Дисципліна Інформатика Викладач Ткачук Галина Володимирівна Тема

Дисципліна: Інформатика Викладач: Ткачук Галина Володимирівна

Тема 1 Теоретичні основи інформатики

План 1. 2. 3. 4. 5. Інформатика як наука, її місце в системі наук. Предмет та задачі інформатики. Поняття інформації та її властивостей. Інформаційна система та інформаційні технології. Кодування даних. Одиниці вимірювання інформації.

Фундамент наук ►Математика? ►Фізика? ►Хімія?

Кібернетика Це наука про загальні принципи управління в різних системах: технічних, біологічних, соціальних.

Історична довідка 1948 р. Норберт Віннер «Кібернетика або управління і зв'язок в тварині і машині» .

Інформація в кібернетиці Внутрішня інформація Вхідна Вихідна

Термін “інформатика” Походить від французького Informatique і утворене з двох слів: ІНФОРмація авто. МАТИКА ІНФОРМАТИКА Computer Science – наука про комп’ютер

Міжнародний конгрес з інформатики ► 1978 р. Міжнародний конгрес з інформатики ► 1996 р. Конгрес ЮНЕСКО з проблем інформатизації «Поняття інформатики охоплює галузі, пов’язані з розробкою, створенням, використанням та матеріальнотехнічним обслуговуванням систем обробки інформації, з урахуванням машин, обладнання, математичного забезпечення, організаційних аспектів, а також комплекс промислового, комерційного, адміністративного та соціального впливу»

Інформатика – це… це наука, що вивчає всі аспекти отримання, збереження, перетворення, передачі та використання інформації

Інформатика – це… це галузь людської діяльності, пов’язана з процесами перетворення інформації за допомогою комп’ютерів та їх взаємодії з середовищем застосування

Інформатика – це… це комплексна технічна наука, що вивчає методи та засоби опрацювання даних за допомогою обчислювальної техніки

Взаємозв'язок понять Інформатика Кібернетика це наука про загальні принципи управління в різних системах: технічних, біологічних, соціальних

Структура інформатики як дисципліни Теоретична інформатика Обчислювальна техніка Програмування Інформаційні системи Штучний інтелект

2. Предмет інформатики як науки складають: апаратне забезпечення програмне забезпечення засоби взаємодії апаратного та програмного забезпечення засоби взаємодії людини з апаратним та програмним забезпеченням

Взаємодія через інтерфейс Людина комп’ютер Комп’ютер комп’ютер Взаємодія між пристроями

Інтерфейс користувача Це сукупність методів та засобів взаємодії людини з програмним та апаратним забезпеченням

Основне завдання інформатики: Систематизація прийомів та методів роботи з апаратними та програмними засобами обчислювальної техніки.

3. Поняття інформації та її властивості. Інформація – філософське поняття, яке слід розуміти як: Відображення реального світу певною системою Термін походить від латинського informatio й означає виклад, роз’яснення факту, події.

Властивості інформації об’єктивність повнота достовірність доступність актуальність корисність

Повідомлення Це форма подання інформації у вигляді мови, тексту, зображення, цифрових даних, графіків, таблиць.

Сигнал від латинського signum – знак Це будь-який процес, що несе сукупність відомостей про об’єкт.

Дані Це інформація, представлена у формалізованому вигляді і призначена для опрацювання її технічними засобами, наприклад, ПК.

Основні операції опрацювання даних: ►збір; ►архівація; ►формалізація; ►захист; ►фільтрація; ►транспортування; ►сортування; ►перетворення.

4. Інформаційна система та інформаційні технології Система – це сукупність об'єктів, між якими налагоджені певні зв'язки.

Інформаційна система – це сукупність інформаційних ресурсів і технологій їх опрацювання.

Структура інформаційної системи Апаратна та програмна частини інформаційної системи Джерело інформації Приймання інформації Зберігання й обробка інформації Виведення інформації Зворотній зв'язок • Автоматичні • Автоматизовані Споживач інформації

Інформаційні технології Технологія – це спосіб освоєння людиною матеріального світу за допомогою соціально організованої діяльності, що включає три компоненти: інформаційну, матеріальну та соціальну.

Інформаційна технологія – це технологія збирання, опрацювання та передачі даних, що грунтується на використанні обчислювальної техніки інформаційна матеріальна соціальна

Властивості інформаційної технології Предмет Мета Засоби • Дані • Обробка інформації • Програмні та апаратні

5. Кодування даних. Одиниці вимірювання. Кодування – це представлення даних одного типу через дані іншого типу

Система кодування в інформатиці Двійковий код – як засіб кодування даних Двійкові цифри (біти) 0 1 Біт - binary digit

Двійкова арифметика 1703 р. Вільгельм Лейбніц правила виконання арифметичних дій над двійковими числами Медаль, на якій зображено співвідношення двійкової і десяткової системи числення

Логічний зміст бітів Деяка подія відбулась чи ні? Так Ні 1 0

Фізичний зміст бітів Чи є струм в мережі? 1 0

Біт Це найменша порція інформації, яку отримують при виборі між двома подіями. 1 Байт = 8 біт Біт Біт

Одиниці вимірювання ► Кілобайт: 1 Кбайт = 1024 байт = 210 ► Мегабайт: 1 Мбайт = 1024 Кбайт = 220 ► Гігабайт: 1 Гбайт = 1024 Мбайт = 230 ► Терабайт: 1 Тбайт = 1024 Гбайт = 240 ► Петабайт: 1 Пбайт = 1024 Тбайт = 250 ► Ексабайт: 1 Ебайт = 1024 Пбайт = 260 ► Зетабайт: 1 Збайт = 1024 Ебайт = 270 ► Йотабайт: 1 Йбайт = 1024 Збайт = 280

Обсяг даних ► 5 Мб = ? Кб ► 51 200 байт = ? Кб ► 25 Гб = ? Мб ► 259 Гб = ? Тб ► 12 Йб = ? Зб

Ємність носіїв даних 1, 44 Мб 4. 7 -17. 8 ГБ 1 -64 ГБ 500 Гб, 750 Гб, 3 Тб, тощо

Поняття про системи числення Система числення – це алфавіт системи та правила утворення чисел і дій з ними. Системи числення є позиційними або непозиційними.

Непозиційні системи числення Римська система числення І, ІІІ, IV, V, VII, VIII, IX, X… VII = 5 + 1 = 7. Символи V і I означають 5 і 1 незалежно від місця їх у числі

Непозиційні системи числення Непозиційною називається така система числення, в якій кількісний еквівалент ( «вага» ) цифри не залежить від її розташування в записі числа

Позиційні системи числення Двійкова Вісімкова 2 8 Шістнадцяткова 16 Десяткова 10 П’ятіркова 5 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A B C DE F 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 В ПК В більшості країн світу 0, 1, 2, 3, 4 В Китаї В ПК

Десяткова система числення 3 2 1 0 3756 = 3*1000 + 7*100 + 5*10 + 6 = 3*103 + 7*102 + 5*101 + 6*100 Позначення десяткового числа: (3756)10

Як записати числа? у вигляді суми степенів 23 =2*101+3*100 345 =3*102+4*101 5*100 8 =8*100 ?

Двійкова та десяткова системи числення Двійкова 0 ► 10 ► 11 ► 100 ► 101 ► 110 ► 111 ► Десяткова ► 0 ► 1 ► 2 ► 3 ► 4 ► 5 ► 6 ► 7

Як виглядають цифри? Десяткова Двійкова ► 8 ► 1000 ► 9 ► 1001 ► 1010 ► 11 ► 1011 ► 12 ► 1100 ► 13 ► 1101 ► 14 ► 1110 ► 15 ► 1111 ?

Як записати двійкові числа? у вигляді суми степенів 110 =1*22+1*21+0*20 = 6 1110 =1*23+1*22+1*21+0*20=14 11 = 1*21+1*20 = 3 ?

Позначення систем числення ►(3756)10 ►(1110001)2 ►(321)8 ►(37 А 6)16

Переведення чисел у десяткову систему числення (akak-1…a 1 a 0)p = akpk + k-1+ … + a p + ak-1 p 1 0 Сума степенів основи

З двійкової у десяткову р=2 (akak-1…a 1 a 0)2= ak*2 k+ak-1*2 k-1 + …+a 1*2 + a 0 Приклади: (1)2 = 1* 20 = (1)10 ► (101)2 = 1*22 + 0*21 + 1*20 = (5)10 ► (110)2 = 1*22 + 1*21 + 0*20 = (6)10 ►

З вісімкової у десяткову р=8 (akak-1…a 1 a 0)8=ak*8 k+ak-1*8 k-1+ …+a 1*8+ a 0 Приклади: ► (37)8=3*81 + 7*80 = 24 + 7 = (31)10 ► (4321)8=4*83 + 3*82 + 2*8 + 1*80 = (2257)10

Переведення чисел із десяткової системи в іншу 1) Число поділити без остачі на р. 2) Визначити остачу і частку. 3) Якщо частка менша за р, то виконати пункт 6. 4) Розглянути частку як нове число. 5) Виконати пункти 1, 2, 3. 6) Прочитати результат.

Як перевести число у вісімкову систему? (125)10

Приклад переведення числа з десяткової системи у вісімкову 125 8 120 15 5 15 8 81 7 (175)8

Як перевести число у вісімкову систему? (69)10

З десяткової системи у вісімкову 69 8 64 8 5 8 8 8 1 0 105

Переведення вісімкових чисел у двійкову систему ► Вісімкове число переводять у двійкову, використовуючи таблицю кодів: 0 1 2 3 4 5 6 7 000 001 010 011 100 101 110 111

З вісімкової у двійкову (427)8=(100 010 111)2 0 1 2 3 4 5 6 7 000 001 010 011 100 101 110 111

Двійкова арифметика (додавання) Правила додавання двійкових чисел: ► 0+0=0 ► 1+0=1 ► 0+1=1 ► 1+1=10

Приклад додавання 100110 + 11011 1000001

Додати двійкові числа 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 1101+110 1100011+1101 11001+1111 10101+1001 111001+100011 10001+111 1100+101 = (10011) = (1110000) = (101000) = (11110) = (1011100) = (11000) = (10001)

Двійкова арифметика (віднімання) 1 спосіб: аналогічний десятковим числам Правила віднімання двійкових чисел: ► 0 -0=0 ► 1 -0=1 ► 1 -1=0 ► 10 -1=1

Двійкова арифметика (віднімання) 2 спосіб: 1) Зрівняти кількість розрядів в першому та другому числі та змінити значення позицій від'ємника на протилежні. 2) До отриманого результату додати двійкову одиницю. 3) Виконати дію додавання. 4) Відкинути старшу одиницю.

Приклад 100110 – 11011 = ? § 11011=011011=100100 § 100100+1 = 100101 § 100110+100101=1001011 § 1011

Відняти двійкові числа 1. 1101 -110 = (111) 2. 1100011 -1101 = (1010110) 3. 11001 -1111 = (1010) 4. 10101 -1001 = (1100) 5. 111001 -100011 = (10110) 6. 10001 -111 = (1010) 7. 1100 -101 = (111)

Двійкова арифметика (множення) Правила множення: ► 0*0=0 ► 1*0=0 ► 0*1=0 ► 1*1=1 100110 * 101 100110 + 000000 100110 10111110

Двійкова арифметика (ділення) Правила ділення двійкових чисел аналогічно десятковій 10101 111 11 111

Завдання ► Перевести у двійкову систему числення рік свого народження. Перевірити: перевести отримане число з двійкової системи у десяткову