Информатика и программирование Тема 1 Информация и информатика

Информатика и программирование Тема 1: Информация и информатика

1 Базовые понятия • Термин «информация» происходит от латинского слова informatio, что в переводе означает изложение, разъяснение. • В повседневной жизни под этим словом понимают сведения, передаваемые людьми устным, письменным или другим образом. • В научных и официальных источниках этот термин трактуется по-разному.

2 Базовые понятия • В наиболее общем виде понятие информации можно выразить следующим образом. Информация – это отражение предметного мира с помощью знаков и сигналов.

3 Базовые понятия • Данными называется информация, представленная в удобном для обработки виде, которые в данный момент не используются, но хранятся. В том случае, если данные начинают использоваться, они превращаются в информацию.

4 Базовые понятия • Знание – это проверенный практикой результат познания действительности, ее верное отражение в сознании человека. Знания рассматривают как констатацию фактов и их описание.

5 Базовые понятия Для измерения информации могут быть использованы два параметра: • количество информации; • объем данных.

6 Базовые понятия •

7 Базовые понятия • Объем данных измеряется количеством символов, как правило, количеством байт (разрядов). Для измерения объема данных могут быть использованы следующие единицы измерения: – бит (двоичный разряд); – байт, (8 двоичных разрядов); – дит (десятичный разряд).

8 Базовые понятия Именование Обозначение Значение в байтах Килобайт 1 Кb 210 b 1 024 b Мегабайт 1 Mb 210 Kb = 220 b 1 048 576 b Гигабайт 1 Gb 210 Mb = 230 b 1 073 741 824 b Терабайт 1 Tb 210 Gb = 240 b 1 099 511 627 776 b

9 Базовые понятия Репрезентативность – показывает, насколько представительна данная информация, то есть насколько информация, полученная в результате выборочных наблюдений, соответствует характеристикам сплошных наблюдений. От репрезентативности зависит, насколько адекватно информация отражает свойства объекта, явления (того, о чем информация). Для репрезентативности информации важнейшее значение имеют: – правильность концепции, на базе которой сформирована информация – обоснованность отбора существенных признаков и связей отображаемого явления.

10 Базовые понятия Содержательность - отражает семантическую емкость информации, равную отношению количества семантической информации в сообщении к объему обрабатываемых данных, то есть: С = Ic / Vд, где • С - содержательность, • Ic - количество семантической информации, • Vд - объем данных С увеличением содержательности информации растет семантическая пропускная способность информационной системы (т. е. одно и тоже количество семантической информации содержится в меньшем объеме данных)

11 Базовые понятия Достаточность (полнота) - означает, что информация содержит минимальный, но достаточный для принятия правильного решения состав. Понятие полноты информации связано с ее смысловым содержанием (семантикой) и прагматикой. Как неполная (недостаточная), так и избыточная информация снижает эффективность решений, принимаемых ее пользователем.

12 Базовые понятия Доступность восприятию - показывает, насколько легко пользователю извлечь смысл из данной информации. Она обеспечивается выполнением соответствующих процедур получения и преобразования информации к удобной для восприятия пользователя форме.

13 Базовые понятия Актуальность - степень сохранения ценности информации в момент ее использования. Она зависит от динамики изменения характеристик, содержащихся в информации, и от интервала времени, прошедшего с момента возникновения данной информации.

14 Базовые понятия Своевременность - поступление информации не позже заранее назначенного момента времени, согласованного с временем решения поставленной задачи. (Обычно, не позже, чем ее можно будет обработать и использовать для принятия или нахождения решения).

15 Базовые понятия Точность - степень близости получаемой информации к реальному положению вещей (состоянию объекта, процесса, явления). Для информации, отображаемой цифровым кодом, известны четыре классификационных понятия точности: • формальная точность, измеряемая значением единицы младшего разряда числа; • реальная точность, определяемая значением единицы последнего разряда числа, верность которого гарантируется; • максимальная точность, которую можно получить в конкретных условиях функционирования системы; • необходимая точность, определяемая функциональным назначением показателя

16 Базовые понятия Достоверность определяется свойством информации отражать реально существующие объекты с необходимой точностью. Она измеряется доверительной вероятностью необходимой точности, то есть вероятностью того, что отображаемое информацией значение параметра отличается от истинного значения этого параметра в пределах необходимой точности.

17 Базовые понятия Устойчивость - способность информации реагировать на изменения исходных данных без нарушения необходимой точности. Устойчивость информации, как и репрезентативность, обусловлена выбранной методикой отбора и формирования информации.

18 Базовые понятия Система счисления – совокупность приемов и правил для записи чисел цифровыми знаками или символами. Все системы счисления можно разделить на два класса: позиционные и непозиционные. В классе позиционных систем для записи чисел в различных системах счисления используется некоторое количество отличных друг от друга знаков. Число таких знаков в позиционной системе счисления называется основанием системы счисления, их количество определяет название системы счисления.

19 Базовые понятия Основание Система счисления Знаки 2 Двоичная 0, 1 3 Троичная 0, 1, 2 5 Пятеричная 0, 1, 2, 3, 4 8 Восьмеричная 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 16 Шестнадцатеричная 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, А , В, С, D, E, F

20 • Базовые понятия

21 Базовые понятия Пример: перевести число 25 из десятичной системы счисления в двоичную.

22 Базовые понятия Пример: требуется перевести число 0, 73 из десятичной системы счисления в двоичную. 0, 73 ⋅ 2 = 1, 46 (целая часть 1) 0, 46 ⋅ 2 = 0, 92 (целая часть 0) 0, 92 ⋅ 2 = 1, 84 (целая часть 1) 0, 84 ⋅ 2 = 1, 68 (целая часть 1) и т. д.

23 Базовые понятия Десятичная Шестнадцатеричная Восьмеричная Двоичная 0 0 1 1 2 2 2 10 3 3 3 11 4 4 4 100 5 5 5 101 6 6 6 110 7 7 7 111 8 8 10 1000 9 9 11 1001 10 А 12 1010 11 В 13 1011 12 С 14 1100 13 D 15 1101 14 Е 16 1110

24 Базовые понятия 110110012 = 011 001 = 3318 11000110110012 = 0001 1000 1101 1001, т. е. 11000110110012 = 18 D 916 0, 11000111012 = 0 , 110 001 110 100 = 0, 61648 0, 11000111012 = 0 , 1100 0111 0100 = 0, С 7416

25 Базовые понятия I(1) V(5) Х (10) L (50) С (100) D(500) М(1000). Примеры: III (три), LIX (пятьдесят девять), DLV (пятьсот пятьдесят пять).

26 Базовые понятия Нормальной формой представления числа называется число, записанное в виде A = +/- m* P n • m - мантисса числа; • P - основание системы счисления; • n - порядок числа. Например: число “-678. 9876” , при выдаче на экран в нормальной форме будет представлено в следующем виде -6. 7898760000 E+02

27 Логические основы Алгебра логики (булева алгебра) – это раздел математики, возникший в XIX веке благодаря усилиям английского математика Дж. Буля. Поначалу булева алгебра не имела никакого практического значения. Однако уже в XX веке ее положения нашли применение в описании функционирования и разработке различных электронных схем. Законы и аппарат алгебры логики стал использоваться при проектировании различных частей компьютеров (память, процессор).

28 Логические основы Под высказыванием понимается любое замечание, сообщение или утверждение об объективно существующем мире. Высказывание может совпадать или не совпадать с действительностью, о которой оно что-то утверждает.

29 Логические основы конъюнкция (И), дизъюнкция (ИЛИ) отрицание (НЕ). конъюнкцию обозначают && дизъюнкцию || отрицание - чертой над переменной, обозначающей высказывание или знаком ~ (тильда), иногда восклицательным знаком ! или одинарной вертикальной чертой |

30 Логические основы Пример: Логическое высказывание (2 == 2) && (3 >= 4) будет являться ложным, т. е. будет иметь значение “false”.

31 Информатика • Информатика – научное направление, занимающееся изучением законов, методов и способов накопления, обработки и передачи информации с помощью ЭВМ и других технических средств, группа дисциплин, занимающихся различными аспектами применения и разработки ЭВМ: прикладная математика, программирование, программное обеспечение, искусственный интеллект, архитектура ЭВМ, вычислительные сети.

32 Информатика Основные направления информатики • Теоретическая информатика • Кибернетика • Программирование • Искусственный интеллект • Информационные системы • Вычислительная техника • Защита информации

33 Информатика • Исторически слово информатика происходит от французского слова Informatique, образованного в результате объединения терминов Information (информация) и Automatique (автоматика). Несмотря на широкое использование термина информатика в ряде стран Восточной Европы, в большинстве стран Западной Европы и США используется другой термин – Computer Science (наука о средствах вычислительной техники). • В качестве источников информатики принято называть две науки: документалистику и кибернетику.