел в другую СС 0, 45610 перевести в 7 -ю СС Метод умножения на основание СС 0, 456 × 7 0, 45610=0, 31227 3, 192 0, 31227=3*7 -1 +1*7 -2+2*7 -3+2*7 -4= × 7 =3/7 +1/49 + 2/343 + 2/2401 = 1, 344 = 0, 4285. . +0, 0204. . +0, 0058. . +0, 0008. . = × 7 = 0, 455510 2, 408 × 7 2, 856 ……