Учебно-методические материалы • Информатика. Курс лекций по разделу учебной программы «ЭВМ- устройство для приема, обработки, хранения и выдачи информации» / Л. В. Борткова, Т. Е. Заборская. - Омск: СИБГУФК, 2005. -32 с • Константинов А. В. Информатика. Конспект лекций/пособие для подготовки к экзаменам для студентов всех форм обучения. -Ростов-на-дону: Феникс, 2004. -187 с. • Информатика: Учебник/ Б. В. Соболь, А. Б. Галин, Ю. В. Панов, Е. В. Рашидова, Н. Н. Садовой. -Ростов н/Д: Феникс, 2005. -448 с. • Заборская Т. Е. Алгоритмы. Язык Pascal и основы программирования в Delphi/ Учебное пособие по информатике для студентов -Омск: СИБГУФК, 2005. -30 с.
Раздел 1. Информация. Информатика. Тема 1. Понятие информации. Информационные процессы. Латинское informatio – означает “разъяснение, осведомление, изложение”. Информация – отражение предметного мира с помощью знаков (буквы, цифры) и сигналов (звуковых, световых, электрических). Сигналы, зарегистрированные на материальном носителе (например в компьютере) называются данными.
Формирование информации. Взаимодействия Объект (тела, поля) Регистрация сигналовфизический процесс Сигналы Данные Методы Информация Чтобы получить информацию, имея данные, необходимо к ним применить методы, которые преобразуют данные в понятия, воспринимаемые человеческим сознанием. Например: хранящийся в памяти компьютера текст на русском языке (в двоичных кодах, в цифровом виде)- это данные. После того, как мы распечатаем этот текст (применим метод распечатки) и сможем его прочитать - мы получаем информацию.
Свойства информации. Дуализм информации (двойственность). Например, два человека читают одну и ту же книгу и получают подчас весьма разную информацию. Достоверность информации. Соответствие информации реальному объекту с необходимой точностью. Адекватность информации. Соответствие создаваемого с помощью информации образа реальному объекту. Доступность информации. Возможность получения информации при необходимости. Актуальность информации. Информация актуальная сегодня, может стать совершенно ненужной по истечении некоторого времени. Полнота информации. Полученной информации должно быть достаточно для принятия решений.
Информационные процессы. Сбор данных – деятельность субъекта по накоплению данных с целью обеспечения достаточной полноты. Передача данных- процесс обмена данными. Хранение данных - поддержание данных в форме, постоянно готовой к выдаче их потребителю. Обработка данных – процесс преобразования информации от исходной ее формы до определенного результата.
Информатика Термин «информатика» получил распространение с середины 80 -х годов прошлого века. Информатика- это наука об информации. В англоязычных странах эта наука называется Computer Science –наука о компьютерах. Информатика – наука, изучающая законы и методы накопления, обработки и представления информации (с использованием компьютера). Термин информатика появился на свет благодаря развитию вычислительной техники, и поначалу под ним понималась наука о вычислениях. Компьютер (от англ. Соmputer - считать, вычислять)устройство, предназначенное для передачи, накопления и переработки информации.
Тема 2. Представление (кодирование) данных. Хранение данных. Данные хранятся на дисках или в микросхемах оперативной памяти компьютера и представляется последовательностью двух цифр: О и 1. В оперативной памяти числа 1 или 0 – это определенные состояния электронных компонентов (1 -включено, 0 -выключено). На диске (1 -намагниченный участок поверхности, 0 –не намагниченный участок поверхности). Форма представления данных в компьютере – двоичное кодирование.
Единицы представления, измерения и хранения данных За единицу информации в компьютере принят один бит, который может принимать значения 1 или 0. Восемь битов составляют байт. 1 Кбайт (один килобайт) = 210 байт = 1024 байт; 1 Мбайт (один мегабайт) = 210 Кбайт = 1024 Кбайт; 1 Гбайт (один гигабайт) = 210 Мбайт = 1024 Мбайт.
Современные компьютеры могут работать с пятью видами информации: 1. Числовой (числа). 2. Текстовой (буквы, слова, предложения, тексты). 3. Графической (картинки, рисунки, чертежи). 4. Звуковой (музыка, речь, звуки). 5. Видеоинформацией (видеофильмы, мультфильмы, кинофильмы).
Представление числовых данных в двоичных кодах Десятичное число Двоичное число Шестнадцатеричное число 0 0000 0 18 10010 22 1 0001 1 … … … 2 0010 2 193 1100 0001 C 1 3 0011 3 194 1100 0010 C 2 4 0100 4 … … … 5 0101 5 254 1111 1110 FE 6 0110 6 255 1111 FF 7 0111 7 8 1000 8 9 1001 9 10 1010 A 11 1011 B 12 1100 C 13 1101 D 14 1110 E 15 1111 F 16 10000 20 17 10001 21 Целые числа от 256 до 65536 представляются в двухбайтовых ячейках. Для вывода на экран содержимого оперативной памяти, достаточно запустить программу debug. exe. Указать раздел оперативной памяти, например: -d 0000: 0000
Представление символьных (текстовых) данных в двоичных кодах В одном байте можно закодировать один символ. Символ –это любая буква латинская или русская, цифра, знак препинания и т. д. , которые есть на клавиатуре. Всего существует 256 различных байтов ( от 0000 до 1111), что позволяет закодировать 256 символов. В каждой строке книги стандартного формата содержится примерно 60 символов (60 байт). На странице текста помещается в среднем 2500 символов. 1 Мбайт - это примерно 400 страниц, а 1 Гбайт -400 тыс. страниц.
Пример кодировки некоторых символов. Символ Десятичное число Двоичное число Шестнадцатеричное число 0 48 0011 0000 30 1 49 0011 0001 31 … … 9 57 0011 1001 39 А (латинская буква) 65 0100 0001 41 B 66 0100 0010 42 … … Z 122 0111 1010 7 А … … А (буква кириллицы) 192 1100 0000 С 0 Б 193 1100 0001 С 1 В 194 1100 0010 С 2 … … Я 255 1111 FF Пример: буква Б имеет код 11000001 (193), чтобы в этом убедиться можно набрать в текстовом редакторе код 0193, удерживая клавишу Alt
Представление звуковых данных в двоичных кодах. Звуковой сигнал преобразуется в электрический аналог звука с помощью микрофона. Чтобы перевести его в цифровой код необходимо использовать аналого-цифровой преобразователь (АЦП). При воспроизведении происходит обратное преобразование – цифро-аналоговое (ЦАП). (Преобразователи находятся в звуковой карте компьютера). Например: нота «ля» , преобразованная с помощью АЦП получает код 11000001 (193).
Представление графических данных в двоичных кодах. Существуют два способа представления изображения: -векторная графика -графические объекты создаются как совокупности линий, векторов, точек; -растровая графика -графические объекты формируются в виде множества точек (пикселей) разных цветов и разных яркостей, распределенных по строкам и столбцам. Пиксель - минимальный элемент изображения на экране монитора, создаваемый видеоадаптером (видеокарта). Имеет форму прямоугольника или квадрата.
Три режима представления цветной графики 1) Полноцветный режим True Colorобеспечивает распознавание 16, 7 млн цветов. Для кодирования одной точки используется 3 байта. Если экран монитора имеет растр 800*600 точек, то изображение займет 1 440 000 байт. 2) Режим High Color- обеспечивает распознавание 65. 5 тысяч цветов. Для кодирования одной точки используется 2 байта. 3) Индексный режим обеспечивает распознавание 256 цветов. Для кодирования одной точки используется 1 байт. Например: байт 11000001 (193) –светло серая точка.
Три закона смешения цветов (по Грасману) 1. Закон трехмерности -любой цвет может быть представлен комбинацией трех основных цветов (красный, зеленый, синий). 2. Закон непрерывности -к любому цвету можно подобрать бесконечно близкий. 3. Закон аддитивности -цвет смеси зависит только от цвета составляющих. Представление видео данных в двоичных кодах. Каждый кадр – это графические данные. Например: байт 11000001 (193) -светло-серая точка.
Структуры данных Оперативная память Линейная структура данных (список) –это упорядоченная структура, в котором адрес данного определяется его номером (индексом). Табличная структура данных– это упорядоченная структура, в которой адрес данного определяется двумя числами – номером строки и номером столбца на пересечении которых находится ячейка с искомым элементом. А(1) Иванов А(2) Петров Х(1, 1) Х(1, 2) 4 3 Х(2, 1) Х(2, 2) Х(2, 3) 11 2 8 Х(3, 1) Х(3, 2) Х(3, 3) 4 1 2, 8 А(3) Сидоров Х(1, 3) 7, 2 А(4) Орлов Х(1, 4) 3 Х(2, 4) 9 Х(3, 4) 0
Иерархическая структура (дерево)–в ней адрес каждого элемента определяется маршрутом доступа (указывается путь). РоссияОмскПушкинад. 5 Введение нового элемента не нарушает структуры дерева. Россия Саратов Горького Строителей Омск Мира Пушкина Иркутск Маркса Волконского
Хранение данных При хранении данных решается две задачи: -как сохранить данные; -как обеспечить быстрый удобный доступ к ним. Единицей хранения данных является объект переменной длины, называемый файлом. Файл -поименованная последовательность байтов, записанная на жесткий или гибкий магнитный диск. В файлах могут храниться тексты программ, документы, готовые к выполнению программы и любые другие данные. Файлы разделяются на две категории – текстовые и двоичные. Текстовые файлы предназначены для чтения человеком. Файлы не являющиеся текстовыми называются двоичными.
Имена файлов. В имени файла можно использовать не более 256 символов. У имени может быть расширение, в котором хранятся сведения о типе данных (текстовые, графические, звуковые). По расширению можно определить с помощью какой программы файл был создан. Расширение начинается с точки, за которой следуют от 1 до 4 символов. Примеры имен файлов с различными расширениями Файлы в которых содержатся программы, записанные машинными двоичными кодами. Statist. exe Command. com компьютерная программа, которую можно запускать программа служебного назначения
Файлы, которые можно только открывать, читать, просматривать и записывать, но нельзя запускать. Paper. doc файл, созданный текстовым редактором Word Флаг. jpg файл, созданный графическим редактором Paint Таблица 1. xls файл, созданный в табличном процессоре Excel Вальс. wav музыкальный файл Зоопарк. avi файл, содержащий видеоролик Tb. rar архивный файл Tb. hlp справочный файл Statist. bas текст программы, записанной на языке программирования Basic
Скачать презентацию Учебно-методические материалы Информатика Курс лекций по разделу
Лекция1ИнфФай(2007).ppt