ЛЕКЦИЯ 1 Информатика и вычислительная техника 1 2

ЛЕКЦИЯ 1 Информатика и вычислительная техника 1. 2. 3. 4. Информация Двоичное кодирование Кодировки Информационное общество

Информатика и вычислительная техника Информация

Информатика – это техническая наука, изучающая: q информацию и ее свойства; q информационные процессы, осуществляемые средствами вычислительной техники; q принципы функционирования этих средств и методы управления ими. Французский язык: information + automatique = informatique информация автоматика информатика Английский язык: computer science 3

Информация – это… Информация – одно из базовых понятий в науке (как материя, энергия), поэтому нет более четкого определения: § невозможно выразить через более простые понятия; § объясняется только на примерах или в сравнении с другими понятиями. «Информация есть информация, а не материя и не энергия» . Н. Винер, «Кибернетика, или Управление и связь в животном и машине» 4

Виды информации По форме представления: q текстовая – передаваемая в виде символов, предназначенных для обозначения лексем языка; q числовая – передаваемая в виде цифр и знаков, обозначающих математические действия; q графическая – передаваемая в виде изображений, графиков и т. п. ; q звуковая – устная или в виде записи для передачи лексем языка аудиальным путём; q видеоинформация – передаваемая в видеозаписи. 5

Свойства информации Информация должна быть: ■ объективной (не зависящей от чьего-либо мнения) «На улице тепло» , «На улице +28°С» . ■ понятной (выраженной на языке, понятном тому, для кого она предназначена) ■ полезной (получатель решает свои задачи) ■ достоверной (полученной без искажений) дезинформация, помехи, слухи, байки ■ актуальной (ценной в данный момент) ■ полной (достаточной для принятия правильного решения или понимания) «Концерт будет вечером» , «Концерт состоится 31 августа 2015 года в 17. 00 в актовом зале Дворца студентов НТУ «ХПИ» » 6

Информационные процессы 1. Создание 2. Хранение ■ мозг, бумага, камень, береста… ■ память ПК, дискеты, винчестеры, CD, DVD… 3. Обработка ■ кодирование – запись информации в виде кода с помощью некоторой знаковой системы (языка) ■ поиск ■ сортировка помехи 4. Передача источник информации канал связи Информация – это содержание сигналов, передаваемых по каналам связи. приемник информации 7

Языки Язык – знаковая система, используемая для хранения и передачи информации. ■ естественные (есть правила и исключения); ■ формальные (строгие правила). program first; begin writeln(“Hello, world!"); end. Грамматика – правила, по которым из символов алфавита строятся слова. Синтаксис – правила, по которым из слов строятся предложения. 8

Информатика и вычислительная техника Двоичное кодирование

Какой код использовать? ! Идея: использовать тот код, который применяется в электронных устройствах 220 В « 0» 220 В « 1» 10

Двоичное кодирование – это представление всех видов информации с помощью последовательностей двух знаков – 0 и 1. чис ла символы рисунки кодировщик 1010110111011 звук • в такой форме можно закодировать все виды информации; • нужны только устройства с двумя состояниями; • почти нет ошибок при передаче данных; • компьютеру легче обрабатывать данные. человеку сложно воспринимать двоичные коды 11

Двоичный код Код, в котором используются только два знака (0 и 1), называется двоичным. Знаки 0 и 1 = двоичная цифра, англ. binary digit = bit 1 бит – это количество информации, которое можно передать с помощью 1 знака в двоичном коде ( « 0» или « 1» ). 1 байт – это количество информации, которое можно передать с помощью 8 знаков двоичного кода. Слово – это группа из 16 взаимосвязанных бит (2 взаимосвязанных байтов). Удвоенное слово – это группа из 32 взаимосвязанных бит (4 взаимосвязанных байтов). Учетверенное слово – это группа из 64 взаимосвязанных бит (8 взаимосвязанных байтов). 12

Сколько информации? Определите количество информации: 01 2 бита 10101 5 бит 10101011 8 бит, 1 байт 101001100111 16 бит, слово 13

Единицы измерения 1 байт (bytе) – это объем компьютерной памяти, который имеет индивидуальный адрес. 1 байт (bytе) = 8 бит 1 Кбайт (килобайт) = 1024 байта 1 Мбайт (мегабайт) = 1024 Кбайт 1 Гбайт (гигабайт) = 1024 Мбайт 1 Тбайт (терабайт) = 1024 Гбайт 1 Пбайт (петабайт) = 1024 Тбайт 14

Информатика и вычислительная техника Кодировки

8 -битные кодировки (1 байт на символ) ! 8 знаков двоичного кода (8 бит, 1 байт) позволяют закодировать 256 различных вариантов данных 8 бит целые числа от 0 до 255 16 бит заглавные буквы английского алфавита A-Z + строчные буквы английского алфавита a-z + заглавные буквы русского алфавита А-Я + строчные буквы русского алфавита а-я + знаки препинания + цифры от 0 до 9 + некоторые специальные символы целые числа от 0 до 65 535 24 бита 16, 5 миллионов различных значений 16

Таблица ASCII 0 127 1 базовая таблица (международная) 128 254 255 расширенная таблица (национальный алфавит) ASCII = American Standard Code for Information Interchange 0 -31 управляющие символы: например, 10 – новая строка, 27 – Esc 32 – пробел знаки препинания: . , : ; ! ? специальные знаки: + - * / () {} [] 48 -57 цифры 0. . 9 65 -90 заглавные латинские буквы A-Z 97 -127 строчные латинские буквы a-z Расширенная таблица ASCII для русского и украинского языков: CP-866 для системы MS DOS и OS/2 Windows-1251 для системы Windows КОИ-8 для системы UNIX 17

Преимущества и недостатки • 1 байт на символ – файлы небольшого размера! • просто обрабатывать программно. • нельзя использовать символы разных кодовых страниц одновременно (например, русские и французские буквы и т. п. ); • нельзя использовать для кодирования символов языков с иероглифическим письмом; • иногда можно неправильно декодировать текст (например, «С уважением» в КОИ-8 = «У ХЧБЦЕОЙЕН» в Windows-1251); • для каждой кодировки нужен свой шрифт (изображения символов). 18

Многобайтовые кодировки ! Идея: объединить все символы в одну таблицу! Стандарты многобайтовой кодировки: 1. ISO 10646 2. Unicode Более распространен Unicode. Содержит 2 раздела: q универсальный набор символов (англ. UCS, universal character set) задаёт однозначное соответствие символов кодам; q семейство кодировок (англ. UTF, Unicode transformation format) определяет машинное представление последовательности кодов UCS. 19

UNICODE Таблица кодов разделена на несколько областей: U+0000 - U+007 F символы таблицы ASCII U+0080 - U+1 F 8 FF знаки различных письменностей, знаки пунктуации, технические символы U+0400 до U+052 F U+2 DE 0 до U+2 DFF U+A 640 до U+A 69 F U+1 F 900 - U+1 FFFF символы кириллицы П – 041 F я – 044 F т – 0442 ь – 044 С область, зарезервированная для использования в будущем 20

Кодировка UТF-8 (UNICODE в Linux) • символы кодируются 8 -битными последовательностями; • символы таблицы ASCII – 1 байт на символ; • остальные символы от 2 до 4 байт; • более 50% сайтов используют UTF-8. • тексты, состоящие только из кодов ASCII (коды 0 -127) не увеличиваются в размере • переменное число байтов на символ; • замедление работы программ. 21

Кодировка UTF-16 (UNICODE в Windows) • символы кодируются 16 -битными последовательностями; • с помощью кодировки UTF-16 можно закодировать 1 112 064 символов (в первой версии было 65 535). • можно одновременно использовать символы разных языков • размер файла увеличивается вдвое по сравнению с UТF-8 22

Информатика и вычислительная техника Информационное общество

Информационное общество Информационное (постиндустриальное) общество – главными продуктами производства являются информация и знания. Этапы развития: § письменность (Египет, Междуречье, Китай, 3000 лет до н. э. ); § книгопечатание (И. Гутенберг, XV век); § средства связи (телеграф, телефон, радио, TV, конец XIX века); § компьютерная техника (XX век). Информатизация – процесс перехода к информационному обществу. 24

Информационное общество Критерии: Ø число компьютеров; Ø уровень развития компьютерных сетей; Ø доля населения, занятого в сфере ИТ. Характерные черты: ü ü ! изменение структуры экономики; развитие телекоммуникаций; свобода доступа к информации; рост информационной культуры (потребность и умение человека использовать ИТ); ü доступность образования; ü изменение уклада жизни. Ближе всего США, Япония, Германия 25

Информационное общество • усиление влияния средств массовой информации; • разрушение частной жизни личности и организаций; • проблема отбора качественной и достоверной информации; • многим людям будет сложно приспособиться к новым условиям. 26

Информационные ресурсы Ресурс – средство, «обработав» которое можно получить желаемый результат. Ресурсы общества: ■ материальные; ■ природные (сырьевые); ■ энергетические; ■ трудовые; ■ финансовые; ■ информационные – документы, хранящиеся в различных информационных системах, в том числе в библиотеках, архивах, фондах, банках данных и др. 27

Информационные ресурсы § § § § § ! библиотечные; архивные; научно-техническая информация; правовая информация; финансовая и экономическая информация; информация о природных ресурсах; информация государственных органов; отраслевая информация; информация предприятий и учреждений. Информационные ресурсы становятся товаром, стоимость которого сопоставима со стоимостью других ресурсов! 28

Информационные услуги § § § § § связь; Интернет; рекламные агентства; подбор персонала (кадровые агентства); обучение; консалтинг (услуги по оптимизации бизнеса); поиск и подбор информации; создание программного обеспечения; создание web-сайтов и др. 29

Информационные технологии Технология – способ сделать «продукт» из исходных материалов (с гарантированным результатом!). Новые (компьютерные) информационные технологии – это технологии, связанные с использованием компьютеров и программного обеспечения для осуществления информационных процессов, то есть создания, хранения, обработки и передачи информации. 30

Информационные технологии q подготовка документов; q поиск информации; q сфера телекоммуникаций (локальные сети, Интернет, электронная почта и т. п. ); q автоматизированные системы управления (АСУ); q системы автоматизированного проектирования (САПР); q геоинформационные системы; q обучение: § электронные учебники; § компьютерные тренажеры; § дистанционное обучение и т. д. 31