Лекция 1 ПРЕДМЕТ И ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ КОМПЬЮТЕРНЫХ

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

План: Понятие информатики. 2. Понятия информации и сообщения. 3. Понятие кодирования информации. 1.

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

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

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

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 ØЧасто путают понятия «информатика» и «кибернетика» . ØМежду этими дисциплинами сложно провести четкую границу в связи с ее размытостью и неопределенностью. ØБытует 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. l Однако, информатика не занимается решением проблем, не связанных с использованием компьютерной техники l Информатика появилась благодаря развитию компьютерной техники, базируется на ней и совершенно немыслима без нее. l Кибернетика же развивается сама по себе, строя различные модели управления объектами, хотя и очень активно использует все достижения компьютерной техники. l

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

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. l Информатику в узком смысле можно представить как состоящую из трех взаимосвязанных частей Ø технических средств (hardware), Ø программных средств (software), Ø алгоритмических средств (brainware). l

Структура информатики Информатика Технические средства Программные средства Отрасль народного хозяйства Фундаментальная наука Производство технических средств Производство программных продуктов Разработка технологий переработки информации Методология создания информационного обеспечения Теория информационных систем и технологий Алгоритмические средства Прикладная дисциплина (для конкретных областей) Изучение закономерностей в информационных процессах Создание информационных моделей коммуникаций Разработка информационных систем и технологий. Рекомендации

Главная функция информатики l 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: Ø Ø Ø 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. l Предоставляет методы и средства исследования другим областям, даже таким, где считается невозможным применение количественных методов из-за неформализуемости процессов и явлений. l

2. Информация l Согласно функционально-кибернетическому подходу, информация рассматривается как свойство ряда материальных и кибернетических систем: ü ü ü 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). l Сообщение — это форма представления информации в виде речи, текста, изображения, цифровых данных, графиков, таблиц и т. п. l В широком смысле информация — это общенаучное понятие, включающее в себя обмен сведениями между людьми, обмен сигналами между живой и неживой природой, людьми и устройствами. l l 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.

В технической интерпретации ИНФОРМАЦИЯ Это любые сведения о событиях или явлениях, воспринимаемые человеком или техническими средствами и снимающие неопределенность, существующую до их появления. В философском смысле Это отражения реального мира Свойства информации: • объективность и субъективность; • полнота; • достоверность; • адекватность; • доступность; • актуальность.

Информация и данные l Данные могут рассматриваться как признаки или записанные наблюдения, которые по каким-то причинам не используются, а только хранятся. Ø 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. l Знак – это вещественный носитель, кодирующий информацию в виде, доступном для восприятия человеком в документах, а также для обработки в автоматизированных системах в электронном виде. l Слово – комбинация знаков, слова составляют предложения. l

Ø Информация существует в виде: документов, чертежей, рисунков, текстов, звуковых и световых сигналов, электрических и нервных импульсов и т. п. Ø Информация, зафиксированная в некоторой материальной форме, называется сообщением. Ø 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: Ø температура человека в течение дня, Øдиаметр дерева от возраста Ø и т. д.

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

l Для дискретных сообщений характерно наличие определенного набора элементов из которых в определенные моменты формируются различные последовательности. l Элементы из которых строятся дискретные сообщения называются символами и образуют алфавит. l 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. l 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. l Совершенно иной алфавит будет использован для представления этого же сообщения на магнитном или оптическом диске l

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. l При этом на каждом из них информация представляется с помощью символов различного алфавита. l Процесс преобразования информации из одного алфавита в эквивалентный другой алфавит называется кодированием. l А под носителем информации понимается физическая среда, предназначенная для приема, хранения и передачи информации. l

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 ) “ 1” U “ 0” t

Ø 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. Ø Бит – это минимальная единица машинной информации.

7 6 5 4 3 2 1 0 Биты с 0 -го по 7 -й 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).

7 6 5 4 3 2 1 0 С помощью одного байта можно получить 28 = 255 различных двоичных кодов (от 0000 до 1111). 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. Отсутствие стандартов привело к появлению разных таблиц для кодирования русских текстов, среди которых : альтернативная кодовая таблица CP-866 Ø международный стандарт ISO 8859 Ø кодовая таблица фирмы Microsoft CP-1251 (кодировка Windows) Ø кодовая таблица ОС Unix KOI 8 -R Ø

l 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: l 1 Терабайт (Тбайт) = 240 байт = 1024 Гбайт, l 1 Петабайт (Пбайт) = 250 байт = 1024 Тбайт. l l

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 — 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. l Информационные ресурсы (в отличие от всех других видов ресурсов — трудовых, энергетических, минеральных и т. д. ) тем быстрее растут, чем больше их расходуют. l

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

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

Виды инструментария l l l 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 l программно-математические инструментальные средства информатизации; l 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. l Долгое время для обработки информации человек использовал только собственный мозг. Наиболее эффективно можно осуществлять обработку информации с помощью персонального компьютера. l

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

Схема передачи информации Помехи Источник Кодирующее устройство Канал связи Сигнал Защита от помех Декодирующее устройство Приемник

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