Введение.
Вопросы для изучения 1. 2. 3. 4. 5. Цели и задачи курса Роль информации и средств ее обработки Предмет и содержание дисциплины, ее связь с другими дисциплинами. Основные понятия Структура современной информатики.
1. 1 Цели и задачи курса Целью преподавания дисциплины является формирование необходимых знаний для использования современных базовых компьютерных технологий в качестве инструмента решения практических задач в своей предметной области, а также изучение современных методов постановки, алгоритмизации, программирования и решения задач с применением средств вычислительной техники.
Студент изучивший дисциплину должен знать: технические и программные средства реализации информационных процессов; - современное сервисное и системное программное обеспечение ПЭВМ; - назначение и структуру средств вычислительной техники (на примере ПЭВМ); - основы алгоритмизации задач; - базовые элементы программирования на алгоритмическом языке; - принципы работы в текстовых и графических редакторах, электронных таблицах, базах данных; - технологии применения стандартных программ для компьютерного моделирования технических задач
Студент изучивший дисциплину должен уметь: ставить прикладные задачи, строить их матмодели, разрабатывать алгоритмы реализовывать построенный алгоритм в виде собственной программы на алгоритмическом языке для решения профессиональных задач работать с программными средствами общего назначения и реализовывать разработанные программные комплексы.
Студент изучивший дисциплину должен владеть: - навыками самостоятельной постановки прикладных задач; - методами компьютерного моделирования технических систем и технологических процессов; - методами программирования, использования стандартных программ для решения задач профессиональной деятельности.
Основная литература
1. 2 Роль информации и средств ее обработки в развитии общества В 20 веке лавинообразный поток информации хлынул на человека, не давая ему возможности воспринять эту информацию в полной мере. В ежедневно появляющемся новом потоке информации ориентироваться становилось все труднее. Выгоднее стало создавать новый материальный или интеллектуальный продукт, нежели вести розыск аналога, сделанного ранее. Образование больших потоков информации обусловливается: • чрезвычайно быстрым ростом числа документов и т. п. , в которых излагаются результаты научных исследований и опытно-конструкторских работ; • постоянно увеличивающимся числом периодических изданий по разным областям человеческой деятельности; • появлением разнообразных данных (метеорологических, геофизических, медицинских, экономических и др).
Как результат - наступает информационный кризис (взрыв), который имеет следующие проявления: • появляются противоречия между ограниченными возможностями человека по восприятию и переработке информации и существующими мощными потоками и массивами хранящейся информации. Так, например, общая сумма знаний менялась вначале очень медленно, но уже с 1900 г. она удваивалась каждые 50 лет, к 1950 г. удвоение происходило каждые 10 лет, к 1970 г. - уже каждые 5 лет, с 1990 г. - ежегодно; • существует большое количество избыточной информации, которая затрудняет восприятие полезной для потребителя информации; • возникают определенные экономические, политические и другие социальные барьеры, которые препятствуют распространению информации. Например, по причине соблюдения секретности часто необходимой информацией не могут воспользоваться работники разных ведомств.
Эти причины породили парадоксальную ситуацию - в мире накоплен громадный информационный потенциал, но люди не могут им воспользоваться в полном объеме в силу ограниченности своих возможностей. Информационный кризис поставил общество перед необходимостью поиска путей выхода из создавшегося положения. Внедрение ЭВМ, современных средств переработки и передачи информации в различные сферы деятельности послужило началом нового эволюционного процесса, называемого информатизацией, в развитии человеческого общества, находящегося на этапе индустриального развития. 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.
Информатизация обеспечит переход общества от индустриального этапа развития к информационному. По сравнению с индустриальным обществом, где все направлено на производство и потребление товаров, в информационном обществе производится и потребляется интеллект, знания, что приводит к увеличению доли умственного труда. От человека потребуется способность к творчеству, возрастет спрос на знания. В ходе своего развития человеческое общество прошло через пять информационных революций: первая из них была связана с введение языка, вторая – письменности, третья – книгопечатания, четвертая – телесвязи, пятая – информационная. Высшей формой информации являются знания.
Информационная культура –умение целенаправленно работать с информацией и использовать для ее получения, обработки и передачи компьютерную информационную технологию, современные технологические средства и методы. Информационная культура проявляется в следующих аспектах: - конкретные навыки по использованию технических средств; - умение использовать множество программных продуктов; - умение извлекать информацию из различных источников и ее эффективно пользоваться; - владение основами аналитической переработки информации; - умение работать с различной информацией; - знание особенностей информационных потоков в своей области деятельности.
Черты информационного общества: - решена проблема информационного кризиса; - обеспечен приоритет информации по сравнению с другими ресурсами; - главной формой развития станет информационная экономика; - в основу общества заложены автоматическое использование данных; - информационная технология приобретет глобальный характер; - формируется информационное единство всей человеческой цивилизации; - реализован доступ каждого человека к информационным ресурсам всей цивилизации; - реализован гуманистический принцип управления обществом и воздействия на окружающую среду. Ближе всего на пути к информационному обществу стоят страны с развитой информационной индустрией – США, Япония, Англия, Германия, страны Западной Европы.
1. 3 Предмет и содержание дисциплины, ее связь с другими дисциплинами Информатика - это наука, сложившаяся сравнительно недавно. Ее развитие связано с появлением в середине ХХ века электронно вычислительных машин, которые явились мощными универсальными средствами для хранения, обработки и передачи информации. Термин "информатика" образован из двух слов: информация и автоматика. Появление информатики обусловлено возникновением и распространением новых технологий сбора, обработки и передачи информации, связанной с фиксацией данных на машинных носителях.
Информатика - это комплексная, научная дисциплина, которая систематизирует приемы создания, хранения, воспроизведения, обработки и передачи данных средствами вычислительной техники, а также принципы функционирования этих средств и методы управления ними. Информатика — очень широкая сфера научных знаний, возникшая на стыке нескольких фундаментальных и прикладных дисциплин.
Информатика связана с: философией и психологией — через учение об информации и теории познания; математикой — через теорию математического моделирования, дискретную математику, математическую логику и теорию алгоритмов; лингвистикой — через учение о формальных языках и о знаковых системах; кибернетикой — через теорию информации и теорию управления; физикой и химией, электроникой и радиотехникой — через «материальную» часть компьютера и информационных систем.
Информация - это совокупность сведений (данных), которая воспринимается из окружающей среды (входная информация), выдается в окружающую среду (выходная информация) или сохраняется внутри определенной системы. С понятием информации связаны такие понятия, как сигнал, сообщение и данные. Сигнал — представляет собой любой процесс, несущий информацию. Сообщение — это информация, представленная в определенной форме и предназначенная для передачи. Данные — это информация, представленная в формализованном виде и предназначенная для обработки ее техническими средствами.
Информационная система - взаимосвязанная совокупность средств и методов используемая для сохранения, обработки и выдачи информации с целью решения конкретной задачи. В работе информационной системы можно выделить следующие этапы: сбор данных - накопление информации с целью обеспечения достаточной полноты для принятия решения; формализация данных - приведение данных, которые поступают из разных источников к единой форме; фильтрация данных - устранение лишних данных; сортировка данных - приведение в порядок с целью удобства использования; архивация данных – сохранение удобной и доступной форме; защита данных - комплекс мер, направленных на предотвращение потерь данных;
транспортирование данных - прием и передача данных между отдаленными пользователями информационного процесса. преобразование данных - преобразование данных с одной формы в другую, или с одной структуры в другую, или изменение типа носителя. Обработка информации – получение одних информационных объектов из других информационных объектов путем выполнения некоторых алгоритмов. Средства обработки информации — это всевозможные устройства и системы, созданные для обработки информации.
Информационными объектами – предметы, процессы, явления материального или нематериального свойства, рассматриваемые с точки зрения их информационных свойств. Информационные ресурсы – это идеи человечества и указания по их реализации, накопленные в форме, позволяющей их воспроизводство (книги, статьи, патенты, диссертации, научноисследовательская и опытно-конструкторская документация, и др. ) Информационная технология — это совокупность методов и устройств, используемых людьми для обработки информации. Компьютер (ЭВМ) – устройство для преобразования информации посредством выполнения программной последовательности операций.
Информатику обычно представляют состоящей из следующих частей (рисунок 1. 1): технические средства; программные средства; алгоритмические средства. Технические средства (hardware), аппаратные средства вычислительной техники. Программные средства (software), программное обеспечение вычислительной техники, указывает на способность программного обеспечения модифицироваться, приспосабливаться, развиваться. Алгоритмические средства необходимы для разработки четких и понятных шагов решения задач информатики и изучения методов и приемов построения алгоритмов. Эти части могут быть использованы для реализации различных задач (рисунок 1. 1) народного хозяйства и обеспечения информационных процессов.
Рисунок 1. 1 - Структура информатики
Возможность и эффективность использования информации обусловливается такими основными ее потребительскими показателями качества, как Репрезентативность информации связана с правильностью ее отбора и формирования в целях адекватного отражения свойств объекта. Содержательность информации отражает семантическую емкость, равную отношению количества семантической информации в сообщении к объему обрабатываемых данных, т. е. C=Ic/Vд. Достаточность (полнота) информации означает, что она содержит минимальный, но достаточный для принятия правильного решения состав (набор показателей).
Актуальность информации определяется степенью сохранения ценности информации в момент ее использования. Своевременность информации означает ее поступление не позже заранее назначенного момента времени, согласованного со временем решения поставленной задачи. Точность информации определяется степенью близости получаемой информации к реальному состоянию объекта, процесса, явления и т. п. Достоверность информации определяется ее свойством отражать реально существующие объекты с необходимой точностью. Устойчивость информации отражает ее способность реагировать на изменения исходных данных без нарушения необходимой точности.