Информатика Предмет и задачи информатики Информатика это

Информатика. Предмет и задачи информатики. Информатика — это техническая наука, систематизирующая приемы создания, хранения, воспроизведения, обработки и передачи данных средствами вычислительной техники, а также принципы функционирования этих средств и методы управления ими. Из определения видно, что информатика очень близка к технологии, поэтому ее предмет нередко называют информационной технологией.

Предмет информатики составляют следующие понятия: аппаратное обеспечение средств вычислительной техники; программное обеспечение средств вычислительной техники; средства взаимодействия аппаратного и программного обеспечения; средства взаимодействия человека с аппаратными и программными средствами.

Основной задачей информатики является систематизация приемов и методов работы с аппаратными и программными средствами вычислительной техники. Цель систематизации состоит в выделении, внедрении и развитии передовых, наиболее эффективных технологий, в автоматизации этапов работы с данными, а также в методическом обеспечении новых технологических исследований.

Информатика — практическая наука. Ее достижения должны проходить подтверждение практикой и приниматься в тех случаях, когда они соответствуют критерию повышения эффективности. В составе основной задачи информатики сегодня можно выделить следующие направления для практических приложений: архитектура вычислительных систем (приемы и методы построения систем, предназначенных для автоматической обработки данных); интерфейсы вычислительных систем (приемы и методы управления аппаратным и программным обеспечением);

программирование (приемы, методы и средства разработки компьютерных программ); преобразование данных (приемы и методы преобразования структур данных); защита информации (обобщение приемов, разработка методов и средств защиты данных); автоматизация (функционирование программноаппаратных средств без участия человека); стандартизация (обеспечение совместимости между аппаратными и программными средствами, а также между форматами представления данных, относящихся к различным типам вычислительных систем).

На всех этапах технического обеспечения информационных процессов для информатики ключевым понятием является эффективность. Для аппаратных средств под эффективностью понимают отношение производительности оборудования к его стоимости (с учетом стоимости эксплуатации и обслуживания). Для программного обеспечения под эффективностью понимают производительность лиц, работающих с ними (пользователей). В программировании под эффективностью понимают объем программного кода, создаваемого программистами в единицу времени.

Истоки и предпосылки информатики Слово «информатика» происходит от французского слова Informatique, образованного в результате объединения терминов Information (информация) и Automatique (автоматика), что выражает ее суть как науки об автоматической обработке информации. В большинстве стран Западной Европы и США используется другой термин — Computer Science (наука о средствах вычислительной техники).

В качестве источников информатики обычно называют две науки: Информатика Документалистика Кибернетика

Документалистика сформировалась в конце XIX века в связи с бурным развитием производственных отношений. Ее расцвет пришелся на 20 -30 -е годы XX века, а основным предметом стало изучение рациональных средств и методов повышения эффективности документооборота

Основы технической науки кибернетики были заложены трудами по математической логике американского математика Норберта Винера, опубликованными в 1948 году, а само название происходит от греческого слова (kybemeticos — искусный в управлении). Впервые термин «кибернетика» ввел французский физик Андре Мари Ампер в первой половине XIX веке.

Сегодня предметом кибернетики являются принципы построения и функционирования систем автоматического управления. Основные задачи — методы моделирования процесса принятия решений техническими средствами, связь между психологией человека и математической логикой, связь между информационным процессом отдельного индивидуума и информационными процессами в обществе, разработка принципов и методов искусственного интеллекта. На практике кибернетика во многих случаях опирается на те же программные и аппаратные средства вычислительной техники, что и информатика, а информатика, в свою очередь, заимствует у кибернетики математическую и логическую базу для развития этих средств.

Данные. Носители данных. Данные — диалектическая составная часть информации. Они представляют собой зарегистрированные сигналы.

Любой носитель можно характеризовать параметром разрешающей способности (количеством данных, записанных в принятой для носителя единице измерения) и динамическим диапазоном (логарифмическим отношением интенсивности амплитуд максимального и минимального регистрируемого сигналов). От этих свойств носителя нередко зависят такие свойства информации, как полнота, доступность и достоверность.

Операции с данными В ходе информационного процесса данные преобразуются из одного вида в другой с помощью методов. Обработка данных включает в себя множество различных операций.

В структуре возможных операций с данными можно выделить следующие основные: сбор данных — накопление информации с целью обеспечения достаточной полноты для принятия решений;

формализация данных — приведение данных, поступающих из разных источников, к одинаковой форме, чтобы сделать их сопоставимыми между собой, то есть повысить их уровень доступности;

фильтрация данных — отсеивание «лишних» данных, в которых нет необходимости для принятия решений; при этом должен уменьшаться уровень «шума» , а достоверность и адекватность данных должны возрастать;

сортировка данных — упорядочение данных по заданному признаку с целью удобства использования; повышает доступность информации

архивация данных — организация хранения данных в удобной и легкодоступной форме; служит для снижения экономических затрат по хранению данных и повышает общую надежность информационного процесса в целом;

защита данных — комплекс мер, направленных на предотвращение утраты, воспроизведения и модификации данных;

транспортировка данных — прием и передача (доставка и поставка) данных между удаленными участниками информационного процесса; при этом источник данных в информатике принято называть сервером, а потребителя — клиентом;

преобразование данных — перевод данных из одной формы в другую или из одной структуры в другую. Преобразование данных часто связано с изменением типа носителя. Необходимость в многократном преобразовании данных возникает также при их транспортировке, особенно если она осуществляется средствами, не предназначенными для транспортировки данного вида данных.

вывод: работа с информацией может иметь огромную трудоемкость, и ее надо автоматизировать

Кодирование данных двоичным кодом. Своя система кодирования существует и в вычислительной технике — она называется двоичным кодированием и основана на представлении данных последовательностью всего двух знаков: 0 и 1. Эти знаки называются двоичными цифрами, по-английски — binary digit или сокращенно bit (бит).

Одним битом могут быть выражены два понятия: 0 или 1 (да или нет, черное или белое, истина или ложь и т. п. ). Если количество битов увеличить до двух, то уже можно выразить четыре различных понятия: 00 01 10 11 Тремя битами можно закодировать восемь различных значений: 000 001 010 011 100 101 110 111

Связь между количеством информации в битах и числом различных состояний системы устанавливается формулой Хартли: i=log 2 N или N=2 i, где N — число возможных состояний (количество независимых кодируемых значений); i — количество информации в битах разрядность двоичного кодирования, принятая в данной системе).

Таким образом, если какая -то информация представлена в цифровом виде, компьютер легко превращает числа в последовательности нулей и единиц, а далее работает с ними.

Кодирование целых и действительных чисел Целые числа кодируются двоичным кодом достаточно просто — достаточно взять целое число и делить его пополам до тех пор, пока частное не будет равно единице. Совокупность остатков от каждого деления, записанная справа налево вместе с последним частным, и образует двоичный аналог десятичного числа. 19: 2 = 9 + 1 9: 2=4+1 4: 2 = 2 + 0 2: 2=1+0 Таким образом, 1910= 100112. Для кодирования целых чисел от 0 до 255 (256) достаточно иметь 8 разрядов двоичного кода (8 бит). 16 бит позволяют закодировать целые числа от 0 до 65535, а 24 бита — уже более 16, 5 миллионов разных значений.

Для кодирования действительных чисел используют 80 -разрядное кодирование. При этом число предварительно преобразуется в нормализованную форму: 3, 1415926 = 0, 31415926 • 101. Первая часть числа называется мантиссой, а вторая — характеристикой.

Бит – наименьшая единица представления данных. Байт – это группа из 8 битов, является наименьшей единицей измерения данных. Более крупные единицы измерения данных – килобайт 1 Кбайт=1024 байта=210 байта. 1 Мбайт=1024 Кбайт=220 байт (1024*1024) 1 Гбайт=1024 Мбайт=230 байт, 1 Тбайт (тера)=1024 Гбайт=240 байт. С помощью 1 байта можно выразить 256 значений (28) единиц информации (0 -255). Например, целые числа от 0 до 255: 5=00000101, 255=1111 и т. д.