Лекция № 1 ПРЕДМЕТ И ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ КОМПЬЮТЕРНЫХ

Лекция № 1 ПРЕДМЕТ И ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ КОМПЬЮТЕРНЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ Лыч Юрий Павлович старший преподаватель кафедры «Информационные технологии»

Понятие информатики. Понятия информации и сообщения. Понятие кодирования информации. План:

Литература Основы информатики: Учеб. пособие/ А.Н. Морозевич, Н.Н. Говядинова, В.Г. Левашенко, Б.А. Железко и др.; Под ред. проф. А.Н. Морозевича. - Мн.: Новое знание, 2001. Информатика для юристов и экономистов / Симонович С.В. и др. – СПб: Питер, 2001. Экономическая информатика / Под ред. П.В. Конюховского и Д.Н. Колесова. – СПб: Питер, 2000.

ПОЯВЛЕНИЕ И РАЗВИТИЕ ИНФОРМАТИКИ Термин информатика возник в 60-х гг. во Франции для названия области, занимающейся автоматизированной обработкой информации с помощью электронных вычислительных машин. Французский термин informatique (информатика) образован путем слияния слов information (информация) и automatique (автоматика) и означает "информационная автоматика или автоматизированная переработка информации". В англоязычных странах этому термину соответствует синоним computer science (наука о компьютерной технике).

Как отрасль науки Исследует свойства и процессы передачи информации, используя методы таких наук, как психология, логика, лингвистика и математика. Имеет дело со средствами обработки информации и применяет методы вычислительной техники, системотехники, наук об управлении Как отрасль техники

Основная цель информатики – системное изучение всех процессов и средств, которые имеют отношения к обработке информации с использованием ЭВМ. Информатика – это совокупность научных направлений, изучающих : свойства информации, способы ее представления, передачи и автоматической обработки.

Определение информатики …"комплексная научная и инженерная дисциплина, изучающая все аспекты разработки, проектирования, создания, оценки, функционирования основанных на ЭВМ систем переработки информации, их применения и воздействия на различные области социальной практики". Другое определение информатики: Информатика - это область человеческой деятельности, связанная с процессами преобразования информации с помощью компьютеров и их взаимодействие со средой применения.

Информатика и Кибернетика Часто путают понятия «информатика» и «кибернетика». Между этими дисциплинами сложно провести четкую границу в связи с ее размытостью и неопределенностью. Бытует мнение, что информатика является одним из направлений кибернетики.

Информатика и кибернетика сходства и различия Информатика занимается изучением процессов преобразования и создания новой информации более широко, практически не решая задачи управления различными объектами, как кибернетика. Однако, информатика не занимается решением проблем, не связанных с использованием компьютерной техники Информатика появилась благодаря развитию компьютерной техники, базируется на ней и совершенно немыслима без нее. Кибернетика же развивается сама по себе, строя различные модели управления объектами, хотя и очень активно использует все достижения компьютерной техники.

Предмет информатики: Аппаратное обеспечение средств вычислительной техники (hardware) Программное обеспечение средств вычислительной техники (software) Средства взаимодействия аппаратного и программного обеспечения (program interface) Средства взаимодействия человека с аппаратными и программными средствами (user interface)

Структура информатики Информатика в широком смысле представляет собой единство разнообразных отраслей науки, техники и производства, связанных с переработкой информации с помощью компьютеров и телекоммуникационных средств связи во всех сферах человеческой деятельности. Информатику в узком смысле можно представить как состоящую из трех взаимосвязанных частей технических средств (hardware), программных средств (software), алгоритмических средств (brainware).

Структура информатики

Главная функция информатики Главная функция информатики заключается в разработке методов и средств преобразования информации и их использования в организации технологического процесса переработки информации.

Задачи информатики состоят в следующем: исследование информационных процессов любой природы; разработка информационной техники и создание новейшей технологии переработки информации на базе полученных результатов исследования информационных процессов; решение научных и инженерных проблем создания, внедрения и обеспечения эффективного использования компьютерной техники и технологии во всех сферах общественной жизни.

Информатика как комплексная научно-техническая дисциплина Создает новые информационные технологии для решения проблем во всех областях человеческой деятельности. Предоставляет методы и средства исследования другим областям, даже таким, где считается невозможным применение количественных методов из-за неформализуемости процессов и явлений.

2. Информация Согласно функционально-кибернетическому подходу, информация рассматривается как свойство ряда материальных и кибернетических систем: Живые организмы и их сообщества; Человек и человеческое общество; Созданные человеком искусственные кибернетические устройства.

ИНФОРМАЦИЯ Термин информация происходит от латинского informatio, что означает разъяснение, осведомление, изложение. С позиции материалистической философии информация есть отражение реального мира с помощью сведений (сообщений). Сообщение — это форма представления информации в виде речи, текста, изображения, цифровых данных, графиков, таблиц и т.п. В широком смысле информация — это общенаучное понятие, включающее в себя обмен сведениями между людьми, обмен сигналами между живой и неживой природой, людьми и устройствами. При работе с информацией всегда имеется ее источник и потребитель (получатель). Пути и процессы, обеспечивающие передачу сообщений от источника информации к ее потребителю, называются информационными коммуникациями.

Свойства информации: объективность и субъективность; полнота; достоверность; адекватность; доступность; актуальность.

Информация и данные Данные могут рассматриваться как признаки или записанные наблюдения, которые по каким-то причинам не используются, а только хранятся. В том случае, если появляется возможность использовать эти данные для уменьшения неопределенности о чем-либо, данные превращаются в информацию. Поэтому можно утверждать, что информацией являются используемые данные.

Сигнал, знак, данные Сигнал – это вещественно-энергетический или энергетический носитель информации. Он может быть предcтавлен в виде электрических, электромагнитных импульсов, звуковых волн и других материальных процессов. Знак – это вещественный носитель, кодирующий информацию в виде, доступном для восприятия человеком в документах, а также для обработки в автоматизированных системах в электронном виде. Слово – комбинация знаков, слова составляют предложения.

Информация существует в виде: документов, чертежей, рисунков, текстов, звуковых и световых сигналов, электрических и нервных импульсов и т.п. Информация, зафиксированная в некоторой материальной форме, называется сообщением. Сообщения могут быть либо непрерывными, либо дискретными, определяя соответственно непрерывный и дискретный способы представления информации.

Непрерывные сообщения представляются физической величиной, характеризующей процесс, не имеющий перерывов и промежутков. Пример: температура человека в течение дня, диаметр дерева от возраста и т.д.

Дискретные сообщения - это последовательность символов, характеризующая прерывистую, изменяющуюся величину. Пример: выпуск мебели за смену, речь человека (набор звуков и пауз) С понятием дискретных сообщений тесно связаны понятия: квантования по уровню и дискретизации по времени.

Для дискретных сообщений характерно наличие определенного набора элементов из которых в определенные моменты формируются различные последовательности. Элементы из которых строятся дискретные сообщения называются символами и образуют алфавит. Важным является не физическая природа элементов, а то что их набор конечен.

Пример Для записи какого-либо сообщения на бумаге используется алфавит, содержащий конечный набор символов букв, цифр знаков препинания, математических и иных знаков. Это же сообщение на расстояние может быть передано с помощью коротких и длинных электрических символов (точек и тире в соответствие с кодом Морзе), т.е. с помощью алфавита состоящего всего из двух символов. Совершенно иной алфавит будет использован для представления этого же сообщения на магнитном или оптическом диске

Качественная оценка Актуальность — важность, существенность для настоящего времени; Адекватность - степень соответствия информации текущему моменту времени

Качественная оценка Понятность — информация выражена ясным, понятным языком для получателя; Защищенность — невозможность несанкционированно использовать или изменять; Эргономичность — удобство использования.

Информация (применительно к деятельности организации) определенным образом обработанные данные о фактах, представляющие интерес для организации и составляющие основу принятия соответствующего решения

3. Понятие кодирования информации. Для передачи информационных сообщений используются различные носители информации – бумага, электрические или оптические сигналы, магнитные пленки и т.д. При этом на каждом из них информация представляется с помощью символов различного алфавита. Процесс преобразования информации из одного алфавита в эквивалентный другой алфавит называется кодированием. А под носителем информации понимается физическая среда, предназначенная для приема, хранения и передачи информации.

Основным носителем информации в средствах вычислительной техники (ВТ) являются элементы, которые могут находиться в одном из двух состояний ( включено/выключено, высокий/низкий уровень напряжения, есть/нет намагниченность ферромагнитного материала и т.д. ) Условно одно состояние обозначают через “0”, другое через “1”. Каждый такой элемент может хранить один двоичный разряд или бит информации ( bit - binary digit )

Таким образом для представления дискретной информации в средствах ВТ используется алфавит, состоящий всего лишь из двух символов (цифра 0 и цифра 1) и любое информационное сообщение представляется в виде последовательности нулей и единиц, т.е. в виде цифрового кода. Бит – это минимальная единица машинной информации.

Бит — слишком мелкая единица измерения. На практике чаще применяется более крупная единица — байт, равная восьми битам. Именно восемь битов требуется для того, чтобы закодировать любой из 256 символов алфавита клавиатуры компьютера (256=28). Биты с 0-го по 7-й

С помощью одного байта можно получить 28 = 255 различных двоичных кодов (от 00000000 до 11111111). В любой ЭВМ реализуется кодовая таблица, в которой: - устанавливается соответствие этих кодов символам, отображаемым на дисплее или принтере. - каждому допустимому коду соответствует ровно один символ

Пример кодовой таблицы Windows

Кодовые таблицы в большинстве ЭВМ основаны на американской стандартной системе кодировки для обмена информацией ASCII (American System Code for International Interchange), которая изначально не содержала символов русского алфавита. альтернативная кодовая таблица CP-866 международный стандарт ISO 8859 кодовая таблица фирмы Microsoft CP-1251 (кодировка Windows) кодовая таблица ОС Unix KOI8-R Отсутствие стандартов привело к появлению разных таблиц для кодирования русских текстов, среди которых :

Широко используются также ещё более крупные производные единицы информации: 1 Килобайт (Кбайт) = 210 байт = 1024 байт, 1 Мегабайт (Мбайт) = 220 байт = 1024 Кбайт, 1 Гигабайт (Гбайт) = 230 байт = 1024 Мбайт. В последнее время в связи с увеличением объёмов обрабатываемой информации входят в употребление такие производные единицы, как: 1 Терабайт (Тбайт) = 240 байт = 1024 Гбайт, 1 Петабайт (Пбайт) = 250 байт = 1024 Тбайт.

КЛАССИФИКАЦИЯ ИНФОРМАЦИИ ПО РАЗНЫМ ПРИЗНАКАМ

Информационные революции: Появление устной речи. Изобретение письменности. Изобретение печатного станка. Изобретение телеграфа, телефона, радио, телевидения. Разработка компьютерных информационных технологий и средств телекоммуникаций.

Информатизация общества Информатизация общества — организованный социально-экономический и научно-технический процесс создания оптимальных условий для удовлетворения информационных потребностей и реализации прав граждан, органов государственной власти, органов местного самоуправления организаций, общественных объединений на основе формирования и использования информационных ресурсов

Информационные ресурсы – это идеи человечества и указания по их реализации, накопленные в форме, позволяющей их воспроизводство. Это книги, статьи, патенты, диссертации, научно-исследовательская и опытно-конструкторская документация, технические переводы, данные о передовом производственном опыте и др. Информационные ресурсы (в отличие от всех других видов ресурсов — трудовых, энергетических, минеральных и т.д.) тем быстрее растут, чем больше их расходуют.

Технология в переводе с греческого (teche) означает искусство, мастерство, умение. Информационная технология - это совокупность методов и устройств, используемых людьми для обработки информации.

Информационная технология — это совокупность методов и устройств, используемых людьми для обработки информации.

Виды инструментария до второй половины 19 века - ручная технология с конца 19 века - механическая технология 40-60-е годы 20 века - электрическая технология начало 70-х годов - электронная технология. с середины 80-х годов - компьютерная информационная технология.

Классификация информационных технологий программно-математические инструментальные средства информатизации; прикладные информационные технологии.

Обработка информации Человеку постоянно приходится заниматься обработкой информации: перевод текста, решение задачи, кодирование, декодирование, сортировка и т.д., при этом из исходной информации получается новая информация. Долгое время для обработки информации человек использовал только собственный мозг. Наиболее эффективно можно осуществлять обработку информации с помощью персонального компьютера.

Схема обработки информации Исходная информация ОБРАБОТКА Обработка информации — это преобразование информации из одного вида в другой, производимое по строгим, формальным правилам, при котором изменяется ее форма или содержание. Новая информация

Схема передачи информации

Информационные процессы протекают по одним и тем же законам в обществе, технике и живой природе.