ИНФОРМАТИКА И ПРОГРАММИРОВАНИЕ ПРЕПОДАВАТЕЛЬ МЕНЬШИКОВА АННА ВАЛЕРЬЕВНА ЛЕКЦИЯ

ИНФОРМАТИКА И ПРОГРАММИРОВАНИЕ ПРЕПОДАВАТЕЛЬ: МЕНЬШИКОВА АННА ВАЛЕРЬЕВНА ЛЕКЦИЯ 1. 1 24. 11. 12

ЦЕЛИ, СТРУКТУРА, ТЕХНОЛОГИИ ДИСЦИПЛИНЫ Целями изучения дисциплины являются формирование у будущих специалистов общего представления о фундаментальных понятиях, используемых во всех курсах Computer Science, практических навыков по основам алгоритмизации вычислительных процессов и программированию решения экономических, вычислительных и других задач, развитие умения работать с персональным компьютером на высоком пользовательском уровне, обучение работе с научно-технической литературой и технической документацией по программному обеспечению ПЭВМ. Некоторые темы: Алгоритм и его свойства. Изобразительные средства алгоритмов: словесный, формульно-словесный, блок-схемный. Изобразительные средства алгоритмов: структурные диаграммы, псевдокод, языки программирования. Базовые канонические структуры, используемые при проектировании алгоритмов линейных, ветвящихся и циклических вычислительных процессов. Классификация языков программирования. Общая характеристика языка Паскаль. И др. Кол-во часов: Лекции – 10 часов Лаб. работы – 4 часа Сам. работы – 54 часа Форма контроля: 2 Экзамен

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ Основная литература: Акчурин И. А. , Веденов М. Ф. , Сачков Ю. В. Методологические проблемы математического моделирования в естествознании. //Вопросы философии, 1966, № 4. Акчурин И. А. , Веденов М. Ф. , Сачков Ю. В. Познавательная роль математического моделирования. М. : 1968. Амосов Н. М. Моделирование мышления и психики - М. : Наука, 1965. Андрющенко М. Н. , Советов Б. Я. , Яковлев А. С. и др. Философские основы моделирования сложных систем управления // Системный подход в технологических науках (Методологические основы): Сборник научных трудов – Л. : Изд. АН СССР, 1989. Дополнительная литература: «A mathematical representation of reality» (Encyclopaedia Britanica) Новик И. Б. , О философских вопросах кибернетического моделирования. М. , Знание, 1964. 3 Советов Б. Я. , Яковлев С. А. , Моделирование систем: Учеб. для вузов — 3 -е изд. , перераб. и доп. — М. : Высш. шк. , 2001. — 343 с. ISBN 5 -06 -003860 -2

РАЗДЕЛ I. ИНФОРМАТИКА ТЕМА 1. ВВЕДЕНИЕ В ИНФОРМАТИКУ. 1. Основные понятия информатики. 2. Предмет и задачи информатики. 3. История появления информатики и ее развитие. 4. Структура информатики. 5. Информация и ее свойства. 6. Формы адекватности информации. 7. Меры информации. 4 8. Критерии определения качества информации.

1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ИНФОРМАТИКИ Термин "информатика" (франц. informatique) происходит от французских слов information (информация) и automatique (автоматика) и дословно означает "информационная автоматика". Инфоpматика — это основанная на использовании компьютерной техники дисциплина, изучающая структуру и общие свойства информации, а также закономерности и методы её создания, хранения, поиска, преобразования, передачи и применения в различных сферах человеческой деятельности. 5 В 1978 году международный научный конгресс официально закрепил за понятием "информатика" области, связанные с разработкой, созданием, использованием и материально-техническим обслуживанием систем обработки информации, включая компьютеры и их программное обеспечение, а также организационные, коммерческие, административные и социально-политические аспекты компьютеризации — массового внедрения компьютерной техники во все области жизни людей.

ПРИОРИТЕТНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ИНФОРМАТИКИ 6 ü pазpаботка вычислительных систем и пpогpаммного обеспечения; ü теоpия инфоpмации, ü математическое моделирование ü методы искусственного интеллекта ü системный анализ ü Биоинформатика ü социальная информатика ü методы машинной графики, анимации, средства мультимедиа ü телекоммуникационные системы и сети ü разнообразные пpиложения

2. ПРЕДМЕТ И ЗАДАЧИ ИНФОРМАТИКИ Информатика как: • отрасль народного хозяйства • фундаментальная наука • прикладная дисциплина 7 Главная функция информатики заключается в разработке методов и средств преобразования информации и их использовании в организации технологического процесса переработки информации. Задачи информатики состоят в следующем: Ø исследование информационных процессов любой природы; Ø разработка информационной техники и создание новейшей технологии переработки информации на базе полученных результатов исследования информационных процессов; Ø решение научных и инженерных проблем создания, внедрения и обеспечения эффективного использования компьютерной техники и технологии во всех сферах общественной жизни.

3. ИСТОРИЯ ПОЯВЛЕНИЯ ИНФОРМАТИКИ И ЕЕ РАЗВИТИЕ 8 Вопрос для самостоятельного изучения

Российский академик А. А. Дородницин выделяет в информатике три неразрывно и существенно связанные части — технические средства, программные и алгоритмические. Технические средства, или аппаратура компьютеров, в английском языке обозначаются словом Hardware, которое буквально переводится как "твердые изделия". Для обозначения программных средств, под которыми понимается совокупность всех программ, используемых компьютерами, и область деятельности по их созданию и применению, используется слово Software (буквально — "мягкие изделия"), которое подчеркивает равнозначность самой машины и программного обеспечения, а также способность программного обеспечения модифицироваться, приспосабливаться и развиваться. Программированию задачи всегда предшествует разработка способа ее решения в виде последовательности действий, ведущих от исходных данных к искомому результату, иными словами, разработка алгоритма решения задачи. Для обозначения части информатики, связанной с разработкой алгоритмов и изучением методов и приемов их построения, применяют термин Brainware (англ. brain — интеллект). 9 СТРУКТУРА ИНФОРМАТИКИ

5. ИНФОРМАЦИЯ И ЕЕ СВОЙСТВА Термин "информация" происходит от латинского слова "informatio", что означает сведения, разъяснения, изложение. Клод Шеннон, американский учёный, заложивший основы теории информации — науки, изучающей процессы, связанные с передачей, приёмом, преобразованием и хранением информации, — рассматривает информацию как снятую неопределенность наших знаний о чем-то. 10 Приведем еще несколько определений: • Информация — это сведения об объектах и явлениях окружающей среды, их параметрах, свойствах и состоянии, которые уменьшают имеющуюся о них степень неопределенности, неполноты знаний (Н. В. Макарова); • Информация — это отрицание энтропии (Леон Бриллюэн); • Информация — это мера сложности структур (Моль); • Информация — это отраженное разнообразие (Урсул); • Информация — это содержание процесса отражения (Тузов); • Информация — это вероятность выбора (Яглом).

5. ИНФОРМАЦИЯ И ЕЕ СВОЙСТВА Современное научное представление об информации очень точно сформулировал Норберт Винер, "отец" кибернетики. А именно: Информация — это обозначение содержания, полученного из внешнего мира в процессе нашего приспособления к нему и приспособления к нему наших чувств. Информация есть характеристика не сообщения, а соотношения между сообщением и его потребителем. Без наличия потребителя, хотя бы потенциального, говорить об информации бессмысленно. 11 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.

5. ИНФОРМАЦИЯ И ЕЕ СВОЙСТВА достоверность; полнота; ценность; своевременность; понятность; доступность; краткость; и др. ü Информация достоверна, если она отражает истинное положение дел. ü Информация полна, если её достаточно для понимания и принятия решений. Как неполная, так и избыточная информация сдерживает принятие решений или может повлечь ошибки. ü Точность информации определяется степенью ее близости к реальному состоянию объекта, процесса, явления и т. п. ü Ценность информации зависит от того, насколько она важна для решения задачи, а также от того, насколько в дальнейшем она найдёт применение в каких-либо видах деятельности человека. ü Только своевременно полученная информация может принести ожидаемую пользу. Одинаково нежелательны как преждевременная подача информации (когда она ещё не может быть усвоена), так и её задержка. ü Если ценная и своевременная информация выражена непонятным образом, она может стать бесполезной. ü Информация становится понятной, если она выражена языком, на котором говорят те, кому предназначена эта информация. ü Информация должна преподноситься в доступной (по уровню восприятия) форме. Поэтому одни и те же вопросы по разному излагаются в школьных учебниках и научных изданиях. ü Информацию по одному и тому же вопросу можно изложить кратко (сжато, без несущественных деталей) или пространно (подробно, многословно). 12

Адекватность информации может выражаться в трех формах: семантической, синтаксической, прагматической. Именно с этими тремя формами связана эволюция информологии. ü Синтаксическая адекватность. Она отображает формальноструктурные характеристики информации и не затрагивает ее смыслового содержания. На синтаксическом уровне учитываются тип носителя и способ представления информации, скорость передачи и обработки, размеры кодов представления информации, надежность и точность преобразования этих кодов и т. п. ü Семантическая (смысловая) адекватность. Эта форма определяет степень соответствия образа объекта и самого объекта. Семантический аспект предполагает учет смыслового содержания информации. На этом уровне анализируются те сведения, которые отражает информация, рассматриваются смысловые связи. В информатике устанавливаются смысловые связи между кодами представления информации. ü Прагматическая (потребительская) адекватность. Она отражает отношение информации и ее потребителя, соответствие информации цели управления, которая на ее основе реализуется. Проявляются прагматические свойства информации только при наличии единства информации (объекта), пользователя и цели управления. 13 6. ФОРМЫ АДЕКВАТНОСТИ (ДОСТУПНОСТИ) ИНФОРМАЦИИ

7. МЕРЫ ИНФОРМАЦИИ В определенных, весьма широких условиях можно пренебречь качественными особенностями информации, выразить её количество числом, а также сравнить количество информации, содержащейся в различных группах данных. Информацию, содержащуюся в сообщении, можно нестрого трактовать в смысле её новизны или, иначе, уменьшения неопределённости наших знаний об объекте Подходы к определению количества информации. Формулы Хартли и Шеннона. Американский инженер Р. Хартли в 1928 г. процесс получения информации рассматривал как выбор одного сообщения из конечного наперёд заданного множества из N равновероятных сообщений, а количество информации I, содержащееся в выбранном сообщении, определял как двоичный логарифм N. Формула Хартли: I = log 2 N Американский учёный Клод Шеннон предложил в 1948 г. другую формулу определения количества информации, учитывающую возможную неодинаковую вероятность сообщений в наборе. Формула Шеннона: I = — ( p 1 log 2 p 1 + p 2 log 2 p 2 +. . . + p. N log 2 p. N), 14 где pi — вероятность того, что именно i-е сообщение выделено в наборе из N сообщений.

7. МЕРЫ ИНФОРМАЦИИ Бит в теории информации — количество информации, необходимое для различения двух равновероятных сообщений (типа "орел"—"решка", "чет"—"нечет" и т. п. ). В вычислительной технике битом называют наименьшую "порцию" памяти компьютера, необходимую для хранения одного из двух знаков "0" и "1", используемых для внутримашинного представления данных и команд. 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. 15 Широко используются также ещё более крупные производные единицы информации:

8. КРИТЕРИИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КАЧЕСТВА ИНФОРМАЦИИ. 16 Объем информации, необходимый пользователю для выработки и принятия управленческих решений, обусловливается, в частности, следующими параметрами: • сложностью управленческого решения или соответствующих задач управления; • сроками реализации конкретного решения или задачи; • формой и видом конечного результата принятия управленческого решения или задачи. Далее будет приведено краткое описание трех наиболее активных функций управления.

Первая функция — планирования — обеспечивает выбор программы деятельности и наиболее экономичного способа ее выполнения на длительное время. Функция контроля осуществляется непрерывно в течение всего планового периода. Наиболее эффективный и действенный контроль в автотранспортном процессе может осуществляться только с помощью широкого применения современных электронно-технических устройств и средств связи. Третья функция управления — регулирование — заключается в том, что на основе сравнения текущей и плановой информации о состоянии технологических процессов 17 8. КРИТЕРИИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КАЧЕСТВА ИНФОРМАЦИИ.

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ ! ДЗ: проработка и конспект по теме: «История появления информатики и ее развитие» 18 Следующая лекция (01. 12)