Министерство образования и науки Республики Казахстан Казахская головная архитектурно-строительная академия Факультет общей естественно-научной подготовки Лекция № 1 «ПРЕДМЕТ И ЗАДАЧИ ИНФОРМАТИКИ» Информатика Ассистент профессора Аймагамбетова Салтанат Мамыровна Алматы, 2014
План q Основные понятия информатики q Развитие вычислительной техники q Кодирование информации в компьютере 2
Применительно к компьютерной обработке данных под информацией понимают некоторую последовательность символических обозначений (букв, цифр, закодированных графических образов и звуков и т. п. ), несущую смысловую нагрузку и представленному в понятном компьютеру виду. Термин «информация» происходит от латинского слова informatio, означающего разъяснение, изложение, осведомленность. Среди основных свойств информации можно выделить следующие: достоверность, полнота, ценность, своевременность, доступность, краткость и др. Информатика – наука, изучающая методы сбора, хранения, обработки и передачи информации с помощью средств вычислительной техники. Термин «информатика» происходит от французских слов information (информация) и automatique (автоматика) информационная автоматика. 3
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. Объектами изучения информатики являются технические, программные и алгоритмические средства. Hardware – совокупность технических устройств и приборов компьютерной системы. Software – совокупное название программных и информационных ресурсов (данных), используемых в работе с компьютером. Brainware – обозначение части информатики, связанной с разработкой алгоритмов и изучением методов и приемов их построения. 4
Информационные процессы – действия, выполняемые с информацией: получение, хранение, обработка, передача. Информационные технологии – технологии накопления, обработки и передачи информации с использованием определенных технических средств. Информационные ресурсы – это идеи человечества и указания по их реализации, накопленные в форме, позволяющей воспроизводить их (книги, статьи, патенты, диссертации, научноисследовательская и опытно-конструкторская документация, технические переводы, данные о передовом производственном опыте и др). 5
Развитие вычислительной техники В 1642 году французский математик, физик, философ и богослов Блез Паскаль сконструировал первую в мире механическую счетную машину, известную как суммирующая машина. В 1673 году машина, созданная немецким математиком и философом Готфридом Вильгельмом Лейбницем, выполняла все четыре арифметических действия. В 1822 г. английский математик Чарльз Беббидж впервые соединил идею механической арифметической машины Лейбница с идеей программного управления. 6
Историю развития ЭВМ принято разделять на поколения. ЭВМ первого поколения (конец 50 -х – начало 60 -х гг. ) – это ламповые машины. Ламповые машины потребляли значительно количество электроэнергии, для них требовались большие помещения. Элементной базой ЭВМ второго поколения (начало 60 гг. ) были полупроводниковые приборы: транзисторы (1948 г), диоды и пр. Безотказная работа увеличилась до нескольких сотен часов. ЭВМ третьего поколения (конец 60 -х – начала 70 -х гг. ). Электронная промышленность стала изготавливать интегральные микросхемы (чипы). Интегральные схемы – это небольшие кристаллы полупроводников, которые содержат несколько сотен и даже тысяч транзисторов. ЭВМ четвертого поколения (середина 70 -х гг. и по настоящее время) имеют в качестве элементной базы большие интегральные схемы (БИС) со степенью интеграции от 100 до 1000 активных элементов на одну микросхему и сверхбольшие интегральные схемы (СБИС). К ЭВМ пятого поколения принято относить те вычислительные машины, которые, по сравнению с предыдущими поколениями, обладают качественно новыми способами взаимодействия пользователя ЭВМ с помощью речевых сообщений и графических изображений, способностью вычислительных систем к самообучению, логической и ассоциативной обработке информации, диалогом с пользователем в форме вопросов и ответов. Быстродействие ЭВМ пятого поколения – несколько миллиардов 7 операций в секунду.
Кодирование информации в компьютере Информация передается в виде сообщений от некоторого источника информации к ее приемнику посредством канала связи между ними. Источник посылает передаваемое сообщение, которое кодируется в передаваемый сигнал. Современные средства вычислительной техники способны обрабатывать различные виды информации: числовую, текстовую, графическую, звуковую. Каждый из видов информации имеет свои способы кодирования для представления внутри ЭВМ. Тем не менее с точки зрения аппаратуры компьютера любая информация – это последовательность сигналов, кодируемая с помощью нулей и единиц. Все вычисления и преобразования информации в компьютере происходят в двоичной системе счисления. Кодирование – это представление информации посредством какого-либо алфавита. Декодирование – это расшифровка информации 8
Кодирование символьных данных Для представления текстовой информации используется 256 (или 28) различных символов. Информационный вес каждого символа равен 8 битам или 1 байту. Для двоичного кодирования одного символа требуется 1 байт, или 8 двоичных разрядов. Двоичный код каждого конкретного символа определяется кодовой таблицей. В персональных компьютерах и телекоммуникационных системах применяется международный байтовый код ASCII (American Standard Code for Information Interchange – стандартный код информационного обмена США), используется для внутреннего представления символьной информации. Система кодирования Unicode (универсальная – международный стандарт кодировки) основана на 16 -ти разрядном кодировании символов. Для представления каждого символа в нем отводится 2 байта. В системе кодирования Unicode все текстовые документы автоматически становятся вдвое длиннее. 9
Обозначения для измерения количества информации: Объем информации, необходимый для запоминания одного символа ASCII называется 1 байт 1 бит = 1 разряд (может принимать значение 0 или 1) 1 байт = 8 бит 1 килобайт (кбайт) = 1024 байта = 210 байт; 1 мегабайт (Мбайт) = 1024 кбайт = 220 байт; 1 гигабайт (Гбайт) = 1024 Мбайт = 230 байт; 1 терабайт (Тбайт) = 1024 Гбайт = 240 байт. 1 петабайт (Пбайт)=1024 Тбайт = 250 байт. 1 эксабайт (Эбайт)=1024 Пбайт = 260 байт. 1 зеттабайт (ЗБайт)=1024 Эбайт = 270 байт. 1 йоттабайт (Йбайт)=1024 Збайт = 280 байт. Скорость передачи информации по линиям связи измеряется в бодах. 1 бод = 1 бит/сек. (например, если пропускная способность устройства составляет 28 Килобод, означает, что с его помощью можно передать по линии связи около 28 тысяч нулей и единиц за одну секунду). 10
Кодирование графической информации Существует два способа представления графической информации: • растровая (пиксельная); • векторная. Форму представления на экране дисплея графического изображения, состоящего из отдельных точек (пикселей), называют растровой. Минимальным объектом в растровом графическом редакторе является точка. Растровый графический редактор предназначен для создания рисунков, диаграмм. Распространенная разрешающая способность монитора 800× 600=480 000 точек. 1 пиксель черно-белого экрана кодируется 1 битом информации. Основными элементами векторной графики являются простые геометрические фигуры. Простейшие элементы, из которых состоит векторное изображение, называются примитивами (точки, отрезки, квадрат, окружность, прямоугольник, эллипс и т. д. ). Совокупность фигур и отрезков может изображать какой-то объект, который тоже может иметь определенные параметры. 11
Кодирование звуковой информации Если представить звуковой сигнал в виде графика, то он будет иметь форму непрерывно быстроизменяющейся во времени кривой линии. Для записи и обработки аналогового сигнала с выхода микрофона осуществляется его оцифровка с помощью аналого-цифрового преобразователя. Множество отдельных компаний разработали свои корпоративные стандарты, но среди них можно выделить два основных направления. 12
Задание на СРС: 1. Измерение и представление информации. Задание на СРСП: 1. Классификация и кодирование информации. 13
Скачать презентацию Министерство образования и науки Республики Казахстан Казахская головная
Информатика Лекция 1.pptx